JPH0718406B2 - 可変速水力発電装置の運転制御方法 - Google Patents
可変速水力発電装置の運転制御方法Info
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- JPH0718406B2 JPH0718406B2 JP61198398A JP19839886A JPH0718406B2 JP H0718406 B2 JPH0718406 B2 JP H0718406B2 JP 61198398 A JP61198398 A JP 61198398A JP 19839886 A JP19839886 A JP 19839886A JP H0718406 B2 JPH0718406 B2 JP H0718406B2
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- rotation speed
- generator
- turbine
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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)
Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は水車またはポンプ水車（以下、単に水車とい
う）の可変速運転が可能な水力発電装置の運転制御方法
に関する。
う）の可変速運転が可能な水力発電装置の運転制御方法
に関する。
（従来の技術） 水車と、これに直結された発電機または発電電動機（以
下、単に発電機という）とからなる水力発電装置は、一
部の低落差機の場合を除き、長大な水路に設置されるこ
とが多い。
下、単に発電機という）とからなる水力発電装置は、一
部の低落差機の場合を除き、長大な水路に設置されるこ
とが多い。
このような長大な水路に複数台の水車を設置する場合に
は、水路構築に要する土木工事費を低減させるため、上
池から途中の分岐部までの水路を全水車に共通の一条管
路とし、前記分岐部から各水車を経て下池に至る水路を
複数条の分岐管路で構成することが多い。
は、水路構築に要する土木工事費を低減させるため、上
池から途中の分岐部までの水路を全水車に共通の一条管
路とし、前記分岐部から各水車を経て下池に至る水路を
複数条の分岐管路で構成することが多い。
第６図は２条の分岐管路を備えた水力発電所の概略構成
を示すもので、上池１と下池２の間を結ぶ水路は、上池
１から分岐部３までは一条管路４とされ、分岐部３と各
水車5a,5bの間は分岐管路6a,6bとされており、各水車5
a,5bで仕事を終えた水は排水管路7a,7bを経て下池２に
送られる。また、分岐部３の近くには、管路内の水圧変
動を抑制するためサージタンク８が設置されている。
を示すもので、上池１と下池２の間を結ぶ水路は、上池
１から分岐部３までは一条管路４とされ、分岐部３と各
水車5a,5bの間は分岐管路6a,6bとされており、各水車5
a,5bで仕事を終えた水は排水管路7a,7bを経て下池２に
送られる。また、分岐部３の近くには、管路内の水圧変
動を抑制するためサージタンク８が設置されている。
上述のように構成した水力発電所においては、一台の水
車の運転状態の変化が他の水車に影響を及ぼすという欠
点がある。
車の運転状態の変化が他の水車に影響を及ぼすという欠
点がある。
すなわち、例えば第６図の水力発電所において、一台の
水車5aが発電運転中で、他方の水車5bが無負荷開度で待
機運転中の場合に、電力系統からの要求に基づいて待機
運転中の水車5bを発電運転に移行させるため水車5bの水
口開度を開いていくと、発電運転中の水車5aの水車出力
が急激に減少し、場合によってはモーター運転となり、
系統が電力を要求しているにも拘らず、逆に系統からの
電力を消費し、系統に悪影響を与えることがある。
水車5aが発電運転中で、他方の水車5bが無負荷開度で待
機運転中の場合に、電力系統からの要求に基づいて待機
運転中の水車5bを発電運転に移行させるため水車5bの水
口開度を開いていくと、発電運転中の水車5aの水車出力
が急激に減少し、場合によってはモーター運転となり、
系統が電力を要求しているにも拘らず、逆に系統からの
電力を消費し、系統に悪影響を与えることがある。
この時の運転状態の変化の様子を第７図を参照して説明
する。同図において、自号機は第６図の水車5aに、他号
機は第６図の水車5bに相当するものとする。
する。同図において、自号機は第６図の水車5aに、他号
機は第６図の水車5bに相当するものとする。
他号機を待機運転から発電運転へ移行させるため、時刻
T0で他号機の水口開度a2が開き始めると他号機5b側の管
路6bの流量が急激に増加するためサージタンク８の水位
ＷＳは第７図に示すように初期水位ＷS0から低下する。
T0で他号機の水口開度a2が開き始めると他号機5b側の管
路6bの流量が急激に増加するためサージタンク８の水位
ＷＳは第７図に示すように初期水位ＷS0から低下する。
この場合、発電運転中の自号機5aの水口開度a1、回転速
度N1はともに一定であるが、水車の有効落差Ｈは第６図
に示すようにサージタンク８の水位と下池２の水位の差
に近似的に等しいため、サージタンクの水位ＷＳが低下
すると、水車の有効落差Ｈも低下することになり、その
ため自号機の水車出力は時刻T0以降、第７図の曲線P1の
ように変化する。すなわち、時刻T1で水車出力P1は零と
なり、時刻T2で最小出力（この場合は負の出力）とな
る。
度N1はともに一定であるが、水車の有効落差Ｈは第６図
に示すようにサージタンク８の水位と下池２の水位の差
に近似的に等しいため、サージタンクの水位ＷＳが低下
すると、水車の有効落差Ｈも低下することになり、その
ため自号機の水車出力は時刻T0以降、第７図の曲線P1の
ように変化する。すなわち、時刻T1で水車出力P1は零と
なり、時刻T2で最小出力（この場合は負の出力）とな
る。
時刻T2からはサージタンクの水位ＷＳが上昇に転ずるた
め水車出力P1も増加し、時刻T3で正の出力となり、時刻
T4で当初の出力Ｐ1iに復帰するが、その後もしばらくの
間、サージタンク水位ＷＳが上昇するため水車出力P1も
さらに増加し、時刻T5で最大となる。以後、サージタン
クの水位振動に応じて自号機の水車出力P1も振動しつつ
次第に新しい定常状態に向けて収斂して行くことにな
る。
め水車出力P1も増加し、時刻T3で正の出力となり、時刻
T4で当初の出力Ｐ1iに復帰するが、その後もしばらくの
間、サージタンク水位ＷＳが上昇するため水車出力P1も
さらに増加し、時刻T5で最大となる。以後、サージタン
クの水位振動に応じて自号機の水車出力P1も振動しつつ
次第に新しい定常状態に向けて収斂して行くことにな
る。
上述のように、一条管路に連なる分岐管路に設置されて
発電運転を行っている水車（自号機）は同一の一条管路
に連なる他の分岐管路に設置された水車（他号機）が待
機運転からの発電運転へ移行する際、その水口開度が開
いた影響で自号機の水車出力を減少せしめられ、時刻T1
〜T3の間、モーター運転となって系統からの電力を消費
することになる。
発電運転を行っている水車（自号機）は同一の一条管路
に連なる他の分岐管路に設置された水車（他号機）が待
機運転からの発電運転へ移行する際、その水口開度が開
いた影響で自号機の水車出力を減少せしめられ、時刻T1
〜T3の間、モーター運転となって系統からの電力を消費
することになる。
こうした現象が発生する原因は、第８図に示す水車のト
ルク特性からも説明することができる。
ルク特性からも説明することができる。
第８図の曲線m1,m2,m3は、水車の発生トルクをＴ、その
ときの有効落差をＨ、回転速度をＮとするとき、自号機
の水口開度a1をパラメータとして 対するT/Hの変化の様子を示したもので、図中のT0〜T6
は第７図中のT0〜T6にそれぞれ対応している。
ときの有効落差をＨ、回転速度をＮとするとき、自号機
の水口開度a1をパラメータとして 対するT/Hの変化の様子を示したもので、図中のT0〜T6
は第７図中のT0〜T6にそれぞれ対応している。
同図において、水口開度a1が一定な下池の運転状態は曲
線m2上を変化することになるが、時刻T0の初期状態（◎
印で示す）からサージタンク水位ＷＳが低下すると、そ
れに伴って水車の有効落差Ｈも減少するため、運転点は 大きくなる方向に変化する。このため、T/Hの値が小さ
くなり、時刻T1において、T/H＝＝０となり、水車出力
は零となる。
線m2上を変化することになるが、時刻T0の初期状態（◎
印で示す）からサージタンク水位ＷＳが低下すると、そ
れに伴って水車の有効落差Ｈも減少するため、運転点は 大きくなる方向に変化する。このため、T/Hの値が小さ
くなり、時刻T1において、T/H＝＝０となり、水車出力
は零となる。
時刻T1以降、水車の有効落差Ｈがさらに減少するため、
水車のトルクＴは負となり、系統からの電力を消費する
ことになる。
水車のトルクＴは負となり、系統からの電力を消費する
ことになる。
最大となる時刻T2は第７図の水車出力最低点に相当す
る。
る。
時刻T2以降は水車の有効落差Ｈが大きくなるため運転点
は 小さくなる方向に移動し、T3,T4を経て水車出力P1が最
大となる点T5に至る。
は 小さくなる方向に移動し、T3,T4を経て水車出力P1が最
大となる点T5に至る。
上述の様に時刻T1〜T3の間、水車は負トルクで運転され
ることになるが、この負トルク領域では振動やキャビテ
ーションが増加し、水車およびその付属機構に損害を与
えるおそれがある上、前述のように系統が電力の供給を
要求しているにも拘らず、逆に電力を消費してしまうと
いう重大な欠点がある。
ることになるが、この負トルク領域では振動やキャビテ
ーションが増加し、水車およびその付属機構に損害を与
えるおそれがある上、前述のように系統が電力の供給を
要求しているにも拘らず、逆に電力を消費してしまうと
いう重大な欠点がある。
なお、以上の説明では自号機の水口開度は変化せず、他
号機の水口開度が開いた場合について説明したが、自号
機の水口開度が急激に開いた場合にもサージタンクの水
位が変化するため、上記と類似の現象が発生する。
号機の水口開度が開いた場合について説明したが、自号
機の水口開度が急激に開いた場合にもサージタンクの水
位が変化するため、上記と類似の現象が発生する。
次に、自号機と他号機が共に発電運転中に他号機で負荷
遮断が発生し、水口開度を全閉とされる場合の現象につ
き、第９図と第10図を参照して説明する。
遮断が発生し、水口開度を全閉とされる場合の現象につ
き、第９図と第10図を参照して説明する。
第９図において、時刻T0で他号機で負荷遮断が発生し、
その水口開度a2が急速に閉鎖すると、第６図中の分岐管
路6bを流れる水の流量が減少するため、サージタンクの
水位ＷＳは第９図に示すように急上昇する。
その水口開度a2が急速に閉鎖すると、第６図中の分岐管
路6bを流れる水の流量が減少するため、サージタンクの
水位ＷＳは第９図に示すように急上昇する。
そのため、自号機（第６図中の５ａ）の水車出力P1は水
口開度a1,回転速度N1が共に変化していないにも拘らず
増加し、サージタンクの水位ＷＳが初期水位ＷS0よりも
大幅に高くなる時刻T1〜T3の間、水車の定格最大出力を
越えて運転されることになる。
口開度a1,回転速度N1が共に変化していないにも拘らず
増加し、サージタンクの水位ＷＳが初期水位ＷS0よりも
大幅に高くなる時刻T1〜T3の間、水車の定格最大出力を
越えて運転されることになる。
第10図は第９図のような現象が何故発生するかを水車の
トルク特性から説明するもので、自号機の水口開度a1が
一定の場合、水車の有効落差Ｈが増加すると、運転点は
曲線m3上を が小さくなる方向へ移動してT/Hが大きくなると共に、
トルクＴの値も有効落差Ｈの増加分に対応して大きくな
ることが分る。
トルク特性から説明するもので、自号機の水口開度a1が
一定の場合、水車の有効落差Ｈが増加すると、運転点は
曲線m3上を が小さくなる方向へ移動してT/Hが大きくなると共に、
トルクＴの値も有効落差Ｈの増加分に対応して大きくな
ることが分る。
ところで近年は、半導体制御素子回路技術の進歩に伴
い、巻線形誘導発電機をサイクロコンバータ装置で制御
することによって水車の回転速度を広範囲に亘って任意
に変化させることができる可変速水力発電装置が注目さ
れるようになってきた。
い、巻線形誘導発電機をサイクロコンバータ装置で制御
することによって水車の回転速度を広範囲に亘って任意
に変化させることができる可変速水力発電装置が注目さ
れるようになってきた。
こうした可変速水力発電装置においては、上池と下池の
水位を測定して水車に作用する有効落差を算定し、この
有効落差に応じて水車の回転速度を制御することによっ
て水車を常に高い効率で運転する制御方法が提案されて
いる（例えば、特開昭48−21045号、同57−113971号
等）。
水位を測定して水車に作用する有効落差を算定し、この
有効落差に応じて水車の回転速度を制御することによっ
て水車を常に高い効率で運転する制御方法が提案されて
いる（例えば、特開昭48−21045号、同57−113971号
等）。
このような運転制御方法によれば、水車の回転速度を落
差に応じて変えることにより、どのような落差において
も水車を安定に、しかも高い効率で運転することができ
る。しかしながら第７図や第９図で説明したように、水
路系の過渡的な状態変化によって水車の有効落差が変化
するような場合には、可変速形の水車を用いても、従来
の運転制御方法を用いる限り、一定回転速度の水車と同
様の機能しか発揮しない。
差に応じて変えることにより、どのような落差において
も水車を安定に、しかも高い効率で運転することができ
る。しかしながら第７図や第９図で説明したように、水
路系の過渡的な状態変化によって水車の有効落差が変化
するような場合には、可変速形の水車を用いても、従来
の運転制御方法を用いる限り、一定回転速度の水車と同
様の機能しか発揮しない。
（発明が解決しようとする問題点） 上述の如く、共通の一条管路に連なる分岐管路に設置さ
れた水車では、他号機や自号機の運転状態の急激な変化
により水車がモーター運転に陥ったり過負荷で運転され
るおそれがあるが、従来の運転制御方法では、可変速運
転が可能な水車においても有効な対策を講ずることがで
きなかった。
れた水車では、他号機や自号機の運転状態の急激な変化
により水車がモーター運転に陥ったり過負荷で運転され
るおそれがあるが、従来の運転制御方法では、可変速運
転が可能な水車においても有効な対策を講ずることがで
きなかった。
また、モーター運転や過負荷運転に対しては自号機の水
口開度を調整する方法も考えられるが、急激な水口開度
の変化はサージングを助長し、水車の運転状態をかえっ
て悪い方向へ移行させる危険性が大きいため、実用に供
されてはいない。
口開度を調整する方法も考えられるが、急激な水口開度
の変化はサージングを助長し、水車の運転状態をかえっ
て悪い方向へ移行させる危険性が大きいため、実用に供
されてはいない。
（問題点を解決するための手段） 本発明は背景技術における上述のごとき欠点を除去すべ
くなされたもので、一条管路から分岐する複数条の分岐
管路に可変速水力発電装置を設置した水力発電所におい
て、各発電機の出力を発電機出力検出器によって検出
し、この検出値が設定上限出力を上回るか、あるいは設
定下限出力を下回った際、回転速度上げ指令または回転
速度下げ指令を出力させて水力発電装置の目標回転速度
を変化させることを特徴とする。
くなされたもので、一条管路から分岐する複数条の分岐
管路に可変速水力発電装置を設置した水力発電所におい
て、各発電機の出力を発電機出力検出器によって検出
し、この検出値が設定上限出力を上回るか、あるいは設
定下限出力を下回った際、回転速度上げ指令または回転
速度下げ指令を出力させて水力発電装置の目標回転速度
を変化させることを特徴とする。
（作 用） 上述のように構成した本発明の運転制御方法において
は、発電機出力が設定上限出力または設定下限出力を越
えた際には回転速度上げ指令または回転速度下げ指令が
優先的に回転速度制御装置に与えられて発電機の回転速
度を制御するので、他号機や自号機の運転状態が急激に
変化しても水車がモーター運転や過負荷運転に陥ること
を防止できる。
は、発電機出力が設定上限出力または設定下限出力を越
えた際には回転速度上げ指令または回転速度下げ指令が
優先的に回転速度制御装置に与えられて発電機の回転速
度を制御するので、他号機や自号機の運転状態が急激に
変化しても水車がモーター運転や過負荷運転に陥ること
を防止できる。
すなわち、第８図や第10図における横軸座標 上での水車の運転点の変化を少なくすることができ、発
電機出力の上限値や下限値からの逸脱量を低減させて電
力系統運用上のトラブルを防止することできる。
電機出力の上限値や下限値からの逸脱量を低減させて電
力系統運用上のトラブルを防止することできる。
（実施例） 以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。
第１図において、管路６の上端は第６図にて説明した一
条管路４に接続されており、また、水車５の吐出側に接
続した排水管路の下端は下池に通じている。
条管路４に接続されており、また、水車５の吐出側に接
続した排水管路の下端は下池に通じている。
水車５の主軸にはカップリング９を介して発電機10が直
結されている。この発電機としては通常、可変速運転が
可能な巻線形誘導発電機が使用され、その出力はサイク
ロコンバータ装置（図示せず）などを介して電力系統に
接続されている。
結されている。この発電機としては通常、可変速運転が
可能な巻線形誘導発電機が使用され、その出力はサイク
ロコンバータ装置（図示せず）などを介して電力系統に
接続されている。
発電機10にはその出力を検出する発電機出力検出器11が
取付けられており、この発電機出力検出器から出力され
る発電機出力P1は比較器12に導かれ、設定上限出力ＰＨ
と比較されて偏差値△ＰＨを生じ、また比較器13に導か
れ、設定下限出力ＰＬと比較されて偏差値△ＰＬを生じ
る。これらの偏差値△ＰＨおよび偏差値△ＰＬはそれぞ
れ上限出力検出器14,下限出力検出器15に導かれる。
取付けられており、この発電機出力検出器から出力され
る発電機出力P1は比較器12に導かれ、設定上限出力ＰＨ
と比較されて偏差値△ＰＨを生じ、また比較器13に導か
れ、設定下限出力ＰＬと比較されて偏差値△ＰＬを生じ
る。これらの偏差値△ＰＨおよび偏差値△ＰＬはそれぞ
れ上限出力検出器14,下限出力検出器15に導かれる。
上限出力検出器14は△ＰＨが正の時、すなわち発電機出
力信号P1が設定上限出力ＰＨを上まわった時に回転速度
上げ指令ＮＨを出力する。また、下限出力検出器15は△
ＰＬが負の時すなわち発電機出力信号P1が設定下限出力
ＰＬを下回った時に回転速度下げ指令ＮＬを出力する。
力信号P1が設定上限出力ＰＨを上まわった時に回転速度
上げ指令ＮＨを出力する。また、下限出力検出器15は△
ＰＬが負の時すなわち発電機出力信号P1が設定下限出力
ＰＬを下回った時に回転速度下げ指令ＮＬを出力する。
一方、発電機10の平常時の回転速度を設定する回転速度
設定器16には要求出力Ｐ、水口開度ａ、および水位Ｗ等
が入力され、最適回転速度Ｎoptを出力している。
設定器16には要求出力Ｐ、水口開度ａ、および水位Ｗ等
が入力され、最適回転速度Ｎoptを出力している。
この最適回転速度Ｎoptと、上述の回転速度上げ指令Ｎ
Ｈおよび回転速度下げ指令ＮＬは目標回転速度設定器17
に入力され、目標回転速度N0を出力する。回転速度制御
装置18は目標回転速度N0を入力し、発電機10がその目標
回転速度となるよう制御する。
Ｈおよび回転速度下げ指令ＮＬは目標回転速度設定器17
に入力され、目標回転速度N0を出力する。回転速度制御
装置18は目標回転速度N0を入力し、発電機10がその目標
回転速度となるよう制御する。
上述の目標回転速度設定器17は常時は最適回転速度Ｎ
optを目標回転速度N0として出力するが、回転速度上げ
指令ＮＨまたは回転速度下げ指令ＮＬが入力された際に
は、それらの信号を優先させる機能を備えている。
optを目標回転速度N0として出力するが、回転速度上げ
指令ＮＨまたは回転速度下げ指令ＮＬが入力された際に
は、それらの信号を優先させる機能を備えている。
前記した△ＰＨや△ＰＬに対する回転速度上げ指令ＮＨ
または回転速度下げ指令ＮＬの値は一般的には△ＰＨ、
△ＰＬの比例値、微分値および積分値の組み合せで算定
される。すなわち、 ＮＨ＝ＡＨ×△ＰＨ＋ＢＨ×d/dt（△ＰＨ） ＋ＣＨ×∫△ＰＨdt …（１） ＮＬ＝ＡＬ×△ＰＬ＋ＢＬ×d/dt（△ＰＬ） ＋ＣＬ×∫△ＰＬdt …（２） とすればよい。これらの式中、ＡＨ、ＢＨ、ＣＨ、
ＡＬ、ＢＬ、ＣＬは水車の特性、回転体の時定数、管路
内の水の慣性などの諸因子に応じて設定される定数であ
る。
または回転速度下げ指令ＮＬの値は一般的には△ＰＨ、
△ＰＬの比例値、微分値および積分値の組み合せで算定
される。すなわち、 ＮＨ＝ＡＨ×△ＰＨ＋ＢＨ×d/dt（△ＰＨ） ＋ＣＨ×∫△ＰＨdt …（１） ＮＬ＝ＡＬ×△ＰＬ＋ＢＬ×d/dt（△ＰＬ） ＋ＣＬ×∫△ＰＬdt …（２） とすればよい。これらの式中、ＡＨ、ＢＨ、ＣＨ、
ＡＬ、ＢＬ、ＣＬは水車の特性、回転体の時定数、管路
内の水の慣性などの諸因子に応じて設定される定数であ
る。
上記（１）、（２）式は理論的ではあるが、実際上は各
定数の値を正確に定めることが難しいことが多い。その
様な場合には実用上、発電機10の周波数を変換するサイ
クロコンバータ装置などの能力の制約により、実際に運
転できる発電機の回転速度の上限値Ｎmaxと下限値Ｎmin
が定まっているので、 △ＰＨ＞０のとき:NＨ＝Ｎmax …（３） △ＰＨ＜０のとき:NＬ＝Ｎmin …（４） を上記（１）、（２）式の替わりに用いるようにしても
よい。
定数の値を正確に定めることが難しいことが多い。その
様な場合には実用上、発電機10の周波数を変換するサイ
クロコンバータ装置などの能力の制約により、実際に運
転できる発電機の回転速度の上限値Ｎmaxと下限値Ｎmin
が定まっているので、 △ＰＨ＞０のとき:NＨ＝Ｎmax …（３） △ＰＨ＜０のとき:NＬ＝Ｎmin …（４） を上記（１）、（２）式の替わりに用いるようにしても
よい。
上述のように構成した可変速水力発電装置の運転制御装
置において、発電機10の出力P1が設定上限出力△ＰＨと
設定下限出力△ＰＬの間の値であるときは上限出力検出
器14と下限出力検出器15は出力ＮＨ,NＬを生じないの
で、目標回転速度設定器17は回転速度設定器16からの信
号Ｎoptと同一の目標回転速度N0の回転速度制御装置18
に向けて出力し、発電機10を目標回転速度となるよう制
御する。
置において、発電機10の出力P1が設定上限出力△ＰＨと
設定下限出力△ＰＬの間の値であるときは上限出力検出
器14と下限出力検出器15は出力ＮＨ,NＬを生じないの
で、目標回転速度設定器17は回転速度設定器16からの信
号Ｎoptと同一の目標回転速度N0の回転速度制御装置18
に向けて出力し、発電機10を目標回転速度となるよう制
御する。
このような状態において、例えば、待機運転中の他号機
の水口開度が系統からの指令によって急に開き、そのた
め自号機の発電機出力P1が設定下値出力ＰＬを下回った
場合の作動を第２図に示す。
の水口開度が系統からの指令によって急に開き、そのた
め自号機の発電機出力P1が設定下値出力ＰＬを下回った
場合の作動を第２図に示す。
同図において時刻T0で他号機の水口開度a2が開口を開始
すると、第７図につき説明したと同様の理由によってサ
ージタンクの水位ＷＳと自号機の水車出力（＝発電機出
力）P1が減少し始める。
すると、第７図につき説明したと同様の理由によってサ
ージタンクの水位ＷＳと自号機の水車出力（＝発電機出
力）P1が減少し始める。
時刻T1において、自号機の水車出力P1が設定下限出力Ｒ
Ｌよりも下回ると、下限出力検出器15が作動して回転速
度下げ指令ＮＬが出力され、これにより目標回転速度設
定器17の出力は時刻T1で最低回転速度Ｎminとなる（前
述の（４）式による場合）。
Ｌよりも下回ると、下限出力検出器15が作動して回転速
度下げ指令ＮＬが出力され、これにより目標回転速度設
定器17の出力は時刻T1で最低回転速度Ｎminとなる（前
述の（４）式による場合）。
これにより、回転速度制御装置18は水車の回転速度がＮ
minとなるように制御を開始するが、実際の回転速度は
回転体の時定数の影響で曲線N1のように徐々に低下す
る。
minとなるように制御を開始するが、実際の回転速度は
回転体の時定数の影響で曲線N1のように徐々に低下す
る。
この場合、回転速度が下回るため、自号機の水車出力の
変化は、回転速度が一定の第７図の場合に比較してゆっ
くりしたものとなり、水車出力P1の最低値の負出力には
ならない。
変化は、回転速度が一定の第７図の場合に比較してゆっ
くりしたものとなり、水車出力P1の最低値の負出力には
ならない。
その理由を第３図のトルク特性に基づいて説明すると、
時刻T0でサージタンク水位が低下した場合、水車の有効
落差Ｈも低下するため、水車の運転点は曲線m2上を 増大する方向へ移動する。
時刻T0でサージタンク水位が低下した場合、水車の有効
落差Ｈも低下するため、水車の運転点は曲線m2上を 増大する方向へ移動する。
しかしながら、時刻T1以降は下限出力検出器15が作動
し、水車の回転速度Ｎが低下するため、有効落差Ｈが大
きく低下しても時刻T2までの 低下は僅かであり、最低出力点（T2）はトルクT/Hが正
の領域に保たれることになる。
し、水車の回転速度Ｎが低下するため、有効落差Ｈが大
きく低下しても時刻T2までの 低下は僅かであり、最低出力点（T2）はトルクT/Hが正
の領域に保たれることになる。
次ぎに、本発明の運転制御方法において、他号機の水口
開度が急激に減少し、下池の発電機出力が設定上限出力
ＰＨを上回った時の作動を第４図および第５図を参照し
て説明する。
開度が急激に減少し、下池の発電機出力が設定上限出力
ＰＨを上回った時の作動を第４図および第５図を参照し
て説明する。
負荷遮断などにより、時刻T0において他号機の水口開度
a2が急激に低下し始めると、サージタンクの水位ＷＳが
上昇し、自号機の発電機出力P1も増加する。時刻T1にお
いて発電機出力P1が設定上限出力ＰＨを超過すると、上
限出力検出器14が作動し、回転速度上げ指令ＮＨが発せ
られる。これにより目標回転速度設定器17の出力N0は時
刻T1にて最高回転速度Ｎmax（＝ＮOH）に切換えられる
が、実際の水車回転速度N1は回転体の時定数の影響で、
第４図中の曲線N1で示すように時刻T1以降ゆっくりと上
昇することになる。
a2が急激に低下し始めると、サージタンクの水位ＷＳが
上昇し、自号機の発電機出力P1も増加する。時刻T1にお
いて発電機出力P1が設定上限出力ＰＨを超過すると、上
限出力検出器14が作動し、回転速度上げ指令ＮＨが発せ
られる。これにより目標回転速度設定器17の出力N0は時
刻T1にて最高回転速度Ｎmax（＝ＮOH）に切換えられる
が、実際の水車回転速度N1は回転体の時定数の影響で、
第４図中の曲線N1で示すように時刻T1以降ゆっくりと上
昇することになる。
このように、本発明においては自号機の回転速度が上昇
するため、その水車出力の変化は回転速度が一定の第９
図の場合に比較してゆっくりしたものとなり、その最大
出力値も低く押えられる。
するため、その水車出力の変化は回転速度が一定の第９
図の場合に比較してゆっくりしたものとなり、その最大
出力値も低く押えられる。
その理由を第５図を参照して説明すると、時刻T0〜T1の
間は回転速度が一定のため、サージタンクの水位ＷＳの
上昇に伴う有効落差Ｈの増加分だだけ水車の運転点は 小さくなる方向へ移動する。しかしながら、時刻T1以降
は前述のように上限出力検出器14が作動して水車の目標
回転速度を上昇させるため、有効落差Ｈが増加しても運
転点の 回転速度が一定の場合と比較すると余り低下せず、その
結果水車のトルクもさほど増大せず、水車出力の増加は
抑制されることになる。
間は回転速度が一定のため、サージタンクの水位ＷＳの
上昇に伴う有効落差Ｈの増加分だだけ水車の運転点は 小さくなる方向へ移動する。しかしながら、時刻T1以降
は前述のように上限出力検出器14が作動して水車の目標
回転速度を上昇させるため、有効落差Ｈが増加しても運
転点の 回転速度が一定の場合と比較すると余り低下せず、その
結果水車のトルクもさほど増大せず、水車出力の増加は
抑制されることになる。
上記した説明からも明らかなように、本発明の運転制御
方法においては、発電機出力P1を検出し、これが設定上
限出力ＰＨを上まわるか、設定下限出力ＰＬを下まわっ
た際には、回転速度上げ指令ＮＨまたは回転速度下げ指
令ＮＬを出力させて目標回転速度N0を変化させるように
したので、水車ひいては発電機の出力を小幅な変動範囲
内に保持することができ、水車が系統の電力を消費する
モーター運転状態や、最大定格出力を越える過負荷運転
状態に陥るのを回避できる。
方法においては、発電機出力P1を検出し、これが設定上
限出力ＰＨを上まわるか、設定下限出力ＰＬを下まわっ
た際には、回転速度上げ指令ＮＨまたは回転速度下げ指
令ＮＬを出力させて目標回転速度N0を変化させるように
したので、水車ひいては発電機の出力を小幅な変動範囲
内に保持することができ、水車が系統の電力を消費する
モーター運転状態や、最大定格出力を越える過負荷運転
状態に陥るのを回避できる。
（発明の効果） 上述の如く、本発明の運転制御方法によれば、他号機の
作動変更時に水車がモーター運転や過負荷運転状態に陥
るのを回避できるので、異常な運転状態による水車自身
やその付属設備の損傷を防止することができ、また、電
力系統運用上のトラブルの発生を防止することができ
る。
作動変更時に水車がモーター運転や過負荷運転状態に陥
るのを回避できるので、異常な運転状態による水車自身
やその付属設備の損傷を防止することができ、また、電
力系統運用上のトラブルの発生を防止することができ
る。
第１図は本発明の可変速水力発電装置の運転制御方法の
実施例を示す説明図、第２図ないし第５図はその作動を
示す作動説明図とトルク特性図、第６図は一条管路に２
条の分岐管路が接続された水力発電所の概略構成を示す
概略図、第７図ないし第10図は従来の水力発電装置の作
動を示す作動説明図とトルク特性図である。 １……上池、２……下池、３……分岐部、４……一条管
路、5,5a……水車、6,6a,6b……管路、7,7a,7b……排水
管路、８……サージタンク。
実施例を示す説明図、第２図ないし第５図はその作動を
示す作動説明図とトルク特性図、第６図は一条管路に２
条の分岐管路が接続された水力発電所の概略構成を示す
概略図、第７図ないし第10図は従来の水力発電装置の作
動を示す作動説明図とトルク特性図である。 １……上池、２……下池、３……分岐部、４……一条管
路、5,5a……水車、6,6a,6b……管路、7,7a,7b……排水
管路、８……サージタンク。
Claims (2)
- 【請求項１】一条管路から分岐する複数条の分岐管路に
可変速水力発電装置を設置した水力発電所において、各
発電機の出力を発電機出力検出器によって検出し、この
検出値が設定上限出力を上回るか、あるいは設定下限出
力を下回った際、回転速度上げ指令または回転速度下げ
指令を優先的に出力させて水力発電装置の目標回転速度
を変化させることを特徴とする可変速水力発電装置の運
転制御方法。 - 【請求項２】発電機出力と設定上限出力とを比較器に入
力して比較し、それらの偏差値を上限出力検出器に導い
て回転速度上げ指令を出力させ、また前記発電機出力と
設定下限出力とを比較器に入力して比較し、それらの偏
差値を下限出力検出器に導いて回転速度下げ指令を出力
させ、これらの指令により水力発電装置の目標回転速度
を変化させることを特徴とする特許請求の範囲第１項記
載の可変速水力発電装置の運転制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61198398A JPH0718406B2 (ja) | 1986-08-25 | 1986-08-25 | 可変速水力発電装置の運転制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61198398A JPH0718406B2 (ja) | 1986-08-25 | 1986-08-25 | 可変速水力発電装置の運転制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6355372A JPS6355372A (ja) | 1988-03-09 |
| JPH0718406B2 true JPH0718406B2 (ja) | 1995-03-06 |
Family
ID=16390467
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61198398A Expired - Fee Related JPH0718406B2 (ja) | 1986-08-25 | 1986-08-25 | 可変速水力発電装置の運転制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0718406B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105604993A (zh) * | 2016-03-02 | 2016-05-25 | 湖州优创科技有限公司 | 一种镗孔机的液压站 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4928814A (ja) * | 1972-07-12 | 1974-03-14 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5241043Y2 (ja) * | 1971-12-28 | 1977-09-16 |
-
1986
- 1986-08-25 JP JP61198398A patent/JPH0718406B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4928814A (ja) * | 1972-07-12 | 1974-03-14 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6355372A (ja) | 1988-03-09 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |