JPH07123794A - 交流励磁同期機の２次励磁制御方法 - Google Patents
交流励磁同期機の２次励磁制御方法Info
- Publication number
- JPH07123794A JPH07123794A JP5262191A JP26219193A JPH07123794A JP H07123794 A JPH07123794 A JP H07123794A JP 5262191 A JP5262191 A JP 5262191A JP 26219193 A JP26219193 A JP 26219193A JP H07123794 A JPH07123794 A JP H07123794A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- synchronous machine
- excitation
- output
- exciter
- control method
- 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.)
- Granted
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- 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
Landscapes
- Control Of Water Turbines (AREA)
- Control Of Eletrric Generators (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 負荷遮断時の交流励磁同期機及びポンプ水車
の回転数上昇を抑制することにより、それらの振動を軽
減し長寿命化を図る。また、可変速運転許容範囲内で瞬
時入・出力増減指令に対応可能にする。 【構成】 発電運転時の負荷遮断時に励磁用変換器５を
回生運転することにより、ガイドベインが全閉するまで
にポンプ水車１０に入る水流によるエネルギーが回生さ
れ、交流励磁同期機１００の回転数上昇が抑制される。
現状運転回転数から電力系統側の要求入・出力に急変さ
せた場合に、可変速運転許容範囲内に入るように入出力
レート設定回路１４により電力急変レートを演算し、交
流励磁同期機１００は瞬時入・出力増減指令に対応す
る。
の回転数上昇を抑制することにより、それらの振動を軽
減し長寿命化を図る。また、可変速運転許容範囲内で瞬
時入・出力増減指令に対応可能にする。 【構成】 発電運転時の負荷遮断時に励磁用変換器５を
回生運転することにより、ガイドベインが全閉するまで
にポンプ水車１０に入る水流によるエネルギーが回生さ
れ、交流励磁同期機１００の回転数上昇が抑制される。
現状運転回転数から電力系統側の要求入・出力に急変さ
せた場合に、可変速運転許容範囲内に入るように入出力
レート設定回路１４により電力急変レートを演算し、交
流励磁同期機１００は瞬時入・出力増減指令に対応す
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は発電を行う交流励磁同
期機の制御方法に関し、特に負荷遮断時の該同期機の回
転数上昇を抑制し、電力系統側からの要求入・出力の急
増減を可変速運転可能範囲内で運転可能とした交流励磁
同期機の２次励磁制御方法に関するものである。
期機の制御方法に関し、特に負荷遮断時の該同期機の回
転数上昇を抑制し、電力系統側からの要求入・出力の急
増減を可変速運転可能範囲内で運転可能とした交流励磁
同期機の２次励磁制御方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図９は、例えば電気学会電力技術研究会
（Ｓ６２．７．２７／２８．於名古屋）発表論文「可変
速揚水発電システムによる系統安定化効果のシミュレー
ション解析」又は日本電気協会誌Ｓ６２．１２月号「世
界初の可変速発電システムについて」等に示された従来
の可変速機としての交流励磁同期機の２次励磁制御方法
の原理を説明するためのブロック図である。図９におい
て、１００は発電を行う交流励磁同期機、１は交流励磁
同期機１００の電機子、２は同じく交流励磁同期機１０
０の回転子（２次コイル）、３は交流励磁同期機１００
のシャフト、４は励磁用変圧器、５は交流励磁同期機１
００の２次側出力を制御する励磁用変換器、６は交流励
磁同期機１００の回転位置および回転数を検出する検出
器、７は励磁用変換器５を制御する制御器、８は電流の
変化を検出する変流器、９は電圧を検出する計器用変圧
器、４１は交流励磁同期機１００の界磁遮断器、５０は
電力系統Ｌへ電力を供給する主変圧器、５２は交流励磁
同期機１００の出力を遮断する発電機遮断器、１５２は
電力系統Ｌへの電力を遮断する高圧側遮断器である。
（Ｓ６２．７．２７／２８．於名古屋）発表論文「可変
速揚水発電システムによる系統安定化効果のシミュレー
ション解析」又は日本電気協会誌Ｓ６２．１２月号「世
界初の可変速発電システムについて」等に示された従来
の可変速機としての交流励磁同期機の２次励磁制御方法
の原理を説明するためのブロック図である。図９におい
て、１００は発電を行う交流励磁同期機、１は交流励磁
同期機１００の電機子、２は同じく交流励磁同期機１０
０の回転子（２次コイル）、３は交流励磁同期機１００
のシャフト、４は励磁用変圧器、５は交流励磁同期機１
００の２次側出力を制御する励磁用変換器、６は交流励
磁同期機１００の回転位置および回転数を検出する検出
器、７は励磁用変換器５を制御する制御器、８は電流の
変化を検出する変流器、９は電圧を検出する計器用変圧
器、４１は交流励磁同期機１００の界磁遮断器、５０は
電力系統Ｌへ電力を供給する主変圧器、５２は交流励磁
同期機１００の出力を遮断する発電機遮断器、１５２は
電力系統Ｌへの電力を遮断する高圧側遮断器である。
【０００３】次に動作について説明する。交流励磁同期
機１００を可変速で運転するには、交流励磁同期機１０
０を２次励磁する方式が通常採用される。交流励磁同期
機１００の回転数が変わっても、電力系統周波数と一致
するようにすべり分だけ２次励磁により周波数を補正し
てやれば、電力系統Ｌとの並列運転が可能である。交流
励磁同期機１００を２次励磁する２次励磁装置として
は、与えられた交流から直接に所望する交流を作るサイ
クロコンバータ方式や、与えられた交流から一度直流に
変換し更に交流を作るコンバータとインバータで構成す
る方法等がある。制御器７は、計器用変圧器９で検出さ
れた電圧、変流器８で検出された電流、及び検出器６で
検出された回転位置及び回転数を入力し、交流励磁同期
機１００が予め設定された電圧、回転数、及び電力を得
ることができるように励磁用変換器５を制御して交流励
磁同期機１００を運転する。
機１００を可変速で運転するには、交流励磁同期機１０
０を２次励磁する方式が通常採用される。交流励磁同期
機１００の回転数が変わっても、電力系統周波数と一致
するようにすべり分だけ２次励磁により周波数を補正し
てやれば、電力系統Ｌとの並列運転が可能である。交流
励磁同期機１００を２次励磁する２次励磁装置として
は、与えられた交流から直接に所望する交流を作るサイ
クロコンバータ方式や、与えられた交流から一度直流に
変換し更に交流を作るコンバータとインバータで構成す
る方法等がある。制御器７は、計器用変圧器９で検出さ
れた電圧、変流器８で検出された電流、及び検出器６で
検出された回転位置及び回転数を入力し、交流励磁同期
機１００が予め設定された電圧、回転数、及び電力を得
ることができるように励磁用変換器５を制御して交流励
磁同期機１００を運転する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来の交流励磁同期機
の２次励磁制御方法では、以上のように構成され、制御
しており、負荷遮断時は従来通りポンプ水車の水量を調
整するガイドベインを閉め、２次励磁を開放しているの
みなので、ポンプ水車及び発電電動機（交流励磁同期
機）の回転数上昇や、それにともなう水圧鉄管の大きな
圧力脈動が発生したり、入・出力の急速な増減指令によ
り回転数が可変速運転許容範囲を逸脱してしまい、運転
不能になるなどの問題点があった。
の２次励磁制御方法では、以上のように構成され、制御
しており、負荷遮断時は従来通りポンプ水車の水量を調
整するガイドベインを閉め、２次励磁を開放しているの
みなので、ポンプ水車及び発電電動機（交流励磁同期
機）の回転数上昇や、それにともなう水圧鉄管の大きな
圧力脈動が発生したり、入・出力の急速な増減指令によ
り回転数が可変速運転許容範囲を逸脱してしまい、運転
不能になるなどの問題点があった。
【０００５】この発明は上記のような課題を解決するた
めになされたものであり、交流励磁同期機の内部事故以
外の負荷遮断時には励磁用変換器を回生運転して、回転
数上昇を抑制し、また、電力系統側からの入・出力急増
減指令が出ても、可変速許容回転範囲内で入・出力急増
減に対応した運転ができる交流励磁同期機の２次励磁制
御方法を提供することを目的とする。
めになされたものであり、交流励磁同期機の内部事故以
外の負荷遮断時には励磁用変換器を回生運転して、回転
数上昇を抑制し、また、電力系統側からの入・出力急増
減指令が出ても、可変速許容回転範囲内で入・出力急増
減に対応した運転ができる交流励磁同期機の２次励磁制
御方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】第１の発明は、発電運転
時の負荷遮断時に励磁用変換器５を回生運転することに
より負荷遮断時に、ポンプ水車１０のガイドベインが全
閉するまでに該ポンプ水車１０に入る水流によるエネル
ギーを回生し、交流励磁同期機１００及びポンプ水車１
０の回転数上昇を抑制するように制御することを特徴と
するものである。
時の負荷遮断時に励磁用変換器５を回生運転することに
より負荷遮断時に、ポンプ水車１０のガイドベインが全
閉するまでに該ポンプ水車１０に入る水流によるエネル
ギーを回生し、交流励磁同期機１００及びポンプ水車１
０の回転数上昇を抑制するように制御することを特徴と
するものである。
【０００７】第２の発明は、発電運転時の負荷遮断時に
電力系統側の高圧側遮断器１５２のみを開放し、交流励
磁同期機側の発電機遮断器５２は投入したまま励磁用変
換器５を回生運転し、この回生エネルギーを、上記交流
励磁同期機１００の回転を低下させる方向に上記励磁用
変換器５を位相制御して回生運転する制御を行わせるこ
とを特徴とするものである。
電力系統側の高圧側遮断器１５２のみを開放し、交流励
磁同期機側の発電機遮断器５２は投入したまま励磁用変
換器５を回生運転し、この回生エネルギーを、上記交流
励磁同期機１００の回転を低下させる方向に上記励磁用
変換器５を位相制御して回生運転する制御を行わせるこ
とを特徴とするものである。
【０００８】第３の発明は、交流励磁同期機１００を電
力系統側の要求により短時間で入・出力を急増減させる
ように制御し、現状運転回転数から電力系統側の要求入
・出力に急変させた場合に、上記交流励磁同期機１００
が可変速運転許容回転範囲内に入るように、電力急変レ
ートを演算して自動設定する制御を行わせることを特徴
とするものである。
力系統側の要求により短時間で入・出力を急増減させる
ように制御し、現状運転回転数から電力系統側の要求入
・出力に急変させた場合に、上記交流励磁同期機１００
が可変速運転許容回転範囲内に入るように、電力急変レ
ートを演算して自動設定する制御を行わせることを特徴
とするものである。
【０００９】第４の発明は、交流励磁同期機１００を電
力系統側の要求により短時間で入・出力を急増減させる
ように制御し、電力系統側の要求入・出力に急変させた
場合に、上記交流励磁同期機１００が可変速運転許容回
転範囲に入るように許容回転数に接近させたり、一時的
に有効電力優先制御から回転数優先制御に切替えて運転
させるような制御を行うことを特徴とするものである。
力系統側の要求により短時間で入・出力を急増減させる
ように制御し、電力系統側の要求入・出力に急変させた
場合に、上記交流励磁同期機１００が可変速運転許容回
転範囲に入るように許容回転数に接近させたり、一時的
に有効電力優先制御から回転数優先制御に切替えて運転
させるような制御を行うことを特徴とするものである。
【００１０】
【作用】第１の発明においては、発電運転時の負荷遮断
時に励磁用変換器５を回生運転することにより、負荷遮
断時にポンプ水車１０のガイドベインが全閉するまでに
該ポンプ水車１０に入る水流によるエネルギーが回生さ
れ、交流励磁同期機１００の回転数上昇が抑制される。
時に励磁用変換器５を回生運転することにより、負荷遮
断時にポンプ水車１０のガイドベインが全閉するまでに
該ポンプ水車１０に入る水流によるエネルギーが回生さ
れ、交流励磁同期機１００の回転数上昇が抑制される。
【００１１】第２の発明においては、発電運転時の負荷
遮断時に電力系統側の高圧側遮断器１５２のみが開放さ
れ、交流励磁同期機側の発電機遮断器５２は投入された
まま励磁用変換器５は回生運転され、この回生エネルギ
ーは交流励磁同期機１００の回転を低下させる方向に励
磁用変換器５を位相制御して回生運転する。
遮断時に電力系統側の高圧側遮断器１５２のみが開放さ
れ、交流励磁同期機側の発電機遮断器５２は投入された
まま励磁用変換器５は回生運転され、この回生エネルギ
ーは交流励磁同期機１００の回転を低下させる方向に励
磁用変換器５を位相制御して回生運転する。
【００１２】第３の発明においては、交流励磁同期機１
００は電力系統側の要求により短時間で入・出力が急増
減されるように制御され、現状運転回転数から電力系統
側の要求入・出力に急変させた場合に、交流励磁同期機
１００が可変速運転許容回転範囲内に入るように電力急
変レートが演算され自動設定される。
００は電力系統側の要求により短時間で入・出力が急増
減されるように制御され、現状運転回転数から電力系統
側の要求入・出力に急変させた場合に、交流励磁同期機
１００が可変速運転許容回転範囲内に入るように電力急
変レートが演算され自動設定される。
【００１３】第４の発明においては、交流励磁同期機１
００は電力系統側の要求により短時間で入・出力が急増
減されるように制御され、電力系統側の要求入・出力に
急変させた場合に、交流励磁同期機１００が可変速運転
許容回転範囲に入るように許容回転数に接近し、一時的
に有効電力優先制御から回転数優先制御に切替わり運転
される。
００は電力系統側の要求により短時間で入・出力が急増
減されるように制御され、電力系統側の要求入・出力に
急変させた場合に、交流励磁同期機１００が可変速運転
許容回転範囲に入るように許容回転数に接近し、一時的
に有効電力優先制御から回転数優先制御に切替わり運転
される。
【００１４】
【実施例】実施例１，２，３，４（請求項１，２，３，
４対応）．以下、この発明の各実施例を図に基づいて説
明する。図１及び図２はこの発明の各実施例に係る交流
励磁同期機の２次励磁制御方法による２次励磁装置の構
成を示すブロック図である。ここでは、励磁用変換器と
してインバータとコンバータで構成した例で説明する。
図１及び図２において、１は交流励磁同期機１００の電
機子、２は交流励磁同期機１００の回転子、３は交流励
磁同期機１００のシャフト、１０はシャフト３を介して
交流励磁同期機１００に連動されたポンプ水車、４は励
磁用変圧器、５は励磁用変換器、１２は励磁用変換器５
のインバータ、１３は励磁用変換器５のコンバータ、６
は交流励磁同期機１００の回転位置および回転数を検出
する検出器、８１は電圧制御回路、１１はインバータ１
２を制御するインバータ制御器、８は変流器、９は計器
用変圧器、２３は本発明の実施例１，２で追加した回生
運転指令回路、２４は同様にして追加したもので負荷遮
断指令によりスイッチ２５を切り替える切替回路、２７
は本発明の実施例２で追加した回路で励磁用変換器５の
位相を交流励磁同期機１００の制動方向に制御する制御
回路である。１４は本発明の実施例３で追加された入出
力レート設定回路、１５は入力電圧を基準電圧と比較す
る電圧比較器、１７は入力電力を検出する電力検出器、
１８は入力電力を基準電力と比較する電力比較器、１９
は上記入力電力の偏差を補正する電力偏差補正回路、２
０は両入力を加算する加算器、２１は交流励磁同期機１
００の回転数を目標回転数と比較する回転数比較器、２
２は上記回転数の偏差を補正する回転数偏差補正回路、
２６は目標回転数を演算する目標回転数演算器、３３は
本発明の実施例４で追加された回転数制御回路、３２も
同じく追加されたもので電力優先制御（Ｐ制御）と回転
数優先制御（Ｎ制御）の切替指令回路、３１も同じく追
加されたもので切替指令回路３２により切り替えを行う
スイッチ、４１は界磁遮断器、５０は主変圧器、５２は
発電機遮断器、１５２は高圧側遮断器である。
４対応）．以下、この発明の各実施例を図に基づいて説
明する。図１及び図２はこの発明の各実施例に係る交流
励磁同期機の２次励磁制御方法による２次励磁装置の構
成を示すブロック図である。ここでは、励磁用変換器と
してインバータとコンバータで構成した例で説明する。
図１及び図２において、１は交流励磁同期機１００の電
機子、２は交流励磁同期機１００の回転子、３は交流励
磁同期機１００のシャフト、１０はシャフト３を介して
交流励磁同期機１００に連動されたポンプ水車、４は励
磁用変圧器、５は励磁用変換器、１２は励磁用変換器５
のインバータ、１３は励磁用変換器５のコンバータ、６
は交流励磁同期機１００の回転位置および回転数を検出
する検出器、８１は電圧制御回路、１１はインバータ１
２を制御するインバータ制御器、８は変流器、９は計器
用変圧器、２３は本発明の実施例１，２で追加した回生
運転指令回路、２４は同様にして追加したもので負荷遮
断指令によりスイッチ２５を切り替える切替回路、２７
は本発明の実施例２で追加した回路で励磁用変換器５の
位相を交流励磁同期機１００の制動方向に制御する制御
回路である。１４は本発明の実施例３で追加された入出
力レート設定回路、１５は入力電圧を基準電圧と比較す
る電圧比較器、１７は入力電力を検出する電力検出器、
１８は入力電力を基準電力と比較する電力比較器、１９
は上記入力電力の偏差を補正する電力偏差補正回路、２
０は両入力を加算する加算器、２１は交流励磁同期機１
００の回転数を目標回転数と比較する回転数比較器、２
２は上記回転数の偏差を補正する回転数偏差補正回路、
２６は目標回転数を演算する目標回転数演算器、３３は
本発明の実施例４で追加された回転数制御回路、３２も
同じく追加されたもので電力優先制御（Ｐ制御）と回転
数優先制御（Ｎ制御）の切替指令回路、３１も同じく追
加されたもので切替指令回路３２により切り替えを行う
スイッチ、４１は界磁遮断器、５０は主変圧器、５２は
発電機遮断器、１５２は高圧側遮断器である。
【００１５】ここで実施例１で追加した回路は回生運転
指令回路２３，切替回路２４，及びスイッチ２５であ
る。実施例２で追加した回路は回生運転指令回路２３，
切替回路２４，スイッチ２５，及び制御回路２７であ
る。実施例３で追加した回路は入出力レート設定回路１
４である。実施例４で追加した回路はスイッチ３１，切
替指令回路３２，及び回転数制御回路３３である。
指令回路２３，切替回路２４，及びスイッチ２５であ
る。実施例２で追加した回路は回生運転指令回路２３，
切替回路２４，スイッチ２５，及び制御回路２７であ
る。実施例３で追加した回路は入出力レート設定回路１
４である。実施例４で追加した回路はスイッチ３１，切
替指令回路３２，及び回転数制御回路３３である。
【００１６】実施例１（請求項１対応）．次に実施例１
について説明する。まず、本実施例１として交流励磁同
期機が定速機である場合を図３に基づいて説明する。図
３で図９と同一符号は同一または同等の構成要素を示
す。１０１はポンプ水車１０への水の流量を調整するガ
イドベイン、１０２はポンプ水車１０のドラフトチュー
ブ、１０３はポンプ水車１０のケーシング、１０４はポ
ンプ水車１０に連結された水圧鉄管、１ａは交流励磁同
期機（定速機）１００ａの固定子、２ａはその回転子、
１２１はサイリスタを用いて回転子２ａを励磁するサイ
リスタ励磁装置、４１は界磁遮断器，ＦＤＲは界磁放電
抵抗、５２は発電機遮断器である。
について説明する。まず、本実施例１として交流励磁同
期機が定速機である場合を図３に基づいて説明する。図
３で図９と同一符号は同一または同等の構成要素を示
す。１０１はポンプ水車１０への水の流量を調整するガ
イドベイン、１０２はポンプ水車１０のドラフトチュー
ブ、１０３はポンプ水車１０のケーシング、１０４はポ
ンプ水車１０に連結された水圧鉄管、１ａは交流励磁同
期機（定速機）１００ａの固定子、２ａはその回転子、
１２１はサイリスタを用いて回転子２ａを励磁するサイ
リスタ励磁装置、４１は界磁遮断器，ＦＤＲは界磁放電
抵抗、５２は発電機遮断器である。
【００１７】図５に交流励磁同期機が定速機の場合の負
荷遮断の際の信号波形の一例を示す。図５において、上
から回転数Ｎ，ガイドベイン開度ＧＶＯ，鉄管圧力Ｐで
ある。即ち、負荷遮断指令によりガイドベインを急速に
閉じるが全閉までの間の水流により回転数Ｎが上昇し、
ガイドベインの閉鎖により鉄管圧力も上昇する。これは
交流励磁同期機が可変速機の場合であり、この可変速機
で回生運転を行わない場合も同様である。いずれの場合
も界磁遮断器４１は負荷遮断指令にて発電機遮断器５２
が開放された後、ただちに開放している。
荷遮断の際の信号波形の一例を示す。図５において、上
から回転数Ｎ，ガイドベイン開度ＧＶＯ，鉄管圧力Ｐで
ある。即ち、負荷遮断指令によりガイドベインを急速に
閉じるが全閉までの間の水流により回転数Ｎが上昇し、
ガイドベインの閉鎖により鉄管圧力も上昇する。これは
交流励磁同期機が可変速機の場合であり、この可変速機
で回生運転を行わない場合も同様である。いずれの場合
も界磁遮断器４１は負荷遮断指令にて発電機遮断器５２
が開放された後、ただちに開放している。
【００１８】図４に可変速機の場合を示す。図４で図１
及び図２と図３と同一符号は同一または同等の構成要素
を示す。一方負荷遮断と同時に回生運転を行う場合は界
磁遮断器４１を開放しないで励磁用変換器のインバータ
１２及び励磁用変換器のコンバータ１３を回生運転すべ
く、図２の切替回路２４にてスイッチ２５を切替え、回
生運転指令回路２３の指令により回生運転を行う。本実
施例１では回生エネルギーは主変圧器５０及び高圧側遮
断器１５２を通して回生される。
及び図２と図３と同一符号は同一または同等の構成要素
を示す。一方負荷遮断と同時に回生運転を行う場合は界
磁遮断器４１を開放しないで励磁用変換器のインバータ
１２及び励磁用変換器のコンバータ１３を回生運転すべ
く、図２の切替回路２４にてスイッチ２５を切替え、回
生運転指令回路２３の指令により回生運転を行う。本実
施例１では回生エネルギーは主変圧器５０及び高圧側遮
断器１５２を通して回生される。
【００１９】実施例２（請求項２対応）．実施例２では
負荷遮断指令により高圧側遮断器１５２が開放され、発
電機遮断器５２は投入されたままで、回生エネルギーは
発電機遮断器５２を通して交流励磁同期機１００に与え
られ、交流励磁同期機１００を回転低下方向に図２に示
す制御回路２７で励磁用変換器５のコンバータ１３を制
御する。図５の実線及び一点鎖線で示す特性はそれぞれ
実施例１及び実施例２において可変速機で負荷遮断時に
回生運転を実施した場合の各信号波形の一例を示す。ガ
イドベインを全閉するまでの水流によるエネルギーは２
次励磁装置の回生発電運転により吸収されるため回転数
上昇が抑制され、副次的に鉄管圧力上昇も抑制されるた
めに機器に与える応力が小さく振動も小さいため機器の
長寿命化を図れる上、前記実施例１では電力の回収も図
れたり、本実施例２では回転数上昇をより抑制できる。
負荷遮断指令により高圧側遮断器１５２が開放され、発
電機遮断器５２は投入されたままで、回生エネルギーは
発電機遮断器５２を通して交流励磁同期機１００に与え
られ、交流励磁同期機１００を回転低下方向に図２に示
す制御回路２７で励磁用変換器５のコンバータ１３を制
御する。図５の実線及び一点鎖線で示す特性はそれぞれ
実施例１及び実施例２において可変速機で負荷遮断時に
回生運転を実施した場合の各信号波形の一例を示す。ガ
イドベインを全閉するまでの水流によるエネルギーは２
次励磁装置の回生発電運転により吸収されるため回転数
上昇が抑制され、副次的に鉄管圧力上昇も抑制されるた
めに機器に与える応力が小さく振動も小さいため機器の
長寿命化を図れる上、前記実施例１では電力の回収も図
れたり、本実施例２では回転数上昇をより抑制できる。
【００２０】実施例３（請求項３対応）．次に実施例３
について説明する。図２の入出力レート設定回路１４は
従来はないため入・出力急増減指令は、そのままインバ
ータ制御器１１に出力される。本実施例では入出力レー
ト設定回路１４を設ける。入出力レート設定回路１４は
現在運転中の回転数と目標入・出力を入力し自動演算し
て回転数が許容範囲内に入るように入・出力の増減指令
に一定の傾斜を付ける回路である。
について説明する。図２の入出力レート設定回路１４は
従来はないため入・出力急増減指令は、そのままインバ
ータ制御器１１に出力される。本実施例では入出力レー
ト設定回路１４を設ける。入出力レート設定回路１４は
現在運転中の回転数と目標入・出力を入力し自動演算し
て回転数が許容範囲内に入るように入・出力の増減指令
に一定の傾斜を付ける回路である。
【００２１】図６及び図７により本実施例３の効果につ
いて説明する。図６は発電方向，図７は揚水方向の各々
発電出力急増減，揚水入力急増減の場合の動作例を示し
ている。図６及び図７において、破線は従来方式、実線
が本実施例３を採用した場合である。図６で電力系統側
の要求発電出力がＰ１→Ｐ２に急増要求があった場合、
従来は瞬時に破線のごとく指令がインバータ制御器１１
に与えられるため発電電力は瞬時に急増するが、交流励
磁同期機１００の回転数は破線のごとく２次励磁装置の
許容運転範囲±ΔＮの範囲を越えてしまい運転不能とな
る。本実施例３では現在の運転回転数とＰ２−Ｐ１＝Δ
Ｐから予想回転数Ｎ２を演算し、±ΔＮ範囲内に入るよ
うにＰ１→Ｐ２へ移行させるための傾斜を演算して実線
のごとき傾斜で発電出力指令をインバータ制御器１１に
与えると実線のごとく許容運転範囲内（±ΔＮ）に入
る。出力急減の場合や揚水入力急増減の場合も図６，図
７に示すごとく図６の発電出力急増の場合と同様であ
る。
いて説明する。図６は発電方向，図７は揚水方向の各々
発電出力急増減，揚水入力急増減の場合の動作例を示し
ている。図６及び図７において、破線は従来方式、実線
が本実施例３を採用した場合である。図６で電力系統側
の要求発電出力がＰ１→Ｐ２に急増要求があった場合、
従来は瞬時に破線のごとく指令がインバータ制御器１１
に与えられるため発電電力は瞬時に急増するが、交流励
磁同期機１００の回転数は破線のごとく２次励磁装置の
許容運転範囲±ΔＮの範囲を越えてしまい運転不能とな
る。本実施例３では現在の運転回転数とＰ２−Ｐ１＝Δ
Ｐから予想回転数Ｎ２を演算し、±ΔＮ範囲内に入るよ
うにＰ１→Ｐ２へ移行させるための傾斜を演算して実線
のごとき傾斜で発電出力指令をインバータ制御器１１に
与えると実線のごとく許容運転範囲内（±ΔＮ）に入
る。出力急減の場合や揚水入力急増減の場合も図６，図
７に示すごとく図６の発電出力急増の場合と同様であ
る。
【００２２】実施例４（請求項４対応）．次に実施例４
について説明する。図８は発電出力急増減の一例を示
す。Ｐ１→Ｐ２→Ｐ３と発電出力急増減指令が出された
場合に一定の傾斜で指令する。交流励磁同期機１００の
回転数が±ΔＮに少し余裕を取った−ΔＮ＋δＮ又は＋
ΔＮ−δＮになった場合に、有効電力制御（Ｐ制御）か
ら回転数制御（Ｎ制御）に切り替えて回転数優先制御に
して、ゆっくりと出力補正制御をかけてＰ１→Ｐ２に実
線のごとく移行させる。これにより従来の点線のごとく
±ΔＮをオーバし運転不能になることはない。
について説明する。図８は発電出力急増減の一例を示
す。Ｐ１→Ｐ２→Ｐ３と発電出力急増減指令が出された
場合に一定の傾斜で指令する。交流励磁同期機１００の
回転数が±ΔＮに少し余裕を取った−ΔＮ＋δＮ又は＋
ΔＮ−δＮになった場合に、有効電力制御（Ｐ制御）か
ら回転数制御（Ｎ制御）に切り替えて回転数優先制御に
して、ゆっくりと出力補正制御をかけてＰ１→Ｐ２に実
線のごとく移行させる。これにより従来の点線のごとく
±ΔＮをオーバし運転不能になることはない。
【００２３】なお、上記各実施例では２次励磁用変換器
の例としてインバータとコンバータで構成した場合につ
いて説明したが、サイクロコンバータであっても、また
フライホイール付交流励磁同期機でも、交流励磁同期機
の応用品，例えば可変速発電機や交流励磁同期機による
フリッカ防止装置，交流励磁同期機を使用した周波数変
換装置であってもよく、この場合も上記各実施例と同様
の効果を奏する。
の例としてインバータとコンバータで構成した場合につ
いて説明したが、サイクロコンバータであっても、また
フライホイール付交流励磁同期機でも、交流励磁同期機
の応用品，例えば可変速発電機や交流励磁同期機による
フリッカ防止装置，交流励磁同期機を使用した周波数変
換装置であってもよく、この場合も上記各実施例と同様
の効果を奏する。
【００２４】
【発明の効果】以上のように第１の発明によれば、発電
運転時の負荷遮断時に励磁用変換器を回生運転すること
により負荷遮断時にポンプ水車のガイドベインが全閉す
るまでにポンプ水車に入る水流によるエネルギーを回生
し、交流励磁同期機及びポンプ水車の回転数上昇を抑制
する制御を行うようにしたので、交流励磁同期機及びポ
ンプ水車の負荷遮断時の回転数上昇や圧力脈動、振動等
が抑制され、これにより交流励磁同期機及びポンプ水車
の寿命の長期化が図れるという効果が得られる。
運転時の負荷遮断時に励磁用変換器を回生運転すること
により負荷遮断時にポンプ水車のガイドベインが全閉す
るまでにポンプ水車に入る水流によるエネルギーを回生
し、交流励磁同期機及びポンプ水車の回転数上昇を抑制
する制御を行うようにしたので、交流励磁同期機及びポ
ンプ水車の負荷遮断時の回転数上昇や圧力脈動、振動等
が抑制され、これにより交流励磁同期機及びポンプ水車
の寿命の長期化が図れるという効果が得られる。
【００２５】第２の発明によれば、発電運転時の負荷遮
断時に電力系統側の高圧側遮断器のみを開放し、交流励
磁同期機側の発電機遮断器は投入したまま励磁用変換器
を回生運転し、この回生エネルギーを、交流励磁同期機
の回転を低下させる方向に励磁用変換器を位相制御して
回生運転する制御を行うようにしたので、交流励磁同期
機及びポンプ水車の負荷遮断時の回転数上昇や圧力脈
動、振動等が抑制され、これにより交流励磁同期機及び
ポンプ水車の寿命の長期化が図れるという効果が得られ
る。
断時に電力系統側の高圧側遮断器のみを開放し、交流励
磁同期機側の発電機遮断器は投入したまま励磁用変換器
を回生運転し、この回生エネルギーを、交流励磁同期機
の回転を低下させる方向に励磁用変換器を位相制御して
回生運転する制御を行うようにしたので、交流励磁同期
機及びポンプ水車の負荷遮断時の回転数上昇や圧力脈
動、振動等が抑制され、これにより交流励磁同期機及び
ポンプ水車の寿命の長期化が図れるという効果が得られ
る。
【００２６】第３の発明によれば、交流励磁同期機を電
力系統側の要求により短時間で入・出力を急増減させる
ように制御し、現状運転回転数から電力系統側の要求入
・出力に急変させた場合に、交流励磁同期機が可変速運
転許容回転範囲内に入るように電力急変レートを演算し
て自動設定する制御を行うようにしたので、電力系統側
から要求する入・出力急増減指令があっても、交流励磁
同期機の回転数を可変速運転許容回転範囲内で瞬時の入
・出力急増減指令に対応できるという効果が得られる。
力系統側の要求により短時間で入・出力を急増減させる
ように制御し、現状運転回転数から電力系統側の要求入
・出力に急変させた場合に、交流励磁同期機が可変速運
転許容回転範囲内に入るように電力急変レートを演算し
て自動設定する制御を行うようにしたので、電力系統側
から要求する入・出力急増減指令があっても、交流励磁
同期機の回転数を可変速運転許容回転範囲内で瞬時の入
・出力急増減指令に対応できるという効果が得られる。
【００２７】第４の発明によれば、交流励磁同期機を電
力系統側の要求により短時間で入・出力を急増減させる
ように制御し、電力系統側の要求入・出力に急変させた
場合に、交流励磁同期機が可変速運転許容回転範囲に入
るように許容回転数に接近させたり、一時的に有効電力
優先制御から回転数優先制御に切替えて運転させるよう
な制御を行うようにしたので、電力系統側から要求する
入・出力急増減指令があっても、交流励磁同期機の回転
数を可変速運転許容回転範囲内で瞬時の入・出力急増減
指令に対応できるという効果が得られる。
力系統側の要求により短時間で入・出力を急増減させる
ように制御し、電力系統側の要求入・出力に急変させた
場合に、交流励磁同期機が可変速運転許容回転範囲に入
るように許容回転数に接近させたり、一時的に有効電力
優先制御から回転数優先制御に切替えて運転させるよう
な制御を行うようにしたので、電力系統側から要求する
入・出力急増減指令があっても、交流励磁同期機の回転
数を可変速運転許容回転範囲内で瞬時の入・出力急増減
指令に対応できるという効果が得られる。
【図１】この発明の各実施例に係る交流励磁同期機の２
次励磁制御方法による２次励磁装置の構成を示すブロッ
ク図である。
次励磁制御方法による２次励磁装置の構成を示すブロッ
ク図である。
【図２】この発明の各実施例に係る交流励磁同期機の２
次励磁制御方法による２次励磁装置の構成を示すブロッ
ク図である。
次励磁制御方法による２次励磁装置の構成を示すブロッ
ク図である。
【図３】実施例１において定速機の場合の動作を説明す
るためのブロック図である。
るためのブロック図である。
【図４】実施例１において可変速機の場合の動作を説明
するためのブロック図である。
するためのブロック図である。
【図５】実施例１及び実施例２において定速機の場合の
負荷遮断の際の信号波形図である。
負荷遮断の際の信号波形図である。
【図６】実施例３において発電出力急増減の際の信号波
形図である。
形図である。
【図７】実施例３において揚水入力急増減の際の信号波
形図である。
形図である。
【図８】実施例４において発電出力急増減の他の信号波
形図である。
形図である。
【図９】従来の交流励磁同期機の２次励磁制御方法の原
理を説明するためのブロック図である。
理を説明するためのブロック図である。
１ 電機子 ２ 回転子 ３ シャフト ４ 励磁用変圧器 ５ 励磁用変換器 ６ 検出器 ８ 変流器 ９ 計器用変圧器 １０ ポンプ水車 １１ インバータ制御器 １２ インバータ １３ コンバータ １４ 入出力レート設定回路 １５ 電圧比較器 １７ 電力検出器 １８ 電力比較器 １９ 電力偏差補正回路 ２０ 加算器 ２２ 回転数偏差補正回路 ２３ 回生運転指令回路 ２４ 切替回路 ２５ スイッチ ２６ 目標回転数演算器 ２７ 制御回路 ３１ スイッチ ３２ 切替指令回路 ３３ 回転数制御回路 ４１ 界磁遮断器 ５０ 主変圧器 ５２ 発電機遮断器 ８１ 電圧制御回路 １００ 交流励磁同期機 １０１ ガイドベイン １５２ 高圧側遮断器 Ｌ 電力系統
Claims (4)
- 【請求項１】 ポンプ水車に連動され、発電を行う交流
励磁同期機の励磁を制御する励磁用変換器によって該交
流励磁同期機の２次側出力を制御することにより、可変
速運転する交流励磁同期機の２次励磁制御方法におい
て、発電運転時の負荷遮断時に上記励磁用変換器を回生
運転することにより負荷遮断時に、上記ポンプ水車のガ
イドベインが全閉するまでに該ポンプ水車に入る水流に
よるエネルギーを回生し、上記交流励磁同期機及び上記
ポンプ水車の回転数上昇を抑制する制御を行うことを特
徴とする交流励磁同期機の２次励磁制御方法。 - 【請求項２】 ポンプ水車に連動され、発電を行う交流
励磁同期機の励磁を制御する励磁用変換器によって該交
流励磁同期機の２次側出力を制御することにより、可変
速運転する交流励磁同期機の２次励磁制御方法におい
て、発電運転時の負荷遮断時に電力系統側の高圧側遮断
器のみを開放し、上記交流励磁同期機側の発電機遮断器
は投入したまま上記励磁用変換器を回生運転し、この回
生エネルギーを、上記交流励磁同期機の回転を低下させ
る方向に上記励磁用変換器を位相制御して回生運転する
制御を行うことを特徴とする交流励磁同期機の２次励磁
制御方法。 - 【請求項３】 ポンプ水車に連動され、発電を行う交流
励磁同期機の励磁を制御する励磁用変換器によって該交
流励磁同期機の２次側出力を制御することにより、可変
速運転する交流励磁同期機の２次励磁制御方法におい
て、上記交流励磁同期機を電力系統側の要求により入・
出力を急増減させるように制御し、現状運転回転数から
電力系統側の要求入・出力に急変させた場合に、上記交
流励磁同期機が可変速運転許容回転範囲内に入るよう
に、電力急変レートを演算して自動設定する制御を行う
ことを特徴とする交流励磁同期機の２次励磁制御方法。 - 【請求項４】 ポンプ水車に連動され、発電を行う交流
励磁同期機の励磁を制御する励磁用変換器によって該交
流励磁同期機の２次側出力を制御することにより、可変
速運転する交流励磁同期機の２次励磁制御方法におい
て、上記交流励磁同期機を電力系統側の要求により入・
出力を急増減させるように制御し、電力系統側の要求入
・出力に急変させた場合に、上記交流励磁同期機が可変
速運転許容回転範囲に入るように許容回転数に接近させ
たり、一時的に有効電力優先制御から回転数優先制御に
切替えて運転させるような制御を行うことを特徴とする
交流励磁同期機の２次励磁制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05262191A JP3130192B2 (ja) | 1993-10-20 | 1993-10-20 | 交流励磁同期機の２次励磁制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05262191A JP3130192B2 (ja) | 1993-10-20 | 1993-10-20 | 交流励磁同期機の２次励磁制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07123794A true JPH07123794A (ja) | 1995-05-12 |
| JP3130192B2 JP3130192B2 (ja) | 2001-01-31 |
Family
ID=17372344
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP05262191A Expired - Fee Related JP3130192B2 (ja) | 1993-10-20 | 1993-10-20 | 交流励磁同期機の２次励磁制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3130192B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016223368A (ja) * | 2015-06-01 | 2016-12-28 | 株式会社明電舎 | 水力発電システム |
-
1993
- 1993-10-20 JP JP05262191A patent/JP3130192B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016223368A (ja) * | 2015-06-01 | 2016-12-28 | 株式会社明電舎 | 水力発電システム |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3130192B2 (ja) | 2001-01-31 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN112003310B (zh) | 一种可变速抽蓄机组在工况转换过程中调速器和变流器的协调控制方法 | |
| CN113013902A (zh) | 一种可变速抽蓄机组在工况转换过程中调速器和变流器的协调控制方法 | |
| JPH07184400A (ja) | 可変速揚水発電装置 | |
| JP2555407B2 (ja) | 交流励磁発電電動装置 | |
| JP4344523B2 (ja) | 分散型電源の出力安定化装置とその制御方法 | |
| JP3053611B2 (ja) | 揚水発電装置 | |
| JPH07123794A (ja) | 交流励磁同期機の２次励磁制御方法 | |
| JP2018108019A (ja) | インバータ制御方法 | |
| JPWO2005002037A1 (ja) | 電動機駆動システム | |
| WO2005031939A1 (ja) | 電動機駆動システム | |
| JP2891030B2 (ja) | 交流励磁同期機の２次励磁装置 | |
| JPS6271497A (ja) | 可変速巻線型誘導機制御装置 | |
| JPS5839298A (ja) | 主軸駆動発電装置 | |
| JPS6359798A (ja) | 水車発電機 | |
| JP7365272B2 (ja) | 同期機装置、可変速揚水発電装置、ならびに運転方法 | |
| JPH06296396A (ja) | 誘導電動機の速度制御方法及び装置 | |
| JP7475048B2 (ja) | 誘導発電機の系統並列方法及び装置 | |
| JP3915085B2 (ja) | 可変速揚水発電制御装置 | |
| JP2581560B2 (ja) | 電力調整方法 | |
| JP3140512B2 (ja) | 可変速発電電動機システムおよび可変速発電電動機の負荷遮断検出方法 | |
| JPH10201296A (ja) | 交流励磁型発電電動装置 | |
| JP3155583B2 (ja) | 揚水発電所の制御方法 | |
| JP2551401B2 (ja) | 可変速巻線型誘導機制御装置 | |
| JPH0360400A (ja) | 可変速発電電動機の励磁装置 | |
| JPH0880094A (ja) | 可変速発電電動機の運転制御方法及び装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20071117 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081117 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081117 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091117 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091117 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101117 Year of fee payment: 10 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111117 Year of fee payment: 11 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121117 Year of fee payment: 12 |
|
| S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121117 Year of fee payment: 12 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121117 Year of fee payment: 12 |
|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313117 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111 |
|
| R371 | Transfer withdrawn |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R371 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121117 Year of fee payment: 12 |
|
| R370 | Written measure of declining of transfer procedure |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R370 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121117 Year of fee payment: 12 |
|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313115 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313117 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121117 Year of fee payment: 12 |
|
| R371 | Transfer withdrawn |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R371 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |