JPH1032998A - 可変速フライホイール発電設備の運転方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】系統事故復旧時に、交流励磁同期機の回転速度
が大幅に低下した時にも、可変速フライホイール発電設
備を迅速に事故発生前の運転状態に戻すこと。 【解決手段】可変速フライホイール発電設備が運転中
に、送電線７の事故により周波数変換装置10を停止して
並列用しゃ断器４を開放した後に送電線７が正常に復旧
した際に、交流励磁同期機２の回転速度が所定値以下に
大幅に低下している時には、短絡用開閉器３を投入して
交流励磁同期機２の固定子巻線を短絡して周波数変換装
置10を再起動し、交流励磁同期機２の回転子巻線を励磁
して再昇速するように制御し、交流励磁同期機２の回転
速度が可変速範囲内に到達した後に、周波数変換装置10
を停止して短絡用開閉器３を開放し、その後周波数変換
装置10を再起動して揃圧を行ない、並列用しゃ断器４を
投入して交流励磁同期機２を送電線２に並入させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、可変速フライホイ
ール発電設備において、特に送電線等の系統事故復旧時
に、可変速フライホイール発電設備を迅速に事故発生前
の運転状態に戻せるようにした可変速フライホイール発
電設備の運転方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】最近、揚水発電所向けの発電設備に、発
電電動機の回転子を３相巻線として交流励磁同期機と
し、周波数変換装置から交流励磁同期機の回転子巻線に
可変周波数の励磁電流を流して、発電電動機を可変速運
転する可変速揚水発電設備が適用されるようになってき
ている。

【０００３】また、この応用として、可変速揚水発電設
備で、発電電動機に直結されているポンプ水車の代わり
に、フライホイールを発電電動機に直結し、系統周波数
の変動に応じてフライホイール、発電電動機の回転速度
を変えて、フライホイールの回転エネルギーを電気エネ
ルギーに変換し、系統周波数が低下した時には発電運転
を行なって系統に送電し、系統周波数が上昇した時には
受電運転を行なって系統から受電して、系統周波数の変
動を抑制する可変速フライホイール発電設備の適用が検
討されてきている。

【０００４】図４は、この種の可変速フライホイール発
電設備の一例を示す構成図である。図４において、フラ
イホイール１には、交流励磁同期機２の回転子が直結さ
れている。

【０００５】また、交流励磁同期機２の固定子巻線に
は、短絡用開閉器３が接続されている。さらに、交流励
磁同期機２の固定子巻線は、並列用しゃ断器４を介して
主変圧器５の低圧側巻線にも接続されている。

【０００６】さらにまた、主変圧器５の高圧側巻線は、
送電線しゃ断器６を介して送電線７に接続されている。
一方、主変庄器５の低圧側巻線には、電源しゃ断器８、
電源変圧器９を介して周波数変換装置１０の入力側が接
続され、周波数変換装置１０の出力側は、交流励磁同期
機２の回転子巻線に接続されている。

【０００７】また、交流励磁同期機２には、その回転速
度を検出する回転速度検出器１１が設けられており、回
転速度検出器１１の出力は、制御装置１２に入力され
る。そして、この回転速度検出器１１からの出力（交流
励磁同期機２の回転速度）に基づいて、短絡用開閉器
３、並列用しゃ断器４、および周波数変換装置１０が制
御されるようになっている。

【０００８】一方、図５は、この種の可変速フライホイ
ール発電設備の他の例を示す構成図であり、図４と同一
部分には同一符号を付してその説明を省略し、ここでは
異なる部分についてのみ述べる。

【０００９】すなわち、図５において、図４の構成と異
なる点は、交流励磁同期機２を始動する始動装置１３が
設けられている点である。一方、図６は、この種の可変
速フライホイール発電設備の他の例を示す構成図であ
り、図４と同一部分には同一符号を付してその説明を省
略し、ここでは異なる部分についてのみ述べる。

【００１０】すなわち、図６において、図４の構成と異
なる点は、交流励磁同期機２を始動する始動用電動機１
４が設けられている点である。さて、上記図４、図５、
および図６に示すような可変速フライホイール発電設備
において、交流励磁同期機２の固定子巻線に流れ込む有
効電力をＰ₁ 、周波数変換装置１０を経由して交流励磁
同期機２の回転子巻線に流れ込む有効電力をＰ₂ 、送電
線７からの受電電力をＰとした場合、通常時は、短絡用
開閉器３が開いているので、 Ｐ＝Ｐ₁ ＋Ｐ₂ …… （１） となる。

【００１１】交流励磁同期機２は、同期速度を含む一定
の範囲の回転速度で運転が可能である。そして、交流励
磁同期機２の回転速度の同期速度に対するずれの割合が
すべりであり、このすべりをＳとすると、 Ｓ＝（同期速度一回転速度）／同期速度 …… （２） となる。

【００１２】また、 Ｐ₂ ＝−Ｓ×Ｐ₁ …… （３） が成り立つ。

【００１３】この場合、Ｐ₁ およびＰ₂ は、発電運転と
受電運転、すべりの正・負によって、正または負とな
る。図７は、この場合の可変速フライホイール発電設備
における電力の向きを示す図である。

【００１４】図７に示すように、発電運転の場合には、
交流励磁同期機２の回転速度を低下させてフライホイー
ル１の回転エネルギーを有効電力に変換し、受電運転の
場合には、受電した有効電力をフライホイール１の回転
エネルギーに変換するため、交流励磁同期機２の回転速
度が上昇する。

【００１５】また、すべりＳを大きくすれば、運転可能
な回転速度の範囲（以下、可変速範囲と称する）を大き
くすることができるが、有効電力Ｐ₂ の大きさは、有効
電力Ｐ₁ を一定とすると、すべりＳの大きさに比例する
ため、すべりＳを大きくすると有効電力Ｐ₂ が経由する
周波数変換装置１０の容量も大きくしなければならな
い。

【００１６】従って、可変速範囲は、送電線７からの受
電電力Ｐと、周波数変換装置１０の容量との関係により
定まってくる。次に、図８は、上記図４の可変速フライ
ホイール発電設備の始動手順の一例を示すフローチャー
ト図である。

【００１７】図８において、外部から制御装置１２に始
動指令が与えられると（１０１）、制御装置１２は回転
速度検出器１１からの出力によって、交流励磁同期機２
の回転速度が零であることを確認し（１０２）、短絡用
開閉器３を投入して（１０３）、交流励磁同期機２の固
定子を短絡し、周波数変換装置１０を動作させて交流励
磁同期機２の回転子巻線に電流を流して、交流励磁同期
機２を誘導電動機と同様にして始動し、昇速して行く
（１０４）。

【００１８】次に、交流励磁同期機２の回転速度が可変
速範囲に達すると（１０５）、周波数変換装置１０を停
止して交流励磁同期機２の回転子電流を零とし、固定子
側を無電庄にし、短絡用開閉器３を開放する（１０
６）。

【００１９】そして、周波数変換装置１０を再び動作さ
せ、交流励磁同期機２の回転子巻線に電流を流して、固
定子端子電圧を、電圧、周波数、位相のいずれも主変圧
器５の低圧側の電圧に合わせるように制御し（以下、か
かる制御を揃圧と称する）（１０７）、並列用しゃ断器
４を投入して（１０８）、送電線７への並入が完了す
る。

【００２０】一方、図９は、上記図５の可変速フライホ
イール発電設備の始動手順の一例を示すフローチャート
図である。図９において、外部から制御装置１２に始動
指令が与えられると（１０１）、制御装置１２は回転速
度検出器１１からの出力によって、交流励磁同期機２の
回転速度が零であることを確認し（１０２）、周波数変
換装置１０を動作させて、一定電流を交流励磁同期機２
の回転子巻線に流すと共に、交流励磁同期機２の始動装
置１３を動作させ（１１３）、始動装置１３から可変周
波数の電流を交流励磁同期機２の固定子に流して、交流
励磁同期機２を昇速して行く（１０４）。

【００２１】次に、交流励磁同期機２の回転速度が可変
速範囲に達すると（１０５）、始動装置１３を停止し、
周波数変換装置１０を一旦停止した後に再起動して揃庄
を行ない（１０７）、並列用しゃ断器４を投入して（１
０８）、送電線７への並入が完了する。

【００２２】一方、図１０は、上記図６の可変速フライ
ホイール発電設備の始動手順の一例を示すフローチャー
ト図である。図１０において、外部から制御装置１２に
始動指令が与えられると（１０１）、制御装置１２は回
転速度検出器１１からの出力によって、交流励磁同期機
２の回転速度が零であることを確認し（１０２）、交流
励磁同期機２の始動用電動機１４を動作させて（１２
３）、交流励磁同期機２を昇速してゆく（１０４）。

【００２３】次に、交流励磁同期機２の回転速度が可変
速範囲に達すると（１０５）、揃圧を行ない（１０
７）、並列用しゃ断器４を投入して（１０８）、送電線
７への並入が完了する。

【００２４】次に、上記図４、図５、および図６に示す
ような可変速フライホイール発電設備において、送電線
事故が発生した時の動作について、図１１に示すフロー
チャート図を用いて説明する。

【００２５】図１１において、交流励磁同期機２が送電
線７に接続されて運転中に、送電線７で三相短絡、一相
地絡等の事故が発生すると（２０１）、図示しない事故
検出手段によって周波数変換装置１０を停止し（２０
２）、並列用しゃ断器４を開放して（２０３）、交流励
磁同期機２の固定子巻線を送電線７から切り離す。

【００２６】この時点から、交流励磁同期機２に対して
送電線７からの電力供給が断たれるので、交流励磁同期
機２の回転速度は徐々に低下して行く。送電線７事故が
短時間で復旧すると（２０４）、周波数変換装置１０を
再起動して、交流励磁同期機２の回転子巻線を再び励磁
して揃庄を行ない（１０７）、並列用しゃ断器４を再度
投入して（１０８）、交流励磁同期機２は送電線７事故
発生前の運転状態に復旧する。

【００２７】しかしながら、送電線７の事故発生から復
旧までに時間を要した場合には、交流励磁同期機２の回
転速度が大幅に低下することがあり、この場合には、揃
圧の後に並列用しゃ断器４を投入して、送電線７への並
入を完了した後に、発電運転に備えるために適正な回転
速度に昇速させなければならない（２０５）。

【００２８】交流励磁同期機２を昇速させるためには、
受電運転を行なわなければならない。そして、受電運転
の際に交流励磁同期機２の昇速を速やかに行なうために
は、受電電力Ｐを大きくしなければならない。受電電力
Ｐを大きくするためには、周波数変換装置１０の出力電
力Ｐ₂ が大きいこと、すべりＳが小さいことが必要であ
るが、Ｐ₂ は周波数変換装置１０の容量による制限があ
り、交流励磁同期機２のすべりＳも回転速度の低下が甚
だしいと大きくなるので、受電電力Ｐは小さくならざる
を得ない。

【００２９】以下に、この点について詳細に述べる。上
記（１）式と（２）式から、 Ｐ＝［１−（１／Ｓ）×Ｐ₂ ］ ……（４） となる。

【００３０】図１２は、受電運転において、Ｐ₂ を１と
し、すべりＳを正とした時の交流励磁同期機２のすべり
Ｓと受電電力Ｐとの関係の一例を示す特性図である。図
１２に示すように、すべりＳが小さい時には、受電電力
Ｐは周波数変換装置１０を経由する有効電力Ｐ₂ の数倍
以上であるが、すべりＳが大きくなると（回転速度が大
幅に低下すると）、受電電力Ｐは急激に減少し、特にす
べりＳがO.５以上の時は受電電力Ｐは周波数変換装置１
０を経由する有効電力Ｐ₂ 以下となり、極めて小さくな
る。

【００３１】しかしながら、この場合、受電電力Ｐが小
さくなつても、交流励磁同期機２の回転に伴なう機械的
・電気的損失よりも大きければ、交流励磁同期機２の昇
速は行なうことはできるが、交流励磁同期機２の回転速
度を適正な値に上昇させるためには、多大な時間を要す
ることになる。

【００３２】また、受電電力Ｐが、上記機械的・電気的
損失よりも小さくなってしまうと、交流励磁同期機２の
昇速が不可能になる。このようなことは、送電線７に常
に接続されて、系統周波数の変動の抑制を図る可変速フ
ライホイール発電設備としては望ましいことではない。

【００３３】

【発明が解決しようとする課題】以上のように、従来の
可変速フライホイール発電設備においては、送電線等の
系統事故復旧時に、交流励磁同期機の回転速度が大幅に
低下した時には、発電設備を事故発生前の運転状態に戻
すことが困難になるという問題があった。

【００３４】本発明の目的は、送電線等の系統事故復旧
時に、交流励磁同期機の回転速度が大幅に低下した時に
も、交流励磁同期機の回転速度を迅速に適正な回転速度
に回復させて、可変速フライホイール発電設備を迅速に
事故発生前の運転状態に戻すことが可能な可変速フライ
ホイール発電設備の運転方法を提供することにある。

【００３５】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項１に対応する発明では、フライホイール
と、このフライホイールに回転子が直結された交流励磁
同期機と、この交流励磁同期機の固定子巻線に接続され
る短絡用開閉器と、交流励磁同期機の固定子巻線を送電
線に接続する並列用しゃ断器と、交流励磁同期機の回転
子巻線に可変周波数の励磁電流を流す周波数変換装置
と、交流励磁同期機の回転速度に基づいて、短絡用開閉
器、並列用しゃ断器、および周波数変換装置を制御する
制御装置とを備えて構成される可変速フライホイール発
電設備の運転方法において、可変速フライホイール発電
設備が運転中に、送電線の事故により周波数変換装置を
停止して並列用しゃ断器を開放した後に送電線が正常に
復旧した際に、交流励磁同期機の回転速度が所定値以下
に大幅に低下している時には、短絡用開閉器を投入して
交流励磁同期機の固定子巻線を短絡して周波数変換装置
を再起動し、交流励磁同期機の回転子巻線を励磁して交
流励磁同期機を再昇速するように制御し、交流励磁同期
機の回転速度が可変速範囲内に到達した後に、周波数変
換装置を停止して短絡用開閉器を開放し、その後周波数
変換装置を再起動して揃圧を行ない、並列用しゃ断器を
投入して交流励磁同期機を送電線に並入させるようにし
ている。

【００３６】従って、請求項１に対応する発明の可変速
フライホイール発電設備の運転方法においては、送電線
事故発生後、送電線が正常に復旧した際に交流励磁同期
機の回転速度が大幅に低下している時には、短絡用開閉
器を投入して周波数変換装置を再起動し、交流励磁同期
機の回転子巻線を励磁して交流励磁同期機を再昇速する
ように制御し、交流励磁同期機の回転速度が可変速範囲
内に到達したら、周波数変換装置を停止して短絡用開閉
器を開放し、その後周波数変換装置を再起動して揃圧を
行ない、並列用しゃ断器を投入して交流励磁同期機を送
電線に並入させることにより、送電線事故復旧時に、交
流励磁同期機の回転速度が大幅に低下した時にも、交流
励磁同期機の回転速度を迅速に適正な回転速度に回復さ
せて、可変速フライホイール発電設備を迅速に事故発生
前の運転状態に戻すことができる。

【００３７】また、請求項２に対応する発明では、フラ
イホイールと、このフライホイールに回転子が直結され
た交流励磁同期機と、この交流励磁同期機を始動する始
動装置と、交流励磁同期機の固定子巻線を送電線に接続
する並列用しゃ断器と、交流励磁同期機の回転子巻線に
可変周波数の励磁電流を流す周波数変換装置と、交流励
磁同期機の回転速度に基づいて、並列用しゃ断器、周波
数変換装置、および始動装置を制御する制御装置とを備
えて構成される可変速フライホイール発電設備の運転方
法において、可変速フライホイール発電設備が運転中
に、送電線の事故により周波数変換装置を停止して並列
用しゃ断器を開放した後に送電線が正常に復旧した際
に、交流励磁同期機の回転速度が所定値以下に大幅に低
下している時には、始動装置を再起動して交流励磁同期
機を再昇速するように制御し、交流励磁同期機の回転速
度が可変速範囲内に到達した後に始動装置を停止し、そ
の後周波数変換装置を再起動して揃圧を行ない、並列用
しゃ断器を投入して交流励磁同期機を送電線に並入させ
るようにしている。

【００３８】従って、請求項２に対応する発明の可変速
フライホイール発電設備の運転方法においては、送電線
事故発生後、送電線が正常に復旧した際に交流励磁同期
機の回転速度が大幅に低下している時には、交流励磁同
期機の始動装置を再起動して交流励磁同期機を再昇速す
るように制御し、交流励磁同期機の回転速度が可変速範
囲内に到達したら始動装置を停止し、その後周波数変換
装置を再起動して揃圧を行ない、並列用しゃ断器を投入
して交流励磁同期機を送電線に並入させることにより、
送電線事故復旧時に、交流励磁同期機の回転速度が大幅
に低下した時にも、交流励磁同期機の回転速度を迅速に
適正な回転速度に回復させて、可変速フライホイール発
電設備を迅速に事故発生前の運転状態に戻すことができ
る。

【００３９】さらに、請求項３に対応する発明では、フ
ライホイールと、このフライホイールに回転子が直結さ
れた交流励磁同期機と、この交流励磁同期機を始動する
始動用電動機と、交流励磁同期機の固定子巻線を送電線
に接続する並列用しゃ断器と、交流励磁同期機の回転子
巻線に可変周波数の励磁電流を流す周波数変換装置と、
交流励磁同期機の回転速度に基づいて、並列用しゃ断
器、周波数変換装置、および始動用電動機を制御する制
御装置とを備えて構成される可変速フライホイール発電
設備の運転方法において、可変速フライホイール発電設
備が運転中に、送電線の事故により周波数変換装置を停
止して並列用しゃ断器を開放した後に送電線が正常に復
旧した際に、交流励磁同期機の回転速度が所定値以下に
大幅に低下している時には、始動用電動機を再起動して
交流励磁同期機を再昇速するように制御し、交流励磁同
期機の回転速度が可変速範囲内に到達した後に始動装置
を停止し、その後周波数変換装置を再起動して揃圧を行
ない、並列用しゃ断器を投入して交流励磁同期機を送電
線に並入させるようにしている。

【００４０】従って、請求項３に対応する発明の可変速
フライホイール発電設備の運転方法においては、送電線
事故発生後、送電線が正常に復旧した際に交流励磁同期
機の回転速度が大幅に低下している時には、交流励磁同
期機の始動用電動機を再起動して交流励磁同期機を再昇
速するように制御し、交流励磁同期機の回転速度が可変
速範囲内に到達したら始動装置を停止し、その後周波数
変換装置を再起動して揃圧を行ない、並列用しゃ断器を
投入して交流励磁同期機を送電線に並入させることによ
り、送電線事故復旧時に、交流励磁同期機の回転速度が
大幅に低下した時にも、交流励磁同期機の回転速度を迅
速に適正な回転速度に回復させて、可変速フライホイー
ル発電設備を迅速に事故発生前の運転状態に戻すことが
できる。

【００４１】さらにまた、請求項４に対応する発明で
は、フライホイールと、このフライホイールに回転子が
直結された交流励磁同期機と、この交流励磁同期機の固
定子巻線を送電線に接続する並列用しゃ断器と、交流励
磁同期機の回転子巻線に可変周波数の励磁電流を流す周
波数変換装置と、交流励磁同期機の回転速度に基づい
て、並列用しゃ断器、および周波数変換装置を制御する
制御装置とを備えて構成される可変速フライホイール発
電設備の運転方法において、可変速フライホイール発電
設備が運転中に、送電線の事故により周波数変換装置を
停止して並列用しゃ断器を開放した後に送電線が正常に
復旧した際に、交流励磁同期機の回転速度が所定値以下
に大幅に低下している時には、昇速手段により交流励磁
同期機を再昇速するように制御し、交流励磁同期機の回
転速度が可変速範囲内に到達した後に、周波数変換装置
を再起動して揃圧を行ない、並列用しゃ断器を投入して
交流励磁同期機を送電線に並入させるようにしている。

【００４２】従って、請求項４に対応する発明の可変速
フライホイール発電設備の運転方法においては、送電線
事故発生後、送電線が正常に復旧した際に交流励磁同期
機の回転速度が大幅に低下している時には、昇速手段に
より交流励磁同期機を再昇速するように制御し、交流励
磁同期機の回転速度が可変速範囲内に到達したら、周波
数変換装置を再起動して揃圧を行ない、並列用しゃ断器
を投入して交流励磁同期機を送電線に並入させることに
より、送電線事故復旧時に、交流励磁同期機の回転速度
が大幅に低下した時にも、交流励磁同期機の回転速度を
迅速に適正な回転速度に回復させて、可変速フライホイ
ール発電設備を迅速に事故発生前の運転状態に戻すこと
ができる。以上により、送電線に常に接続されて、系統
周波数の変動の抑制を図るのに適した可変速フライホイ
ール発電設備を得ることが可能となる。

【００４３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
図面を参照して詳細に説明する。 （第１の実施の形態）図１は、前記図４に示したような
構成の可変速フライホイール発電設備を対象とした本実
施の形態による運転方法の一例を示すフローチャート図
である。

【００４４】図４の可変速フライホイール発電設備で送
電線７事故が発生した時には、以下のような手順で運転
方法を行なう。すなわち、図１に示すように、送電線７
事故が発生すると（２０１）、図示しない事故検出手段
によって周波数変換装置１０を停止し（２０２）、並列
用しゃ断器４を開放する（２０３）。

【００４５】そして、送電線７事故が復旧した時に（２
０４）、回転速度検出器１１からの出力により、交流励
磁同期機２の回転速度が所定値以下に大幅に低下してい
なくて、そのまま並入しても速やかに昇速できると判定
した場合には（３０１Ａ）、前述した従来の場合と同様
に、揃圧を行ない（１０７）、並列用しゃ断器４を投入
しして（１０８）、交流励磁同期機２を送電線７に並入
させることにより、可変速フライホイール発電設備は、
送電線７事故発生前の運転状態に戻る。

【００４６】一方、送電線７事故が復旧した時に（２０
４）、回転速度検出器１１からの出力により、交流励磁
同期機２の回転速度が所定値以下に大幅に低下し、その
まま並入すると速やかに昇速させることが困難であると
判定した場合には（３０１Ｂ）、短絡用開閉器３を投入
して（１０３）、交流励磁同期機２の固定子巻線を短絡
し、周波数変換装置１０を動作させて交流励磁同期機２
の回転子巻線に電流を流し、交流励磁同期機２を昇速し
て行く（１０４）。

【００４７】そして、交流励磁同期機２の回転速度が可
変速範囲に達すると（１０５）、周波数変換装置１０を
停止して、交流励磁同期機２の回転子巻線の電流を零と
し、固定子側を無電圧にして、短絡用開閉器３を開放す
る（１０６）。

【００４８】その後、周波数変換装置１０を再起動し
て、揃圧を行ない（１０７）、並列用しゃ断器４を投入
して（１０８）、交流励磁同期機２を送電線７に並入さ
せることにより、可変速フライホイール発電設備は、迅
速に送電線７事故発生前の運転状態に戻る。

【００４９】上述したように、本実施の形態の可変速フ
ライホイール発電設備の運転方法では、送電線７事故発
生後、送電線７が正常に復旧した際に、交流励磁同期機
２の回転速度が所定値以下に大幅に低下している時に
は、短絡用開閉器３を投入して周波数変換装置１０を再
起動し、交流励磁同期機２の回転子巻線を励磁して、交
流励磁同期機２を再昇速して可変速範囲内に制御するよ
うにし、周波数変換装置１０を停止し、短絡用開閉器３
を開放して、その後周波数変換装置１０を再起動して、
交流励磁同期機２の回転子巻線を再び励磁し、揃圧を行
なって、並列用しゃ断器４を投入して、交流励磁同期機
２を送電線７に並入させるようにしたものである。

【００５０】従って、送電線７事故復旧時に、交流励磁
同期機２の回転速度が大幅に低下した時にも、交流励磁
同期機２の回転速度を迅速に適正な回転速度に回復させ
て、可変速フライホイール発電設備を迅速に事故発生前
の運転状態に戻すことが可能となる。

【００５１】これにより、送電線に常に接続されて、系
統周波数の変動の抑制を図るのに適した可変速フライホ
イール発電設備を得ることができる。 （第２の実施の形態）図２は、前記図５に示したような
構成の可変速フライホイール発電設備を対象とした本実
施の形態による運転方法の一例を示すフローチャート図
である。

【００５２】図５の可変速フライホイール発電設備で送
電線７事故が発生した時には、以下のような手順で運転
方法を行なう。すなわち、図２に示すように、送電線７
事故が発生すると（２０１）、図示しない事故検出手段
によって周波数変換装置１０を停止し（２０２）、並列
用しゃ断器４を開放する（２０３）。

【００５３】そして、送電線７事故が復旧した時に（２
０４）、回転速度検出器１１からの出力により、交流励
磁同期機２の回転速度が所定値以下に大幅に低下してい
なくて、そのまま並入しても速やかに昇速できると判定
した場合には（３０１Ａ）、前述した従来の場合と同様
に、揃圧を行ない（１０７）、並列用しゃ断器４を投入
して（１０８）、交流励磁同期機２を送電線７に並入さ
せることにより、可変速フライホイール発電設備は、送
電線７事故発生前の運転状態に戻る。

【００５４】一方、送電線７事故が復旧した時に（２０
４）、回転速度検出器１１からの出力により、交流励磁
同期機２の回転速度が所定値以下に大幅に低下し、その
まま並入すると速やかに昇速させることが困難であると
判定した場合には（３０１Ｂ）、周波数変換装置１０を
動作させて、一定電流を交流励磁同期機２の回転子巻線
に流すと共に、交流励磁同期機２の始動装置１３を動作
させて（１１３）、始動装置１３から可変周波数の電流
を、交流励磁同期機２の固定子巻線に流して、交流励磁
同期機２を昇速して行く（１０４）。

【００５５】そして、交流励磁同期機２の回転速度が可
変速範囲に達すると（１０５）、始動装置１３を停止
し、周波数変換装置１０を一旦停止した後に再起動し
て、揃圧を行ない（１０７）、並列用しゃ断器４を投入
して（１０８）、交流励磁同期機２を送電線７に並入さ
せることにより、可変速フライホイール発電設備は、迅
速に送電線７事故発生前の運転状態に戻る。

【００５６】上述したように、本実施の形態の可変速フ
ライホイール発電設備の運転方法では、送電線７事故発
生後、送電線７が正常に復旧した際に、交流励磁同期機
２の回転速度が所定値以下に大幅に低下している時に
は、交流励磁同期機２の始動装置１３を再起動し、交流
励磁同期機２を再昇速して可変速範囲内に制御するよう
にし、その後周波数変換装置１０を再起動して、交流励
磁同期機２の回転子巻線を再び励磁し、揃圧を行なっ
て、並列用しゃ断器４を投入して、交流励磁同期機２を
送電線７に並入させるようにしたものである。

【００５７】従って、送電線７事故復旧時に、交流励磁
同期機２の回転速度が大幅に低下した時にも、交流励磁
同期機２の回転速度を迅速に適正な回転速度に回復させ
て、可変速フライホイール発電設備を迅速に事故発生前
の運転状態に戻すことが可能となる。

【００５８】これにより、送電線に常に接続されて、系
統周波数の変動の抑制を図るのに適した可変速フライホ
イール発電設備を得ることができる。 （第３の実施の形態）図３は、前記図６に示したような
構成の可変速フライホイール発電設備を対象とした本実
施の形態による運転方法の一例を示すフローチャート図
である。

【００５９】図６の可変速フライホイール発電設備で送
電線７事故が発生した時には、以下のような手順で運転
方法を行なう。すなわち、図３に示すように、送電線７
事故が発生すると（２０１）、図示しない事故検出手段
によって周波数変換装置１０を停止し（２０２）、並列
用しゃ断器４を開放する（２０３）。

【００６０】そして、送電線７事故が復旧した時に（２
０４）、回転速度検出器１１からの出力により、交流励
磁同期機２の回転速度が所定値以下に大幅に低下してい
なくて、そのまま並入しても速やかに昇速できると判定
した場合には（３０１Ａ）、前述した従来の場合と同様
に、揃圧を行ない（１０７）、並列用しゃ断器４を投入
して（１０８）、交流励磁同期機２を送電線７に並入さ
せることにより、可変速フライホイール発電設備は、送
電線７事故発生前の運転状態に戻る。

【００６１】一方、送電線７事故が復旧した時に（２０
４）、回転速度検出器１１からの出力により、交流励磁
同期機２の回転速度が所定値以下に大幅に低下し、その
まま並入すると速やかに昇速させることが困難であると
判定した場合には（３０１Ｂ）、交流励磁同期機２の始
動用電動機１４を動作させ（１２３）、交流励磁同期機
２を昇速し（１０４）、交流励磁同期機２の回転速度が
可変速範囲に達すると（１０５）、周波数変換装置１０
を再起動して揃圧を行ない（１０７）、並列用しゃ断器
４を投入して（１０８）、交流励磁同期機２を送電線７
に並入させることにより、可変速フライホイール発電設
備は、迅速に送電線７事故発生前の運転状態に戻る。

【００６２】上述したように、本実施の形態の可変速フ
ライホイール発電設備の運転方法では、送電線７事故発
生後、送電線７が正常に復旧した際に、交流励磁同期機
２の回転速度が所定値以下に大幅に低下している時に
は、交流励磁同期機２の始動用電動機１４を再起動し、
交流励磁同期機２を再昇速して可変速範囲内に制御する
ようにし、その後周波数変換装置１０を再起動して、交
流励磁同期機２の回転子巻線を再び励磁し、揃圧を行な
って、並列用しゃ断器４を投入して、交流励磁同期機２
を送電線７に並入させるようにしたものである。

【００６３】従って、送電線７事故復旧時に、交流励磁
同期機２の回転速度が大幅に低下した時にも、交流励磁
同期機２の回転速度を迅速に適正な回転速度に回復させ
て、可変速フライホイール発電設備を迅速に事故発生前
の運転状態に戻すことが可能となる。

【００６４】（他の実施の形態）前記図４に示したよう
な構成の可変速フライホイール発電設備を対象とした運
転方法において、可変速フライホイール発電設備で送電
線７事故が発生した時には、前記第１の実施の形態で説
明した運転方法に限らず、次のような手順で運転を行な
うようにしてもよい。

【００６５】すなわち、可変速フライホイール発電設備
が運転中に、送電線７の事故により周波数変換装置１０
を停止して並列用しゃ断器４を開放した後に送電線７が
正常に復旧した際に、交流励磁同期機２の回転速度が所
定値以下に大幅に低下している時には、昇速手段により
交流励磁同期機２を再昇速するように制御し、交流励磁
同期機２の回転速度が可変速範囲内に到達した後に、周
波数変換装置１０を再起動して揃圧を行ない、並列用し
ゃ断器４を投入して、交流励磁同期機２を送電線７に並
入させるようにしてもよい。

【００６６】このような運転方法においても、前記第１
乃至第３の各実施の形態の場合と同様に、送電線７事故
復旧時に、交流励磁同期機２の回転速度が大幅に低下し
た時にも、交流励磁同期機２の回転速度を迅速に適正な
回転速度に回復させて、可変速フライホイール発電設備
を迅速に事故発生前の運転状態に戻すことが可能とな
る。これにより、送電線に常に接続されて、系統周波数
の変動の抑制を図るのに適した可変速フライホイール発
電設備を得ることができる。

【００６７】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１に対応す
る発明によれば、送電線事故発生後、送電線が正常に復
旧した際に交流励磁同期機の回転速度が大幅に低下して
いる時には、短絡用開閉器を投入して周波数変換装置を
再起動し、交流励磁同期機の回転子巻線を励磁して交流
励磁同期機を再昇速するように制御し、交流励磁同期機
の回転速度が可変速範囲内に到達したら、周波数変換装
置を停止して短絡用開閉器を開放し、その後周波数変換
装置を再起動して揃圧を行ない、並列用しゃ断器を投入
して交流励磁同期機を送電線に並入させるようにしたの
で、送電線事故復旧時に、交流励磁同期機の回転速度が
大幅に低下した時にも、交流励磁同期機の回転速度を迅
速に適正な回転速度に回復させて、可変速フライホイー
ル発電設備を迅速に事故発生前の運転状態に戻すことが
可能な可変速フライホイール発電設備の運転方法が提供
できる。

【００６８】また、請求項２に対応する発明によれば、
送電線事故発生後、送電線が正常に復旧した際に交流励
磁同期機の回転速度が大幅に低下している時には、交流
励磁同期機の始動装置を再起動して交流励磁同期機を再
昇速するように制御し、交流励磁同期機の回転速度が可
変速範囲内に到達したら始動装置を停止し、その後周波
数変換装置を再起動して揃圧を行ない、並列用しゃ断器
を投入して交流励磁同期機を送電線に並入させるように
したので、送電線事故復旧時に、交流励磁同期機の回転
速度が大幅に低下した時にも、交流励磁同期機の回転速
度を迅速に適正な回転速度に回復させて、可変速フライ
ホイール発電設備を迅速に事故発生前の運転状態に戻す
ことが可能な可変速フライホイール発電設備の運転方法
が提供できる。

【００６９】さらに、請求項３に対応する発明によれ
ば、送電線事故発生後、送電線が正常に復旧した際に交
流励磁同期機の回転速度が大幅に低下している時には、
交流励磁同期機の始動用電動機を再起動して交流励磁同
期機を再昇速するように制御し、交流励磁同期機の回転
速度が可変速範囲内に到達したら始動装置を停止し、そ
の後周波数変換装置を再起動して揃圧を行ない、並列用
しゃ断器を投入して交流励磁同期機を送電線に並入させ
るようにしたので、送電線事故復旧時に、交流励磁同期
機の回転速度が大幅に低下した時にも、交流励磁同期機
の回転速度を迅速に適正な回転速度に回復させて、可変
速フライホイール発電設備を迅速に事故発生前の運転状
態に戻すことが可能な可変速フライホイール発電設備の
運転方法が提供できる。

【００７０】さらにまた、請求項４に対応する発明によ
れば、送電線事故発生後、送電線が正常に復旧した際に
交流励磁同期機の回転速度が大幅に低下している時に
は、昇速手段により交流励磁同期機を再昇速するように
制御し、交流励磁同期機の回転速度が可変速範囲内に到
達したら、周波数変換装置を再起動して揃圧を行ない、
並列用しゃ断器を投入して交流励磁同期機を送電線に並
入させるようにしたので、送電線事故復旧時に、交流励
磁同期機の回転速度が大幅に低下した時にも、交流励磁
同期機の回転速度を迅速に適正な回転速度に回復させ
て、可変速フライホイール発電設備を迅速に事故発生前
の運転状態に戻すことが可能な可変速フライホイール発
電設備の運転方法が提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による可変速フライホイール発電設備の
運転方法の第１の実施の形態を示すフローチャート図。

【図２】本発明による可変速フライホイール発電設備の
運転方法の第２の実施の形態を示すフローチャート図。

【図３】本発明による可変速フライホイール発電設備の
運転方法の第３の実施の形態を示すフローチャート図。

【図４】本発明による第１の実施の形態の対象となる可
変速フライホイール発電設備の一例を示す構成図。

【図５】本発明による第２の実施の形態の対象となる可
変速フライホイール発電設備の一例を示す構成図。

【図６】本発明による第３の実施の形態の対象となる可
変速フライホイール発電設備の一例を示す構成図。

【図７】可変速フライホイール発電設備の電力の向きを
示す図。

【図８】可変速フライホイール発電設備の始動手順の一
例を示すフローチャー卜図。

【図９】可変速フライホイール発電設備の始動手順の他
の例を示すフローチャー卜図。

【図１０】可変速フライホイール発電設備の始動手順の
他の例を示すフローチャー卜図。

【図１１】可変速フライホイール発電設備の送電線事故
時の従来の動作手順を示すフローチャー卜図。

【図１２】可変速フライホイール発電設備の交流励磁同
期機のすべりＳと受電電力Ｐとの関係を示す特性図。

【符号の説明】

１…フライホイール、 ２…交流励磁同期機、 ３…短絡用開閉器、 ４…並列用しゃ断器、 ５…主変圧器、 ６…送電線しゃ断器、 ７…送電線、 ８…電源しゃ断器、 ９…電源変圧器、 １０…周波数変換装置、 １１…回転速度検出器、 １２…制御装置、 １３…始動装置、 １４…始動用電動機。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 フライホイールと、このフライホイール
   に回転子が直結された交流励磁同期機と、この交流励磁
   同期機の固定子巻線に接続される短絡用開閉器と、前記
   交流励磁同期機の固定子巻線を送電線に接続する並列用
   しゃ断器と、前記交流励磁同期機の回転子巻線に可変周
   波数の励磁電流を流す周波数変換装置と、前記交流励磁
   同期機の回転速度に基づいて、前記短絡用開閉器、並列
   用しゃ断器、および周波数変換装置を制御する制御装置
   とを備えて構成される可変速フライホイール発電設備の
   運転方法において、 前記可変速フライホイール発電設備が運転中に、前記送
   電線の事故により周波数変換装置を停止して前記並列用
   しゃ断器を開放した後に前記送電線が正常に復旧した際
   に、 前記交流励磁同期機の回転速度が所定値以下に大幅に低
   下している時には、 前記短絡用開閉器を投入して前記交流励磁同期機の固定
   子巻線を短絡して前記周波数変換装置を再起動し、前記
   交流励磁同期機の回転子巻線を励磁して当該交流励磁同
   期機を再昇速するように制御し、当該交流励磁同期機の
   回転速度が可変速範囲内に到達した後に、前記周波数変
   換装置を停止して前記短絡用開閉器を開放し、その後前
   記周波数変換装置を再起動して揃圧を行ない、前記並列
   用しゃ断器を投入して前記交流励磁同期機を送電線に並
   入させるようにしたことを特徴とする可変速フライホイ
   ール発電設備の運転方法。
2. 【請求項２】 フライホイールと、このフライホイール
   に回転子が直結された交流励磁同期機と、この交流励磁
   同期機を始動する始動装置と、前記交流励磁同期機の固
   定子巻線を送電線に接続する並列用しゃ断器と、前記交
   流励磁同期機の回転子巻線に可変周波数の励磁電流を流
   す周波数変換装置と、前記交流励磁同期機の回転速度に
   基づいて、前記並列用しゃ断器、周波数変換装置、およ
   び始動装置を制御する制御装置とを備えて構成される可
   変速フライホイール発電設備の運転方法において、 前記可変速フライホイール発電設備が運転中に、前記送
   電線の事故により周波数変換装置を停止して前記並列用
   しゃ断器を開放した後に前記送電線が正常に復旧した際
   に、 前記交流励磁同期機の回転速度が所定値以下に大幅に低
   下している時には、 前記始動装置を再起動して前記交流励磁同期機を再昇速
   するように制御し、当該交流励磁同期機の回転速度が可
   変速範囲内に到達した後に前記始動装置を停止し、その
   後前記周波数変換装置を再起動して揃圧を行ない、前記
   並列用しゃ断器を投入して前記交流励磁同期機を送電線
   に並入させるようにしたことを特徴とする可変速フライ
   ホイール発電設備の運転方法。
3. 【請求項３】 フライホイールと、このフライホイール
   に回転子が直結された交流励磁同期機と、この交流励磁
   同期機を始動する始動用電動機と、前記交流励磁同期機
   の固定子巻線を送電線に接続する並列用しゃ断器と、前
   記交流励磁同期機の回転子巻線に可変周波数の励磁電流
   を流す周波数変換装置と、前記交流励磁同期機の回転速
   度に基づいて、前記並列用しゃ断器、周波数変換装置、
   および始動用電動機を制御する制御装置とを備えて構成
   される可変速フライホイール発電設備の運転方法におい
   て、 前記可変速フライホイール発電設備が運転中に、前記送
   電線の事故により周波数変換装置を停止して前記並列用
   しゃ断器を開放した後に前記送電線が正常に復旧した際
   に、 前記交流励磁同期機の回転速度が所定値以下に大幅に低
   下している時には、 前記始動用電動機を再起動して前記交流励磁同期機を再
   昇速するように制御し、当該交流励磁同期機の回転速度
   が可変速範囲内に到達した後に前記始動装置を停止し、
   その後前記周波数変換装置を再起動して揃圧を行ない、
   前記並列用しゃ断器を投入して前記交流励磁同期機を送
   電線に並入させるようにしたことを特徴とする可変速フ
   ライホイール発電設備の運転方法。
4. 【請求項４】 フライホイールと、このフライホイール
   に回転子が直結された交流励磁同期機と、この交流励磁
   同期機の固定子巻線を送電線に接続する並列用しゃ断器
   と、前記交流励磁同期機の回転子巻線に可変周波数の励
   磁電流を流す周波数変換装置と、前記交流励磁同期機の
   回転速度に基づいて、前記並列用しゃ断器、および周波
   数変換装置を制御する制御装置とを備えて構成される可
   変速フライホイール発電設備の運転方法において、 前記可変速フライホイール発電設備が運転中に、前記送
   電線の事故により周波数変換装置を停止して前記並列用
   しゃ断器を開放した後に前記送電線が正常に復旧した際
   に、 前記交流励磁同期機の回転速度が所定値以下に大幅に低
   下している時には、 昇速手段により前記交流励磁同期機を再昇速するように
   制御し、当該交流励磁同期機の回転速度が可変速範囲内
   に到達した後に、前記周波数変換装置を再起動して揃圧
   を行ない、前記並列用しゃ断器を投入して前記交流励磁
   同期機を送電線に並入させるようにしたことを特徴とす
   る可変速フライホイール発電設備の運転方法。