JPH07184400A - 可変速揚水発電装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 発電モードにおいてポンプ水車側で速度制御
を行なう可変速発電電動機が所定の可変速度範囲を逸脱
することなく安定した継続運転を可能にする。 【構成】 誘導機１と水車２を備え、最適案内弁開度Ｙ
ａに、最適回転指令Ｎａと検出回転速度Ｎを比較１６し
た補正信号ΔＹを加算２１し、案内弁１１の開度を調整
して水車出力ＰＴを制御し、一方発電出力指令Ｐｏに、
回転速度Ｎが下限設定値Ｎｋｌｇを下回り上限設定値Ｎ
ｋｕｇを上回ったときの発電出力修正指令ΔＰ１を加算
２６した指令ＰＧを２次励磁制御装置３に入力し、誘導
機１を制御する。前記Ｎｋｌｇは、発電モードの通常運
転範囲の下限値Ｎａｌｇより発電モードの通常運転中に
継続的に発生する回転振動の片振幅以下に小さく設定さ
れ、前記Ｎｋｕｇは、発電モードの通常運転範囲の上限
値Ｎａｕｇより高く揚水モードの通常運転範囲の上限値
Ｎａｕｐより低く設定される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、周波数変換器を備えロ
ータが可変速度で回転するにもかかわらず一次側は商用
電力系統に同期接続される可変速発電電動機を備えた可
変速揚水発電装置に関し、特に発電モードにおいてポン
プ水車側で速度制御を行ない、所定の可変速度範囲を逸
脱することなく安定した継続運転を可能にする可変速揚
水発電装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ポンプ水車用可変速揚水発電装置の発電
モードについては速度制御と出力制御を原動機であるポ
ンプ水車に分担させるか負荷側の発電電動機に分担させ
るかによって制御方式が２つに大別される。ポンプ水車
側で電力や落差に応じた最適速度設定、すなわち速度制
御を担当し、発電電動機側で外部からの電力指令に電力
を直接追従させる電力制御を担当させる方式は、 ａ．急速でかつ電力指令波形に極めて近い素直な電力応
答が期待できる。 ｂ．原動機側で速度制御するので負荷側すなわち発電電
動機側で速度制御する方式に比し安全性が高い。 ｃ．反面、速度制御が応答の遅いポンプ水車側流量制御
に依存するため応答が遅く、多少の動揺、オーバーシュ
ートは避けられない。 他方、発電電動機側で速度制御を担当し、ポンプ水車側
で出力制御を担当させる方式は、 ｄ．反対に速度制御重視となり、速度制御波形はきれい
になるが、 ｅ．発電電動機の電力波形がポンプ水車の出力波形をそ
のまま写す形となり、上下流水路の水撃波の影響がその
まま反映され過渡的に逆振りの傾向さえ示す。

【０００３】そこで前者の方式において、ｃのオーバー
シュートが起きても実害ない程度に的確に抑え込むこと
ができれば可変速機としては最も好適なシステムができ
ることは明白である。定常時の回転速度設定に支障がで
る訳ではなく運転効率を最高ならしめるという目的に支
障がでる訳でもなく、過渡時多少の回転速度動揺があっ
ても所定の可変速範囲に留まる限り周波数変換器にとっ
ては全く差異を感じないことのためである。要は、回転
速度がオーバーシュートしても所定の可変速範囲を外れ
るようなことがないように的確に抑え込む対策がポイン
トとなる。

【０００４】なお、可変速ポンプ水車の水車モードすな
わち発電モードの運転速度範囲は可変速範囲の下の方に
限定されることが多く、他方、揚水モードの運転範囲は
ほぼ全域にわたることが多い。これは水車効率が回転速
度の低い側で高いことや、揚水モードでの入力可変幅は
できるだけ大きくとりたいという配慮による。

【０００５】そこで、発電モードにおいて、ポンプ水車
の回転速度がオーバーシュートして下限値を所定値以上
下回ったり、上限値を所定値以上上回った場合、可変速
発電電動機の電力調整によるバックアップ速度制御を作
用させオーバーシュートの抑制を図ることは特開昭６２
−０７１４９７号で公知となっている。

【０００６】図６に特開昭６２−０７１４９７号の公知
例を示す。１は誘導機で、その回転子に直結された水車
２によって回転駆動されると共に誘導機１の２次巻線１
ｂには周波数変換器を備えた２次励磁制御装置３により
誘導機１の回転速度に応じて所定の位相に調整された交
流励磁電流が供給され、誘導機１の１次巻線１ａからは
交流系統４と等しい周波数の交流電力が出力されるよう
に可変速運転が行われる。尚、１２は受電変圧器であ
る。

【０００７】５は水車特性関数発生器で、外部から与え
られる発電出力指令Ｐｏと水位検出信号Ｈを入力して最
高効率で運転する為の最適回転速度指令Ｎａと最適案内
弁開度指令Ｙａを発生する。水位変動が小さい場合は水
位信号Ｈを省略することも出来る。１６は回転速度制御
装置で、最適回転指令Ｎａと回転速度検出器６で検出さ
れる実際の回転速度信号Ｎを比較して案内弁開度補正信
号ΔＹを出力する。水車特性関数発生器５からの最適案
内弁開度指令Ｙａは前記案内弁開度補正信号ΔＹに加算
器２１で付勢されて案内弁駆動装置１０に入力され案内
弁１１が制御される構成をとっている。

【０００８】７はスリップ位相検出器で、前記交流系統
４の電位位相と電気角で表した前記誘導機２次側回転位
相の差に等しいスリップ位相Ｓｐを検出する。スリップ
位相検出器７の一構成例を説明する。スリップ位相検出
器の回転子は誘導機１の１次巻線１ａと並列に接続され
た３相巻線が設けられ、スリップ位相検出器７の固定子
側には電気角でπ／２だけ異なる位置にホールコンバー
タがそれぞれ１個設けられていて、誘導機１の２次側か
ら見た交流系統４の電圧位相が一致した信号がホールコ
ンバータより検出され、スリップ位相Ｓｐに変換され
る。このＳｐは２次励磁制御装置３に入力される。回転
速度検出器６で検出された回転速度Ｎを発電出力修正指
令装置２５に入力し、この発電出力修正指令装置２５の
出力信号ΔＰ２と外部からの発電出力指令Ｐｏは加算器
２６で加算されて誘導機出力指令ＰＧとなり、これが２
次励磁制御装置３に入力される構成をとっている。

【０００９】次に発電出力修正指令装置２５の構成を説
明する。回転速度Ｎが設定値Ｎ２とＮ３の間にある時は
発電出力修正指令信号ΔＰ２は零を保ち、回転速度Ｎが
設定値Ｎ２よりも低くなると発電出力修正指令信号ΔＰ
２は回転速度Ｎの低下に比例して減少する。一方、回転
速度Ｎが設定値Ｎ３よりも高くなると発電出力修正指令
信号ΔＰ２は回転速度Ｎの上昇に比例して増加する。こ
の発電出力修正指令信号ΔＰ２の絶対値はＰ２を超えぬ
ように出力される。ここで設定値Ｎ２とＮ３は２次励磁
制御装置３を構成する周波数変換装置の電圧定格と周波
数出力範囲、誘導機１と水車２の機械部分の強度などで
定まる回転速度範囲に対応して設定される。

【００１０】前記誘導機出力指令ＰＧと前記スリップ位
相検出器７のスリップ位相Ｓｐは２次励磁制御装置３に
入力され、有効電力検出器９によって検出される誘導機
１の出力検出信号Ｐが誘導機出力指令ＰＧに等しくなる
ように誘導機１の２次巻線１ｂに供給する交流励磁電流
を制御する。具体的には特公昭５７−６０６４５号で提
案されている制御方法などが適用される。１０は案内弁
駆動装置で水車特性関数発生器５からの最適案内弁開度
指令Ｙａに応じて案内弁１１の開度を調整し、水車出力
ＰＴを制御する。

【００１１】今時点ｔ０で回転速度Ｎが設定値Ｎ２付近
の状態で発電出力Ｐをステップ状に上昇させようとして
発電出力指令Ｐｏを図７（ａ）に示すようにステップ状
に上昇させるときの応答を説明する。時点ｔ０で例えば
発電出力Ｐをステップ状に上昇させようとして発電出力
指令Ｐｏを図７（ａ）に示す様にステップ状に上昇させ
ると、誘導機１の発電出力Ｐは図７（ｇ）に示す様に発
電出力指令Ｐｏの変化に追従して上昇する。一方、発電
出力指令Ｐｏに対する発電出力Ｐの応答よりも機械的に
行われる最適案内弁開度指令Ｙａに対する案内弁１１の
開度Ｙの応答は遅い。このため、発電出力Ｐよりも水車
出力ＰＴの方が小さくなり回転速度Ｎは発電出力指令Ｐ
ｏ急変後一時的に減速され、その後時点ｔ１で発電出力
Ｐと水車出力ＰＴが等しくなり回転速度Ｎは極小とな
る。なおこの時点ｔ１では速度偏差ΔＮは正なので案内
弁開度補正信号ΔＹは正で、案内弁開度Ｙは最適案内弁
開度指令Ｙａよりも更に上昇する。従って水車出力ＰＴ
は発電出力Ｐよりも大きくなり、回転速度Ｎは図７
（ｆ）の様に上昇し始める。そして回転速度Ｎの上昇と
共に最適回転速度指令Ｎａとの偏差が小さくなり、案内
弁開度補正信号ΔＹの減少と共に水車出力ＰＴと発電出
力Ｐの差が減少し、回転速度Ｎの加速度は減少する。

【００１２】ところで発電出力指令Ｐｏ急増直後の回転
速度Ｎの低下中に回転速度Ｎが設定値Ｎ２を下回った場
合には次のようになる。回転速度Ｎが設定値Ｎ２より低
くなると発電出力修正指令信号ΔＰ２により２次励磁制
御装置３に入力される発電出力指令は外部からの発電出
力指令Ｐｏよりも小さくなる。従って水車出力ＰＴと発
電出力Ｐが一致する時点ｔ１は水車出力ＰＴが発電出力
指令Ｐｏに一致する時点ｔ２よりも早くなり、回転速度
Ｎが極小となる時点は図８（ｆ）の破線の如く、時点ｔ
２であったものが時点ｔ１に移り、過渡的な回転速度Ｎ
の逆方向オーバーシュートも大幅に低減される。結果と
して可変速水車発電装置の回転速度が所定の設定範囲を
外れないようにバックアップ速度制御をすることができ
る。なお上限設定値Ｎ３を上回った場合についての説明
は省略する。

【００１３】しかし前記の公知例には２次励磁制御装置
３を介してのバックアップ速度制御をどこで作用させる
か、すなわち、下限設定値Ｎ２，上限設定値Ｎ３をどの
ように設定すべきかについて何も開示していない。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】ところが発電モードの
運転速度範囲が同じ可変速度範囲の中でも下の方に限定
されていて該発電モードの運転範囲の上限と揚水モード
の運転範囲の上限との差が大きい場合には上記公知技術
では対応できないことが判明した。即ち、バックアップ
速度制御を発電モード可変速範囲の下限より若干下及び
揚水モード可変速範囲の上限より若干上に設定したとす
ると、発電モードで１００％出力付近で運転中電力指令
Ｐｏが急減した直後、Ｎが過渡的に発電モード可変速範
囲上限を大きく超える。即ちバックアップ制御によるオ
ーバーシュートの抑制効果がほとんど効かず可変速範囲
内ながらかなりのオーバーシュートを許容してしまう。
この可変速範囲内のオーバーシュート自身は支障ない
が、この後にも再び電力指令が急減し回転速度指令も急
減した場合には、前述のオーバーシュートの振り返しと
重なって回転速度が急降下する。そして今度は可変速範
囲の下限を割って更に下側にオーバーシュートする。そ
して下側バックアップ速度制御範囲へ踏み込み、次第に
増大する抑制効果によってやがては止まるが、この踏み
込み量が過大になり脱調してしまう可能性がある。この
問題の原因は前述から明らかなように所定値以上の上側
オーバーシュートを許したことにあり、この対策こそが
必要であることが判明した。

【００１５】本発明の目的は、発電モードにおいてポン
プ水車側で速度制御を行なう可変速発電電動機が、オー
バーシュートして所定の可変速度範囲を逸脱しないよう
に制御し、安定した継続運転を可能にすることにある。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記の目的は、発電モー
ドでは速度制御指令を原動機であるポンプ水車側に与え
て通常の速度制御を行う一方、揚水モードにおいては速
度制御指令又は電力指令を原動機である可変速発電電動
機に与え速度制御を行う第一の速度制御装置、該第一の
速度制御装置に発電モードの速度制御指令を運転状態に
応じて可変設定し且つその設定は発電モードの通常運転
範囲の下限値が揚水モードの通常運転範囲の下限値より
高く設定されるように指令する速度制御指令装置、発電
モードにおいてポンプ水車の回転速度が通常運転範囲の
下限値を所定値以上下回ったり通常運転範囲の上限値を
所定値以上上回った場合に可変速発電電動機の電力を調
整してバックアップの速度制御を行う第二の速度制御装
置、該第二の速度制御装置にバックアップ速度制御指令
を運転範囲の下限側で動作を開始する下限側設定値と発
電モードの通常運転範囲の下限値との間隔を少なくとも
発電モードの通常運転中に継続的に発生する回転振動の
片振幅より大きく設定されるように指令するバックアッ
プ速度制御指令装置を備えた可変速揚水発電装置によっ
て達成される。

【００１７】また、前記の第一の速度制御装置に運転状
態に応じて発電モードの回転指令を可変設定し且つその
設定は発電モードの通常運転範囲の上限値が少なくと揚
水モードの通常運転範囲の上限値より低く設定されるよ
うに指令する速度制御指令装置、発電モードにおいてポ
ンプ水車の回転速度が通常運転範囲の下限値を所定値以
上下回ったり通常運転範囲の上限値を所定値以上上回っ
た場合に可変速発電電動機の電力を調整してバックアッ
プの速度制御を行う第二の速度制御装置、該第二の速度
制御装置にバックアップ速度制御指令を運転範囲の上限
側で動作を開始する上限側設定値が発電モードの通常運
転範囲の上限値より高く揚水モードの通常運転範囲の上
限値より低く設定されるように指令するバックアップ速
度制御指令装置を備えた可変速揚水発電装置によって達
成される。

【００１８】

【作用】前記した本発明の可変速揚水発電装置は、発電
モードでは速度制御指令を原動機であるポンプ水車側に
与えて通常の速度制御を行ない、揚水モードにおいては
速度制御指令又は電力指令を可変速発電電動機に与えて
速度制御を行なう。その運転状態に応じて発電モードの
速度制御指令が速度制御指令装置によって可変設定さ
れ、その設定は発電モードの通常運転範囲の下限値が揚
水モードの通常運転範囲の下限値より高く設定される。
また、発電モードの出力指令変更時などの過渡的変化時
において、ポンプ水車の回転速度が通常運転範囲の下限
値を所定値以上下回ったり、通常運転範囲の上限値を所
定値以上上回った場合に、第二の速度制御装置が動作し
て可変速発電電動機の電力を調整してバックアップの速
度制御を行ない、運転範囲が通常の最適範囲を外れない
ようにする。その場合に、バックアップ速度制御指令装
置によって、バックアップ速度制御が運転範囲の下限側
で動作が開始される下限側設定値は、この設定値と発電
モードの通常運転範囲の下限値との間隔が少なくとも発
電モードの通常運転中に継続的に発生する又は発生が予
想される回転振動の片振幅（この片振幅は一般には０．
１５％以内とされる）より大きく設定され、これにより
発電出力指令の変化が小さいときにはバックアップ速度
制御が働かず、また、水車等の特性上継続的に起る振動
に対しても、少なくとも定常状態ではバックアップ速度
制御が働かないようにして安定した継続運転を行なわせ
る。

【００１９】また、運転状態に応じた発電モードの速度
制御指令の設定において、発電モードの通常運転範囲の
上限値は、少なくとも揚水モードの通常運転範囲の上限
値より低く設定される。また、バックアップ速度制御を
行なうときの、そのバックアップ速度制御が運転範囲の
上限側で動作を開始する上限側設定値は、発電モードの
通常運転範囲の上限値より高く揚水モードの通常運転範
囲の上限値より低くなるように設定され、このようにバ
ックアップ速度制御の上限側設定値を通常運転範囲の上
限設定値の近くに設定することにより回転速度の一時上
昇幅を低く抑える。

【００２０】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を用いて説明
する。図１は本発明の一実施例を示す図で、従来例を説
明するのに用いた前記図６と同一符号は同一部分または
相当部分を示す。ここでは図１の中で図６と異なる部分
について説明する。２５Ａは図６の発電出力修正指令装
置２５に相当する。回転速度Ｎが設定値ＮｋｌｇとＮｋ
ｕｇの間にある時はその出力信号は零を保ち、回転速度
Ｎが設定値Ｎｋｌｇよりも低くなると出力信号は回転速
度Ｎの低下に比例して減少し、一方、回転速度Ｎが設定
値Ｎｋｕｇよりも高くなると出力信号は回転速度Ｎの上
昇に比例して増加して、バックアップ速度制御が動作を
開始する。尚、設定値ＮｋｌｇとＮｋｕｇは次のように
決める。

【００２１】即ち、発電モードの最適回転速度指令Ｎａ
の下限がＮａｌｇ、上限がＮａｕｇとすれば、即ち、発
電モードにおける通常のポンプ水車側速度制御による可
変速運転範囲がＮａｌｇ〜Ｎａｕｇ（通常運転範囲）と
すれば、 Ｎｋｌｇ＜Ｎａｌｇ、Ｎｋｕｇ＞Ｎａｕｇ に設定する。即ち、通常の可変速運転範囲の外に設定す
る。しかも、（Ｎａｌｇ−Ｎｋｌｇ）は定常時に起こり
うる程度の継続的回転動揺の片振幅より大きく設定して
おく。これは２次励磁制御装置３を介して行なうバック
アップ速度制御が最適回転速度指令Ｎａｇが下限にあっ
ても本来の水車側出力制御による速度制御には干渉せず
安定な継続運転ができるように配慮したものである。

【００２２】２５Ｂは２次励磁制御装置３を介して行な
うバックアップ速度制御系の応答性や安定性を調整する
過渡特性調整部で、図１では一次遅れ要素の例（図３の
（ａ），（ｂ）も同じ）を示しているが、これは図３の
（Ｃ）のようにＰＩ演算器にすることもできる。尚、ｓ
はラプラス演算子を示す。２６は過渡特性調整部２５Ｂ
の出力ΔＰ１と外部から与えられる発電出力指令Ｐｏを
加算し誘導機出力指令ＰＧを作る加算部である。

【００２３】この様に構成された本実施例の制御装置に
おいて、いま時点ｔ０で回転速度Ｎが通常運転範囲の下
限設定値Ｎａｌｇ付近の状態で発電出力Ｐをステップ状
に上昇させようとして発電出力指令Ｐｏを図９（ａ）に
示すようにステップ状に上昇させるときの応答性を説明
する。時点ｔ０で発電出力指令Ｐｏが上昇すると前述の
図８と同様回転速度Ｎは最適回転速度指令Ｎａの変化と
は逆に図９（ｆ）の如くいったん低下する。そして回転
速度Ｎがバックアップ速度制御の下限側設定値Ｎｋｌｇ
より低くなると発電出力修正指令信号ΔＰ１により２次
励磁制御装置３に入力される誘導機出力指令は外部から
の発電出力指令Ｐｏよりも小さくなる。従って水車出力
ＰＴと発電出力Ｐが一致する時点ｔ１は水車出力ＰＴが
発電出力指令Ｐｏに一致する時点ｔ２よりも早くなる。
従って本発明を実施することにより回転速度Ｎが極小と
なる時点は図９（ｆ）の破線の如く、時点ｔ２であった
ものが時点ｔ１に移る。同時に過渡的な速度の逆方向の
オーバーシュートも大幅に低減させることが可能であ
る。

【００２４】ところで本発明によれば、最適回転速度指
令Ｎａの通常運転範囲の下限値Ｎａｌｇとバックアップ
速度制御の下限側設定値Ｎｋｌｇとの間に前記した所定
の差を与えるので、発電出力指令Ｐｏの変化が小さい時
には前述のバックアップ速度制御は動作しない。また水
車側速度制御では回転速度制御装置１６に内在する不感
帯や不動帯、水車自身の出力特性のヒステリシスや応答
遅れ等の理由で定常状態でも若干の継続的回転振動が起
きることは避けられない。本発明では前述のように最適
回転速度指令Ｎａの通常運転範囲の下限値Ｎａｌｇとバ
ックアップ速度制御の下限側設定値Ｎｋｌｇとの間の差
（図２のαＧ）を少なくともこの種の継続的回転振動の
片振幅より大きくする。そして少なくとも定常状態では
前述のバックアップ速度制御が作動しないようにする。

【００２５】次に図２により運転状態の上限側制御につ
いて説明を行う。可変速揚水発電装置においては、揚水
モードにおいて入力の可変幅をできるだけ大きくとるた
めに周波数変換器が許容する限り回転速度の可変範囲、
すなわち、通常運転範囲をできるだけ大きくするのが一
般的である。図２では揚水モードの通常運転範囲の下限
Ｎａｌｐからその上限Ｎａｕｐがこれに当る。これに対
して発電モードにおいては最高効率になる回転速度が揚
水モードに比して低い側に偏ることから通常運転範囲は
図２のように狭いのが一般的である。特に通常運転範囲
の可変速上限Ｎａｕｇは揚水モードの上限Ｎａｕｐより
低くなることが多い。

【００２６】そこで２次励磁制御装置３を介してのバッ
クアップ速度制御の上限側設定値をどこに置くか、特に
発電モードにおける上限側設定値Ｎｋｕｇをどこに置く
かが次の課題となる。本発明では図２のようにＮａｕｐ
より低くＮａｕｇより高く設定する。しかも発電モード
の通常運転範囲の上限値Ｎａｕｇとの差βＧが過大にな
らないようにする。決して揚水モードのバックアップ速
度制御の上限側設定値Ｎｋｕｐと共用するようなことは
しない。これを図５および図４で説明する。

【００２７】図５はβＧが過大な場合である。発電出力
指令Ｐｏが図のように急に減少した場合、発電出力Ｐの
方が水車出力ＰＴより応答が速いので（むしろ速く設定
して可変速機の特徴を発揮するようにするので）回転速
度Ｎが図５（ｆ）のように一時的に上昇する。そしてそ
の後大きく振り返し今度は勢いよく降下する。この振り
返し下降の勢いはその前の一時上昇の幅が大きければ大
きいほど大きい。このため回転速度Ｎが通常運転範囲の
下限Ｎａｌｇを超えて更にバックアップ速度制御の下限
側設定値Ｎｋｌｇも超えて更に下降しようとする。この
下限側設定値Ｎｋｌｇに達すると、ここから２次励磁制
御装置３を介してのバックアップ速度制御が作動してブ
レーキを掛けようとするが直ぐには止まらず更にある程
度はオーバーランをする。ところでこのオーバーランの
量は発電出力指令Ｐｏの下げが始まった直後の回転速度
Ｎの一時上昇の幅と関係があり、後者を大きく許容すれ
ば前者も大きくなってしまう。即ち、これを言い替えれ
ば、オーバーシュートの直後に回転指令Ｐｏを急減した
場合、回転速度指令Ｐｏとオーバーシュートの振り返し
が重なってオーバーランが過大になってしまう。オーバ
ーランが過大になると２次励磁制御装置３の運転範囲を
外れ機能しなくなってしまう。

【００２８】このように可変速幅下限におけるオーバー
シュートが一見関係がないようにみえるバックアップ速
度制御の上限側設定値Ｎｋｕｇに深く関係する。このた
め図４のように、発電モードにおいては通常運転範囲の
上限側でもバックアップ速度制御の設定値Ｎｋｕｇを通
常運転範囲の上限Ｎａｕｇの近くに設定し、問題の回転
速度Ｎの一時上昇幅を抑えるようにしている。

【００２９】また、前述から明らかなように揚水モード
の通常運転範囲の上限値Ｎａｕｐと発電モードの通常運
転範囲の上限Ｎａｕｇの差が大きい場合、発電モードの
バックアップ速度制御の上限側設定値Ｎｋｕｇを揚水モ
ードのバックアップ速度制御の上限側設定値Ｎｋｕｐと
共用するのは適当でない。

【００３０】なお、下限側においては、図２で示すよう
に、発電モードのバックアップ速度制御の下限側設定値
Ｎｋｌｇと揚水モードのバックアップ速度制御の下限側
設定値Ｎｋｌｐとを等しく設定してもよい。

【００３１】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、発電モー
ドのバックアップ速度制御を、下限側設定値を、少なく
とも発電モードの運転中継続的に発生する回転振動に対
応して設定し、また上限側設定値を回転速度のオーバー
シュートの振り返しに伴なうオーバーランを考慮して最
適に設定し、速度制御するようにしたので所定の可変速
度範囲を逸脱することなく安定した継続運転をすること
ができる。

【００３２】また前記バックアップ速度制御は、簡単に
制御装置のソフトの一部とし組込むことができる効果が
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の可変速揚水発電装置の構成
図である。

【図２】本発明の一実施例の通常運転範囲の説明図であ
る。

【図３】本発明の一実施例の一部動作説明図である。

【図４】本発明の一実施例の上限側制御の説明図であ
る。

【図５】本発明の一実施例の上限側制御の説明図であ
る。

【図６】従来の可変速揚水発電装置の構成図である。

【図７】従来の下限側制御の説明図である。

【図８】従来の下限側制御の説明図である。

【図９】本発明の一実施例の下限側制御の説明図であ
る。

【符号の説明】

１…誘導機、２…水車、３…２次励磁制御装置、５…水
車特性関数発生器、６…回転速度検出器、７…スリップ
位相検出器、９…有効電力検出器、１０…案内弁駆動装
置、１１…案内弁、１２…受電変圧器、１６…回転速度
制御装置、２１…加算器、２５Ａ…発電出力修正指令装
置、２５Ｂ…過渡特性調整部、２６…加算器。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大野 泰照 大阪市北区中之島三丁目３番22号 関西電 力株式会社内 (72)発明者 中川 博人 大阪市北区中之島三丁目３番22号 関西電 力株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 周波数変換器を備えロータが可変速度で
   回転するにもかかわらず一次側は商用電力系統に同期接
   続される可変速発電電動機、該可変速発電電動機のロー
   タに直結され発電モードにあってはこれを駆動し揚水モ
   ードにあってはこれに駆動されるポンプ水車を備えた揚
   水発電装置において、発電モードでは速度制御指令を原
   動機であるポンプ水車側に与えて通常の速度制御を行う
   一方、揚水モードにおいては速度制御指令又は電力指令
   を原動機である可変速発電電動機に与え速度制御を行う
   第一の速度制御装置、該第一の速度制御装置に発電モー
   ドの速度制御指令を運転状態に応じて可変設定する速度
   制御指令装置、発電モードにおいてポンプ水車の回転速
   度が通常運転範囲の下限値を所定値以上下回ったり通常
   運転範囲の上限値を所定値以上上回った場合に可変速発
   電電動機の電力を調整してバックアップの速度制御を行
   う第二の速度制御装置、該第二の速度制御装置が動作を
   開始する下限側設定値と発電モードの通常運転範囲の下
   限値との間隔を少なくとも発電モードの通常運転中に継
   続的に発生する回転速度振動の片振幅より大きく設定さ
   れるようにしたバックアップ速度制御指令装置を備えた
   可変速揚水発電装置。
2. 【請求項２】 速度制御指令装置の設定は発電モードの
   通常運転範囲の下限値が揚水モードの通常運転範囲の下
   限値より高く設定されるようにした請求項１記載の可変
   速揚水発電装置。
3. 【請求項３】 周波数変換器を備えロータが可変速度で
   回転するにもかかわらず一次側は商用電力系統に同期接
   続される可変速発電電動機、該可変速発電電動機のロー
   タに直結され発電モードにあってはこれを駆動し揚水モ
   ードにあってはこれに駆動されるポンプ水車を備えた揚
   水発電装置において、発電モードでは速度制御指令を原
   動機であるポンプ水車側に与えて通常の速度制御を行う
   一方、揚水モードにおいては速度制御指令又は電力指令
   を原動機である可変速発電電動機に与え速度制御を行う
   第一の速度制御装置、該第一の速度制御装置に発電モー
   ドの速度制御指令を運転状態に応じて可変設定し且つそ
   の設定は発電モードの通常運転範囲の上限値が少なくと
   も揚水モードの通常運転範囲の上限値より低く設定され
   るように指令する速度制御指令装置、発電モードにおい
   てポンプ水車の回転速度が通常運転範囲の下限値を所定
   値以上下回ったり通常運転範囲の上限値を所定値以上上
   回った場合に可変速発電電動機の電力を調整してバック
   アップの速度制御を行う第二の速度制御装置、該第二の
   速度制御装置が動作を開始する上限側設定値が発電モー
   ドの通常運転範囲の上限値より高く揚水モードの通常運
   転範囲の上限値より低く設定されるようにしたバックア
   ップ速度制御指令装置を備えた可変速揚水発電装置。