JPH05168298A - マイクロ水車発電設備 - Google Patents
マイクロ水車発電設備Info
- Publication number
- JPH05168298A JPH05168298A JP3351910A JP35191091A JPH05168298A JP H05168298 A JPH05168298 A JP H05168298A JP 3351910 A JP3351910 A JP 3351910A JP 35191091 A JP35191091 A JP 35191091A JP H05168298 A JPH05168298 A JP H05168298A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- load
- turbine
- water turbine
- generator
- frequency
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
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- Control Of Eletrric Generators (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 マイクロ水車又はミニ水車による発電設備に
おいて、制御機構が簡単で安価かつ応答性のよい制御方
式を提供すること。 【構成】 マイクロ水車又はミニ水車１により駆動され
る発電機に三相同期型発電機２を採用し、該発電機２と
需要側負荷３とを接続する三相電源回路４に周波数変換
器７（コンバータ５／インバータ６）を設置し、この周
波数変換器７の上流側に自動電圧調整器８を取付けたも
の。
おいて、制御機構が簡単で安価かつ応答性のよい制御方
式を提供すること。 【構成】 マイクロ水車又はミニ水車１により駆動され
る発電機に三相同期型発電機２を採用し、該発電機２と
需要側負荷３とを接続する三相電源回路４に周波数変換
器７（コンバータ５／インバータ６）を設置し、この周
波数変換器７の上流側に自動電圧調整器８を取付けたも
の。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はマイクロ水車又はミニ水
車による発電設備に関し、特にその発電出力を負荷の変
動に応じて制御できる発電設備に関する。
車による発電設備に関し、特にその発電出力を負荷の変
動に応じて制御できる発電設備に関する。
【０００２】
【従来の技術】マイクロ水車又はミニ水車による発電設
備は出力が数ＫＷから数百ＫＷのもので、装置は潅漑用
水や河川水で駆動される水車と三相交流発電機とで構成
されており、発電機は回転数を一定に保つ負荷に接続さ
れている。
備は出力が数ＫＷから数百ＫＷのもので、装置は潅漑用
水や河川水で駆動される水車と三相交流発電機とで構成
されており、発電機は回転数を一定に保つ負荷に接続さ
れている。
【０００３】水車発電設備の負荷の多くは、家庭用であ
って、昼夜の別及び日中の時間帯で著しく異なる。この
負荷の変動に対応するため、従来の発電設備の制御方式
としては、流量調整を行うためのガイドベーンが装備さ
れていて、負荷変動に対しガイドベーンの開閉を行って
流量を調整し、発電出力を調整し、負荷と出力とのバラ
ンスを取り、水車発電機周波数を所定の値（５０Ｈｚ又
は６０Ｈｚ）に保つものや、発電機と負荷とを結ぶ三相
回路にヒータによるダミー負荷を設け、負荷の変動に応
じてダミー負荷を発生させて、発電機出力が需要側負荷
とダミー負荷との和に等しくなる関係を保つようにし
て、水車発電機周波数を所定の値に制御する方式のもの
などがあるが、いずれも水車発電機の回転数を一定とす
る周波数一定制御方式のものが採用されている。
って、昼夜の別及び日中の時間帯で著しく異なる。この
負荷の変動に対応するため、従来の発電設備の制御方式
としては、流量調整を行うためのガイドベーンが装備さ
れていて、負荷変動に対しガイドベーンの開閉を行って
流量を調整し、発電出力を調整し、負荷と出力とのバラ
ンスを取り、水車発電機周波数を所定の値（５０Ｈｚ又
は６０Ｈｚ）に保つものや、発電機と負荷とを結ぶ三相
回路にヒータによるダミー負荷を設け、負荷の変動に応
じてダミー負荷を発生させて、発電機出力が需要側負荷
とダミー負荷との和に等しくなる関係を保つようにし
て、水車発電機周波数を所定の値に制御する方式のもの
などがあるが、いずれも水車発電機の回転数を一定とす
る周波数一定制御方式のものが採用されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来の流量調整方式に
よる周波数一定制御又はダミー負荷方式による水車発電
機周波数一定制御においては、負荷変化により発電機出
力と負荷との間にアンバランスが生じ、回転数（周波
数）に変化が生ずる。
よる周波数一定制御又はダミー負荷方式による水車発電
機周波数一定制御においては、負荷変化により発電機出
力と負荷との間にアンバランスが生じ、回転数（周波
数）に変化が生ずる。
【０００５】この回転数の変化を瞬時に所定の周波数
（５０／６０Ｈｚ）に制御するためには、周波数を検出
し、瞬時にアンバランス分に相当するだけの流量絞り又
はダミー負荷を発生させる必要がある。従って、回転数
と連動した周波数を検出する必要があること、流量絞り
機構が必要なこと或いはダミー負荷作成用ヒータ装置が
必要なこと、瞬時に対応するための電力調整器が必要な
ことなど、制御機構が極めて複雑且つ高価になる。本発
明はこの欠点を解消するためになされたものである。
（５０／６０Ｈｚ）に制御するためには、周波数を検出
し、瞬時にアンバランス分に相当するだけの流量絞り又
はダミー負荷を発生させる必要がある。従って、回転数
と連動した周波数を検出する必要があること、流量絞り
機構が必要なこと或いはダミー負荷作成用ヒータ装置が
必要なこと、瞬時に対応するための電力調整器が必要な
ことなど、制御機構が極めて複雑且つ高価になる。本発
明はこの欠点を解消するためになされたものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、マイク
ロ水車によって駆動される三相同期型発電機と、この三
相同期型発電機と需要側負荷とを接続する三相電源回路
に設置された周波数変換器と、この周波数変換器の上流
側の三相電源回路に設置された電圧調整器とを備えたも
のとしている。
ロ水車によって駆動される三相同期型発電機と、この三
相同期型発電機と需要側負荷とを接続する三相電源回路
に設置された周波数変換器と、この周波数変換器の上流
側の三相電源回路に設置された電圧調整器とを備えたも
のとしている。
【０００７】
【作用】上記手段によれば、負荷が変動すると、発電機
の回転数及び出力が変化するが、電圧は電圧調整器によ
り一定に保たれ、更に周波数変換器にて一定の周波数に
変換されて、負荷には一定の周波数及び電圧が供給され
ることになる。
の回転数及び出力が変化するが、電圧は電圧調整器によ
り一定に保たれ、更に周波数変換器にて一定の周波数に
変換されて、負荷には一定の周波数及び電圧が供給され
ることになる。
【０００８】
【実施例】以下図１及び図２に例示した本発明の好適な
実施例について詳述する。ここで、図１は本発明による
マイクロ水車発電設備の制御系統図であり、図２は本発
明によるマイクロ水車発電設備の作用を例示した図であ
る。なお、本発明はマイクロ水車による発電設備につい
て説明するが、水車の寸法及び出力が多少大きいという
違いだけしかないミニ水車による発電設備も含むもので
あり、マイクロ水車を代表例としたに過ぎないものであ
ることに注意すべきである。
実施例について詳述する。ここで、図１は本発明による
マイクロ水車発電設備の制御系統図であり、図２は本発
明によるマイクロ水車発電設備の作用を例示した図であ
る。なお、本発明はマイクロ水車による発電設備につい
て説明するが、水車の寸法及び出力が多少大きいという
違いだけしかないミニ水車による発電設備も含むもので
あり、マイクロ水車を代表例としたに過ぎないものであ
ることに注意すべきである。
【０００９】図１において、符号１は水車であり、この
水車１によって駆動される三相同期型発電機２と電力需
要側の負荷３とは三相電源回路４によって接続されてい
る。この三相電源回路４には、コンバータ５及びインバ
ータ６から成る周波数変換器７が介装されている。周波
数変換器７の上流側には水車発電機の周波数が変化して
も電圧を絶えず一定に制御する自動電圧調整器８、発電
出力を確認するための電圧計９、電流計１０及び発電機
回転数を知っておくための周波数計１１と、漏電ブレー
カ１２とが取り付けられている。
水車１によって駆動される三相同期型発電機２と電力需
要側の負荷３とは三相電源回路４によって接続されてい
る。この三相電源回路４には、コンバータ５及びインバ
ータ６から成る周波数変換器７が介装されている。周波
数変換器７の上流側には水車発電機の周波数が変化して
も電圧を絶えず一定に制御する自動電圧調整器８、発電
出力を確認するための電圧計９、電流計１０及び発電機
回転数を知っておくための周波数計１１と、漏電ブレー
カ１２とが取り付けられている。
【００１０】図２は本発電設備の作用を示す一例であ
り、水車１による三相同期型発電機２の発電出力が定格
時５０Ｈｚで１０ＫＷのＡ点であり、需要側の負荷３と
バランスしているとし、負荷３が５ＫＷに変動すると水
車１の回転数は上昇し、水車１は効率の悪いＢ点に運転
点を移し、負荷３にバランスした出力となることを示し
ている。また、深夜等の負荷が０ＫＷとなると水車回転
数は最大回転数となり定格の２倍となることを示してい
る。この時の水車１は無拘束の運転状態となり、水車の
出力も０ＫＷとなり、自然（水）エネルギを全て水車の
損失として放出していることになる。
り、水車１による三相同期型発電機２の発電出力が定格
時５０Ｈｚで１０ＫＷのＡ点であり、需要側の負荷３と
バランスしているとし、負荷３が５ＫＷに変動すると水
車１の回転数は上昇し、水車１は効率の悪いＢ点に運転
点を移し、負荷３にバランスした出力となることを示し
ている。また、深夜等の負荷が０ＫＷとなると水車回転
数は最大回転数となり定格の２倍となることを示してい
る。この時の水車１は無拘束の運転状態となり、水車の
出力も０ＫＷとなり、自然（水）エネルギを全て水車の
損失として放出していることになる。
【００１１】図２に示したように、水車発電出力５０Ｈ
ｚで１０ＫＷが負荷バランス時の状態にあるとする。こ
こで、負荷が５ＫＷに変動したとすると、水車回転数は
上昇し、水車１の効率は悪い点に移動し、出力が低下し
て負荷３とバランスすることになる。これにより、周波
数変換器７に入力される発電出力の周波数は所定の周波
数から高い方へ変化する。しかし、この出力はコンバー
タ５により、電流、電圧が直流に変換され、再びインバ
ータ６により所定の周波数の交流に変換されて出力され
る。その結果、負荷には、絶えず一定の周波数及び電圧
の出力が供給されることになる。
ｚで１０ＫＷが負荷バランス時の状態にあるとする。こ
こで、負荷が５ＫＷに変動したとすると、水車回転数は
上昇し、水車１の効率は悪い点に移動し、出力が低下し
て負荷３とバランスすることになる。これにより、周波
数変換器７に入力される発電出力の周波数は所定の周波
数から高い方へ変化する。しかし、この出力はコンバー
タ５により、電流、電圧が直流に変換され、再びインバ
ータ６により所定の周波数の交流に変換されて出力され
る。その結果、負荷には、絶えず一定の周波数及び電圧
の出力が供給されることになる。
【００１２】このように、三相電源回路４に周波数変換
器７を設置したことにより、回転数を一定にせず負荷３
の変動に応じて水車の回転数を変化させるので、回転数
に対する水車効率が移動し、負荷に応じて水車出力とな
る。
器７を設置したことにより、回転数を一定にせず負荷３
の変動に応じて水車の回転数を変化させるので、回転数
に対する水車効率が移動し、負荷に応じて水車出力とな
る。
【００１３】
【発明の効果】本発明によれば、発電機の回転数を一定
にせず負荷に応じて水車発電機の回転数が自由に調整さ
れるので、制御機構が極めて簡素な方式となり、経済的
な方式となる。
にせず負荷に応じて水車発電機の回転数が自由に調整さ
れるので、制御機構が極めて簡素な方式となり、経済的
な方式となる。
【００１４】また、コンバータ／インバータにより、水
車発電機側発生出力が負荷変動に対応できるので、負荷
変動に対する応答性は極めて良好となり、水車発電の制
御方式の信頼性向上に寄与する効果は極めて大きい。
車発電機側発生出力が負荷変動に対応できるので、負荷
変動に対する応答性は極めて良好となり、水車発電の制
御方式の信頼性向上に寄与する効果は極めて大きい。
【図１】本発明によるマイクロ水車発電設備の構成例を
示す系統図である。
示す系統図である。
【図２】本発明によるマイクロ水車発電設備の作用を示
す図である。
す図である。
１ 水車 ２ 三相同期型発電機 ３ 負荷 ４ 三相電源回路 ５ コンバータ ６ インバータ ７ 周波数変換器 ８ 電圧調整器 ９ 電圧計 １０ 電流計 １１ 周波数計 １２ 漏電ブレーカ
Claims (1)
- 【請求項１】マイクロ水車によって駆動される三相同期
型発電機と、この三相同期型発電機と需要側負荷とを接
続する三相電源回路に設置された周波数変換器と、この
周波数変換器の上流側の三相電源回路に設置された電圧
調整器とを備えて成るマイクロ水車発電設備。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3351910A JPH05168298A (ja) | 1991-12-13 | 1991-12-13 | マイクロ水車発電設備 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3351910A JPH05168298A (ja) | 1991-12-13 | 1991-12-13 | マイクロ水車発電設備 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05168298A true JPH05168298A (ja) | 1993-07-02 |
Family
ID=18420453
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3351910A Withdrawn JPH05168298A (ja) | 1991-12-13 | 1991-12-13 | マイクロ水車発電設備 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05168298A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007195334A (ja) * | 2006-01-19 | 2007-08-02 | Hitachi Ltd | 鉄道車両の駆動装置 |
-
1991
- 1991-12-13 JP JP3351910A patent/JPH05168298A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007195334A (ja) * | 2006-01-19 | 2007-08-02 | Hitachi Ltd | 鉄道車両の駆動装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19990311 |