JPH0650959B2 - 可変速揚水発電システム - Google Patents
可変速揚水発電システムInfo
- Publication number
- JPH0650959B2 JPH0650959B2 JP61281797A JP28179786A JPH0650959B2 JP H0650959 B2 JPH0650959 B2 JP H0650959B2 JP 61281797 A JP61281797 A JP 61281797A JP 28179786 A JP28179786 A JP 28179786A JP H0650959 B2 JPH0650959 B2 JP H0650959B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- rotation speed
- speed
- generator
- power generation
- generator motor
- 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.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Control Of Eletrric Generators (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、発電々動機の回転子巻線を誘導機のすべりに
相当する交流で励磁する可変速揚水発電システムの運転
制御方式に係り、特に発電及び揚水運転時に同期速度附
近をすみやかに通過させるに、好適な方式に関するもの
である。
相当する交流で励磁する可変速揚水発電システムの運転
制御方式に係り、特に発電及び揚水運転時に同期速度附
近をすみやかに通過させるに、好適な方式に関するもの
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、および、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揚程が作
用すること等により、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、および、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揚程が作
用すること等により、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、直流励磁による同期機であつた
揚水発電機を、回転子巻線を３相巻線とし、それを誘導
機のすべりに相当する交流で励磁し、同期速度以外の回
転数で運転する、いわゆる、可変速揚水発電システムを
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５９年電気学会全国大会論文No.５５
３「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、直流励磁による同期機であつた
揚水発電機を、回転子巻線を３相巻線とし、それを誘導
機のすべりに相当する交流で励磁し、同期速度以外の回
転数で運転する、いわゆる、可変速揚水発電システムを
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５９年電気学会全国大会論文No.５５
３「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。
上記従来技術では、発電及び揚水のＡＦＣ運転時に、同
期速度附近を通過する恐れがあるにも、かかわらず、こ
の点をすみやかに通過させるための対策が何等とられて
いなかつた。
期速度附近を通過する恐れがあるにも、かかわらず、こ
の点をすみやかに通過させるための対策が何等とられて
いなかつた。
本発明は、上記欠点を補い、揚水及び発電の各種運転状
態で、高効率で運転する可変速揚水発電システムにおい
て、発電及び揚水のＡＦＣ運転時にすみやかに同期速度
附近を通過する方式を提供することにある。
態で、高効率で運転する可変速揚水発電システムにおい
て、発電及び揚水のＡＦＣ運転時にすみやかに同期速度
附近を通過する方式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、
同転数及びガイドベーンの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、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と共に、回
転数の目標値が同期速度附近にある場合には、あらかじ
め定めてある制御量により目標回転数をずらし、この値
になるように制御することにより、すみやかに同期速度
附近を通過すると共に、安定に運転を継続することによ
り、上記目的を達成しようとするものである。
同転数及びガイドベーンの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、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と共に、回
転数の目標値が同期速度附近にある場合には、あらかじ
め定めてある制御量により目標回転数をずらし、この値
になるように制御することにより、すみやかに同期速度
附近を通過すると共に、安定に運転を継続することによ
り、上記目的を達成しようとするものである。
第２図は、可変速揚水発電システムの概念を示す図であ
り、一次，二次側共，３相巻線からなる。
り、一次，二次側共，３相巻線からなる。
同図において、１は固定子，２は回転子である。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、す
べりをｓとすると、回転子２速度は（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測定部で
あり、この測定部７からの出力をすべり検出部３に取り
込み、この検出部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。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、 （１−ｓ）＋ｓ＝ 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。
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、す
べりをｓとすると、回転子２速度は（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測定部で
あり、この測定部７からの出力をすべり検出部３に取り
込み、この検出部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。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、 （１−ｓ）＋ｓ＝ 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。
このような可変速発電システムの励磁には、サイクロコ
ンバータの採用されることがある。この場合には、サイ
クロコンバータの容量は、すべり雰附近の電流（サイク
ロコンバータ出力電流としてはほぼ直流）と通過時間で
定まる。このうち、電流の大きさは、運転条件で定まる
ため、容量の低減には、通過時間を短縮する必要があ
る。容量の低減を計る一方法として、すべりが一定範囲
内では、運転時間を規定することが考えられる。この範
囲を禁止帯と呼ぶ。この範囲が狭く、かつ、サイクロコ
ンバータの容量を低減できる方式がシステム上からは望
ましい。
ンバータの採用されることがある。この場合には、サイ
クロコンバータの容量は、すべり雰附近の電流（サイク
ロコンバータ出力電流としてはほぼ直流）と通過時間で
定まる。このうち、電流の大きさは、運転条件で定まる
ため、容量の低減には、通過時間を短縮する必要があ
る。容量の低減を計る一方法として、すべりが一定範囲
内では、運転時間を規定することが考えられる。この範
囲を禁止帯と呼ぶ。この範囲が狭く、かつ、サイクロコ
ンバータの容量を低減できる方式がシステム上からは望
ましい。
このため、揚水及び発電におけるＡＦＣ運転時にすべり
雰附近を短時間で通過できる方式を提供しようとする
が、本発明である。
雰附近を短時間で通過できる方式を提供しようとする
が、本発明である。
第３図は、この可変速発電システムの基本的な考え方を
示すブロツク図であり、可変速機が系統に接続されて運
転している場合を示してある。１０は電力系統であり、
１及び２は、第２図と同一の固定子及び回転子を示した
ものである。静落差Ｈ及び出力指令Ｐ０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の開度指令値Ｈｖ及び速度指令値
Ｎｏを算出する。１４は調速機の弁開度設定器であり、
この開度設定器１４は指令値算出回路１５よりの開度指
令値Ｈｖを時間遅れさせて調速機の開度１２を定めるも
のである。１３は水車特性部であり、水車特性部１３
は、静落差Ｈ、弁開度設定器１４からの調速機の開度、
及び速度発電機１１からの回転数Ｎで定まる。この水車
特性部１３の水車特性により、可変速機の回転子２は回
転することになる。１９は電流変成器を２０は電圧変成
器を示すものであり、これら電流変成器１９及び電圧変
成器２０からの出力を有効電力導出部２１に取り込み、
該有効電力導出部２１は該出力をもとに、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、該位
相角算出部１１６は、有効電力導出部２１からの出力、
指令値算出回路１５からの出力指令Ｐ０及び速度指令値
Ｎｏ、並びに速度発電機１１からの速度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。１７は、
２次回路の励磁量を設定する設定部であり、１８は励磁
量の電圧値を制御する電圧調整部である。２３ａ〜２３
ｃは、設定部１７で設定した励磁量をａ，ｂ，ｃ相に用
いるために移相する移相部である。２２ａ〜２２ｃは、
移相部２３ａ〜２３ｃ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。
示すブロツク図であり、可変速機が系統に接続されて運
転している場合を示してある。１０は電力系統であり、
１及び２は、第２図と同一の固定子及び回転子を示した
ものである。静落差Ｈ及び出力指令Ｐ０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の開度指令値Ｈｖ及び速度指令値
Ｎｏを算出する。１４は調速機の弁開度設定器であり、
この開度設定器１４は指令値算出回路１５よりの開度指
令値Ｈｖを時間遅れさせて調速機の開度１２を定めるも
のである。１３は水車特性部であり、水車特性部１３
は、静落差Ｈ、弁開度設定器１４からの調速機の開度、
及び速度発電機１１からの回転数Ｎで定まる。この水車
特性部１３の水車特性により、可変速機の回転子２は回
転することになる。１９は電流変成器を２０は電圧変成
器を示すものであり、これら電流変成器１９及び電圧変
成器２０からの出力を有効電力導出部２１に取り込み、
該有効電力導出部２１は該出力をもとに、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、該位
相角算出部１１６は、有効電力導出部２１からの出力、
指令値算出回路１５からの出力指令Ｐ０及び速度指令値
Ｎｏ、並びに速度発電機１１からの速度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。１７は、
２次回路の励磁量を設定する設定部であり、１８は励磁
量の電圧値を制御する電圧調整部である。２３ａ〜２３
ｃは、設定部１７で設定した励磁量をａ，ｂ，ｃ相に用
いるために移相する移相部である。２２ａ〜２２ｃは、
移相部２３ａ〜２３ｃ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、出力指令値に対して、ガイドベーンの開
度、速度の目標値が求められ、これらの値より２次巻線
の位相角を算出して制御を行う必要があり、位相角算出
部１１６の処理方式及び安定な制御方式は検討されてい
るが、また、確立されておらず、特にすべり雰附近の通
過方式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をして上記制御方式の具体化を図
つたものである。
度、速度の目標値が求められ、これらの値より２次巻線
の位相角を算出して制御を行う必要があり、位相角算出
部１１６の処理方式及び安定な制御方式は検討されてい
るが、また、確立されておらず、特にすべり雰附近の通
過方式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をして上記制御方式の具体化を図
つたものである。
第１図は、本発明の実施例を示すブロツク図であり、可
変速機が系統に接続、運転している場合を示してある。
変速機が系統に接続、運転している場合を示してある。
第１図に示す実施例が第３図に示す構成と異なるところ
は、位相角算出部１１６を、指令値算出回路１５からの
目標回転数Ｎｏと速度発電機１１からの実際の回転数Ｎ
との差を求める比較部２４と、該比較部２４で求めた出
力を取り込み、例えば、ｋ２(Ｎ−Ｎo) ｄｔ＋Ｋ
２(Ｎ−Ｎo) の計算をする位相角制御量算出部２５と、
有効電力導出部２１からの出力と出力指令値Ｐ０の差と
を算出する比較部２６と、該比較部２６で算出された出
力を取り込み、例えば、−ｋ1(Ｐ−Ｐ0)ｄｔ＋Ｋ
１(Ｐ−Ｐ0) の計算をする位相角制御量算出部２７と、
該位相角制御量算出部２５，２７の出力を加算する加算
部２８と、該加算部２８からの出力により、位相角Δδ
を算出する位相角算出部１６と、目標回転数Ｎｏ、禁止
帯の上，下限値N1，Ｎ２より、目標回転数を制御する目
標回転数制御部２９より構成した点にある。
は、位相角算出部１１６を、指令値算出回路１５からの
目標回転数Ｎｏと速度発電機１１からの実際の回転数Ｎ
との差を求める比較部２４と、該比較部２４で求めた出
力を取り込み、例えば、ｋ２(Ｎ−Ｎo) ｄｔ＋Ｋ
２(Ｎ−Ｎo) の計算をする位相角制御量算出部２５と、
有効電力導出部２１からの出力と出力指令値Ｐ０の差と
を算出する比較部２６と、該比較部２６で算出された出
力を取り込み、例えば、−ｋ1(Ｐ−Ｐ0)ｄｔ＋Ｋ
１(Ｐ−Ｐ0) の計算をする位相角制御量算出部２７と、
該位相角制御量算出部２５，２７の出力を加算する加算
部２８と、該加算部２８からの出力により、位相角Δδ
を算出する位相角算出部１６と、目標回転数Ｎｏ、禁止
帯の上，下限値N1，Ｎ２より、目標回転数を制御する目
標回転数制御部２９より構成した点にある。
尚、位相角算出部１６からの出力が設定部１７に供給さ
れる。
れる。
目標回転数制御部２９の詳細は、第６図に示す。すなわ
ち、ブロツク２９ａにより、目標値が禁止帯内か否かの
判定を行い、禁止帯外では、目標値としては指令値算出
回路１５の出力をそのまま用いればよく、禁止帯内で
は、目標回転数が禁止帯の上限（Ｎ2）に近いか、下限
(Ｎ1)に近いかの判定をブロツク２９ｂで行い、下限
（Ｎ１）に近い場合には、ブロツク２９ｃで下限を目標
回転数とし、上限（Ｎ２）に近い場合には、ブロツク２
９ｄで、上限値を目標回転数とする。
ち、ブロツク２９ａにより、目標値が禁止帯内か否かの
判定を行い、禁止帯外では、目標値としては指令値算出
回路１５の出力をそのまま用いればよく、禁止帯内で
は、目標回転数が禁止帯の上限（Ｎ2）に近いか、下限
(Ｎ1)に近いかの判定をブロツク２９ｂで行い、下限
（Ｎ１）に近い場合には、ブロツク２９ｃで下限を目標
回転数とし、上限（Ｎ２）に近い場合には、ブロツク２
９ｄで、上限値を目標回転数とする。
本発明によれば、回転速度指令が増加して禁止帯内に達
した当初は、関数発生器１５からの回転速度指令は下限
回転速度に近いため、目標回転数制御部２９の出力は下
限回転速度に保持される。その後関数発生器１５からの
回転速度指令が上限回転速度に近くなると、目標回転数
制御部２９の出力は上限回転速度に修正される。
した当初は、関数発生器１５からの回転速度指令は下限
回転速度に近いため、目標回転数制御部２９の出力は下
限回転速度に保持される。その後関数発生器１５からの
回転速度指令が上限回転速度に近くなると、目標回転数
制御部２９の出力は上限回転速度に修正される。
また同様に、回転速度指令が減少して禁止帯内に達した
当初は、関数発生器１５からの回転速度指令は上限回転
速度に近いため、目標回転数制御部２９の出力は上限回
転速度に保持される。その後関数発生器１５からの回転
速度指令が下限回転速度に近くなると、目標回転数制御
部２９の出力は下限回転速度に修正される。これらの制
御の結果として、実回転速度は、当初保持されその後急
激に上昇又は下降することになり、禁止帯の通過が短時
間で行われることになる。
当初は、関数発生器１５からの回転速度指令は上限回転
速度に近いため、目標回転数制御部２９の出力は上限回
転速度に保持される。その後関数発生器１５からの回転
速度指令が下限回転速度に近くなると、目標回転数制御
部２９の出力は下限回転速度に修正される。これらの制
御の結果として、実回転速度は、当初保持されその後急
激に上昇又は下降することになり、禁止帯の通過が短時
間で行われることになる。
このようにして、出力指令値に対して、ガイドベーンの
開度指令値，開度指令が与えられ、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Ｐ０との差に
より、２次巻線の励磁電圧の位相角Δδを算出し、この
値により、励磁量を制御することにより安定に制御でき
る。
開度指令値，開度指令が与えられ、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Ｐ０との差に
より、２次巻線の励磁電圧の位相角Δδを算出し、この
値により、励磁量を制御することにより安定に制御でき
る。
以下、本発明の一実施例を適用した具体例について第４
図を参照しながら説明する。
図を参照しながら説明する。
第４図は、発電々動機の回転子巻線を３相巻線とし、誘
導機のすべりに相当する交流で励磁を行い、任意の回転
数で運転できる、いわゆる可変速発電システムにおける
揚水発電機Ｇ１が送電線Ｌを介して、系統１０に接続運
転しているシステム例を示す系統図である。
導機のすべりに相当する交流で励磁を行い、任意の回転
数で運転できる、いわゆる可変速発電システムにおける
揚水発電機Ｇ１が送電線Ｌを介して、系統１０に接続運
転しているシステム例を示す系統図である。
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。
器１９が設置されている。
一般に揚水発電機Ｇ１には、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。同図に横軸に水車出力、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。
れ、水車出力と効率との関係は、第５図のように示され
る。同図に横軸に水車出力、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、可変発電システムは、操作端Ｔより、
発電機Ｇ１要求されると発電力の指令（又は目標値）Ｐ
０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Ｈｖが制御指令
Ｃにおいて求められ、これらの値（Ｎo,Ｈｖ）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１４，１６〜１８，２４〜３０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により与えられると、あらかじめ制御指令
部Ｃに与えられている手法により、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Ｎｏ及びガイドベーンの開度Ｈｖが求めら
れ、これら（Ｎｏ，Ｈｖ）が目標値となるように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え
ることになる。
発電機Ｇ１要求されると発電力の指令（又は目標値）Ｐ
０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Ｈｖが制御指令
Ｃにおいて求められ、これらの値（Ｎo,Ｈｖ）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１４，１６〜１８，２４〜３０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により与えられると、あらかじめ制御指令
部Ｃに与えられている手法により、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Ｎｏ及びガイドベーンの開度Ｈｖが求めら
れ、これら（Ｎｏ，Ｈｖ）が目標値となるように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え
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Ｐ０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相電圧Ｖfa，Ｖfb，Ｖfcは、 で求められる。ここで、Ｅ及びδ０はすべり及び可変速
機の運転状態に定まる電圧及び位相角、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相電圧Ｖfa，Ｖfb，Ｖfcは、 で求められる。ここで、Ｅ及びδ０はすべり及び可変速
機の運転状態に定まる電圧及び位相角、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、無効電力の制御指令に
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
電力を安定に目標値に制御するものである。
電力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、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、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。
したがつて、本発明の実施例は、位相角算出部１１６を
第１図に示すように構成し、下記第(3) 式を実現するも
のである。
第１図に示すように構成し、下記第(3) 式を実現するも
のである。
すなわち、位相角Δδは、 Δδ＝−ｋ１(Ｐ−Ｐo) ｄｔ＋Ｋ１(Ｐ−Ｐo) ＋ｋ２(Ｎ−Ｎo) ｄｔ＋Ｋ２(Ｎ−Ｎo) …(3) の如く算出される。ここで、Ｐ０は有効電力の目標値
（電力制御指令値）Ｎｏは回転数の目標値、Ｐは有効電
力の実際の値、Ｎは回転数の実際の値Ｋ1，ｋ1，Ｋ２及
びｋ2は定数である。
（電力制御指令値）Ｎｏは回転数の目標値、Ｐは有効電
力の実際の値、Ｎは回転数の実際の値Ｋ1，ｋ1，Ｋ２及
びｋ2は定数である。
さらに第１図を参照して上記第(3) 式の算出過程を説明
する。
する。
実回転数Ｎと目標値Ｎoとの差(Ｎ−Ｎo) が比較部２４
で算出される。ここで算出された出力（Ｎ−Ｎｏ）で位
相角制御量算出部２５に供給され、該算出部２５におい
て、ｋ2(Ｎ−Ｎo)ｄｔ＋Ｋ２(Ｎ−Ｎo) が算出され
る。
で算出される。ここで算出された出力（Ｎ−Ｎｏ）で位
相角制御量算出部２５に供給され、該算出部２５におい
て、ｋ2(Ｎ−Ｎo)ｄｔ＋Ｋ２(Ｎ−Ｎo) が算出され
る。
一方、有効電力の実際値Ｐと目標値Ｐ０との差（Ｐ−Ｐ
０）が比較部２６で算出される。該比較部２６で算出さ
れた出力（Ｐ−Ｐ０）が位相角制御量算出部２７に供給
され、該算出部２７で−ｋ１(Ｐ−Ｐ0) ｄｔ＋Ｋ
１(Ｐ−Ｐo) が算出される。
０）が比較部２６で算出される。該比較部２６で算出さ
れた出力（Ｐ−Ｐ０）が位相角制御量算出部２７に供給
され、該算出部２７で−ｋ１(Ｐ−Ｐ0) ｄｔ＋Ｋ
１(Ｐ−Ｐo) が算出される。
上記算出部２５，２７からの出力が加算部２８で加算さ
れ｛Ｋ1(Ｐ−Ｐ0)−ｋ1(Ｐ−Ｐ0)ｄｔ＋ｋ２(Ｎ−
Ｎo) ｄｔ＋Ｋ２(Ｎ−Ｎo) ｝となる。このように算出
された値は設定部１７に与えられ、設定部１７で第(2)
式の計算がなされることになる。
れ｛Ｋ1(Ｐ−Ｐ0)−ｋ1(Ｐ−Ｐ0)ｄｔ＋ｋ２(Ｎ−
Ｎo) ｄｔ＋Ｋ２(Ｎ−Ｎo) ｝となる。このように算出
された値は設定部１７に与えられ、設定部１７で第(2)
式の計算がなされることになる。
本発明によれば、発電及び揚水のＡＦＣ運転時に目標回
転数がすべり雰附近の場合には、目標回転数の変更を行
うため、短時間にすべり雰附近を通過できる。このた
め、本システムの励磁装置であるサイクロコンバータの
容量を大幅に低減することができ、経済上の効果は極め
て大きい。
転数がすべり雰附近の場合には、目標回転数の変更を行
うため、短時間にすべり雰附近を通過できる。このた
め、本システムの励磁装置であるサイクロコンバータの
容量を大幅に低減することができ、経済上の効果は極め
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を対しても、
効率よく運転できる利点がある。
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を対しても、
効率よく運転できる利点がある。
第１図は、本発明の一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構成図、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線図、第６図は目標回転数
制御部の詳細図である。 １……固定子、２……回転子、３……すべり検出部、４
……電圧発生部、７……回転数測定部、１０……系統、
１１……速度発電機、１３……水車特性部、１５……指
令値算出回路、１８……電圧調整部、１９……電流変成
器、２０……変圧変成器、２４，２６……比較部、２
５，２７……位相角制御量算出部、２８……加算部、１
１６……位相角算出部。
は可変速揚水発電システムの原理概要を示す構成図、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線図、第６図は目標回転数
制御部の詳細図である。 １……固定子、２……回転子、３……すべり検出部、４
……電圧発生部、７……回転数測定部、１０……系統、
１１……速度発電機、１３……水車特性部、１５……指
令値算出回路、１８……電圧調整部、１９……電流変成
器、２０……変圧変成器、２４，２６……比較部、２
５，２７……位相角制御量算出部、２８……加算部、１
１６……位相角算出部。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中川 博人 大阪府三島郡島本町百山１−１
Claims (1)
- 【請求項１】一次巻線を電力系統に接続し、二次巻線を
交流励磁する発電電動機と、前記発電電動機に接続され
た水車と、前記水車の流量を調節するガイドベーンと、
前記発電電動機の実回転速度を検出する速度発電機とを
備え、前記発電電動機に対する発電出力目標値及び静落
差とから前記発電電動機の二次巻線の励磁量と前記ガイ
ドベーンの開度とを制御する可変速揚水発電システムに
おいて、 前記電力系統の有効電力を検出する有効電力導出部と、 前記発電出力目標値及び前記静落差とを入力して前記発
電電動機の目標回転速度と前記ガイドベーンの開度指令
とを出力する指令値算出回路と、 前記目標回転速度に禁止帯を設け、前記目標回転速度が
禁止帯内にあって、上限回転速度に近ければ上限回転速
度を、下限回転速度に近ければ下限回転速度に変更した
変更回転速度を出力し、前記変更回転速度と前記速度発
電機からの実回転速度との差、及び前記発電出力目標値
と有効電力導出部からの有効電力値との差とから前記発
電電動機の二次巻線の励磁電圧の位相角を算出する位相
角算出部と、 前記位相角、及び前記速度発電機からの実回転速度を用
いて前記発電電動機の二次巻線の励磁量を設定する設定
部と、 を設けたことを特徴とする可変速揚水発電システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61281797A JPH0650959B2 (ja) | 1986-11-28 | 1986-11-28 | 可変速揚水発電システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61281797A JPH0650959B2 (ja) | 1986-11-28 | 1986-11-28 | 可変速揚水発電システム |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63136999A JPS63136999A (ja) | 1988-06-09 |
| JPH0650959B2 true JPH0650959B2 (ja) | 1994-06-29 |
Family
ID=17644113
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61281797A Expired - Fee Related JPH0650959B2 (ja) | 1986-11-28 | 1986-11-28 | 可変速揚水発電システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0650959B2 (ja) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60210005A (ja) * | 1984-01-27 | 1985-10-22 | ピルキントン・ブラザ−ズ・ピ−エルシ− | 車輌用ガラス窓 |
| JPS6198200A (ja) * | 1984-10-19 | 1986-05-16 | Kansai Electric Power Co Inc:The | 可変速発電システムの励磁制御装置 |
| JPS61173699A (ja) * | 1985-01-28 | 1986-08-05 | Kansai Electric Power Co Inc:The | 可変速水車発電装置の制御装置 |
| JPS61173698A (ja) * | 1985-01-28 | 1986-08-05 | Kansai Electric Power Co Inc:The | 可変速水車発電装置 |
| JPS61247298A (ja) * | 1985-04-24 | 1986-11-04 | Kansai Electric Power Co Inc:The | 可変速発電システム運転制御方法 |
| JPS61247299A (ja) * | 1985-04-24 | 1986-11-04 | Kansai Electric Power Co Inc:The | 可変速発電システムの運転制御方式 |
-
1986
- 1986-11-28 JP JP61281797A patent/JPH0650959B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60210005A (ja) * | 1984-01-27 | 1985-10-22 | ピルキントン・ブラザ−ズ・ピ−エルシ− | 車輌用ガラス窓 |
| JPS6198200A (ja) * | 1984-10-19 | 1986-05-16 | Kansai Electric Power Co Inc:The | 可変速発電システムの励磁制御装置 |
| JPS61173699A (ja) * | 1985-01-28 | 1986-08-05 | Kansai Electric Power Co Inc:The | 可変速水車発電装置の制御装置 |
| JPS61173698A (ja) * | 1985-01-28 | 1986-08-05 | Kansai Electric Power Co Inc:The | 可変速水車発電装置 |
| JPS61247298A (ja) * | 1985-04-24 | 1986-11-04 | Kansai Electric Power Co Inc:The | 可変速発電システム運転制御方法 |
| JPS61247299A (ja) * | 1985-04-24 | 1986-11-04 | Kansai Electric Power Co Inc:The | 可変速発電システムの運転制御方式 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63136999A (ja) | 1988-06-09 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6876176B2 (en) | Toroidally wound induction motor-generator with selectable number of poles and vector control | |
| JPS62110499A (ja) | 可変速揚水発電システムの運転制御方式 | |
| JP2538862B2 (ja) | 可変速揚水発電システムの制御装置 | |
| JP3053612B2 (ja) | 揚水発電装置 | |
| JP2575629B2 (ja) | 可変速発電電動装置及び制御方法 | |
| JPH0650959B2 (ja) | 可変速揚水発電システム | |
| JPH0326038B2 (ja) | ||
| JP2538859B2 (ja) | 可変速揚水発電システムの製御装置 | |
| JPS62236393A (ja) | 可変速発電システムの運転制御装置 | |
| JPH0634632B2 (ja) | 可変速揚水発電システム | |
| JPH0225033B2 (ja) | ||
| JPS60219983A (ja) | 誘導電動機の駆動制御装置 | |
| JP2652033B2 (ja) | 可変速揚水発電システムの運転制御方法 | |
| JPH0634627B2 (ja) | 可変速揚水発電システムの運転制御装置 | |
| JPH0632596B2 (ja) | 可変速揚水発電システム | |
| JPH0669319B2 (ja) | 可変速揚水発電システム | |
| JPS63213499A (ja) | 可変速揚水発電システムの運転制御方式 | |
| JPH0634628B2 (ja) | 可変速揚水発電システムの運転制御装置 | |
| JPH0634631B2 (ja) | 可変速揚水発電システム | |
| JPH0634630B2 (ja) | 可変速揚水発電システムの運転制御装置 | |
| JP3853426B2 (ja) | 交流励磁同期機の運転制御装置 | |
| JPH0326039B2 (ja) | ||
| JP2644748B2 (ja) | 可変速揚水発電システム | |
| JPH0576279B2 (ja) | ||
| JPH0572198B2 (ja) |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |