JPH06241158A - 可変速発電装置及び可変速揚水発電装置とそれらの運転制御方法 - Google Patents
可変速発電装置及び可変速揚水発電装置とそれらの運転制御方法Info
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- JPH06241158A JPH06241158A JP5022968A JP2296893A JPH06241158A JP H06241158 A JPH06241158 A JP H06241158A JP 5022968 A JP5022968 A JP 5022968A JP 2296893 A JP2296893 A JP 2296893A JP H06241158 A JPH06241158 A JP H06241158A
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- speed
- variable speed
- energy
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/20—Hydro energy
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- Control Of Water Turbines (AREA)
- Other Liquid Machine Or Engine Such As Wave Power Use (AREA)
- Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 隣接の発電装置または揚水発電装置の負荷遮
断などに起因する水路過渡現象を受けても負荷遮断など
に至ることなく運転を継続することができる。 【構成】 隣接の揚水発電電動機のガイドベーンの急閉
鎖信号Ｓｇが速度低下指令器２１に入力されると、速度
低下指令器２１は速度低下指令値Ｎｌを発生する。この
速度低下指令値Ｎｌはスイッチ２２と加算器２３と速度
リミッタ２４と速度制御器６と出力リミッタ７などを介
してサイクロコンバータ８に送出され、このサイクロコ
ンバータ８は回転速度下限となるような励磁電流を出力
する。これによって、発電電動機２とポンプ水車１と
は、その慣性エネルギを電気エネルギに変換し系統に放
出して回転速度を最下限まで下げる。その後に、水路過
渡現象による水圧上昇が始まると、ポンプ水車１は、水
圧上昇によるエネルギの増加分を慣性エネルギとして吸
収し、回転速度が上昇する。
断などに起因する水路過渡現象を受けても負荷遮断など
に至ることなく運転を継続することができる。 【構成】 隣接の揚水発電電動機のガイドベーンの急閉
鎖信号Ｓｇが速度低下指令器２１に入力されると、速度
低下指令器２１は速度低下指令値Ｎｌを発生する。この
速度低下指令値Ｎｌはスイッチ２２と加算器２３と速度
リミッタ２４と速度制御器６と出力リミッタ７などを介
してサイクロコンバータ８に送出され、このサイクロコ
ンバータ８は回転速度下限となるような励磁電流を出力
する。これによって、発電電動機２とポンプ水車１と
は、その慣性エネルギを電気エネルギに変換し系統に放
出して回転速度を最下限まで下げる。その後に、水路過
渡現象による水圧上昇が始まると、ポンプ水車１は、水
圧上昇によるエネルギの増加分を慣性エネルギとして吸
収し、回転速度が上昇する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、水力発電所に使用され
る可変速発電装置及び可変速揚水発電装置とそれらの運
転制御方法に関する。
る可変速発電装置及び可変速揚水発電装置とそれらの運
転制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】揚水発電所は、回転速度が一定である定
速揚水発電装置が長らく使用されていたが、最近は可変
速揚水発電装置が広く使用されるようになっている。こ
の可変速揚水発電装置は、回転速度が可変であり、揚水
発電の時に電力調整を行うことができる。
速揚水発電装置が長らく使用されていたが、最近は可変
速揚水発電装置が広く使用されるようになっている。こ
の可変速揚水発電装置は、回転速度が可変であり、揚水
発電の時に電力調整を行うことができる。
【０００３】図５は従来の可変速揚水発電装置を概略的
に示したもので、ポンプ水車１には可変速発電電動機２
が連結され、レゾルバ３はこの可変速発電電動機２の回
転速度Ｎを検出する。関数発生器４は、入力された落差
Ｈと発電電動機出力指令値Ｐｏとに基づき、回転速度目
標値Ｎｓを発生する。減算器５は回転速度Ｎと回転速度
目標値Ｎｓとの偏差ΔＮを算出し、この偏差ΔＮは速度
制御器６及び出力リミッタ７を介してサイクロコンバー
タ８に入力される。
に示したもので、ポンプ水車１には可変速発電電動機２
が連結され、レゾルバ３はこの可変速発電電動機２の回
転速度Ｎを検出する。関数発生器４は、入力された落差
Ｈと発電電動機出力指令値Ｐｏとに基づき、回転速度目
標値Ｎｓを発生する。減算器５は回転速度Ｎと回転速度
目標値Ｎｓとの偏差ΔＮを算出し、この偏差ΔＮは速度
制御器６及び出力リミッタ７を介してサイクロコンバー
タ８に入力される。
【０００４】このサイクロコンバータ８は、系統周波数
と回転速度に対する周波数との差分の周波数で交流励磁
電流を発電電動機２に出力する。この交流励磁電流は直
交軸上にｄ軸成分とｑ軸成分に分解することができ、発
電電動機２の有効電力及び無効電力はｑ軸成分及びｄ軸
成分によって夫々制御される。このように、可変速揚水
発電装置は出力指令値Ｐｏに応じて発電電動機２の有効
電力を自在に制御することができ、ポンプ水車１の出力
と発電電動機２の有効電力との釣合いをとることによっ
て速度制御を行う。
と回転速度に対する周波数との差分の周波数で交流励磁
電流を発電電動機２に出力する。この交流励磁電流は直
交軸上にｄ軸成分とｑ軸成分に分解することができ、発
電電動機２の有効電力及び無効電力はｑ軸成分及びｄ軸
成分によって夫々制御される。このように、可変速揚水
発電装置は出力指令値Ｐｏに応じて発電電動機２の有効
電力を自在に制御することができ、ポンプ水車１の出力
と発電電動機２の有効電力との釣合いをとることによっ
て速度制御を行う。
【０００５】また、減算器９は出力指令値Ｐｏと現在の
出力ＰＥとの偏差ΔＰを出力し、この偏差ΔＰはガイド
ベーン制御回路１０を介してガイドベーンサーボ１１に
入力され、このガイドベーンサーボ１１は偏差ΔＰに基
づきポンプ水車１のガイドベーン１２を適正位置に駆動
する。これによって、ポンプ水車１はガイドベーン１２
の位置に応じた出力を発電電動機２に出力する。このよ
うな可変速発電電動機２は、一般に図６に示したように
他の発電電動機１３と共に並置され、これらの可変速発
電電動機２及び発電電動機１３には、上部貯水池１４に
連通された一本の水圧管１５から分岐された複数本の分
岐管１６によって圧力水が導入され、この圧力水は各ケ
ーシング１７に流入して仕事を行った後に、ドラフトチ
ューブ１８から流出する。
出力ＰＥとの偏差ΔＰを出力し、この偏差ΔＰはガイド
ベーン制御回路１０を介してガイドベーンサーボ１１に
入力され、このガイドベーンサーボ１１は偏差ΔＰに基
づきポンプ水車１のガイドベーン１２を適正位置に駆動
する。これによって、ポンプ水車１はガイドベーン１２
の位置に応じた出力を発電電動機２に出力する。このよ
うな可変速発電電動機２は、一般に図６に示したように
他の発電電動機１３と共に並置され、これらの可変速発
電電動機２及び発電電動機１３には、上部貯水池１４に
連通された一本の水圧管１５から分岐された複数本の分
岐管１６によって圧力水が導入され、この圧力水は各ケ
ーシング１７に流入して仕事を行った後に、ドラフトチ
ューブ１８から流出する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところが、従来の可変
速発電装置は、隣接の発電装置が負荷遮断などを起こ
し、水路過渡現象により水圧変動が発生すると、この水
圧変動によって可変速発電装置も負荷遮断を生ずること
があるといった問題が存在した。これを更に詳述する
と、図６に示した隣接の発電装置１３が負荷遮断などを
起こし、図７の時点ｔ１において水路過渡現象が始まる
と、水圧上昇に伴って可変速発電装置はそのポンプ水車
の出力ＰＭが増大する。可変速発電装置はこの増大した
出力ＰＭを吸収することによって回転部の慣性エネルギ
が増大し回転速度Ｎが上昇する。ところが、この水圧上
昇によるエネルギの増加が過大であった場合には、これ
に伴う回転速度Ｎの上昇が可変速発電装置の速度範囲を
逸脱してしまい、時点ｔ２において負荷遮断に至る。
速発電装置は、隣接の発電装置が負荷遮断などを起こ
し、水路過渡現象により水圧変動が発生すると、この水
圧変動によって可変速発電装置も負荷遮断を生ずること
があるといった問題が存在した。これを更に詳述する
と、図６に示した隣接の発電装置１３が負荷遮断などを
起こし、図７の時点ｔ１において水路過渡現象が始まる
と、水圧上昇に伴って可変速発電装置はそのポンプ水車
の出力ＰＭが増大する。可変速発電装置はこの増大した
出力ＰＭを吸収することによって回転部の慣性エネルギ
が増大し回転速度Ｎが上昇する。ところが、この水圧上
昇によるエネルギの増加が過大であった場合には、これ
に伴う回転速度Ｎの上昇が可変速発電装置の速度範囲を
逸脱してしまい、時点ｔ２において負荷遮断に至る。
【０００７】そこで、本発明の目的は隣接の発電装置ま
たは揚水発電装置の負荷遮断などに起因する水路過渡現
象を受けても、負荷遮断などに至ることなく運転を継続
することができる可変速発電装置及び可変速揚水発電装
置とそれらの運転制御方法を提供することにある。
たは揚水発電装置の負荷遮断などに起因する水路過渡現
象を受けても、負荷遮断などに至ることなく運転を継続
することができる可変速発電装置及び可変速揚水発電装
置とそれらの運転制御方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に第１の発明は、上部貯水池に連通された一本の水圧管
から分岐された複数本の分岐管の一つに接続された可変
速発電装置において、上記複数の分岐管の残りに接続さ
れた発電装置のガイドベーンの急閉鎖信号に応じて、上
記ガイドベーンの急閉鎖に起因する圧力上昇の前に回転
部の回転速度を強制的に低下させる速度低下手段を具備
することを特徴とするものである。なお、上記可変速発
電装置は揚水発電装置であってもよく、この場合には上
記速度低下手段は発電運転時に作動される。
に第１の発明は、上部貯水池に連通された一本の水圧管
から分岐された複数本の分岐管の一つに接続された可変
速発電装置において、上記複数の分岐管の残りに接続さ
れた発電装置のガイドベーンの急閉鎖信号に応じて、上
記ガイドベーンの急閉鎖に起因する圧力上昇の前に回転
部の回転速度を強制的に低下させる速度低下手段を具備
することを特徴とするものである。なお、上記可変速発
電装置は揚水発電装置であってもよく、この場合には上
記速度低下手段は発電運転時に作動される。
【０００９】第２の発明は、上部貯水池に連通された一
本の水圧管から分岐された複数本の分岐管の一つに接続
された可変速揚水発電装置において、揚水運転時に上記
複数の分岐管の残りに接続された揚水発電装置のガイド
ベーンの急閉鎖信号に応じて、上記ガイドベーンの急閉
鎖に起因する圧力下降の前に回転部の回転速度を強制的
に上昇させる速度上昇手段を具備することを特徴とする
ものである。
本の水圧管から分岐された複数本の分岐管の一つに接続
された可変速揚水発電装置において、揚水運転時に上記
複数の分岐管の残りに接続された揚水発電装置のガイド
ベーンの急閉鎖信号に応じて、上記ガイドベーンの急閉
鎖に起因する圧力下降の前に回転部の回転速度を強制的
に上昇させる速度上昇手段を具備することを特徴とする
ものである。
【００１０】第３の発明は、上部貯水池に連通された一
本の水圧管から分岐された複数本の分岐管の一つに接続
された可変速発電装置の運転制御方法において、上記複
数の分岐管の残りに接続された発電装置のガイドベーン
の急閉鎖に応じて、水路過渡現象による水圧上昇前に回
転部の回転速度を強制的に低下させて上記回転部の慣性
エネルギを電力エネルギに変換し、上記水圧上昇による
エネルギの増加分を上記回転部の慣性エネルギとして吸
収することを特徴とするものである。なお、上記可変速
発電装置は揚水発電装置であってもよく、この場合には
上記回転部の回転速度の強制低下は発電運転時に行われ
る。
本の水圧管から分岐された複数本の分岐管の一つに接続
された可変速発電装置の運転制御方法において、上記複
数の分岐管の残りに接続された発電装置のガイドベーン
の急閉鎖に応じて、水路過渡現象による水圧上昇前に回
転部の回転速度を強制的に低下させて上記回転部の慣性
エネルギを電力エネルギに変換し、上記水圧上昇による
エネルギの増加分を上記回転部の慣性エネルギとして吸
収することを特徴とするものである。なお、上記可変速
発電装置は揚水発電装置であってもよく、この場合には
上記回転部の回転速度の強制低下は発電運転時に行われ
る。
【００１１】第４の発明は、上部貯水池に連通された一
本の水圧管から分岐された複数本の分岐管の一つに接続
された可変速揚水発電装置の運転制御方法において、揚
水運転時に上記複数の分岐管の残りに接続された揚水発
電装置のガイドベーンの急閉鎖に応じて水路過渡現象に
よる水圧下降前に回転部の回転速度を強制的に上昇させ
て、上記下降前の水圧エネルギを上記回転部の慣性エネ
ルギに変換し、上記水圧下降によるエネルギの不足分を
上記回転部の慣性エネルギで補うことを特徴とするもの
である。
本の水圧管から分岐された複数本の分岐管の一つに接続
された可変速揚水発電装置の運転制御方法において、揚
水運転時に上記複数の分岐管の残りに接続された揚水発
電装置のガイドベーンの急閉鎖に応じて水路過渡現象に
よる水圧下降前に回転部の回転速度を強制的に上昇させ
て、上記下降前の水圧エネルギを上記回転部の慣性エネ
ルギに変換し、上記水圧下降によるエネルギの不足分を
上記回転部の慣性エネルギで補うことを特徴とするもの
である。
【００１２】
【作用】第１及び第３の発明にあっては、隣接の発電装
置のガイドベーンの急閉鎖に応じて、可変速発電装置は
この急閉鎖に起因する水路過渡現象による水圧上昇の前
に回転部の回転速度を強制的に低下させる。この回転速
度の低下によって回転部の慣性エネルギは電力エネルギ
に変換される。この後に、上記水圧上昇によるエネルギ
の増加分は回転部の慣性エネルギとして吸収する。
置のガイドベーンの急閉鎖に応じて、可変速発電装置は
この急閉鎖に起因する水路過渡現象による水圧上昇の前
に回転部の回転速度を強制的に低下させる。この回転速
度の低下によって回転部の慣性エネルギは電力エネルギ
に変換される。この後に、上記水圧上昇によるエネルギ
の増加分は回転部の慣性エネルギとして吸収する。
【００１３】このように可変速発電装置は、隣接の発電
装置の負荷遮断等による水圧上昇の前に水路過渡現象の
開始に伴い、事前に回転部の慣性エネルギを電力エネル
ギへ変換することによって回転速度を低下させた状態で
待機するので、その後の水圧上昇による多大なエネルギ
の増加分を回転部の慣性エネルギとして吸収することが
でき、負荷遮断を起こすことなく運転を継続することが
できる。
装置の負荷遮断等による水圧上昇の前に水路過渡現象の
開始に伴い、事前に回転部の慣性エネルギを電力エネル
ギへ変換することによって回転速度を低下させた状態で
待機するので、その後の水圧上昇による多大なエネルギ
の増加分を回転部の慣性エネルギとして吸収することが
でき、負荷遮断を起こすことなく運転を継続することが
できる。
【００１４】第２及び第４の発明にあっては、可変速揚
水発電装置は、揚水運転時には隣接の揚水発電装置のガ
イドベーンの急閉鎖に応じて、この急閉鎖に起因する水
路過渡現象による水圧下降の前に回転部の回転速度を強
制的に上昇させる。この回転速度の上昇によって下降前
の水圧エネルギは回転部の慣性エネルギに変換される。
この後に、上記水圧下降によるエネルギの不足分は回転
部の慣性エネルギで補われる。
水発電装置は、揚水運転時には隣接の揚水発電装置のガ
イドベーンの急閉鎖に応じて、この急閉鎖に起因する水
路過渡現象による水圧下降の前に回転部の回転速度を強
制的に上昇させる。この回転速度の上昇によって下降前
の水圧エネルギは回転部の慣性エネルギに変換される。
この後に、上記水圧下降によるエネルギの不足分は回転
部の慣性エネルギで補われる。
【００１５】
【実施例】以下に本発明による可変速発電装置及び可変
速揚水発電装置とそれらの運転制御方法の実施例を図５
乃至図７と同部分には同一符号を付して示した図１乃至
図４を参照して説明する。図１は第１実施例の可変速揚
水発電装置を示したもので、分岐管１６には水圧センサ
１９が設置され、この水圧センサ１９は分岐管１６の水
圧が所定値以下に低下したことを検出し、検出出力を発
生する。復帰指令器２０はこの検出出力に応じて復帰信
号を発生する。速度低下指令器２１は、隣接の発電電動
機のガイドベーン急閉鎖信号Ｓｇを受けると、速度低下
指令値Ｎｌを発生する。スイッチ２２は、復帰指令器２
０からの復帰信号が存在しない時には速度低下指令値Ｎ
ｌを加算器２３に伝達し、復帰信号が存在した時には速
度低下指令値Ｎｌの上記伝達を阻止する。
速揚水発電装置とそれらの運転制御方法の実施例を図５
乃至図７と同部分には同一符号を付して示した図１乃至
図４を参照して説明する。図１は第１実施例の可変速揚
水発電装置を示したもので、分岐管１６には水圧センサ
１９が設置され、この水圧センサ１９は分岐管１６の水
圧が所定値以下に低下したことを検出し、検出出力を発
生する。復帰指令器２０はこの検出出力に応じて復帰信
号を発生する。速度低下指令器２１は、隣接の発電電動
機のガイドベーン急閉鎖信号Ｓｇを受けると、速度低下
指令値Ｎｌを発生する。スイッチ２２は、復帰指令器２
０からの復帰信号が存在しない時には速度低下指令値Ｎ
ｌを加算器２３に伝達し、復帰信号が存在した時には速
度低下指令値Ｎｌの上記伝達を阻止する。
【００１６】この加算器２３は関数発生器４からの回転
速度目標値Ｎｓとスイッチ２２からの出力とを加算し、
この加算値を速度リミッタ２４に送出する。即ち加算器
２３は、スイッチ２２が速度低下指令値Ｎｌを出力して
いる時には、回転速度目標値Ｎｓと速度低下指令値Ｎｌ
との加算値を速度リミッタ２４に送出し、他方スイッチ
２２が速度低下指令値Ｎｌを出力していない時には、回
転速度目標値Ｎｓをそのまま速度リミッタ２４に送出す
る。
速度目標値Ｎｓとスイッチ２２からの出力とを加算し、
この加算値を速度リミッタ２４に送出する。即ち加算器
２３は、スイッチ２２が速度低下指令値Ｎｌを出力して
いる時には、回転速度目標値Ｎｓと速度低下指令値Ｎｌ
との加算値を速度リミッタ２４に送出し、他方スイッチ
２２が速度低下指令値Ｎｌを出力していない時には、回
転速度目標値Ｎｓをそのまま速度リミッタ２４に送出す
る。
【００１７】この速度リミッタ２４は、加算器２３の出
力が回転速度目標値Ｎｓと速度低下指令値Ｎｌとの加算
値である時には、回転速度の下限値に対応する下限値出
力を発生し、加算器２３の出力が回転速度目標値Ｎｓで
ある時には、この回転速度目標値Ｎｓに対応した出力を
発生する。この速度リミッタ２４の出力は、減算器５に
入力され、この減算器５は速度リミッタ２４の出力とレ
ゾルバ３からの回転速度Ｎとの偏差を算出する。その他
の構成は図５の構成と同一である。
力が回転速度目標値Ｎｓと速度低下指令値Ｎｌとの加算
値である時には、回転速度の下限値に対応する下限値出
力を発生し、加算器２３の出力が回転速度目標値Ｎｓで
ある時には、この回転速度目標値Ｎｓに対応した出力を
発生する。この速度リミッタ２４の出力は、減算器５に
入力され、この減算器５は速度リミッタ２４の出力とレ
ゾルバ３からの回転速度Ｎとの偏差を算出する。その他
の構成は図５の構成と同一である。
【００１８】次に、この実施例の作用を説明する。可変
速揚水発電装置が定常の発電運転を行っているときに
は、速度低下指令値Ｎｌは発生しないので、図５と同様
の通常の速度制御が行われる。図２に示したように可変
速揚水発電電動機２の出力がＰＥｏで、ポンプ水車１の
出力がＰＭｏで、回転速度がＮｏで運転している時に、
時刻ｔ１に隣接の揚水発電装置のガイドベーン急閉鎖信
号Ｓｇが速度低下指令器２１に入力されると、この速度
低下指令器２１はガイドベーン急閉鎖信号Ｓｇに応じ
て、速度低下指令値Ｎｌを発生する。この速度低下指令
値Ｎｌはスイッチ２２によって加算器２３に送られ、関
数発生器４からの回転速度目標値Ｎｓと加算される。こ
の加算値（Ｎｌ＋Ｎｓ）は速度リミッタ２４に送出さ
れ、減算器５においてレゾルバ３の測定回転速度Ｎとの
偏差が算出される。なお、速度低下指令値Ｎｌは、回転
速度目標値Ｎｓ及びレゾルバ３の測定回転速度Ｎがいか
なる値であろうとも、速度リミッタ２４が下限値の回転
速度に相当する出力を発生するように、選定されてい
る。
速揚水発電装置が定常の発電運転を行っているときに
は、速度低下指令値Ｎｌは発生しないので、図５と同様
の通常の速度制御が行われる。図２に示したように可変
速揚水発電電動機２の出力がＰＥｏで、ポンプ水車１の
出力がＰＭｏで、回転速度がＮｏで運転している時に、
時刻ｔ１に隣接の揚水発電装置のガイドベーン急閉鎖信
号Ｓｇが速度低下指令器２１に入力されると、この速度
低下指令器２１はガイドベーン急閉鎖信号Ｓｇに応じ
て、速度低下指令値Ｎｌを発生する。この速度低下指令
値Ｎｌはスイッチ２２によって加算器２３に送られ、関
数発生器４からの回転速度目標値Ｎｓと加算される。こ
の加算値（Ｎｌ＋Ｎｓ）は速度リミッタ２４に送出さ
れ、減算器５においてレゾルバ３の測定回転速度Ｎとの
偏差が算出される。なお、速度低下指令値Ｎｌは、回転
速度目標値Ｎｓ及びレゾルバ３の測定回転速度Ｎがいか
なる値であろうとも、速度リミッタ２４が下限値の回転
速度に相当する出力を発生するように、選定されてい
る。
【００１９】減算器５を通った速度リミッタ２４の速度
下限値出力は、速度制御器６と出力リミッタ７とを介し
てサイクロコンバータ８に送出され、このサイクロコン
バータ８は回転速度下限となるような励磁電流を出力す
る。これによって、発電電動機２とポンプ水車１とは、
その慣性エネルギを電気エネルギに変換し系統に放出し
て、隣接の発電電動機の負荷遮断の結果、発電所全体と
して不足する電気エネルギを補償しながら、回転速度を
図２に示したように最下限Ｎｍｉｎまで下げる。
下限値出力は、速度制御器６と出力リミッタ７とを介し
てサイクロコンバータ８に送出され、このサイクロコン
バータ８は回転速度下限となるような励磁電流を出力す
る。これによって、発電電動機２とポンプ水車１とは、
その慣性エネルギを電気エネルギに変換し系統に放出し
て、隣接の発電電動機の負荷遮断の結果、発電所全体と
して不足する電気エネルギを補償しながら、回転速度を
図２に示したように最下限Ｎｍｉｎまで下げる。
【００２０】その後に、水路過渡現象による水圧上昇が
始まると、ポンプ水車１は、その出力ＰＭのうち、発電
電動機２の出力限界を越える部分を慣性エネルギとして
吸収し、回転速度が上昇する。こうして、図２の時刻ｔ
２において隣接発電電動機の負荷遮断が起きた後に、水
圧が下降し始め、それが所定値まで低下したことを水圧
センサ１９が検出すると、この検出出力に応じて、復帰
指令器２０は復帰信号Ｓｐを発生する。スイッチ２２は
この復帰信号Ｓｐに応じて、速度低下指令器２１の速度
低下指令値Ｎｌを遮断する。これによって、加算器２３
の出力は、関数発生器４からの回転速度目標値Ｎｓに等
しくなり、この回転速度目標値Ｎｓに基づく回転速度制
御が行われ、水圧が低下してポンプ水車１の出力が不足
すると、慣性エネルギを放出して回転速度を上昇し、逆
に水圧が上昇しポンプ水車１の出力が過剰になると、慣
性エネルギを吸収して回転速度を下げる。時刻ｔ２以降
はこのような速度制御を繰返して最終的に元の発電電動
機出力ＰＥｏ，ポンプ水車出力ＰＭｏ，回転速度Ｎｏで
の定常運転に復帰する。
始まると、ポンプ水車１は、その出力ＰＭのうち、発電
電動機２の出力限界を越える部分を慣性エネルギとして
吸収し、回転速度が上昇する。こうして、図２の時刻ｔ
２において隣接発電電動機の負荷遮断が起きた後に、水
圧が下降し始め、それが所定値まで低下したことを水圧
センサ１９が検出すると、この検出出力に応じて、復帰
指令器２０は復帰信号Ｓｐを発生する。スイッチ２２は
この復帰信号Ｓｐに応じて、速度低下指令器２１の速度
低下指令値Ｎｌを遮断する。これによって、加算器２３
の出力は、関数発生器４からの回転速度目標値Ｎｓに等
しくなり、この回転速度目標値Ｎｓに基づく回転速度制
御が行われ、水圧が低下してポンプ水車１の出力が不足
すると、慣性エネルギを放出して回転速度を上昇し、逆
に水圧が上昇しポンプ水車１の出力が過剰になると、慣
性エネルギを吸収して回転速度を下げる。時刻ｔ２以降
はこのような速度制御を繰返して最終的に元の発電電動
機出力ＰＥｏ，ポンプ水車出力ＰＭｏ，回転速度Ｎｏで
の定常運転に復帰する。
【００２１】以上の説明は可変速揚水発電装置の発電運
転に関するものであり、揚水運転の場合には、水路過渡
現象が発生した時、速度低下指令器２１は負の値の速度
低下指令値Ｎｌ、即ち速度上昇指令値Ｎｌを出力する。
これによって、この水路過渡現象による水圧下降の前に
ポンプ水車の回転速度を強制的に上昇させ、この回転速
度の上昇によって下降前の水圧エネルギはポンプ水車の
慣性エネルギに変換される。この後に、上記水圧下降に
よるエネルギの不足分はポンプ水車の慣性エネルギで補
われる。
転に関するものであり、揚水運転の場合には、水路過渡
現象が発生した時、速度低下指令器２１は負の値の速度
低下指令値Ｎｌ、即ち速度上昇指令値Ｎｌを出力する。
これによって、この水路過渡現象による水圧下降の前に
ポンプ水車の回転速度を強制的に上昇させ、この回転速
度の上昇によって下降前の水圧エネルギはポンプ水車の
慣性エネルギに変換される。この後に、上記水圧下降に
よるエネルギの不足分はポンプ水車の慣性エネルギで補
われる。
【００２２】図３は、上記実施例の変形例を示したもの
で、図１の速度低下指令器２１とスイッチ２２と加算器
２３の代りに、出力低下指令器２５とスイッチ２６と加
算器２７とを使用する。この出力低下指令器２５は、速
度低下手段として作用するもので、隣接の揚水発電装置
のガイドベーン急閉鎖信号Ｓｇに応じて出力上昇値Ｐ１
を出力する。図４は水力発電専用装置に本発明を適用し
た実施例であり、水車２８と可変速発電機２９の回転速
度が図１と同様の制御系によって制御することができる
ことを示している。
で、図１の速度低下指令器２１とスイッチ２２と加算器
２３の代りに、出力低下指令器２５とスイッチ２６と加
算器２７とを使用する。この出力低下指令器２５は、速
度低下手段として作用するもので、隣接の揚水発電装置
のガイドベーン急閉鎖信号Ｓｇに応じて出力上昇値Ｐ１
を出力する。図４は水力発電専用装置に本発明を適用し
た実施例であり、水車２８と可変速発電機２９の回転速
度が図１と同様の制御系によって制御することができる
ことを示している。
【００２３】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、第１及
び第３の発明によると、隣接の発電装置のガイドベーン
の急閉鎖に応じて、可変速発電装置はこの急閉鎖に起因
する水路過渡現象による水圧上昇の前に回転部の回転速
度を強制的に低下させて回転部の慣性エネルギを電力エ
ネルギに変換し、その後の水圧上昇によるエネルギの増
加分を回転部の慣性エネルギとして吸収するので、従来
に比べて大きな水圧上昇によるエネルギの増加分を回転
部の慣性エネルギとして吸収し、負荷遮断などに至るこ
となく運転を継続することができる。
び第３の発明によると、隣接の発電装置のガイドベーン
の急閉鎖に応じて、可変速発電装置はこの急閉鎖に起因
する水路過渡現象による水圧上昇の前に回転部の回転速
度を強制的に低下させて回転部の慣性エネルギを電力エ
ネルギに変換し、その後の水圧上昇によるエネルギの増
加分を回転部の慣性エネルギとして吸収するので、従来
に比べて大きな水圧上昇によるエネルギの増加分を回転
部の慣性エネルギとして吸収し、負荷遮断などに至るこ
となく運転を継続することができる。
【００２４】また、可変速発電装置は隣接の発電機の負
荷遮断によって発電機の出力が不足しても、回転部の慣
性エネルギを電力エネルギに変換するため、発電所とし
て出力変化が穏やかになり安定した電力の供給を行うこ
とができる。また、第２及び第４の発明によると、可変
速揚水発電装置は、揚水運転時には隣接の揚水発電装置
のガイドベーンの急閉鎖に応じて、この急閉鎖に起因す
る水路過渡現象による水圧下降の前に回転部の回転速度
を強制的に上昇させるので、従来に比べてより大きな水
圧下降によるエネルギの不足分を回転部の慣性エネルギ
で補償することができ、負荷遮断などに至ることなく運
転を継続することができる。
荷遮断によって発電機の出力が不足しても、回転部の慣
性エネルギを電力エネルギに変換するため、発電所とし
て出力変化が穏やかになり安定した電力の供給を行うこ
とができる。また、第２及び第４の発明によると、可変
速揚水発電装置は、揚水運転時には隣接の揚水発電装置
のガイドベーンの急閉鎖に応じて、この急閉鎖に起因す
る水路過渡現象による水圧下降の前に回転部の回転速度
を強制的に上昇させるので、従来に比べてより大きな水
圧下降によるエネルギの不足分を回転部の慣性エネルギ
で補償することができ、負荷遮断などに至ることなく運
転を継続することができる。
【図１】本発明を可変速揚水発電装置に適用した実施例
を概略的に示した構成図。
を概略的に示した構成図。
【図２】上記実施例の発電電動機出力とポンプ水車出力
と回転速度を示した波形図。
と回転速度を示した波形図。
【図３】上記実施例の変形例を概略的に示した構成図。
【図４】本発明を可変速発電装置に適用した実施例を概
略的に示した構成図。
略的に示した構成図。
【図５】従来の可変速揚水発電装置を概略的に示した構
成図。
成図。
【図６】従来の可変速揚水発電装置を含む複数の発電装
置が並置されている状態を示した配置図。
置が並置されている状態を示した配置図。
【図７】従来の可変速揚水発電装置の発電電動機出力と
ポンプ水車出力と回転速度を示した波形図。
ポンプ水車出力と回転速度を示した波形図。
１ ポンプ水車 ２ 可変速発電電動機 １２ ガイドベーン １３ 隣接の発電電動機 １４ 上部貯水地 １５ 水圧管 １６ 分岐管 ２１ 速度低下指令器 ２５ 出力低下指令器 ２８ 水車 ２９ 可変速発電機
Claims (6)
- 【請求項１】上部貯水池に連通された一本の水圧管から
分岐された複数本の分岐管の一つに接続された可変速発
電装置において、上記複数の分岐管の残りに接続された
発電装置のガイドベーンの急閉鎖信号に応じて、上記ガ
イドベーンの急閉鎖に起因する圧力上昇の前に回転部の
回転速度を強制的に低下させる速度低下手段を具備する
ことを特徴とする可変速発電装置。 - 【請求項２】上記可変速発電装置は揚水発電装置であ
り、上記速度低下手段は発電運転時に作動されることを
特徴とする請求項１に記載の可変速発電装置。 - 【請求項３】上部貯水池に連通された一本の水圧管から
分岐された複数本の分岐管の一つに接続された可変速揚
水発電装置において、揚水運転時に上記複数の分岐管の
残りに接続された揚水発電装置のガイドベーンの急閉鎖
信号に応じて、上記ガイドベーンの急閉鎖に起因する圧
力下降の前に回転部の回転速度を強制的に上昇させる速
度上昇手段を具備することを特徴とする可変速揚水発電
装置。 - 【請求項４】上部貯水池に連通された一本の水圧管から
分岐された複数本の分岐管の一つに接続された可変速発
電装置の運転制御方法において、上記複数の分岐管の残
りに接続された発電装置のガイドベーンの急閉鎖に応じ
て、水路過渡現象による水圧上昇前に回転部の回転速度
を強制的に低下させて上記回転部の慣性エネルギを電力
エネルギに変換し、上記水圧上昇によるエネルギの増加
分を上記回転部の慣性エネルギとして吸収することを特
徴とする可変速発電装置の運転制御方法。 - 【請求項５】上記可変速発電装置は揚水発電装置であ
り、上記回転部の回転速度の強制低下は発電運転時に行
われることを特徴とする請求項４に記載の可変速発電装
置の運転制御方法。 - 【請求項６】上部貯水池に連通された一本の水圧管から
分岐された複数本の分岐管の一つに接続された可変速揚
水発電装置の運転制御方法において、揚水運転時に上記
複数の分岐管の残りに接続された揚水発電装置のガイド
ベーンの急閉鎖に応じて水路過渡現象による水圧下降前
に回転部の回転速度を強制的に上昇させて、上記下降前
の水圧エネルギを回転部の慣性エネルギに変換し、上記
水圧下降によるエネルギの不足分を上記回転部の慣性エ
ネルギで補うことを特徴とする可変速揚水発電装置の運
転制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5022968A JPH06241158A (ja) | 1993-02-10 | 1993-02-10 | 可変速発電装置及び可変速揚水発電装置とそれらの運転制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5022968A JPH06241158A (ja) | 1993-02-10 | 1993-02-10 | 可変速発電装置及び可変速揚水発電装置とそれらの運転制御方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06241158A true JPH06241158A (ja) | 1994-08-30 |
Family
ID=12097384
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5022968A Pending JPH06241158A (ja) | 1993-02-10 | 1993-02-10 | 可変速発電装置及び可変速揚水発電装置とそれらの運転制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06241158A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109139350A (zh) * | 2018-09-29 | 2019-01-04 | 东方电机控制设备有限公司 | 一种用于抽水蓄能电站的过速保护与流量控制装置 |
-
1993
- 1993-02-10 JP JP5022968A patent/JPH06241158A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109139350A (zh) * | 2018-09-29 | 2019-01-04 | 东方电机控制设备有限公司 | 一种用于抽水蓄能电站的过速保护与流量控制装置 |
| CN109139350B (zh) * | 2018-09-29 | 2024-01-26 | 东方电气自动控制工程有限公司 | 一种用于抽水蓄能电站的过速保护与流量控制装置 |
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