JPH0634627B2 - 可変速揚水発電システムの運転制御装置 - Google Patents
可変速揚水発電システムの運転制御装置Info
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- JPH0634627B2 JPH0634627B2 JP60237390A JP23739085A JPH0634627B2 JP H0634627 B2 JPH0634627 B2 JP H0634627B2 JP 60237390 A JP60237390 A JP 60237390A JP 23739085 A JP23739085 A JP 23739085A JP H0634627 B2 JPH0634627 B2 JP H0634627B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、２次励磁付の誘導機を任意の回転数で運転す
る可変速揚水発電システムの運転制御装置に係り、特
に、発電及び揚水の自動周波数制御（ＡＦＣ）運転時に
安定した目標値に制御するに好適な可変速揚水発電シス
テムの運転制御装置に関するものである。
る可変速揚水発電システムの運転制御装置に係り、特
に、発電及び揚水の自動周波数制御（ＡＦＣ）運転時に
安定した目標値に制御するに好適な可変速揚水発電シス
テムの運転制御装置に関するものである。
従来の揚水発電システムは、揚水時に負荷の調整ができ
ないこと、発電運転時に、系統より要求される発電力が
変化すること、ならびに揚水運転時には揚程が変化する
こと等の理由により、システムの効率が変化するという
欠点があつた。
ないこと、発電運転時に、系統より要求される発電力が
変化すること、ならびに揚水運転時には揚程が変化する
こと等の理由により、システムの効率が変化するという
欠点があつた。
このため、発電力、揚程にかかわらず、上記システムを
最高効率で運転させるための研究が進められている。そ
の研究の動向は、従来同期機であつた揚水発電機を２次
励磁付の誘導機とし、同期速度以外の回転数で運転す
る、いわゆる可変速発電システムを採用する方向に進ん
でいる。このような可変速発電システムを採用すること
により、発電力、揚程にかかわらず、システムを最高効
率で運転することが可能となる。そこで、この可変速発
電システムを実現するための研究が種々進められてい
る。この可変速発電システムについては、既に、昭和５
９年電気学会全国大会論文、５５３「大容量同期電動機
の可変速運転特性」において紹介されているものの、具
体的な制御方式については、何等ふれられていなかつ
た。
最高効率で運転させるための研究が進められている。そ
の研究の動向は、従来同期機であつた揚水発電機を２次
励磁付の誘導機とし、同期速度以外の回転数で運転す
る、いわゆる可変速発電システムを採用する方向に進ん
でいる。このような可変速発電システムを採用すること
により、発電力、揚程にかかわらず、システムを最高効
率で運転することが可能となる。そこで、この可変速発
電システムを実現するための研究が種々進められてい
る。この可変速発電システムについては、既に、昭和５
９年電気学会全国大会論文、５５３「大容量同期電動機
の可変速運転特性」において紹介されているものの、具
体的な制御方式については、何等ふれられていなかつ
た。
本発明の目的は、発電及び揚水の各種運転状態において
高効率で運転できると共に、ＡＦＣ運転時に安定した目
標値に制御でき、かつ電力系統を安定させる可変速揚水
発電システムの運転制御装置を提供することにある。
高効率で運転できると共に、ＡＦＣ運転時に安定した目
標値に制御でき、かつ電力系統を安定させる可変速揚水
発電システムの運転制御装置を提供することにある。
本発明は、任意の発電力をうる運転条件が、有効落差、
回転数及びガイドベーン開度との関連より定まること、
この運転条件のうち、本システムの効率が回転数で定ま
ること、上記の回転数が、水車入力と発電機出力との差
で定まること、という知見に基づき、回転数を目標値に
あうように制御すると共に、発電機出力を指令値にあわ
せるよう内部位相角を制御することにより上記目的を達
成しようとするものである。
回転数及びガイドベーン開度との関連より定まること、
この運転条件のうち、本システムの効率が回転数で定ま
ること、上記の回転数が、水車入力と発電機出力との差
で定まること、という知見に基づき、回転数を目標値に
あうように制御すると共に、発電機出力を指令値にあわ
せるよう内部位相角を制御することにより上記目的を達
成しようとするものである。
本発明の可変速揚水発電システムの運転制御方式は、具
体的には、電力の目標値と実際の電力値との差及び回転
数の目標値と実際の回転数との差により、前記位相角を
操作し、電力制御指令値より定まる発電力及び回転数で
運転を行おうとするものである。
体的には、電力の目標値と実際の電力値との差及び回転
数の目標値と実際の回転数との差により、前記位相角を
操作し、電力制御指令値より定まる発電力及び回転数で
運転を行おうとするものである。
第２図は、可変速発電電動機の概要を示す図である。
同図において、１は固定子、２は回転子であり、一次、
二次側共、３相巻線からなる。５ａ〜５ｃは固定子の
ａ，ｂ，ｃ相巻線、６ａ〜６ｃは回転子のａ，ｂ，ｃ相
巻線である。また、定格周波数をｆ、すべりをｓとする
と、回転子２の速度はｆ（１−ｓ）であり、回転子２の
励磁巻線をすべりｓの周波数で励磁することにより、回
転子２により発生する回転磁界はすべり零（同期速度）
で回転し、固定子１の回転磁界の速度と同一になる。７
は回転子２の回転数を測定する回転数検出器であり、こ
の回転数検出器７からの出力をすべり検出器３に取り込
み、この検出器３ですべり周波数を検出し、その検出し
た信号を電圧発生部４に供給する。電圧発生部４はすべ
り周波数に応じた電圧を発生させ、２次巻線を励磁す
る。電圧発生部４はいわゆる可変周波数、可変電圧を与
える周波数変換装置である。このようにすることによ
り、任意の回転数で運転を行つても、常に電機子巻線に
は、系統周波数の電圧を発生させることができる。すな
わち、第２図の構成では、回転子の回転磁界は、 ｆ（１−ｓ）＋ｆｓ＝ｆ …(1) となり、すべりにかかわらず、定格周波数の出力が得ら
れることになる。
二次側共、３相巻線からなる。５ａ〜５ｃは固定子の
ａ，ｂ，ｃ相巻線、６ａ〜６ｃは回転子のａ，ｂ，ｃ相
巻線である。また、定格周波数をｆ、すべりをｓとする
と、回転子２の速度はｆ（１−ｓ）であり、回転子２の
励磁巻線をすべりｓの周波数で励磁することにより、回
転子２により発生する回転磁界はすべり零（同期速度）
で回転し、固定子１の回転磁界の速度と同一になる。７
は回転子２の回転数を測定する回転数検出器であり、こ
の回転数検出器７からの出力をすべり検出器３に取り込
み、この検出器３ですべり周波数を検出し、その検出し
た信号を電圧発生部４に供給する。電圧発生部４はすべ
り周波数に応じた電圧を発生させ、２次巻線を励磁す
る。電圧発生部４はいわゆる可変周波数、可変電圧を与
える周波数変換装置である。このようにすることによ
り、任意の回転数で運転を行つても、常に電機子巻線に
は、系統周波数の電圧を発生させることができる。すな
わち、第２図の構成では、回転子の回転磁界は、 ｆ（１−ｓ）＋ｆｓ＝ｆ …(1) となり、すべりにかかわらず、定格周波数の出力が得ら
れることになる。
第３図は、この可変速発電システムの基本的な構成を示
すブロツク図であり、可変速発電電動機が水車／ポンプ
１２に機械的に結合され、電気的に電力系統１０に接続
されて運転される。この可変速発電システムの操作端
は、水車／ポンプ１２に流入し或いは流出する水量を調
整するガイドベーン開度１３と、二次巻線（回転子巻
線）２２を交流励磁する周波数変換装置２３とであり、
ガイドベーン１３の開度と二次巻線の交流励磁量の調節
により、可変速発電システムは適切な運転が維持され
る。
すブロツク図であり、可変速発電電動機が水車／ポンプ
１２に機械的に結合され、電気的に電力系統１０に接続
されて運転される。この可変速発電システムの操作端
は、水車／ポンプ１２に流入し或いは流出する水量を調
整するガイドベーン開度１３と、二次巻線（回転子巻
線）２２を交流励磁する周波数変換装置２３とであり、
ガイドベーン１３の開度と二次巻線の交流励磁量の調節
により、可変速発電システムは適切な運転が維持され
る。
可変速発電システムの運転は以下のように実施される。
まず、静落差Ｈ及び出力指令ＰＯが指令値算出回路１５
に与えられると、指令値算出回路１５は、効率を考慮し
たガイドベーン１３の開度指令値ＨＯ及び速度指令値Ｎ
Ｏを算出する。１４はガイドベーンの開度操作器であ
り、指令値算出回路１５よりの開度指令値ＨＯに応じて
ガイドベーン１３の開度を制御する。
まず、静落差Ｈ及び出力指令ＰＯが指令値算出回路１５
に与えられると、指令値算出回路１５は、効率を考慮し
たガイドベーン１３の開度指令値ＨＯ及び速度指令値Ｎ
Ｏを算出する。１４はガイドベーンの開度操作器であ
り、指令値算出回路１５よりの開度指令値ＨＯに応じて
ガイドベーン１３の開度を制御する。
また、１９は電流変成器、２０は電圧変成器であり、こ
れらの出力を有効電力導出部２１に取り込み、有効電力
を算出する。１１６は２次巻線の位相角算出部であり、
位相角算出部１１６においては、有効電力導出部２１か
らの有効電力、出力指令ＰＯ及び指令値算出回路１５か
らの速度指令値ＮＯ、並びに速度発電機１１からの実回
転速度Ｎを取り込み、これらにより２次巻線の位相角を
算出する。この位相角算出部１１６の詳細構成について
は後述する。
れらの出力を有効電力導出部２１に取り込み、有効電力
を算出する。１１６は２次巻線の位相角算出部であり、
位相角算出部１１６においては、有効電力導出部２１か
らの有効電力、出力指令ＰＯ及び指令値算出回路１５か
らの速度指令値ＮＯ、並びに速度発電機１１からの実回
転速度Ｎを取り込み、これらにより２次巻線の位相角を
算出する。この位相角算出部１１６の詳細構成について
は後述する。
１７は、２次回路の励磁量を設定する設定部であり、１
８は励磁量の電圧値を制御する電圧調整部である。２３
ａ〜２３ｃは、設定部１７で設定した励磁量をａ，ｂ，
ｃ相に配分し、二次巻線を適切な周波数、電圧で励磁す
るための移相部であり、いわゆる周波数変換装置を構成
するものである。２２ａ〜２２ｃは、移相部２３ａ〜２
３ｃで移相した励磁量により、ａ，ｂ，ｃ相を励磁する
励磁巻線である。
８は励磁量の電圧値を制御する電圧調整部である。２３
ａ〜２３ｃは、設定部１７で設定した励磁量をａ，ｂ，
ｃ相に配分し、二次巻線を適切な周波数、電圧で励磁す
るための移相部であり、いわゆる周波数変換装置を構成
するものである。２２ａ〜２２ｃは、移相部２３ａ〜２
３ｃで移相した励磁量により、ａ，ｂ，ｃ相を励磁する
励磁巻線である。
このように、第３図のシステムにおいては、出力指令値
とＰＯと水位Ｈとから、ガイドベーン１３の開度目標値
と、回転速度の目標値が求められ、これらの値から２次
巻線の位相角を算出して制御を行う必要があるが、位相
角算出部１１６の処理方式及び安定な制御方式は確立さ
れておらず、これらを確立する必要がある。
とＰＯと水位Ｈとから、ガイドベーン１３の開度目標値
と、回転速度の目標値が求められ、これらの値から２次
巻線の位相角を算出して制御を行う必要があるが、位相
角算出部１１６の処理方式及び安定な制御方式は確立さ
れておらず、これらを確立する必要がある。
そこで、本発明では、第１図に示すような構成として上
記制御装置の具体化を図つたものである。
記制御装置の具体化を図つたものである。
第１図の位相角算出部１１６は、基本的に２組の信号を
合成して最適な位相角を得る。その一つは、回転速度か
ら得られる。つまり、指令値算出回路１５からの目標回
転数ＮＯの急激な変化に対して、比較部２４の信号とし
て、急激な変化が加わらないようにするための一次遅れ
関数３０を介した出力ＮＯ′と速度発電機１１からの実
際の回転数Ｎとの差を比較部２４で求め、その出力の変
化を増幅する不完全微分関数２９に取り込み、さらに位
相角制御量算出部２５において、適切な大きさの信号ｋ
２（Ｎ−ＮＯ′）ｄｔを計算するものである。
合成して最適な位相角を得る。その一つは、回転速度か
ら得られる。つまり、指令値算出回路１５からの目標回
転数ＮＯの急激な変化に対して、比較部２４の信号とし
て、急激な変化が加わらないようにするための一次遅れ
関数３０を介した出力ＮＯ′と速度発電機１１からの実
際の回転数Ｎとの差を比較部２４で求め、その出力の変
化を増幅する不完全微分関数２９に取り込み、さらに位
相角制御量算出部２５において、適切な大きさの信号ｋ
２（Ｎ−ＮＯ′）ｄｔを計算するものである。
また、他の位相角信号は有効電力から得られる。つま
り、有効電力導出部２１からの出力と出力指令値ＰＯの
急激な変化に対して、比較部２９の信号として、急激な
変化が加わらないようにするための一次遅れ関数３１を
介した出力ＰＯ′との差を比較部２６で算出し、その出
力を位相角制御量算出部２７に取り込み、例えばｋ
１（Ｐ−ＰＯ′）を計算するものである。
り、有効電力導出部２１からの出力と出力指令値ＰＯの
急激な変化に対して、比較部２９の信号として、急激な
変化が加わらないようにするための一次遅れ関数３１を
介した出力ＰＯ′との差を比較部２６で算出し、その出
力を位相角制御量算出部２７に取り込み、例えばｋ
１（Ｐ−ＰＯ′）を計算するものである。
位相角制御量算出部２５，２７の出力は加算部２８で加
算され、その出力から、位相角算出部１６において位相
角△δを算出する。尚、位相角算出部１６からの出力が
設定部１７に供給される。出力指令Ｐｏを例えば１から
２に上昇させるつまり、設定値を変更させる場合、 回転速度の指令信号は第１の遅れ回路及び微分回路より
出力され、出力信号特性と、また発電出力指令信号を、
第２遅れ回路から出力された出力信号特性とは、１から
２に達するまで、順次時間を掛けてつまり緩慢特性によ
り１から２に到達する。
算され、その出力から、位相角算出部１６において位相
角△δを算出する。尚、位相角算出部１６からの出力が
設定部１７に供給される。出力指令Ｐｏを例えば１から
２に上昇させるつまり、設定値を変更させる場合、 回転速度の指令信号は第１の遅れ回路及び微分回路より
出力され、出力信号特性と、また発電出力指令信号を、
第２遅れ回路から出力された出力信号特性とは、１から
２に達するまで、順次時間を掛けてつまり緩慢特性によ
り１から２に到達する。
この結果、回転子２とは１から２に上昇するまで時間を
掛けて順次出力電力を電力系統に供給するので、電力系
統で電圧変動が少なく安定した電力を供給することがで
きる。
掛けて順次出力電力を電力系統に供給するので、電力系
統で電圧変動が少なく安定した電力を供給することがで
きる。
このように本発明においては、出力指令値から、ガイド
ベーンの開度指令値、、速度指令値が与えられ、実際の
回転数Ｎと目標値ＮＯとの差及び実際の出力Ｐと目標値
ＰＯとの差により、２次巻線の位相角Δδを算出し、こ
の値により励磁量を制御する。
ベーンの開度指令値、、速度指令値が与えられ、実際の
回転数Ｎと目標値ＮＯとの差及び実際の出力Ｐと目標値
ＰＯとの差により、２次巻線の位相角Δδを算出し、こ
の値により励磁量を制御する。
第４図は、可変速発電電動装置を電力系統に接続して運
転するときの構成を示している。図において、送電線Ｌ
には電圧変成器２０、電流変成器１９が設置されてい
る。可変速揚水発電機Ｇ１には、一般にフランシス水車
が使用され、水車出力と効率との関係は、第５図のよう
に示される。同図は横軸に水車出力、縦軸に効率をと
り、回転数をパラメータとして示したものである。
Ｐ１，Ｐ２は水車出力を、η１，η２は効率を、Ｎ１，
Ｎ２は回転数を示す。出力Ｐ１では回転数Ｎ１で、出力
Ｐ２では回転数Ｎ２で、それぞれの出力における最高効
率η１，η２となることを示している。
転するときの構成を示している。図において、送電線Ｌ
には電圧変成器２０、電流変成器１９が設置されてい
る。可変速揚水発電機Ｇ１には、一般にフランシス水車
が使用され、水車出力と効率との関係は、第５図のよう
に示される。同図は横軸に水車出力、縦軸に効率をと
り、回転数をパラメータとして示したものである。
Ｐ１，Ｐ２は水車出力を、η１，η２は効率を、Ｎ１，
Ｎ２は回転数を示す。出力Ｐ１では回転数Ｎ１で、出力
Ｐ２では回転数Ｎ２で、それぞれの出力における最高効
率η１，η２となることを示している。
このように、出力によつて、効率が最高となる回転数は
異なつており、本発明はこれらの最高効率の点で運転し
ようとするものである。
異なつており、本発明はこれらの最高効率の点で運転し
ようとするものである。
第４図において、可変速発電システムは、操作端Ｔよ
り、発電機Ｇ１に要求される発電力の指令（又は目標
値）ＰＯが与えられると、発電機Ｇ１の特性、水の落差
を考慮した上で、高効率の運転ができるように、発電機
Ｇ１の回転数ＮＯ、水車のガイドベーンの開度ＨＯが制
御指令部Ｃにおいて求められ、これらの値（ＮＯ，Ｔ
Ｏ）にあうような運転がなされることになる。ここで、
制御指令部Ｃは、上記各要素１３，１４，１６〜１８，
２４〜２８により構成されている。このような状態
で、、発電機出力の低下指令が操作端Ｔより与えられる
と、制御指令部Ｃにより、発電機出力Ｐと水の落差とに
基づいて、発電機の効率ηが最高となるように回転数Ｎ
Ｏ及びガバナの弁開度ＨＯが求められ、これら（ＮＯ，
ＨＯ）が目標値となるよう、２次交流励磁の位相角Δδ
が制御され、効率のよい運転が行われることになる。
り、発電機Ｇ１に要求される発電力の指令（又は目標
値）ＰＯが与えられると、発電機Ｇ１の特性、水の落差
を考慮した上で、高効率の運転ができるように、発電機
Ｇ１の回転数ＮＯ、水車のガイドベーンの開度ＨＯが制
御指令部Ｃにおいて求められ、これらの値（ＮＯ，Ｔ
Ｏ）にあうような運転がなされることになる。ここで、
制御指令部Ｃは、上記各要素１３，１４，１６〜１８，
２４〜２８により構成されている。このような状態
で、、発電機出力の低下指令が操作端Ｔより与えられる
と、制御指令部Ｃにより、発電機出力Ｐと水の落差とに
基づいて、発電機の効率ηが最高となるように回転数Ｎ
Ｏ及びガバナの弁開度ＨＯが求められ、これら（ＮＯ，
ＨＯ）が目標値となるよう、２次交流励磁の位相角Δδ
が制御され、効率のよい運転が行われることになる。
一方、発電機Ｇ１の回転数の定格よりのずれは、制御指
令部Ｃより励磁回路Ｅｘの情報として与えられ、その情
報としてすべり周波数を用いることにより前述したよう
に、定格周波数の出力が得られることになる。
令部Ｃより励磁回路Ｅｘの情報として与えられ、その情
報としてすべり周波数を用いることにより前述したよう
に、定格周波数の出力が得られることになる。
次に、すべり周波数で励磁する２次励磁の具体例につい
て説明する。第１図に示すように、３相の２次励磁巻線
に与えられる信号は次の（２）式のようにあらわされ
る。
て説明する。第１図に示すように、３相の２次励磁巻線
に与えられる信号は次の（２）式のようにあらわされ
る。
すなわち、第４図の操作端Ｔより与えられた指令ＰＯに
より、ａ〜ｃ相の励磁量をうるための関数のうちの位相
角Δδは位相角算出部１１６において求められる。この
位相角算出部１１６で求められた位相角Δδが設定部１
７に与えられると、ａ〜ｃ相の励磁電圧ｖａ，ｖｂ，ｖ
ｃは、 ｖａ＝Esin（２πfst＋δＯ＋Δδ） ｖｂ＝Esin（２πｆst＋δＯ＋Δδ−120゜） ｖｃ＝Esin（２πｆst＋δＯ＋Δδ−240゜） …(2) で求められる。ここで、Ｅはすべり及び可変速度の運転
状態で定まる電圧値、δＯは可変速機の運転状態で定ま
る位相角、Δδは制御指令部Ｃの出力で制御される位相
角とする。
より、ａ〜ｃ相の励磁量をうるための関数のうちの位相
角Δδは位相角算出部１１６において求められる。この
位相角算出部１１６で求められた位相角Δδが設定部１
７に与えられると、ａ〜ｃ相の励磁電圧ｖａ，ｖｂ，ｖ
ｃは、 ｖａ＝Esin（２πfst＋δＯ＋Δδ） ｖｂ＝Esin（２πｆst＋δＯ＋Δδ−120゜） ｖｃ＝Esin（２πｆst＋δＯ＋Δδ−240゜） …(2) で求められる。ここで、Ｅはすべり及び可変速度の運転
状態で定まる電圧値、δＯは可変速機の運転状態で定ま
る位相角、Δδは制御指令部Ｃの出力で制御される位相
角とする。
上式を用いて制御を行う場合に、無効電圧の制御指令に
対しては電圧Ｅで、有効電力の制御指令に対しては位相
角Δδで制御すればよい。
対しては電圧Ｅで、有効電力の制御指令に対しては位相
角Δδで制御すればよい。
本発明は、上記第（２）式において、ＡＦＣ運転時に有
効電圧を安定に目標値に制御するものである。
効電圧を安定に目標値に制御するものである。
このため、上記の構成において、励磁回路Ｅｘの位相角
（Δδ）を制御して、回転数Ｎ及び電力Ｐを目標値にあ
わせなければならない。そこで、位相角Δδを動かすた
めの情報としては、前記有効電力Ｐと回転数Ｎとを用い
ればよいことが理解できる。
（Δδ）を制御して、回転数Ｎ及び電力Ｐを目標値にあ
わせなければならない。そこで、位相角Δδを動かすた
めの情報としては、前記有効電力Ｐと回転数Ｎとを用い
ればよいことが理解できる。
これまでの説明は、電力をもとに２次励磁電圧の位相角
を制御するための第２の伝達関数として不完全微分を用
いた場合について説明したが、不完全微分は、第６図に
示すように、電力の制御量にゲインのみを乗ずる乗算部
３２及び一次遅れのブロツク３３及び、ブロツク３２の
出力及び３３の出力との差をとる差演算部３４、及び差
演算部３４の出力にゲインを乗ずる乗算部３５により、
同様の効果のだしうることは当然である。
を制御するための第２の伝達関数として不完全微分を用
いた場合について説明したが、不完全微分は、第６図に
示すように、電力の制御量にゲインのみを乗ずる乗算部
３２及び一次遅れのブロツク３３及び、ブロツク３２の
出力及び３３の出力との差をとる差演算部３４、及び差
演算部３４の出力にゲインを乗ずる乗算部３５により、
同様の効果のだしうることは当然である。
本発明によれば、速度の目標値と実際の値との差及び電
力の目標値と実際の値との差をもとにした簡単な操作で
２次励磁電圧の位相角を制御でき、発電運転及び揚水運
転時のＡＦＣ運転に安定に目標値に制御できるようにし
たので、安定度上の効果は極めて大きい。
力の目標値と実際の値との差をもとにした簡単な操作で
２次励磁電圧の位相角を制御でき、発電運転及び揚水運
転時のＡＦＣ運転に安定に目標値に制御できるようにし
たので、安定度上の効果は極めて大きい。
さらに、本発明によれば、系統の変動負荷をまかなうた
めに昼間は発電、夜間は揚水として運転する揚水発電シ
ステムで、揚水運転時に系統より定まる電力に対して
も、効率よく運転できる利点ある。また本発明の可変速
揚水発電システムの運転制御方式によれば、電力系統で
電力変動が生じにくく、電力系統を安定化できる利点が
ある。
めに昼間は発電、夜間は揚水として運転する揚水発電シ
ステムで、揚水運転時に系統より定まる電力に対して
も、効率よく運転できる利点ある。また本発明の可変速
揚水発電システムの運転制御方式によれば、電力系統で
電力変動が生じにくく、電力系統を安定化できる利点が
ある。
第１図は本発明の実施例を示すブロツク図、第２図は可
変速揚水発電システムの原理概要を示す図、第３図は可
変速揚水発電システムの制御系統の概要を示すブロツク
図、第４図は本発明の実施例が適用された可変速発電シ
ステムの具体的構成例を示すブロツク図、第５図は出力
と効率の関係を示す図、第６図は本願の応用例を示す図
である。 Ｅｘ……励磁回路、Ｇ１……可変速発電システムの発電
機、Ｌ……送電線、Ｃ……制御指令部、Ｔ……操作端、
１……固定子、２……回転子、３……すべり検出部、４
……電圧発生部、５ａ〜５ｃ……固定子のａ〜ｃ相巻
線、６ａ〜６ｃ……回転子のａ〜ｃ相巻線、７……回転
数検出器、１０……系統、１１……速度発電機、１２…
…水車／ポンプ、１３……ガイドベーン、１４……ガイ
ドベーンの開度操作器、１５……指令値算出回路、１６
……２次巻線位相角算出部、１７……２次巻線励磁量算
出部、１８……電圧調整部、１９……電流変成器、２０
……電圧変成器、２１……有効電力導出部、２２ａ〜２
２ｃ……２次励磁のａ〜ｃ相巻線、２３ａ〜２３ｃ……
移相部、２４，２６……比較部、２５，２７……位相角
制御量算出部、２８……加算部、２９……不完全微分回
路、３０，３１……一次遅れ回路、３２，３５……乗算
部、３３……一次遅れ関数部、３４……差演算部、１１
６……位相角算出部。
変速揚水発電システムの原理概要を示す図、第３図は可
変速揚水発電システムの制御系統の概要を示すブロツク
図、第４図は本発明の実施例が適用された可変速発電シ
ステムの具体的構成例を示すブロツク図、第５図は出力
と効率の関係を示す図、第６図は本願の応用例を示す図
である。 Ｅｘ……励磁回路、Ｇ１……可変速発電システムの発電
機、Ｌ……送電線、Ｃ……制御指令部、Ｔ……操作端、
１……固定子、２……回転子、３……すべり検出部、４
……電圧発生部、５ａ〜５ｃ……固定子のａ〜ｃ相巻
線、６ａ〜６ｃ……回転子のａ〜ｃ相巻線、７……回転
数検出器、１０……系統、１１……速度発電機、１２…
…水車／ポンプ、１３……ガイドベーン、１４……ガイ
ドベーンの開度操作器、１５……指令値算出回路、１６
……２次巻線位相角算出部、１７……２次巻線励磁量算
出部、１８……電圧調整部、１９……電流変成器、２０
……電圧変成器、２１……有効電力導出部、２２ａ〜２
２ｃ……２次励磁のａ〜ｃ相巻線、２３ａ〜２３ｃ……
移相部、２４，２６……比較部、２５，２７……位相角
制御量算出部、２８……加算部、２９……不完全微分回
路、３０，３１……一次遅れ回路、３２，３５……乗算
部、３３……一次遅れ関数部、３４……差演算部、１１
６……位相角算出部。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 後藤 益雄 茨城県日立市久慈町4026番地 株式会社日 立製作所日立研究所内 (56)参考文献 特開 昭59−72998（ＪＰ，Ａ) 特開 昭51−67947（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】一次巻線が電力系統に接続され二次巻線が
交流励磁される巻線型誘導発電機と、この巻線型誘導発
電機の二次巻線を交流励磁するための周波数変換装置
と、巻線型誘導発電機を回転駆動する水車／ポンプと、
この水車／ポンプの水量を調整するガイドベーンと、少
なくとも発電出力指令を入力して前記ガイドベーン開度
の指令信号と回転速度の指令信号とを求める指令値算出
回路と、指令値算出回路で求めたガイドベーン開度の指
令信号に応じてガイドベーン開度を操作する操作手段
と、少なくとも回転速度の指令信号を用いて二次巻線を
交流励磁するときの位相角を求める位相角算出部と、該
位相角算出部の出力に応じて二次巻線の交流励磁量を算
出して周波数変換装置を制御する二次巻線励磁量算出部
とを備えた可変速揚水発電システムの運転制御装置にお
いて、 前記位相角算出部は、前記回転速度の指令信号の遅れ信
号を得る第１の遅れ回路と、該第１の遅れ回路の出力信
号と実回転速度の偏差を求める第１の比較回路と、該第
１の比較回路の出力信号を微分する微分回路と、微分回
路の出力信号を用いて位相角制御量を得る第１の位相角
制御量算出部と、前記発電出力指令の遅れ信号を得る第
２の遅れ回路と、該第１の遅れ回路の出力信号と実発電
出力信号の偏差を求める第２の比較回路と、該第２の比
較回路の出力信号を用いて位相角制御量を得る第２の位
相角制御量算出部と、第１と第２の位相角制御量算出部
の出力信号を加算する加算部とから構成されることを特
徴とする可変速揚水発電システムの運転制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60237390A JPH0634627B2 (ja) | 1985-10-25 | 1985-10-25 | 可変速揚水発電システムの運転制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60237390A JPH0634627B2 (ja) | 1985-10-25 | 1985-10-25 | 可変速揚水発電システムの運転制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62100131A JPS62100131A (ja) | 1987-05-09 |
| JPH0634627B2 true JPH0634627B2 (ja) | 1994-05-02 |
Family
ID=17014677
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60237390A Expired - Lifetime JPH0634627B2 (ja) | 1985-10-25 | 1985-10-25 | 可変速揚水発電システムの運転制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0634627B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0226400U (ja) * | 1988-08-04 | 1990-02-21 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5167947A (ja) * | 1974-12-11 | 1976-06-12 | Hitachi Ltd | Denryokuchoseisochi |
| JPS5972998A (ja) * | 1982-10-20 | 1984-04-25 | Hitachi Ltd | 可変速水車発電機の運転装置 |
-
1985
- 1985-10-25 JP JP60237390A patent/JPH0634627B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62100131A (ja) | 1987-05-09 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |