JPH0681554B2 - 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

Publication number
JPH0681554B2
JPH0681554B2 JP61286284A JP28628486A JPH0681554B2 JP H0681554 B2 JPH0681554 B2 JP H0681554B2 JP 61286284 A JP61286284 A JP 61286284A JP 28628486 A JP28628486 A JP 28628486A JP H0681554 B2 JPH0681554 B2 JP H0681554B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
variable speed
rotation speed
value
phase angle
active power
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 - Lifetime
Application number
JP61286284A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS63140698A (ja
Inventor
哈夫 野原
益雄 後藤
英二 原口
博人 中川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Kansai Denryoku KK
Original Assignee
Hitachi Ltd
Kansai Denryoku KK
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd, Kansai Denryoku KK filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP61286284A priority Critical patent/JPH0681554B2/ja
Publication of JPS63140698A publication Critical patent/JPS63140698A/ja
Publication of JPH0681554B2 publication Critical patent/JPH0681554B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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、2次励磁付の誘導機(すなわち、巻線形誘導
機)を任意の回転数で運転する可変速発電システムの運
転制御装置に係り、特に可変速運転範囲を逸脱した場合
に誘導機の運転を速やかに可変速運転範囲に引き戻し、
安定に運転を継続するに好適な制御装置に関するもので
ある。
〔従来の技術〕
揚水発電システムは、電力系統における負荷の変動を補
うため、昼間は発電を行い、夜間にあつては揚水運転に
切換えてエネルギの蓄積を行うものとしてよく知られて
いる。
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は揚程が
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,揚水にかかわらず、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59
年電気学会全国大会論文No.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、具体時
な制御方式については、何等ふれられていなかつた。
〔発明が解決しようとする問題点〕
上記従来技術では、AFC(自動周波数制御)運転等の場
合に、制御過程および事故時に、過渡的に、電力の制御
指令値と実出力の間に大きな差が生じ、これに起因して
急激な減速あるいは加速が生じ、著しい場合には回転数
が所定の可変速運転範囲を逸脱してしまい、運転の継続
ができなくなる可能性がある。
本発明は電力の制御指令が急変したとき、または、事故
時に可変速機の回転数の急激な変化を抑制する可変速揚
水発電システムの運転制御装置を提供することを目的と
する。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明の目的を達成するために、接続される電力系統の
すべり周波数で励磁される回転子巻線を持ち、前記励磁
電圧の位相角により有効電力が制御される巻線形誘導機
を含んでなる可変速揚水発電システムの運転制御装置に
おいて、前記巻線形誘導機の回転数を修正する修正手段
を備え、該修正手段は、前記巻線形誘導機の出力端から
検出された有効電力と設定された有効電力の差値に基づ
き前記位相角を算出する手段と、前記回転数を入力して
設定された許容回転数と比較し、前記許容回転数の上限
値を超えたときは前記差値に補正量を加算し、下限値を
下回るときは前記差値から補正量を減算する手段からな
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
装置としたのである。
前記補正量が一定値でもよく、前記加算される補正量が
検出された有効電力、前記減算される補正量が設定され
た有効電力であってもよい。
〔作用〕 以上の本発明の構成によれば、誘導機の回転数が当該誘
導機の可変速運転範囲を逸脱した場合に、回転数の情報
を修正手段へ入力し、回転数が可変速機の特性を基に予
め定めた回転数許容範囲の上下限値を逸脱した場合に補
正を加えるのである。
回転数が予め定めた上限値を逸脱した場合には、位相角
の制御量に正の補正値を加え、急速に可変速機の位相を
増大させ、可変速機と系統の間の位相差を増大させる。
これにより、可変速機の出力を増大させ、入力に対し出
力が上回る状態とする。この結果、可変速機は減速方向
となり、加速を速やかに防止することができる。
反対に回転数が予め定めた下限値を逸脱した場合には、
負の補正値を加え、可変速機の位相を減少させて出力を
へらす。この結果、可変速機は加速方向となり減速を防
止でき、安定に運転の継続が可能である。
〔実施例〕
次に、本発明に係る実施例を図面に基づいて説明する。
可変速発電システムの概要 第3図に可変速発電システムの概要を示す、使用する誘
導機は巻線形のものであり、一次,二次側とも3相巻線
からなる。この第3図において、1は誘導機(以下、可
変速機という。)の固定子、2は回転子である。5a〜5c
は固定子1のa,b,c相巻線、6a〜6cは回転子2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の速度は(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(すなわち、回転子2
の巻線)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、常に回転子巻線2には、系
統周波数と同じ周波数の電圧を発生させることができ
る。すなわち、第3図の構成では、回転子2の回転磁界
は、 (1−s)+s= ……(1) となり、すべりf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において、揚水および発
電におけるAFC運転等の場合に任意の回転数で運転中、
過渡時に可変速帯を逸脱しても、安定に目標値に制御で
きる方式を提供しようとするものである。
なお、可変速運転を行う場合の可変速機の許容運転範囲
(すなわち可変速帯)は、可変速揚水発電システムの規
模、特性(例えば、周波数範囲,電圧範囲等)、耐圧,
熱,システムの経済性などによつて決まり、一義的には
決定することはできないが、上記の要因を考慮して同期
速度の±10%程度が一応の目安である。
運転制御装置の第1の実施例 次に、本発明の第1の実施例を第1図により説明する。
第1図は、可変速機を電力系統10に接続、運転している
場合を示している。
揚程Hおよび電動機出力指令電力制御指令P0が与えられ
ると、電動機出力指令P0は遅延回路15を介して位相角算
出部16へ与えられる。一方、揚程Hおよび回転数Nに基
づいて予め与えられている関数に従がつて、最遍開度関
数発生器25により最適のガイドベーン開度Yが求めら
れ、この出力がサーボ系14に与えられ、時間遅れをもつ
てガイドベーン開度が決まる。
12は水車特性部を示している。水車特性はサーボ系14の
遅れを持つた調速機の弁開度Y及び回転数Nで定まる。
この水車特性により、可変速機の回転子2が回転する。
11は速度検出器を、19は電流変成器を、20は電圧変成器
をそれぞれ示している。そして有効電力算出部21におい
て、電流変成器19及び電圧変成器20の出力に基づいて、
有効電力Pが算出される。16は可変速機の2次励磁巻線
の位相角算出部を示している。この位相角算出部16では
有効電力算出部21の出力および遅延回路15の時間遅れを
もつた電力制御指令を入力し、指令値と実際の出力値と
の差により、回転子巻線2の励磁電圧の位相角が算出さ
れる。励磁量設定部17では、上述したように回転子巻線
2を励磁する、すべり周波数励磁量を設定する部で、回
転子の速度検出器11から回転数Nと、位相角算出部16か
ら位相角と電圧調整部18から励磁電圧の絶対値を入力
し、すべり周波数の励磁電圧絶対値及び位相角からなる
励磁量を出力する。電圧調整部18は系統電圧を電圧変成
器20で取り込み、励磁電圧の絶対値を算出し上述した励
磁量設定部17へ出力する。23a,23b,23cは、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,22b,22cは移相部23a〜23cで移相した励磁でa,
b,c相を励磁する励磁巻線である。このように、電力制
御指令値P0と有効電力算出部21からの実際の出力値との
差により、2次巻線22a〜22cの位相角を算出して制御を
行う。一方、揚程Hおよび回転数Nよりガイドベーン開
度Yが最適開度となるように制御される。
以上の構成において、回転数Nが可変速運転範囲を逸脱
した場合には予め定めてある制御量により電力制御指令
値P0を補正することにより、急速に可変速運転範囲内に
ひきもどされ可変速運転範囲内の運転が可能なようにす
る。
具体的には、回転数Nを不動帯回路30に与える。不動帯
回路30は、回転数Nが可変速運転範囲内にある場合に
は、出力としての値を出力し、可変速運転範囲以下およ
び以上の回転数となつた場合には予め与えてある制御指
令を出力する。加算部31では、不動帯回路30の制御出力
と電力制御指令値P0と有効電力算出部21の出力値Pを加
える。
第2図に加算部31の出力の具体例を示す。回転数Nが
上,下限の間にある場合には、従来通りの処理を行な
い、下限以下では加算部31の出力P′は、 P′=(P−P0)−ΔP ……(2) とし、上限以上では、加算部31の出力部P′は、 P′=(P−P0)+ΔP ……(3) とする。ΔPは不動帯回路30の出力である。
位相角算出部16では、加算部31の出力および有効電力算
出部21からの実出力をもとに位相角制御量を算出し、励
磁量設定部17に出力する。
可変速機の出力の制御は、交流励磁電流の位相を調整し
て行う。同時に交流励磁電流の振幅を調整して出力電圧
を制御する構成としている。
第2の実施例 第4図に本発明の他の実施例を示す。基本的な構成は第
1図に示す実施例と同様であるので、同一の要素には同
一の符号を附してその詳細な説明は省略し、以下に異な
る部分について説明する。
異なる部分は、第1図の実施例が回転数検出器11からの
信号を不動帯回路30を介して加算部31に帰還し、電力指
令値P0に修正を加えているのに対し、第4図の実施例は
回転数信号を位相角算出部16に帰還させ、位相角演算の
手順に修正を加えて、可変速帯を逸脱した場合に急速に
当該可変帯に引き戻すよう位相角信号Δδを励磁量設定
部17に与えるようにした点において異なる。
具体的には、可変速機の回転数が可変速帯の下限値以上
の場合、または上限値以下の場合においては、従来と同
様に電力制御指令値P0と有効電力算出部21からの実出力
値との差に基づいて算出し、下限値以下では電力制御指
令値P0の極性符号を反転して位相角Δδの算出に用い、
上限値以上では、実出力を位相角Δδの算出に用いる。
第5図は、第4図における位相角Δδの制御の具体例を
示したものであり、回転数Nおよび回転数の上限NUL
よび下限NLLをもとに、位相角Δδの算出に用いる。
すなわち、回転数Nが下限以下か否かの判定をブロツク
100で行い、以下では、回転数が急速に上昇するよう
に、指令値のみでブロツク101により位相角Δδを算出
しブロツク100の判定の結果がNLL以上ではブロツク102
で上限NULとの判定を行う。回転数Nが上限NUL以上で
は、回転数が急速に低下するように、ブロツク104で実
電力Pより位相角Δδを算出し、ブロツク102の判定結
果が上限NUL以下では、ブロツク103で電力制御指令値
P′および実電力Pをもとに、位相角Δδを算出すれば
よい。
変形例 上述した第1図および第4図の実施例では、いずれも可
変速機の回転数が可変速運転範囲の限界を越えた場合に
は、電力制御指令値P0または位相角Δδをステツプ状に
変化させる場合について述べた。しかし、本発明はこれ
らに限られるものではなく、第6図に示すように、限界
値をこえた場合には、回転数と出力との間に一定の関係
を持たせて制御することもできる。この場合には、第5
図のブロツク101,104における位相角Δδの演算式を下
限,上限についてそれぞれ Δδ=k(−P0)・kf′(NLL−N) ……(4) Δδ=k(P)・kf′(N−NUL) ……(5) とすればよい。なお、kf′は定数である。第1図は不動
帯回路30についても、同様の観点より関数を定めればよ
い。
ここで、可変速運転範囲以上の回転数に対する制御をど
のようにすればよいかは、事故時等に必要となる制御時
の電力の変化幅および可変速機の慣性等をもとに定めれ
ばよい。
〔発明の効果〕
本発明によれば、揚水運転中にも外部からの指令信号に
応じて可変速機の出力が調整可能になり、所定の可変速
運転範囲内で安定に可変速運転が継続できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の第1の実施例を示すブロツク図、第2
図は不動帯回路の動作を示すフローチヤート、第3図は
可変速発電システムの原理を示すブロツク図、第4図は
本発明の他の実施例を示すブロツク図、第5図は他の実
施例における修正手段としての位相角算出部の演算アル
ゴリズムを示すフローチヤート、第6図は変形例を示す
説明図である。 1……固定子、2……回転子、10……電力系統、11……
回転数検出器、16……位相角算出部、17……励磁量設定
部、21……有効電力算出部、30……不動帯回路、31……
加算部、P0……電力制御指令、H……揚程、N……回転
数、Y……ガバナ弁開度、Δδ……位相角信号。
───────────────────────────────────────────────────── 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 (56)参考文献 特開 昭61−173698(JP,A) 特開 昭61−247298(JP,A) 特開 昭61−98200(JP,A)

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】接続される電力系統のすべり周波数で励磁
    される回転子巻線を持ち、前記励磁電圧の位相角により
    有効電力が制御される巻線形誘導機を含んでなる可変速
    揚水発電システムの運転制御装置において、前記巻線形
    誘導機の回転数を修正する修正手段を備え、該修正手段
    は、前記巻線形誘導機の出力端から検出された有効電力
    と設定された有効電力の差値に基づき前記位相角を算出
    する手段と、前記回転数を入力して設定された許容回転
    数と比較し、前記許容回転数の上限値を超えたときは前
    記差値に補正量を加算し、下限値を下回るときは前記差
    値から補正量を減算する手段からな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。
  2. 【請求項2】特許請求の範囲第1項において、前記補正
    量が一定値であ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。
  3. 【請求項3】特許請求の範囲第1項において、前記加算
    される補正量が検出された有効電力、前記減算される補
    正量が設定された有効電力であ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。
JP61286284A 1986-12-01 1986-12-01 可変速揚水発電システムの運転制御装置 Expired - Lifetime JPH0681554B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP61286284A JPH0681554B2 (ja) 1986-12-01 1986-12-01 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
JP61286284A JPH0681554B2 (ja) 1986-12-01 1986-12-01 可変速揚水発電システムの運転制御装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS63140698A JPS63140698A (ja) 1988-06-13
JPH0681554B2 true JPH0681554B2 (ja) 1994-10-12

Family

ID=17702377

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP61286284A Expired - Lifetime JPH0681554B2 (ja) 1986-12-01 1986-12-01 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) JPH0681554B2 (ja)

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6035926A (ja) * 1983-08-06 1985-02-23 トヨタ自動車株式会社 車両用発電機の制御装置
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
JPH0634625B2 (ja) * 1985-01-28 1994-05-02 関西電力株式会社 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

Also Published As

Publication number Publication date
JPS63140698A (ja) 1988-06-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
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
JPH0681554B2 (ja) 可変速揚水発電システムの運転制御装置
JP3515275B2 (ja) 可変速発電電動装置
JP2631373B2 (ja) 可変速揚水発電システムの運転制御装置
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
JP2575629B2 (ja) 可変速発電電動装置及び制御方法
JPH0225033B2 (ja)
JPH0634628B2 (ja) 可変速揚水発電システムの運転制御装置
JP2650956B2 (ja) 可変速発電電動機の周波数制御装置
JP2652033B2 (ja) 可変速揚水発電システムの運転制御方法
JPH0570370B2 (ja)
JPH0634627B2 (ja) 可変速揚水発電システムの運転制御装置
JP2644748B2 (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
JPH0326039B2 (ja)
JP3853426B2 (ja) 交流励磁同期機の運転制御装置
JPH0634632B2 (ja) 可変速揚水発電システム
JPH0572198B2 (ja)
JPH0576279B2 (ja)
JPS62236395A (ja) 可変速揚水発電システム
JPH0650959B2 (ja) 可変速揚水発電システム
JPS61170299A (ja) 可変速発電システムの運転制御方式
JPS62236394A (ja) 可変速揚水発電システム