JPH09327198A - Controller for variable speed hydraulic power station - Google Patents

Controller for variable speed hydraulic power station

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Publication number
JPH09327198A
JPH09327198A JP8163640A JP16364096A JPH09327198A JP H09327198 A JPH09327198 A JP H09327198A JP 8163640 A JP8163640 A JP 8163640A JP 16364096 A JP16364096 A JP 16364096A JP H09327198 A JPH09327198 A JP H09327198A
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JP
Japan
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speed
target value
variable speed
variable
runner
Prior art date
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Pending
Application number
JP8163640A
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Japanese (ja)
Inventor
Hirosuke Nakahara
裕輔 中原
Chikamasa Ikeda
親正 池田
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Filing date
Publication date
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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    • Y02E10/20Hydro energy

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  • Control Of Eletrric Generators (AREA)
  • Control Of Water Turbines (AREA)
  • Control Of Electric Motors In General (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a controller for variable speed hydraulic power station permitting stable running by avoiding the natural vibration frequency range of the runners of the hydraulic turbine or reversible-pump turbines. SOLUTION: Resonance range of the runner of a reversible-pump turbine is stored in advance in a resonance range map 14, and a discriminator 13 outputs a speed target value Ns' by avoiding the resonance range when the speed target value Ns of the reversible-pump turbine enters the resonance range of the runner. A speed control section 6 controls the AC secondary excitation in such a manner that the speed of the reversible-pump turbine 1 coincides with the speed target value Ns' from the discriminator 13.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、交流二次励磁制御
により発電機又は発電電動機の速度を可変速制御する可
変速水力発電システムの制御装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a control device for a variable speed hydroelectric power generation system which controls the speed of a generator or a generator motor by variable speed by AC secondary excitation control.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に、可変速水力発電システムは、系
統に並入された発電機又は発電電動機を運転効率の良い
速度(回転数)で可変速運転するようにしたものであ
る。この場合、発電機又は発電電動機の出力周波数を系
統周波数に合致させる必要があるので、交流二次励磁に
よりその制御を行うようにしている。
2. Description of the Related Art Generally, a variable speed hydroelectric power generation system is a system in which a generator or a generator motor connected in parallel in a system is operated at a variable speed at a speed (rotation speed) with good operation efficiency. In this case, since it is necessary to match the output frequency of the generator or the generator motor with the system frequency, the control is performed by AC secondary excitation.

【0003】図6は、可変速揚水発電システムの制御装
置の概略図である。ポンプ水車1には可変速発電電動機
2が直結されている。関数発生器4は、揚水発電所にお
ける落差Hと発電電動機出力指令値P0とに基づき、可
変速の速度目標値Nsを発生するもので、ポンプ水車1
や可変速発電電動機2等の運転効率の良い点における速
度が速度目標値Nsとして求められる。
FIG. 6 is a schematic diagram of a control device of a variable speed pumped storage power generation system. A variable speed generator motor 2 is directly connected to the pump turbine 1. The function generator 4 generates a variable speed target value Ns based on the head H at the pumped storage power plant and the generator motor output command value P0.
The speed at a point where the operation efficiency of the variable speed generator motor 2 or the like is high is obtained as the speed target value Ns.

【0004】可変速発電電動機2の回転速度Nはレゾル
バ3で検出され、減算器5において関数発生器4からの
速度目標値Nsとの速度偏差ΔNが演算される。この速
度偏差ΔNは速度制御器6及び出力リミッタ7を介して
二次励磁装置8に入力される。二次励磁装置8は、系統
周波数と回転速度に対する周波数との差分の周波数で、
交流励磁電流を可変速発電電動機2に出力する。この交
流励磁電流は直交軸上にd軸成分とq軸成分とに分解す
ることができ、発電電動機2の有効電力はq軸成分によ
り制御され、無効電力はd軸成分によってそれぞれ制御
される。
The rotational speed N of the variable speed generator-motor 2 is detected by the resolver 3, and the subtractor 5 calculates the speed deviation ΔN from the speed target value Ns from the function generator 4. This speed deviation ΔN is input to the secondary excitation device 8 via the speed controller 6 and the output limiter 7. The secondary excitation device 8 has a difference frequency between the system frequency and the frequency with respect to the rotation speed,
The AC exciting current is output to the variable speed generator motor 2. This alternating excitation current can be decomposed into a d-axis component and a q-axis component on the orthogonal axis, the active power of the generator motor 2 is controlled by the q-axis component, and the reactive power is controlled by the d-axis component.

【0005】次に、減算器9は出力指令値P0と現在の
出力PEとの出力偏差ΔPを出力し、この出力偏差ΔP
はガイドベーン制御回路10を介してガイドベーンサー
ボ11に入力される。このガイドベーンサーボ11は出
力偏差ΔPに基づき、ポンプ水車1のガイドベーン12
を適正位置に駆動する。これによって、ポンプ水車1は
ガイドベーン12の位置に応じた出力を可変速発電電動
機2に出力することになる。
Next, the subtractor 9 outputs the output deviation ΔP between the output command value P0 and the current output PE, and this output deviation ΔP
Is input to the guide vane servo 11 via the guide vane control circuit 10. This guide vane servo 11 is based on the output deviation ΔP, and the guide vane 12 of the pump turbine 1
Drive to the proper position. As a result, the pump turbine 1 outputs the output according to the position of the guide vane 12 to the variable speed generator-motor 2.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】ところが、ポンプ水車
のランナは可変速運転されることによって、可変速度に
応じた様々な周波数を持つ加振力を受けることになり、
この加振力周波数とランナの持つ固有振動周波数とが一
致した場合には、ランナに共振が発生する。ランナが共
振した場合には、ランナが破損することもある。
However, when the runner of the pump turbine is operated at a variable speed, it receives an exciting force having various frequencies according to the variable speed.
When the exciting force frequency matches the natural vibration frequency of the runner, resonance occurs in the runner. When the runner resonates, the runner may be damaged.

【0007】ランナの固有振動数は、その複雑な形状と
振動モードとから複数あることが知られており、可変速
運転の運転幅を拡大した場合には、それらの固有振動数
が可変速運転幅の中に入ってしまうことがある。また、
従来のポンプ水車では回転速度の選定には出力指令値P
0と落差Hとから一義的に速度目標値Nsを決定してお
り、ランナの固有振動数に相当する加振力が加わる回転
速度での運転を行うことがあった。その場合において、
それを検出したり回避したりする手段はなかった。
It is known that there are a plurality of natural frequencies of the runner due to its complicated shape and vibration mode. When the operation width of variable speed operation is expanded, those natural frequencies are variable speed operation. It may fall into the width. Also,
In the conventional pump turbine, the output command value P is used to select the rotation speed.
The speed target value Ns is uniquely determined from 0 and the head H, and the operation may be performed at a rotational speed to which an exciting force corresponding to the natural frequency of the runner is applied. In that case,
There was no way to detect or avoid it.

【0008】本発明の目的は、水車又はポンプ水車のラ
ンナの固有振動周波数範囲を回避して、安定した運転を
可能とする可変速水力発電システムの制御装置を提供す
ることである。
An object of the present invention is to provide a control device for a variable speed hydroelectric power generation system, which avoids the natural vibration frequency range of a runner of a water turbine or a pump water turbine and enables stable operation.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】請求項1の発明は、可変
速発電電動機に直結されたポンプ水車の速度が可変速の
速度目標値に一致するように可変速発電電動機の交流二
次励磁を制御するようにした可変速水力発電システムの
制御装置であって、ポンプ水車のランナの共振範囲を予
め記憶した共振範囲マップと、ポンプ水車の速度目標値
がランナの共振範囲に入るときはその共振範囲を避けた
速度目標値を出力する判別器と、ポンプ水車の速度が判
別器からの速度目標値に一致するように交流二次励磁を
制御するための速度制御器とを備えたものである。
According to a first aspect of the present invention, the AC secondary excitation of the variable speed generator-motor is performed so that the speed of the pump turbine directly connected to the variable speed generator-motor matches the speed target value of the variable speed. A control device for a variable speed hydroelectric system configured to control, wherein a resonance range map pre-stores the resonance range of the runner of the pump turbine and the resonance when the target speed value of the pump turbine falls within the resonance range of the runner. It is provided with a discriminator that outputs a speed target value that avoids the range, and a speed controller for controlling the AC secondary excitation so that the speed of the pump turbine matches the speed target value from the discriminator. .

【0010】請求項1の発明では、ポンプ水車のランナ
の共振範囲を予め共振範囲マップに記憶しておき、ポン
プ水車の速度目標値がランナの共振範囲に入るときは判
別器はその共振範囲を避けた速度目標値を出力する。そ
して、速度制御部はポンプ水車の速度が判別器からの速
度目標値に一致するように交流二次励磁を制御する。
According to the first aspect of the present invention, the resonance range of the runner of the pump turbine is stored in advance in the resonance range map, and when the speed target value of the pump turbine falls within the resonance range of the runner, the discriminator determines the resonance range. The avoided speed target value is output. Then, the speed control unit controls the AC secondary excitation so that the speed of the pump turbine matches the speed target value from the discriminator.

【0011】請求項2の発明は、可変速発電機に直結さ
れた水車の速度が可変速の速度目標値に一致するように
可変速発電機の交流二次励磁を制御するようにした可変
速水力発電システムの制御装置であって、水車のランナ
の共振範囲を予め記憶した共振範囲マップと、水車の速
度目標値がランナの共振範囲に入るときはその共振範囲
を避けた速度目標値を出力する判別器と、水車の速度が
判別器からの速度目標値に一致するように交流二次励磁
を制御するための速度制御器とを備えたものである。
According to a second aspect of the present invention, the variable speed AC variable excitation is controlled so that the speed of the water turbine directly connected to the variable speed generator matches the speed target value of the variable speed generator. A control device for a hydraulic power generation system, which outputs a resonance range map in which the resonance range of the turbine runner is stored in advance and a speed target value that avoids the resonance range when the turbine speed target value falls within the runner resonance range. And a speed controller for controlling the AC secondary excitation so that the speed of the water turbine matches the speed target value from the classifier.

【0012】請求項2の発明では、水車のランナの共振
範囲を予め共振範囲マップに記憶しておき、水車の速度
目標値がランナの共振範囲に入るときは判別器はその共
振範囲を避けた速度目標値を出力する。そして、速度制
御器は水車の速度が判別器からの速度目標値に一致する
ように交流二次励磁を制御する。
In the invention of claim 2, the resonance range of the runner of the water turbine is stored in advance in the resonance range map, and when the speed target value of the water turbine falls within the resonance range of the runner, the discriminator avoids the resonance range. Output the target speed value. Then, the speed controller controls the AC secondary excitation so that the speed of the water turbine matches the speed target value from the discriminator.

【0013】請求項3の発明は、可変速発電電動機に直
結されたポンプ水車の速度が可変速の速度目標値に一致
するように可変速発電電動機の交流二次励磁を制御する
ようにした可変速水力発電システムの制御装置であっ
て、ポンプ水車のランナに発生する応力を検出する応力
センサと、応力センサで検出された応力値を周波数分析
するFFTアナライザと、FFTアナライザで周波数分
析された各周波数成分における変動応力がその基準値を
越えた場合にはその基準値未満となる速度目標値を出力
する判別器と、ポンプ水車の速度が判別器からの速度目
標値に一致するように交流二次励磁を制御するための速
度制御器とを備えたものである。
According to the third aspect of the present invention, the AC secondary excitation of the variable speed generator / motor is controlled so that the speed of the pump turbine directly connected to the variable speed generator / motor matches the speed target value of the variable speed generator. A control device for a variable speed hydroelectric power generation system, comprising a stress sensor for detecting stress generated in a runner of a pump turbine, an FFT analyzer for frequency-analyzing the stress value detected by the stress sensor, and a frequency-analyzed by the FFT analyzer. If the fluctuating stress in the frequency component exceeds the reference value, a discriminator that outputs a speed target value that is less than the reference value, and an alternating current input so that the speed of the pump turbine matches the speed target value from the discriminator And a speed controller for controlling secondary excitation.

【0014】請求項3の発明では、ポンプ水車のランナ
に発生する応力を応力センサで検出し、応力センサで検
出された応力値をFFTアナライザで周波数分析し、F
FTアナライザで周波数分析された各周波数成分におけ
る変動応力がその基準値を越えた場合には判別器はその
基準値未満となる速度目標値を出力する。そして、速度
制御器はポンプ水車の速度が判別器からの速度目標値に
一致するように交流二次励磁を制御する。
According to the third aspect of the present invention, the stress generated in the runner of the pump turbine is detected by the stress sensor, and the stress value detected by the stress sensor is frequency-analyzed by the FFT analyzer.
When the fluctuating stress in each frequency component frequency-analyzed by the FT analyzer exceeds the reference value, the discriminator outputs a speed target value that is less than the reference value. Then, the speed controller controls the AC secondary excitation so that the speed of the pump turbine matches the speed target value from the discriminator.

【0015】請求項4の発明は、可変速発電機に直結さ
れた水車の速度が可変速の速度目標値に一致するように
可変速発電機の交流二次励磁を制御するようにした可変
速水力発電システムの制御装置であって、水車のランナ
に発生する応力を検出する応力センサと、応力センサで
検出された応力値を周波数分析するFFTアナライザ
と、FFTアナライザで周波数分析された各周波数成分
における変動応力がその基準値を越えた場合にはその基
準値未満となる速度目標値を出力する判別器と、水車の
速度が判別器からの速度目標値に一致するように交流二
次励磁を制御するための速度制御器とを備えたものであ
る。
According to a fourth aspect of the present invention, the variable speed AC is controlled so that the speed of the water turbine directly connected to the variable speed generator matches the speed target value of the variable speed generator. A control device for a hydraulic power generation system, wherein a stress sensor that detects stress generated in a runner of a water turbine, an FFT analyzer that frequency-analyzes the stress value detected by the stress sensor, and each frequency component frequency-analyzed by the FFT analyzer If the fluctuating stress at exceeds the reference value, a discriminator that outputs a speed target value that is less than the reference value and AC secondary excitation so that the speed of the water turbine matches the speed target value from the discriminator And a speed controller for controlling.

【0016】請求項4の発明では、水車のランナに発生
する応力を応力センサで検出し、応力センサで検出され
た応力値をFFTアナライザで周波数分析し、FFTア
ナライザで周波数分析された各周波数成分における変動
応力がその基準値を越えた場合には判別器はその基準値
未満となる速度目標値を出力する。そして、水車の速度
が判別器からの速度目標値に一致するように交流二次励
磁を制御する。
According to the invention of claim 4, the stress generated in the runner of the water turbine is detected by the stress sensor, the stress value detected by the stress sensor is frequency-analyzed by the FFT analyzer, and each frequency component frequency-analyzed by the FFT analyzer. If the fluctuating stress at exceeds the reference value, the discriminator outputs a speed target value that is less than the reference value. Then, the AC secondary excitation is controlled so that the speed of the water turbine matches the speed target value from the discriminator.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を説明
する。図1は本発明の第1の実施の形態を示す構成図で
あり、可変速揚水発電装置に適用したものを示してい
る。
Embodiments of the present invention will be described below. FIG. 1 is a configuration diagram showing a first embodiment of the present invention, which is applied to a variable speed pumped storage power generation system.

【0018】図1において、可変速揚水発電装置では水
力機械としてはポンプ水車1が用いられ、電気機械とし
ては発電電動機2が使用される。すなわち、発電運転の
ときはポンプ水車1は水車として運転され発電電動機2
は発電機として運転される。一方、揚水運転のときはポ
ンプ水車1はポンプとして運転され発電電動機2は電動
機として運転される。発電運転及び揚水運転のいずれの
場合にも可変速運転がなされる。
In FIG. 1, a pump turbine 1 is used as a hydraulic machine and a generator-motor 2 is used as an electric machine in the variable speed pumped storage power generator. That is, during the power generation operation, the pump turbine 1 operates as a turbine and the generator motor 2
Is operated as a generator. On the other hand, during the pumping operation, the pump turbine 1 is operated as a pump and the generator motor 2 is operated as an electric motor. Variable speed operation is performed in both the power generation operation and the pumping operation.

【0019】関数発生器4は、揚水発電所における有効
落差Hと発電電動機出力指令値P0とに基づき、可変速
の速度目標値Nsを発生するもので、ポンプ水車1や可
変速発電電動機2等の運転効率の良い点における速度が
速度目標値Nsとして求められる。
The function generator 4 generates a variable speed target value Ns based on the effective head H at the pumped storage power plant and the generator motor output command value P0. The pump turbine 1 and the variable speed generator motor 2 and the like. The speed at the point where the driving efficiency is good is obtained as the speed target value Ns.

【0020】この関数発生器4から出力された速度目標
値Nsは、判別器13内で共振範囲マップ14に予め記
憶されたポンプ水車1のランナの共振範囲と比較され
る。そして、速度目標値Nsがランナの共振範囲内にあ
った場合には、判別器13は速度目標値Nsを共振範囲
外となるよう修正し、その修正した速度目標値Ns’を
減算器5に出力する。一方、速度指令値Nsがポンプ水
車1のランナの共振範囲にない場合は、速度指令値Ns
がそのまま出力される。
The target speed value Ns output from the function generator 4 is compared with the resonance range of the runner of the pump turbine 1 stored in advance in the resonance range map 14 in the discriminator 13. Then, when the speed target value Ns is within the resonance range of the runner, the discriminator 13 corrects the speed target value Ns so as to be out of the resonance range, and the corrected speed target value Ns ′ is applied to the subtractor 5. Output. On the other hand, when the speed command value Ns is not within the resonance range of the runner of the pump turbine 1, the speed command value Ns
Is output as is.

【0021】共振範囲マップ14は、図2に示すように
ランナの変動応力σaが通常運転時よりも大きくなる範
囲を共振範囲A1〜A3として予めマッピングしたもの
である。図2では、3つの共振範囲A1〜A3があるも
のを示している。
As shown in FIG. 2, the resonance range map 14 is a map in which the range in which the runner's fluctuation stress σa is larger than that during normal operation is preliminarily mapped as the resonance ranges A1 to A3. FIG. 2 shows that there are three resonance ranges A1 to A3.

【0022】判別器13では、速度目標値Nsがこの共
振範囲A1〜A3内にあるか否かを判別することにな
る。そして、例えば速度目標値Nsが共振範囲A1内に
あった場合には、判別器13は速度目標値Nsが当該共
振範囲A1の中央値より大きな時は、その共振範囲A1
より高速度の共振範囲外の速度目標値に修正し、逆に、
速度目標値Nsが当該共振範囲A1の中央値より小さな
時は、共振範囲A1より低速度の共振範囲外の速度目標
値に修正する。そして、その修正した速度目標値Ns’
を減算器5へ出力する。
The discriminator 13 determines whether or not the speed target value Ns is within the resonance range A1 to A3. Then, for example, when the speed target value Ns is within the resonance range A1, the discriminator 13 determines that the resonance range A1 is present when the speed target value Ns is larger than the median value of the resonance range A1.
Corrected to a speed target value outside the resonance range of higher speed, and conversely,
When the speed target value Ns is smaller than the median value of the resonance range A1, the speed target value Ns is corrected to a speed target value outside the resonance range that is lower than the resonance range A1. Then, the corrected speed target value Ns'
Is output to the subtractor 5.

【0023】減算器5には、レゾルバ3で検出された可
変速発電電動機2の回転速度Nが入力され、減算器5に
おいて関数発生器4からの速度目標値Ns(Ns’)と
の速度偏差ΔNが演算される。この速度偏差ΔNは速度
制御器6及び出力リミッタ7を介して二次励磁装置8に
入力される。二次励磁装置8は、系統周波数と回転速度
に対する周波数との差分の周波数で、交流励磁電流を可
変速発電電動機2に出力する。この交流励磁電流は直交
軸上にd軸成分とq軸成分とに分解することができ、発
電電動機2の有効電力はq軸成分により制御され、無効
電力はd軸成分によってそれぞれ制御される。
The rotational speed N of the variable speed generator / motor 2 detected by the resolver 3 is input to the subtractor 5, and the subtractor 5 deviates the speed deviation from the speed target value Ns (Ns') from the function generator 4. ΔN is calculated. This speed deviation ΔN is input to the secondary excitation device 8 via the speed controller 6 and the output limiter 7. The secondary excitation device 8 outputs an alternating excitation current to the variable speed generator-motor 2 at a frequency that is the difference between the system frequency and the frequency with respect to the rotation speed. This alternating excitation current can be decomposed into a d-axis component and a q-axis component on the orthogonal axis, the active power of the generator motor 2 is controlled by the q-axis component, and the reactive power is controlled by the d-axis component.

【0024】次に、減算器9は出力指令値P0と現在の
出力PEとの出力偏差ΔPを出力し、この出力偏差ΔP
はガイドベーン制御回路10を介してガイドベーンサー
ボ11に入力される。このガイドベーンサーボ11は出
力偏差ΔPに基づき、ポンプ水車1のガイドベーン12
を適正位置に駆動する。これによって、ポンプ水車1は
ガイドベーン12の位置に応じた出力を可変速発電電動
機2に出力することになる。
Next, the subtractor 9 outputs the output deviation ΔP between the output command value P0 and the current output PE, and this output deviation ΔP
Is input to the guide vane servo 11 via the guide vane control circuit 10. This guide vane servo 11 is based on the output deviation ΔP, and the guide vane 12 of the pump turbine 1
Drive to the proper position. As a result, the pump turbine 1 outputs the output according to the position of the guide vane 12 to the variable speed generator-motor 2.

【0025】このように、これらの制御により、可変速
揚水発電装置はポンプ水車1のランナの固有振動数相当
の回転速度を避け、安定した運転が可能となる。
As described above, by these controls, the variable speed pumped storage power generator can avoid the rotation speed corresponding to the natural frequency of the runner of the pump turbine 1 and perform stable operation.

【0026】以上の説明は、可変速揚水発電装置の発電
運転時に関するものであるが揚水運転時においても同様
に、揚水運転時におけるランナ共振範囲マップを備える
ことによって、同様の制御を行うことができる。
The above description relates to the power generation operation of the variable speed pumped storage power generator, but similarly during the pumping operation, the same control can be performed by providing the runner resonance range map during the pumping operation. it can.

【0027】次に、図3は本発明の第2の実施の形態を
示す構成図である。この第2の実施の形態は、図1に示
した第1の実施の形態に対し、可変速揚水発電装置に代
えて可変速発電装置に適用したものである。可変速発電
装置では水力機械としては水車15が用いられ、電気機
械としては発電機16が使用される。その他の構成は、
図1に示した第1の実施の形態と同様であるので、同一
要素には同一符号を付しその説明は省略する。この第2
の実施の形態により、水車15におけるランナの固有振
動数相当の回転速度を避けた運転が行われる。
Next, FIG. 3 is a configuration diagram showing a second embodiment of the present invention. The second embodiment is applied to a variable speed power generator in place of the variable speed pumped storage power generator in the first embodiment shown in FIG. In the variable speed power generator, a water turbine 15 is used as a hydraulic machine, and a generator 16 is used as an electric machine. Other configurations are
Since it is the same as the first embodiment shown in FIG. 1, the same elements are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted. This second
According to the embodiment, the operation is performed while avoiding the rotation speed corresponding to the natural frequency of the runner in the water turbine 15.

【0028】次に、図4は本発明の第3の実施の形態を
示す構成図である。この第3の実施の形態は、図1に示
した第1の実施の形態に対し、共振範囲マップ14の代
わりにランナに発生する応力を検出するための応力セン
サ17を設け、応力センサ17で検出した応力値をFF
Tアナライザ18で周波数分析し、各周波数成分におけ
る変動応力値σaが基準値を越えた場合には、判定器1
3にて速度目標値Nsを修正し減算器5へ送出するよう
にしたものである。その他の構成はず1に示した第1の
実施の形態と同一であるので、同一要素には同一符号を
付しその説明は省略する。
Next, FIG. 4 is a block diagram showing a third embodiment of the present invention. The third embodiment is different from the first embodiment shown in FIG. 1 in that instead of the resonance range map 14, a stress sensor 17 for detecting the stress generated in the runner is provided. The detected stress value is FF
When the fluctuating stress value σa in each frequency component exceeds the reference value by frequency analysis with the T analyzer 18, the judging device 1
The target velocity value Ns is corrected at 3 and sent to the subtractor 5. Since other configurations are the same as those of the first embodiment shown in 1, the same elements are denoted by the same reference numerals and the description thereof will be omitted.

【0029】次に、図5は本発明の第4の実施の形態を
示す構成図である。この第4の実施の形態は、図4に示
す第2の実施の形態に対し、可変速揚水発電装置に代え
て可変速発電装置に適用したものである。可変速発電装
置では水力機械としては水車15が用いられ、電気機械
としては発電機16が使用される。その他の構成は、図
4に示した第3の実施の形態と同様であるので、同一要
素には同一符号を付しその説明は省略する。この第4の
実施の形態により、水車15におけるランナの固有振動
数相当の回転速度を避けた運転が行われる。
Next, FIG. 5 is a block diagram showing a fourth embodiment of the present invention. The fourth embodiment is applied to a variable speed power generation device in place of the variable speed pumped storage power generation device as compared with the second embodiment shown in FIG. In the variable speed power generator, a water turbine 15 is used as a hydraulic machine, and a generator 16 is used as an electric machine. Since other configurations are the same as those of the third embodiment shown in FIG. 4, the same elements are denoted by the same reference numerals and the description thereof will be omitted. According to the fourth embodiment, operation is performed while avoiding the rotation speed corresponding to the natural frequency of the runner in the water turbine 15.

【0030】[0030]

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、水
車又はポンプ水車におけるランナの固有振動数相当の回
転速度が可変速運転範囲内に含まれていた場合でも、ラ
ンナに有害な変動応力を発生させることなく安定した運
転を行うことができる。
As described above, according to the present invention, even when the rotational speed corresponding to the natural frequency of the runner in the water turbine or the pump water turbine is included in the variable speed operation range, harmful fluctuations to the runner are caused. Stable operation can be performed without generating stress.

【0031】すなわち、水車又はポンプ水車におけるラ
ンナの固有振動数に相当する加振力を加えることがない
ので、ランナの共振は発生しない。したがって、安定し
た運転を行うことができる。
That is, since the exciting force corresponding to the natural frequency of the runner in the turbine or the pump turbine is not applied, resonance of the runner does not occur. Therefore, stable operation can be performed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の第1の実施の形態を示す構成図。FIG. 1 is a configuration diagram showing a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の共振範囲マップに記憶されたランナ共
振範囲の説明図。
FIG. 2 is an explanatory diagram of a runner resonance range stored in a resonance range map of the present invention.

【図3】本発明の第2の実施の形態を示す構成図。FIG. 3 is a configuration diagram showing a second embodiment of the present invention.

【図4】本発明の第3の実施の形態を示す構成図。FIG. 4 is a configuration diagram showing a third embodiment of the present invention.

【図5】本発明の第4の実施の形態を示す構成図。FIG. 5 is a configuration diagram showing a fourth embodiment of the present invention.

【図6】従来例の構成図。FIG. 6 is a configuration diagram of a conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ポンプ水車 2 可変速発電電動機 3 レゾルバ 4 関数発生器 5 減算器 6 速度制御器 7 出力リミッタ 8 二次励磁装置 9 減算器 10 ガイドベーン制御回路 11 ガイドベーンサーボ 12 ガイドベーン 13 判別器 14 共振範囲マップ 15 水車 16 可変速発電機 17 応力センサ 18 FFTアナライザ 1 Pump turbine 2 Variable speed generator motor 3 Resolver 4 Function generator 5 Subtractor 6 Speed controller 7 Output limiter 8 Secondary exciter 9 Subtractor 10 Guide vane control circuit 11 Guide vane servo 12 Guide vane 13 Discriminator 14 Resonance range Map 15 Turbine 16 Variable speed generator 17 Stress sensor 18 FFT analyzer

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 可変速発電電動機に直結されたポンプ水
車の速度が可変速の速度目標値に一致するように前記可
変速発電電動機の交流二次励磁を制御するようにした可
変速水力発電システムの制御装置において、前記ポンプ
水車のランナの共振範囲を予め記憶した共振範囲マップ
と、前記ポンプ水車の速度目標値が前記ランナの共振範
囲に入るときはその共振範囲を避けた速度目標値を出力
する判別器と、前記ポンプ水車の速度が前記判別器から
の速度目標値に一致するように前記交流二次励磁を制御
するための速度制御器とを備えたことを特徴とする可変
速水力発電システムの制御装置。
1. A variable speed hydroelectric system in which AC secondary excitation of the variable speed generator motor is controlled so that the speed of a pump turbine directly connected to the variable speed generator motor matches a speed target value of the variable speed generator motor. In the control device, the resonance range map in which the resonance range of the runner of the pump turbine is stored in advance, and when the speed target value of the pump turbine falls within the resonance range of the runner, the speed target value avoiding the resonance range is output. And a speed controller for controlling the AC secondary excitation so that the speed of the pump turbine matches the speed target value from the classifier. The control unit of the system.
【請求項2】 可変速発電機に直結された水車の速度が
可変速の速度目標値に一致するように前記可変速発電機
の交流二次励磁を制御するようにした可変速水力発電シ
ステムの制御装置において、前記水車のランナの共振範
囲を予め記憶した共振範囲マップと、前記水車の速度目
標値が前記ランナの共振範囲に入るときはその共振範囲
を避けた速度目標値を出力する判別器と、前記水車の速
度が前記判別器からの速度目標値に一致するように前記
交流二次励磁を制御するための速度制御器とを備えたこ
とを特徴とする可変速水力発電システムの制御装置。
2. A variable speed hydroelectric system in which AC secondary excitation of the variable speed generator is controlled so that the speed of a water turbine directly connected to the variable speed generator matches a speed target value of the variable speed generator. In the control device, a resonance range map in which the resonance range of the runner of the water turbine is stored in advance, and a discriminator that outputs a speed target value avoiding the resonance range when the speed target value of the water turbine falls within the resonance range of the runner. And a speed controller for controlling the AC secondary excitation so that the speed of the water turbine matches the speed target value from the discriminator. .
【請求項3】 可変速発電電動機に直結されたポンプ水
車の速度が可変速の速度目標値に一致するように前記可
変速発電電動機の交流二次励磁を制御するようにした可
変速水力発電システムの制御装置において、前記ポンプ
水車のランナに発生する応力を検出する応力センサと、
前記応力センサで検出された応力値を周波数分析するF
FTアナライザと、前記FFTアナライザで周波数分析
された各周波数成分における変動応力がその基準値を越
えた場合にはその基準値未満となる速度目標値を出力す
る判別器と、前記ポンプ水車の速度が前記判別器からの
速度目標値に一致するように前記交流二次励磁を制御す
るための速度制御器とを備えたことを特徴とする可変速
水力発電システムの制御装置。
3. A variable speed hydroelectric system in which AC secondary excitation of the variable speed generator motor is controlled so that the speed of a pump turbine directly connected to the variable speed generator motor matches a speed target value of the variable speed generator motor. In the control device of, a stress sensor for detecting the stress generated in the runner of the pump turbine,
F for frequency-analyzing the stress value detected by the stress sensor
An FT analyzer, a discriminator that outputs a speed target value that is less than the reference value when the fluctuating stress in each frequency component frequency-analyzed by the FFT analyzer exceeds the reference value, and the speed of the pump turbine A controller for a variable-speed hydroelectric power generation system, comprising: a speed controller for controlling the AC secondary excitation so as to match the speed target value from the discriminator.
【請求項4】 可変速発電機に直結された水車の速度が
可変速の速度目標値に一致するように前記可変速発電機
の交流二次励磁を制御するようにした可変速水力発電シ
ステムの制御装置において、前記水車のランナに発生す
る応力を検出する応力センサと、前記応力センサで検出
された応力値を周波数分析するFFTアナライザと、前
記FFTアナライザで周波数分析された各周波数成分に
おける変動応力がその基準値を越えた場合にはその基準
値未満となる速度目標値を出力する判別器と、前記水車
の速度が前記判別器からの速度目標値に一致するように
前記交流二次励磁を制御するための速度制御器とを備え
たことを特徴とする可変速水力発電システムの制御装
置。
4. A variable speed hydraulic power generation system for controlling AC secondary excitation of the variable speed generator so that the speed of a water turbine directly connected to the variable speed generator matches a speed target value of the variable speed generator. In the control device, a stress sensor that detects stress generated in the runner of the water turbine, an FFT analyzer that frequency-analyzes the stress value detected by the stress sensor, and a variable stress in each frequency component frequency-analyzed by the FFT analyzer. If the value exceeds the reference value, a discriminator that outputs a speed target value that is less than the reference value, and the AC secondary excitation so that the speed of the water turbine matches the speed target value from the discriminator. A control device for a variable-speed hydroelectric power generation system, comprising: a speed controller for controlling.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011508145A (en) * 2007-12-28 2011-03-10 アルストム イドロ フランス HYDRAULIC DEVICE, ENERGY CONVERSION EQUIPMENT PROVIDED WITH THE DEVICE, AND METHOD FOR ADJUSTING THE DEVICE
JP2016119803A (en) * 2014-12-22 2016-06-30 アスモ株式会社 Control device for vehicular motorized seat system

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011508145A (en) * 2007-12-28 2011-03-10 アルストム イドロ フランス HYDRAULIC DEVICE, ENERGY CONVERSION EQUIPMENT PROVIDED WITH THE DEVICE, AND METHOD FOR ADJUSTING THE DEVICE
KR101514639B1 (en) * 2007-12-28 2015-05-20 알스톰 르네와블 테크놀로지즈 Hydraulic machine, energy conversion plant comprising such a machine and method of adjusting such a machine
JP2016119803A (en) * 2014-12-22 2016-06-30 アスモ株式会社 Control device for vehicular motorized seat system

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