JPH0379552B2 - - Google Patents

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JPH0379552B2
JPH0379552B2 JP61073721A JP7372186A JPH0379552B2 JP H0379552 B2 JPH0379552 B2 JP H0379552B2 JP 61073721 A JP61073721 A JP 61073721A JP 7372186 A JP7372186 A JP 7372186A JP H0379552 B2 JPH0379552 B2 JP H0379552B2
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parallel
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JP61073721A
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English (en)
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JPS62228674A (ja
Inventor
Takeshi Okuyama
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Hitachi Ltd
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Hitachi Ltd
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/20Hydro energy

Landscapes

  • Control Of Water Turbines (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、水車発電機の調速機制御装置に係
り、特に水車発電機が系統側に並列運転する際の
モータリングを防止するのに好適な水車発電機の
調速制御装置に関する。
〔従来の技術〕
従来のこの種の制御装置は、特開昭50−66751
号に記載のように、発電機が系統側と並列運転す
る場合、電圧の偏差、周波数の偏差が所定の制限
以内にあるとき、所定の位相角で、並列運転する
ようになつている。かかる制御装置によれば、一
定の条件で発電機が並列運転できる。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかしながら、上記制御装置は、周波数につい
て揃速装置により所定の制限以内とするのみであ
り、周波数設定器の設定値と、系統側周波数との
一致については、所定の制限範囲内のみの条件で
並列運転していた。すなわち、系統側周波数よ
り、水車発電機の周波数が低い場合における並列
運転については、周波数設定器の設定値と、系統
側周波数との間に偏差が生じるが、このときの電
力の出入りがあるという問題点があつた。
本発明の目的は、水車発電機がモータリング状
態になるのを防止する水車発電機の調速制御装置
を提供することにある。
〔問題点を解決するための手段〕
上記目的を達成し、問題点を解決した本発明
は、調速機と調速機の周波数設定値を可変できる
揃速装置と、系統と発電機出力の周波数の一致を
検出して並列用しや断器の投入をできる同期検出
装置とを備えてなるものにより制御される水車発
電機において、水車発電機が系統側より低い周波
数で系統側に並列したことを検出する検出装置
と、前記同期検出装置により水車発電機の系統側
への並入操作がされると同時に調速機の水車発電
機の周波数設定器の設定値を系統側以上に設定す
る周波数設定値補正手段とから構成されてなるこ
とを特徴とするものである。
〔作用〕
水車発電機の周波数制御において、系統側周波
数より低い周波数で水車発電機が系統側と並列運
転した場合に、水車発電機の周波数設定器の設定
値を、系統と水車発電機が並列運転と同時に、系
統側周波数に一致させて、水車発電機が、モータ
リングの状態になるのを防止する。
〔実施例〕
以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明
する。
第1図は本発明の実施例を示す回路図である。
第1図において、水車1に直結された発電機2
は、並列用しや断器11を介して、系統22へ接
続されている。水車1、発電機2に直結された速
度発信器3により、発電機2の回転速度、すなわ
ち周波数に応じた信号を速度検出器4に与え、増
幅器6、電機/機械変換器7を介して機械変位信
号に変換し、サーボモータ8を操作し、水車1の
流入水量を調整して発電機2の周波数を制御す
る。サーボモータ8の動きは、復原装置9により
フイードバツクされて安定運転をするようになつ
ている。速度信号は、電動機Mによつて駆動され
る可変抵抗器VRとの組み合せからなる周波数設
定器10により、信号合成器5を介して所定の周
波数に制御する。発電機2が系統に並列する場合
の周波数制御は、発電機側計器用変圧器12の信
号と、系統側計器用変圧器13の信号を揃速装置
16により比較し、系統22より発電機2の周波
数が低い場合は、揃速装置上げ信号出力用継電器
17を付勢する。
揃速装置上げ信号用出力継電器17の接点は、
周波数設定器10を駆動し、周波数の設定値を上
げて、発電機2の周波数が上がるよう制御する。
系統22の周波数より、発電機2の周波数が高い
場合は、揃速装置16は、揃速装置下げ信号出力
用継電器18を付勢し、周波数設定器10を下げ
操作して、周波数の設定値を下げ、発電機2の周
波数を下げる。
系統22と発電機2の電圧の偏差、周波数の偏
差が所定の制限値以内、および位相角が所定の値
となれば、同期検出装置14は同期検出装置出力
用継電器15を付勢し、並列用しや断器11を付
勢して、系統22と発電機2を接続し、並列運転
となる。
第2図は発電機の周波数が、系統側周波数より
低い周波数で、発電機と系統が並列運転した場合
を示すタイムチヤートである。
系統の周波数を0とすると、同期検出装置14
は±Δの制限値内に発電機の周波数23が入る
ように、揃速装置16の上げ信号出力25によ
り、周波数設定器の設定値24を上げ操作する。
設定値24の上昇に従つて発電機の周波数23も
上昇し、0−Δ以内に入り、電圧、位相の条件
を満足すれば、同期検出装置14の出力信号26
により発電機2は系統に並列運転をする。このと
き発電機2の周波数は0−Δであり、系統の周
波数0とはΔの周波数差がある。このため、発
電機は周波数を0に一致させるため、系統から電
力29をもらうことになり、モータリングとな
る。
第3図はモータリングのときの速度垂下率を示
す特性図である。発電機が系統に並列する時点で
は、周波数設定器10により速度垂下率27に設
定されている。このときのサーボモータMのスト
ロークは、発電機の周波数0−Δと速度垂下率
27の交点Aであり、サーボモータMのストロー
クはS2となる。系統並列後、発電機は系統の周波
0に一致するが、速度垂下率27は、そのまま
のため、交点Aが交点Cに運転位置が変わり、サ
ーボモータMのストロークはS2からS1の開度まで
閉じる。サーボモータMのストロークS2はS2>S1
であり、水車1は流入水量が低下し、発電機2の
周波数が維持できないためS2−S1に相当する電力
を系統から取ることにより、安定運転とするた
め、発電機2はモータリングとなる。
モータリングを止めるためには、速度垂下率を
発電機2が、系統に並列後、速度垂下率27を速
度垂下率28とすれば、交点Bで運転することに
なり、サーボモータMのストロークは、無負荷に
相当するS2を維持することになり、モータリング
は止まる。しかしながら、揃速装置16は、発電
機2と系統22に周波数の偏差があれば、速度設
定器10を制御して偏差が無くなるようにする
が、発電機2が並列用しや断器11により系統2
2と電気的に接続されるため、発電機2と系統2
2は同一周波数となる。したがつて、揃速装置1
6は、周波数偏差が得られないので、速度設定器
10は、発電機2と系統22が並列した時点で、
揃速装置16からの制御が無くなり、並列前の設
定値が保持されたままとなるため、交点Bで運転
することができない。また、速度設定器10の設
定値を予め、系統側周波数より高目に維持してお
くことは、系統側周波数が変動するため、同期装
置の許容偏差内に入れることができない場合は、
並列用しや断器が付勢されないため、発電運転が
できない。速度設定器を通常の系統周波数の変動
範囲より、高目の設定とし、徐々に設定値を下げ
操作してくる場合は、並列用しや断器11が付さ
れる条件として、周波数の差が許容値以内、電圧
の差が許容値以内、位相が規定値等があり、全て
の条件を満足できなければ、周波数設定値の下げ
操作を継続して行なうため、発電機2の周波数
は、系統側より低くなる。
発電機2の周波数が系統より低くなれば、前述
した並列方法となつて、やはりモータリングとな
る。
また、発電機の周波数が系統より低い場合に、
系統と並列運転することを禁止すると、並列する
機会が少なくなり起動から並列までの時間が長く
なる。
通常の起動から、並列までの時間は決められた
時間内で、完了するのが運用上望ましく、時間が
かかりすぎると、並列渋滞として、事故停止をさ
せている。このため、運用面からは、起動から並
列までの時間を一定値以内とするために、発電機
の周波数が、系統周波数より、高くても、低くて
も、許容値以内で、その他の条件が成立していれ
ば、即、系統側と発電機を並列運転させることが
要求されている。
発電機2が系統側に並列後、出力を即増加させ
るように操作すれば、モータリングをしても、短
かい時間とすることができる。しかしながら、発
電所の立地条件により、放流制限がある場合は、
急激な、放水量の変化を避ける必要があり、起動
から並列までの放水量増加に伴う、下流の水位が
安定するまで、出力の増加ができない場合があ
る。最近の発電所では、既存の水利権を守るた
め、放流制限がより厳しい条件となり、モータリ
ングをしても、出力増加をさせることは、運用
上、できない場合が多い。また、電力の運用上は
決められた時間に電力を供給することが、電力の
安定供給上、好ましく、予め、並列して、待機す
る運用も、多くなつてきている。特に電力を売つ
ている発電所では電力のスケジユールを守るた
め、無負荷のまま、待機させている。モータリン
グ発生したら、逆電力を検出して、逆電力が零に
なるように、制御することも可能であるが、電力
の検出装置、制御する装置が必要となり、また、
逆電力が発生してから補正する制御となるため、
モータリング現象を、予め、防止することはでき
ない。
モータリングを防止するには、発電機と系統が
並列運転した時、発電機が系統より低い周波数で
あることを検出し、発電機と系統の周波数の偏差
分を、発電機と系統の並列直後に、周波数設定器
の設定値を加算すれば、モータリングを防止でき
る。
第4図は本発明の実施例の動作を説明するため
に示すタイムチヤートである。
第1図の揃速上げ信号記憶用継電器19が付勢
されていれば、発電機2は系統22より低い周波
数で系統22と並列することになる。揃速上げ信
号記憶用継電器19の接点と、同期検出装置14
の出力用継電器15の論理和により、周波数偏差
出力用継電器21を付勢して、周波数設定器10
を、発電機2と系統22との周波数偏差に相当す
るΔ分の値を加算した設定値となるように駆動
することにより系統と発電機2、速度設定器の周
波数が一致し、モータリングを防止できる。揃速
装置16の下げ信号出力用継電器18が付勢され
て、系統22に発電機2が並列運転する場合は、
発電機2が系統22より高い周波数で並列する場
合であり、モータリングの現象は生じないので、
周波数設定器10を駆動する必要はなく、揃速上
げ信号記憶用継電器の出力が無くなり、周波数偏
差出力用継電器21は付勢されず、周波数設定器
10は駆動しない。
第4図のタイムチヤートを基に説明すれば、同
期検出装置の出力信号26と同時に、周波数偏差
出力信号30により、周波数設定器の設定値24
は、0−Δから周波数偏差分Δが加算され、周
波数0となり、発電機の周波数設定器の周波数設
定値が一致し、モータリングを防止できる。
〔発明の効果〕
以上述べたように本発明によれば、水車発電機
が系統と並列運転する機会を減らすことなく、発
電機が系統より、低い周波数で並列運転をした場
合にモータリングすることを防止でき、かつ、系
統の安定運転、電力の有効活用に効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例を示す回路図、第2図
はモータリングとなる場合の動作を説明するため
に示すタイムチヤート、第3図はモータリングと
なる場合の動作を説明するために示す速度垂下率
制御図、第4図は本発明の動作を説明するために
示すタイムチヤートである。 1……水車、2……発電機、3……速度信号発
信器、4……速度検出装置、5……信号合成器、
6……増幅器、7……電気/機械変換器、8……
サーボモータ、9……復原装置、10……周波数
設定器、11……並列用しや断器、12……発電
機側計器用変圧器、13……系統側計器用変圧
器、14……同期検出装置、15……同期検出装
置出力用継電器、16……揃速装置、17……揃
速装置上げ信号出力用継電器、18……揃速装置
下げ信号出力用継電器、19……揃速上げ信号記
憶用継電器、20……揃速上げ信号記憶復帰用継
電器、21……周波数偏差出力用継電器、22…
…系統。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 調速機と、調速機の周波数設定値を可変でき
    る揃速装置と、系統と発電機出力の周波数の一致
    を検出して並列用しや断器の投入をできる同期検
    出装置とを備えてなるものにより制御できる水車
    発電機において、水車発電機が系統側より低い周
    波数で系統側に並列したことを検出する検出装置
    と、前記同期検出装置により水車発電機の系統側
    への並入操作がされると同時に調速機の水車発電
    機の周波数設定器の設定値を系統側以上に設定す
    る周波数設定値補正手段とから構成されてなるこ
    とを特徴とする調速制御装置。
JP61073721A 1986-03-31 1986-03-31 水車発電機の調速制御装置 Granted JPS62228674A (ja)

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JP61073721A JPS62228674A (ja) 1986-03-31 1986-03-31 水車発電機の調速制御装置

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JPS62228674A JPS62228674A (ja) 1987-10-07
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