JPH0736720B2 - 水車発電機 - Google Patents
水車発電機Info
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- JPH0736720B2 JPH0736720B2 JP61202039A JP20203986A JPH0736720B2 JP H0736720 B2 JPH0736720 B2 JP H0736720B2 JP 61202039 A JP61202039 A JP 61202039A JP 20203986 A JP20203986 A JP 20203986A JP H0736720 B2 JPH0736720 B2 JP H0736720B2
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- control
- synchronous machine
- frequency
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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
Landscapes
- Control Of Water Turbines (AREA)
- Control Of Eletrric Generators (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 電力系統の規模拡大に伴いより複雑化，長距離化する現
在、安定した高品質の電力の供給が求められている。そ
のため、静止形無効電力補償装置の設置が盛んに行われ
ている。この発明は、水車発電機を利用して、有効・無
効電力制御を瞬時に行い、コスト的にも低減を図ること
ができる系統安定化機能を備えた水車発電機に関するも
のである。
在、安定した高品質の電力の供給が求められている。そ
のため、静止形無効電力補償装置の設置が盛んに行われ
ている。この発明は、水車発電機を利用して、有効・無
効電力制御を瞬時に行い、コスト的にも低減を図ること
ができる系統安定化機能を備えた水車発電機に関するも
のである。
［従来の技術］ 従来の水車発電機の構成を第４図に基づいて説明する。
１は起動停止および負荷設定器、２は調速機（ガバ
ナ）、３はガイドベーンサーボモータ、４はガイドベー
ン操作機構、５はガイドベーン、６は鉄管、７はスパイ
ラルケーシング、８は水車ランナ、９はドラフトチュー
ブ、10は初期励磁用バッテリー、11は初期励磁用コンタ
クタ、12は直流励磁同期機、12−１は直流励磁同期機の
固定子、12−２は回転子、12−３は直流励磁用のスリッ
プリング、13は励磁用変圧器、14はサイリスタ励磁装
置、15は発電機遮断器、16は変圧器、17は送電線遮断
器、18は送電線、19は計器用変圧器、20は変流器、21は
電圧変換器、22は無効電力変換器、23はAVR/AQR切替
器、24は点弧制御回路、25は自動電圧調整器（AVR）、2
6は自動無効電力調整器（AQR）である。
ナ）、３はガイドベーンサーボモータ、４はガイドベー
ン操作機構、５はガイドベーン、６は鉄管、７はスパイ
ラルケーシング、８は水車ランナ、９はドラフトチュー
ブ、10は初期励磁用バッテリー、11は初期励磁用コンタ
クタ、12は直流励磁同期機、12−１は直流励磁同期機の
固定子、12−２は回転子、12−３は直流励磁用のスリッ
プリング、13は励磁用変圧器、14はサイリスタ励磁装
置、15は発電機遮断器、16は変圧器、17は送電線遮断
器、18は送電線、19は計器用変圧器、20は変流器、21は
電圧変換器、22は無効電力変換器、23はAVR/AQR切替
器、24は点弧制御回路、25は自動電圧調整器（AVR）、2
6は自動無効電力調整器（AQR）である。
次に動作について説明する。起動指令が負荷設定器１に
与えられると、ガイドベーン4,ガバナ2,ガイドベーンサ
ーボモータ3,ガイドベーン操作機構４により起動開度ま
で開けられ、鉄管6,スパイラルケーシング７の水が水車
ランナ８に供給され、ドラフトチューブ９に放流されて
起動する。水車の回転が上昇して定格速度近くになる
と、バッテリー10から初期励磁用コンタクタ11を介して
同期機12に励磁が与えられ、電圧が確立すると励磁用変
圧器13,サイリスタ励磁装置14にて自励運転され、初期
励磁用コンタクタ11は開放される。次に、系統と同期を
とって発電機遮断器15を投入し、変圧器16,送電線遮断
器17を介して送電線18に接続される。サイリスタ励磁装
置14の制御は、AVR運転であれば、切替器23をAVR側にし
て計器用変圧器19,変換器21にて発電機電圧を入力し、A
VR25にて基準電圧との偏差をとり、この偏差によりAVR
運転を行う。一方、AQR運転であれば、切替器23をAQR側
にして計器用変圧器19,無効電力変換器22にて無効電力
を検出し、AQR25にて設定無効電力との偏差をとり、こ
の偏差によりAQR運転を行う。
与えられると、ガイドベーン4,ガバナ2,ガイドベーンサ
ーボモータ3,ガイドベーン操作機構４により起動開度ま
で開けられ、鉄管6,スパイラルケーシング７の水が水車
ランナ８に供給され、ドラフトチューブ９に放流されて
起動する。水車の回転が上昇して定格速度近くになる
と、バッテリー10から初期励磁用コンタクタ11を介して
同期機12に励磁が与えられ、電圧が確立すると励磁用変
圧器13,サイリスタ励磁装置14にて自励運転され、初期
励磁用コンタクタ11は開放される。次に、系統と同期を
とって発電機遮断器15を投入し、変圧器16,送電線遮断
器17を介して送電線18に接続される。サイリスタ励磁装
置14の制御は、AVR運転であれば、切替器23をAVR側にし
て計器用変圧器19,変換器21にて発電機電圧を入力し、A
VR25にて基準電圧との偏差をとり、この偏差によりAVR
運転を行う。一方、AQR運転であれば、切替器23をAQR側
にして計器用変圧器19,無効電力変換器22にて無効電力
を検出し、AQR25にて設定無効電力との偏差をとり、こ
の偏差によりAQR運転を行う。
［発明が解決しようとする問題点］ 従来の水車発電機は以上のように構成されているので、
電力系統の周波数や電圧が変っても、ガバナ２やAVR25,
AQR26でゆっくりと設定電力，電圧，無効電力になるよ
うに制御するだけであるため、せっかく大きな回転モー
メント（GD2）を持ったり、系統の弱い山側の末端系統
にありながら、系統安定度を積極的に向上させるような
運転ができない等の問題点あった。
電力系統の周波数や電圧が変っても、ガバナ２やAVR25,
AQR26でゆっくりと設定電力，電圧，無効電力になるよ
うに制御するだけであるため、せっかく大きな回転モー
メント（GD2）を持ったり、系統の弱い山側の末端系統
にありながら、系統安定度を積極的に向上させるような
運転ができない等の問題点あった。
この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、系統の周波数が規定値以上変化した場合は、
過渡的に水車発電機の比較的大きな回転モーメント（GD
2）に貯えられた回転エネルギーを、有効電力として放
出（水車発電機の回転は一時的に減速）、または回転モ
ーメント（GD2）に貯えて有効電力を吸収（水車発電機
の回転は一時的に増速）するようにして系統安定化を図
るとともに、系統電圧が規定値以上変化した場合は、過
渡的に遅相または進相運転をして系統電圧を維持できる
瞬時電力調整能力を持った水車発電機を得ることを目的
としている。
たもので、系統の周波数が規定値以上変化した場合は、
過渡的に水車発電機の比較的大きな回転モーメント（GD
2）に貯えられた回転エネルギーを、有効電力として放
出（水車発電機の回転は一時的に減速）、または回転モ
ーメント（GD2）に貯えて有効電力を吸収（水車発電機
の回転は一時的に増速）するようにして系統安定化を図
るとともに、系統電圧が規定値以上変化した場合は、過
渡的に遅相または進相運転をして系統電圧を維持できる
瞬時電力調整能力を持った水車発電機を得ることを目的
としている。
［問題点を解決するための手段］ 本願の第１の発明にかかる水車発電機は、設定値に基づ
く同期機の有効電力及び無効電力制御による励磁電圧制
御，この励磁電圧の位相制御，及びガイドベーンの開度
制御にて、同期機に最適回転数での発電運転を行わせる
第１の制御手段と、系統周波数異常検出手段と、基準周
波数と系統周波数異常時の実際の系統周波数に基づいて
生成される制御信号により、同期機のステータ電流のス
テータ電圧方向の成分Iqを制御する第２の制御手段とを
備え、系統周波数異常検出手段が系統周波数の異常を検
出した時、第１の制御手段による制御から第２の制御手
段による制御に切替え、同期機の回転数を上昇あるいは
下降させて系統周波数を規定範囲内に戻すようにしたも
のである。
く同期機の有効電力及び無効電力制御による励磁電圧制
御，この励磁電圧の位相制御，及びガイドベーンの開度
制御にて、同期機に最適回転数での発電運転を行わせる
第１の制御手段と、系統周波数異常検出手段と、基準周
波数と系統周波数異常時の実際の系統周波数に基づいて
生成される制御信号により、同期機のステータ電流のス
テータ電圧方向の成分Iqを制御する第２の制御手段とを
備え、系統周波数異常検出手段が系統周波数の異常を検
出した時、第１の制御手段による制御から第２の制御手
段による制御に切替え、同期機の回転数を上昇あるいは
下降させて系統周波数を規定範囲内に戻すようにしたも
のである。
また、本願の第２の発明にかかる水車発電機は、上記第
１の制御手段と、系統電圧異常検出手段と、基準電圧と
系統電圧異常時の実際の系統電圧に基づいて生成される
制御信号により、同期機のステータ電流のステータ電圧
方向の成分Iqより90゜遅れた成分Idを制御する第２の制
御手段とを備え、系統電圧異常検出手段が系統電圧の異
常を検出した時、第１の制御手段による制御から第２の
制御手段による制御に切替え、同期機の励磁電流を増加
あるいは減少させて系統電圧を規定範囲内に戻すように
したものである。
１の制御手段と、系統電圧異常検出手段と、基準電圧と
系統電圧異常時の実際の系統電圧に基づいて生成される
制御信号により、同期機のステータ電流のステータ電圧
方向の成分Iqより90゜遅れた成分Idを制御する第２の制
御手段とを備え、系統電圧異常検出手段が系統電圧の異
常を検出した時、第１の制御手段による制御から第２の
制御手段による制御に切替え、同期機の励磁電流を増加
あるいは減少させて系統電圧を規定範囲内に戻すように
したものである。
［作用］ 本願の第１の発明による水車発電機では、系統周波数が
規定範囲内の値である時には、第１の制御手段により、
設定値に基づいて、同期機最適回転数での高効率の発電
運転を行う。系統周波数が規定範囲外の値となった場
合、実際の系統周波数値を参照する第２の制御手段によ
るIq成分制御によって、同期機の回転数を上昇あるいは
下降させ、系統周波数を規定範囲内に戻すことで、系統
を安定させる。
規定範囲内の値である時には、第１の制御手段により、
設定値に基づいて、同期機最適回転数での高効率の発電
運転を行う。系統周波数が規定範囲外の値となった場
合、実際の系統周波数値を参照する第２の制御手段によ
るIq成分制御によって、同期機の回転数を上昇あるいは
下降させ、系統周波数を規定範囲内に戻すことで、系統
を安定させる。
また本願の第２の発明による水車発電機では、系統電圧
が規定範囲内の値である時には、第１の制御手段により
高効率の発電運転を行う。系統電圧が規定範囲外の値と
なった場合、実際の系統電圧値を参照する第２の制御手
段によるId成分制御によって、同期機の励磁電流を増加
あるいは減少させ、系統電圧を規定範囲内に戻すこと
で、系統電圧を維持する。
が規定範囲内の値である時には、第１の制御手段により
高効率の発電運転を行う。系統電圧が規定範囲外の値と
なった場合、実際の系統電圧値を参照する第２の制御手
段によるId成分制御によって、同期機の励磁電流を増加
あるいは減少させ、系統電圧を規定範囲内に戻すこと
で、系統電圧を維持する。
［実施例］ 以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図において第４図と同一符号を付した部分は、同一又は
相当構成部分を示すものである。
図において第４図と同一符号を付した部分は、同一又は
相当構成部分を示すものである。
第１図において、27はAESM（交流励磁同期機）であり、
27−１はAESMの固定子、27−２は回転子、27−３は交流
励磁用のスリップリング、28は位相検出器、29はサイク
ロコンバータ、30は変圧器、31は位相検出器、32は座標
変換器、33は計器用変圧器、34は位相検出器、35は電圧
変換器、36は周波数変換器、37は基準電圧設定器、38は
基準周波数設定器、39は無効電力制御器、40は有効電力
制御器、41は無効電力設定器、42は系統電圧異常検出
器、43は切替器、44はｄ軸電流制御器、45は系統周波数
異常検出器、46は切替器、47はｑ軸電流制御器、48は座
標変換器、49は位相検出器、50はサイクロコンバータの
位相制御器である。
27−１はAESMの固定子、27−２は回転子、27−３は交流
励磁用のスリップリング、28は位相検出器、29はサイク
ロコンバータ、30は変圧器、31は位相検出器、32は座標
変換器、33は計器用変圧器、34は位相検出器、35は電圧
変換器、36は周波数変換器、37は基準電圧設定器、38は
基準周波数設定器、39は無効電力制御器、40は有効電力
制御器、41は無効電力設定器、42は系統電圧異常検出
器、43は切替器、44はｄ軸電流制御器、45は系統周波数
異常検出器、46は切替器、47はｑ軸電流制御器、48は座
標変換器、49は位相検出器、50はサイクロコンバータの
位相制御器である。
次に本発明の水車発電機の動作について説明する。
第２図の上図は系統周波数の変動を示しており、平常
（正常）時は一点鎖線の範囲内で変動している。第３図
の上図は系統電圧の変動を示しており、やはり平常（正
常）時は一点鎖線の範囲内で変動している。系統の周波
数及び電圧が正常であれば、各々異常検出器42,45によ
り正常であることが検知されており、切替器43は無効電
力設定器41側に、切替器46は負荷設定器１側に接続され
るので、AESM27は後述する第１の制御手段の制御に基づ
いて運転される。
（正常）時は一点鎖線の範囲内で変動している。第３図
の上図は系統電圧の変動を示しており、やはり平常（正
常）時は一点鎖線の範囲内で変動している。系統の周波
数及び電圧が正常であれば、各々異常検出器42,45によ
り正常であることが検知されており、切替器43は無効電
力設定器41側に、切替器46は負荷設定器１側に接続され
るので、AESM27は後述する第１の制御手段の制御に基づ
いて運転される。
まず、平常（正常）時の動作について説明する。
AESM27は、回転速度が変っても、系統周波数と一致する
ように２次励磁の周波数を調整してやれば、系統との並
列運転が可能である。従来の水車発電機は回転数が一定
であるため、負荷が小さくなると効率が大幅に低下して
いたが、負荷の大小に応じて回転数を変えてやれば効率
の低下を少なくすることが可能であることは周知であ
る。そこで、水車発電機の起動は従来構と同様に行い、
系統に並列後は、設定負荷値と設定無効電力となるよう
に負荷設定器１及び無効電力設定器41より設定指令値を
出力して、位相制御器50でサイクロコンバータ29を制御
し、ガバナ２でガイドベーン５の開度を制御して、最適
回転数で運転する。
ように２次励磁の周波数を調整してやれば、系統との並
列運転が可能である。従来の水車発電機は回転数が一定
であるため、負荷が小さくなると効率が大幅に低下して
いたが、負荷の大小に応じて回転数を変えてやれば効率
の低下を少なくすることが可能であることは周知であ
る。そこで、水車発電機の起動は従来構と同様に行い、
系統に並列後は、設定負荷値と設定無効電力となるよう
に負荷設定器１及び無効電力設定器41より設定指令値を
出力して、位相制御器50でサイクロコンバータ29を制御
し、ガバナ２でガイドベーン５の開度を制御して、最適
回転数で運転する。
ここで、AESM27のステータ電流Ｉのステータ電圧Ｖ方向
の成分をIq、これより90゜遅れた成分をIdとすれば、有
効電力P,無効電力Ｑは、 Ｐ＝3Re（×＊）＝3Re［Ｖ（Iq＋jId）］＝3VIq …
（１） Ｑ＝31m（×＊）＝31m［Ｖ（Iq＋jId）］＝3VIq …
（２） となり、Iqを制御すればP,すなわち有効電力が制御さ
れ、Idを制御すればQ,すなわち無効電力が制御できるこ
とも周知である。
の成分をIq、これより90゜遅れた成分をIdとすれば、有
効電力P,無効電力Ｑは、 Ｐ＝3Re（×＊）＝3Re［Ｖ（Iq＋jId）］＝3VIq …
（１） Ｑ＝31m（×＊）＝31m［Ｖ（Iq＋jId）］＝3VIq …
（２） となり、Iqを制御すればP,すなわち有効電力が制御さ
れ、Idを制御すればQ,すなわち無効電力が制御できるこ
とも周知である。
次に系統異常発生時の動作について説明する。
まず、第２図の上図において、系統周波数が一点鎖線で
示す規定値を越えると、周波数異常検出器45が周波数異
常も検出し、切替器46を負荷設定器１側から有効電力制
御器40側に切替える。周波数が高い時は水車発電機で電
力を吸収（エネルギーを蓄積するため回転は上昇する
が、サイクロコンバータの位相制御で並列運転を継続で
きる）、すなわち電動機運転を行い、周波数上昇を抑制
して点線のごとく周波数を引きもどす。逆に、周波数が
下降した場合は、水車発電機で電力を放出（水車発電機
は減速する）、すなわち発電運転を行い、周波数降下を
抑制して点線のごとく周波数を安定化する。
示す規定値を越えると、周波数異常検出器45が周波数異
常も検出し、切替器46を負荷設定器１側から有効電力制
御器40側に切替える。周波数が高い時は水車発電機で電
力を吸収（エネルギーを蓄積するため回転は上昇する
が、サイクロコンバータの位相制御で並列運転を継続で
きる）、すなわち電動機運転を行い、周波数上昇を抑制
して点線のごとく周波数を引きもどす。逆に、周波数が
下降した場合は、水車発電機で電力を放出（水車発電機
は減速する）、すなわち発電運転を行い、周波数降下を
抑制して点線のごとく周波数を安定化する。
さらに詳しく説明すると、系統周波数が規定値（これは
第２図，第３図に示すように、ある周波数値（実線）を
基準として上下の余裕が絶対値により規定されているの
で、上，下一点鎖線で示される周波数幅の規定範囲であ
る。）を超えた場合、これを系統周波数異常検出器45が
検出し、系統周波数異常検出器45は切替器46を有効電力
制御器40側に切替える。そして、周波数変換器36からの
周波数値と基準周波数設定器38からの基準周波数値とを
比較してその偏差が有効電力制御器40に出力され、これ
により有効電力制御器40はIq成分を小さくする制御信号
を生成して送出し、AESM27のトルクを減少させて、AESM
27の回転数を下げる。これにより周波数は低下して系統
は安定する。
第２図，第３図に示すように、ある周波数値（実線）を
基準として上下の余裕が絶対値により規定されているの
で、上，下一点鎖線で示される周波数幅の規定範囲であ
る。）を超えた場合、これを系統周波数異常検出器45が
検出し、系統周波数異常検出器45は切替器46を有効電力
制御器40側に切替える。そして、周波数変換器36からの
周波数値と基準周波数設定器38からの基準周波数値とを
比較してその偏差が有効電力制御器40に出力され、これ
により有効電力制御器40はIq成分を小さくする制御信号
を生成して送出し、AESM27のトルクを減少させて、AESM
27の回転数を下げる。これにより周波数は低下して系統
は安定する。
逆に系統周波数が規定値以下の場合、有効電力制御器40
よりIq成分を大きくする制御信号を送出して、AESM27の
トルクを増加させ、AESM27の回転数を上げる。これによ
り周波数は上昇して系統は安定する。
よりIq成分を大きくする制御信号を送出して、AESM27の
トルクを増加させ、AESM27の回転数を上げる。これによ
り周波数は上昇して系統は安定する。
すなわち、系統周波数の値が、規定値に基づく規定範囲
外の値となったときに、第２の制御手段を構成する有効
電力制御器40より制御信号を送出して、積極的に励磁制
御（Iq成分制御）を行い、系統の周波数をすばやく規定
範囲内に戻すようにしている。
外の値となったときに、第２の制御手段を構成する有効
電力制御器40より制御信号を送出して、積極的に励磁制
御（Iq成分制御）を行い、系統の周波数をすばやく規定
範囲内に戻すようにしている。
この様子を図示したのが第２図の下図である。周波数異
常を放置しておくと第２図の上図の実線のように脱調し
て系統がつぶれてしまう。
常を放置しておくと第２図の上図の実線のように脱調し
て系統がつぶれてしまう。
次に第３図の上図において、系統電圧が一点鎖線で示す
規定値を越えると、電圧異常検出器42が系統電圧異常を
検出し、切替器43を無効電力設定器41側から無効電力制
御器39側に切替える。電圧が低いときは、水車発電機を
遅れ運転，すなわち強め励磁運転を行い、系統電圧降下
を抑制して点線のごとく引きもどす。逆に、電圧が上昇
した場合は、水車発電機を進み運転，すなわち弱め励磁
運転を行い、圧上昇を抑制して点線のごとく電圧を安定
化する。
規定値を越えると、電圧異常検出器42が系統電圧異常を
検出し、切替器43を無効電力設定器41側から無効電力制
御器39側に切替える。電圧が低いときは、水車発電機を
遅れ運転，すなわち強め励磁運転を行い、系統電圧降下
を抑制して点線のごとく引きもどす。逆に、電圧が上昇
した場合は、水車発電機を進み運転，すなわち弱め励磁
運転を行い、圧上昇を抑制して点線のごとく電圧を安定
化する。
さらに詳しく説明すると、系統電圧が規定値を超えた場
合、これを系統電圧異常検出器42が検出し、系統電圧異
常検出器42は切替器43を無効電力制御器39側に切替え
る。そして、電圧変換器35からの電圧値と基準電圧設定
器37からの基準電圧値とを比較してその偏差が無効電力
制御器39に出力され、これにより無効電力制御器39はId
成分を小さくする制御信号を生成して送出し、AESM27の
励磁電流を減少させる。これにより電圧は低下するの
で、系統電圧を維持できる。
合、これを系統電圧異常検出器42が検出し、系統電圧異
常検出器42は切替器43を無効電力制御器39側に切替え
る。そして、電圧変換器35からの電圧値と基準電圧設定
器37からの基準電圧値とを比較してその偏差が無効電力
制御器39に出力され、これにより無効電力制御器39はId
成分を小さくする制御信号を生成して送出し、AESM27の
励磁電流を減少させる。これにより電圧は低下するの
で、系統電圧を維持できる。
逆に系統電圧が規定値以下の場合、無効電力制御器39よ
りId成分を大きくする制御信号を送出して、AESM27の励
磁電流を増加させる。これにより電圧は上昇するので、
系統電圧を維持できる。
りId成分を大きくする制御信号を送出して、AESM27の励
磁電流を増加させる。これにより電圧は上昇するので、
系統電圧を維持できる。
すなわち、系統電圧の値が、規定値に基づく規定範囲外
の値となったときに、第２の制御手段を構成する無効電
力制御器39より制御信号を送出して、積極的に励磁制御
（Id成分制御）を行い、系統の電圧をすばやく規定範囲
内に戻すようにしている。
の値となったときに、第２の制御手段を構成する無効電
力制御器39より制御信号を送出して、積極的に励磁制御
（Id成分制御）を行い、系統の電圧をすばやく規定範囲
内に戻すようにしている。
この様子を図示したのが第３図である。放置しておくと
第３図の上図の実線のように異常電圧でやはり系統がつ
ぶれてしまう。
第３図の上図の実線のように異常電圧でやはり系統がつ
ぶれてしまう。
なお、負荷設定器1,調速機2,無効電力設定器41,位相制
御器50等により第１の制御手段を構成しており、通常
は、この第１の制御手段により、AESM27を最適回転数で
運転させることで、高効率の発電運転が行なえる。
御器50等により第１の制御手段を構成しており、通常
は、この第１の制御手段により、AESM27を最適回転数で
運転させることで、高効率の発電運転が行なえる。
［発明の効果］ 本発明の水車発電機は、通常は、第１の制御手段によ
り、高効率の発電運転を行う発電機として、系統周波数
あるいは系統電圧が異常となった時は、第１の制御手段
から第２の制御手段による制御に切替わって系統安定化
装置として機能して、系統異常をすばやく正常状態に戻
すことができる水車発電機が得られる。
り、高効率の発電運転を行う発電機として、系統周波数
あるいは系統電圧が異常となった時は、第１の制御手段
から第２の制御手段による制御に切替わって系統安定化
装置として機能して、系統異常をすばやく正常状態に戻
すことができる水車発電機が得られる。
第１図はこの発明の一実施例による水車発電機の運転接
続図、第２図，第３図はこの発明の動作を示す系統特性
図、第４図は従来の水車発電機の運転接続図である。 図において、１は起動停止および負荷設定器、２は調速
機（ガバナ）、３はガイドベーンサーボモータ、４はガ
イドベーン操作機構、５はガイドベーン、６は鉄管、７
はスパイラルケーシング、８は水車ランナ、９はドラフ
トチューブ、15は発電機遮断器、16は変圧器、17は送電
線遮断器、18は送電線、19は計器用変圧器、20は変流
器、27はAESM（交流励磁同期機）、27−１はAESMの固定
子、27−２は回転子、27−３は交流励磁用のスリップリ
ング、28は位相検出器、29はサイクロコンバータ、30は
変圧器、31は位相検出器、32は座標変換器、33は計器用
変圧器、34は位相検出器、35は電圧変換器、36は周波数
変換器、37は基準電圧設定器、38は基準周波数設定器、
39は無効電力制御器、40は有効電力制御器、41は無効電
力設定器、42は系統電圧異常検出器、43は切替器、44は
ｄ軸電流制御器、45は系統周波数異常検出器、46は切替
器、47はｑ軸電流制御器、48は座標変換器、49は位相検
出器、50はサイクロコンバータの位相制御器である。 各図中、同一符号は同一又は相当部分を示す。
続図、第２図，第３図はこの発明の動作を示す系統特性
図、第４図は従来の水車発電機の運転接続図である。 図において、１は起動停止および負荷設定器、２は調速
機（ガバナ）、３はガイドベーンサーボモータ、４はガ
イドベーン操作機構、５はガイドベーン、６は鉄管、７
はスパイラルケーシング、８は水車ランナ、９はドラフ
トチューブ、15は発電機遮断器、16は変圧器、17は送電
線遮断器、18は送電線、19は計器用変圧器、20は変流
器、27はAESM（交流励磁同期機）、27−１はAESMの固定
子、27−２は回転子、27−３は交流励磁用のスリップリ
ング、28は位相検出器、29はサイクロコンバータ、30は
変圧器、31は位相検出器、32は座標変換器、33は計器用
変圧器、34は位相検出器、35は電圧変換器、36は周波数
変換器、37は基準電圧設定器、38は基準周波数設定器、
39は無効電力制御器、40は有効電力制御器、41は無効電
力設定器、42は系統電圧異常検出器、43は切替器、44は
ｄ軸電流制御器、45は系統周波数異常検出器、46は切替
器、47はｑ軸電流制御器、48は座標変換器、49は位相検
出器、50はサイクロコンバータの位相制御器である。 各図中、同一符号は同一又は相当部分を示す。
Claims (2)
- 【請求項１】水車に交流励磁同期機を直結して成り、電
力系統と並列運転される水車発電機であって、 設定値に基づく同期機の有効電力及び無効電力制御によ
り同期機の励磁電圧を制御し、さらにこの励磁電圧の位
相を制御し、かつ、水車のガイドベーンの開度を制御す
ることで、同期機に最適回転数での発電運転を行わせる
第１の制御手段と、 並列運転後の系統周波数が、予め定められた規定範囲外
の値となったことを検出する系統周波数異常検出手段
と、 基準周波数と系統周波数異常時の実際の系統周波数に基
づいて生成される制御信号により、同期機のステータ電
流のステータ電圧方向の成分Iqを制御する第２の制御手
段とを備え、 上記系統周波数異常検出手段が系統周波数の異常を検出
した時、第１の制御手段による制御から第２の制御手段
による制御に切替え、第２の制御手段の成分Iq制御によ
り、同期機の回転数を上昇あるいは下降させて系統周波
数を上記規定範囲内に戻すようにしたことを特徴とする
水車発電機。 - 【請求項２】水車に交流励磁同期機を直結して成り、電
力系統と並列運転される水車発電機であって、 設定値に基づく同期機の有効電力及び無効電力制御によ
り同期機の励磁電圧を制御し、さらにこの励磁電圧の位
相を制御し、かつ、水車のガイドベーンの開度を制御す
ることで、同期機に最適回転数での発電運転を行わせる
第１の制御手段と、 並列運転後の系統電圧が、予め定められた規定範囲外の
値となったことを検出する系統電圧異常検出手段と、 基準電圧と系統電圧異常時の実際の系統電圧に基づいて
生成される制御信号により、同期機のステータ電流のス
テータ電圧方向の成分Iqより90゜遅れた成分Idを制御す
る第２の制御手段とを備え 上記系統電圧異常検出手段が系統電圧の異常を検出した
時、第１の制御手段による制御から第２の制御手段によ
る制御に切替え、第２の制御手段の成分Id制御により、
同期機の励磁電圧の増加あるいは減少させて系統電圧を
規定範囲内に戻すようにしたことを特徴とする水車発電
機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61202039A JPH0736720B2 (ja) | 1986-08-27 | 1986-08-27 | 水車発電機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61202039A JPH0736720B2 (ja) | 1986-08-27 | 1986-08-27 | 水車発電機 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6359798A JPS6359798A (ja) | 1988-03-15 |
| JPH0736720B2 true JPH0736720B2 (ja) | 1995-04-19 |
Family
ID=16450920
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61202039A Expired - Lifetime JPH0736720B2 (ja) | 1986-08-27 | 1986-08-27 | 水車発電機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0736720B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2010018631A1 (ja) * | 2008-08-14 | 2010-02-18 | 三菱重工業株式会社 | 風力発電装置 |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63114599A (ja) * | 1986-10-30 | 1988-05-19 | Hitachi Ltd | 可変速発電装置 |
| JPH0683593B2 (ja) * | 1987-08-14 | 1994-10-19 | 株式会社日立製作所 | 発電電動装置及び制御方法 |
| EP1830447A1 (en) | 2006-03-02 | 2007-09-05 | ABB Research Ltd | Converter control unit using time-stamped voltage or current phasors |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS537628A (en) * | 1976-07-08 | 1978-01-24 | Rorer Inc William H | Amidinourea |
| 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 |
| JPS6299677A (ja) * | 1985-10-25 | 1987-05-09 | Kansai Electric Power Co Inc:The | 可変速揚水システムの運転制御方式 |
| JPS6352699A (ja) * | 1986-08-19 | 1988-03-05 | Hitachi Ltd | 可変速発電電動装置の制御装置 |
-
1986
- 1986-08-27 JP JP61202039A patent/JPH0736720B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2010018631A1 (ja) * | 2008-08-14 | 2010-02-18 | 三菱重工業株式会社 | 風力発電装置 |
| JP4865861B2 (ja) * | 2008-08-14 | 2012-02-01 | 三菱重工業株式会社 | 風力発電装置 |
| US8368238B2 (en) | 2008-08-14 | 2013-02-05 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Wind turbine generator system |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6359798A (ja) | 1988-03-15 |
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