JPH119000A - Control method for variable speed motor, and its device - Google Patents

Control method for variable speed motor, and its device

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JPH119000A
JPH119000A JP9156459A JP15645997A JPH119000A JP H119000 A JPH119000 A JP H119000A JP 9156459 A JP9156459 A JP 9156459A JP 15645997 A JP15645997 A JP 15645997A JP H119000 A JPH119000 A JP H119000A
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JP
Japan
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power
variable speed
control
generator
active power
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JP9156459A
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Japanese (ja)
Inventor
Shigehiro Kayukawa
滋広 粥川
Mikisuke Higuchi
幹祐 樋口
Motoo Futami
基生 二見
Nobuhiro Takahashi
信弘 高橋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Chubu Electric Power Co Inc
Hitachi Ltd
Original Assignee
Chubu Electric Power Co Inc
Hitachi Ltd
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Publication date
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    • Y02E10/20Hydro energy

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide the functions to stabilize a power system, which prevents an essential generator or a group of generators from dropping from the system by the fluctuation, and besides stabilizes the fluctuation in case that the fluctuation occurs in the power of the power system, with a minimum capacity of the variable speed generator. SOLUTION: The control block of the case where a variable speed generator generates power is equipped with a control circuit 15 for stabilization and a rotational speed compensation control circuit 16, and waiting operation is performed in the vicinity of the lower limit or the upper limit of the variable speed range of the rotational speed of the variable speed generator 3, and also the active power is discharged from or absorbed into the variable generator 3, according to the direction of the power of the group of generators which are the target of stabilization when abnormality occurs in the power system 1, thus the system is stabilized, making use of the variable speed range to the utmost.

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】本発明は可変速発電機に係
り、特に交流電力系統に接続され、その系統に異常が生
じたときには速やかに有効電力を放出または吸収して、
系統安定度を向上させることができる可変速発電機の制
御方法及び制御装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a variable-speed generator, and more particularly to a variable-speed generator which is connected to an AC power system and immediately releases or absorbs active power when an abnormality occurs in the system.
The present invention relates to a control method and a control device for a variable-speed generator capable of improving system stability.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、可変速発電機の有効電力を高速に
制御し、電力系統の安定化制御に使用する制御方法のひ
とつとしては、特願平5−219507号「可変速発電
機の運用法」に開示されている技術がある。
2. Description of the Related Art Conventionally, as one of control methods for controlling the active power of a variable-speed generator at high speed and using it for stabilization control of a power system, Japanese Patent Application No. 5-219507, "Operation of Variable-Speed Generator" There is a technology disclosed in the Law.

【0003】これによれば、発電機が接続されている電
力系統において、送電線の電力動揺を抑制するように可
変速発電機の出力調整を実施することにより、電力系統
の安定化を実現することが可能である。
According to this, in the power system to which the generator is connected, the output of the variable speed generator is adjusted so as to suppress power fluctuation of the transmission line, thereby realizing the stabilization of the power system. It is possible.

【0004】例えば、2回線送電系統において、1回線
で地絡事故が発生した場合には、地絡側1回線が遮断さ
れることによって負荷側の電力が不足し、また系統電圧
はそれにより低下する。特に負荷側が必要電力一定の場
合には、電圧の低下により送電電流が増加することとな
り、送電線の電圧降下がより大きくなり、負荷側の電圧
の低下を増長することになる。このような場合に負荷側
に接続された可変速発電機の出力を調整し、一時的に負
荷側の電圧を上げ、送電線の電圧降下を抑制することが
可能である。
For example, in a two-line power transmission system, when a ground fault occurs on one line, the power on the load side is insufficient due to the interruption of one line on the ground fault side, and the system voltage is thereby reduced. I do. In particular, when the required power is constant on the load side, the transmission current increases due to the voltage drop, the voltage drop of the transmission line becomes larger, and the voltage drop on the load side increases. In such a case, it is possible to adjust the output of the variable speed generator connected to the load side, temporarily increase the load side voltage, and suppress the voltage drop of the transmission line.

【0005】上記従来技術によれば、地絡時の現象と動
揺、遮断器の動作状況の情報により、現象を把握し、可
変速同期機の有効電力を高速に制御することにより、電
力系統の安定化を図ることができる。
According to the above prior art, the phenomenon is grasped based on the information on the phenomenon at the time of ground fault, the fluctuation and the operating state of the circuit breaker, and the active power of the variable speed synchronous machine is controlled at a high speed, so that the power system can be controlled. Stabilization can be achieved.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述したよう
に系統異常時に可変速機の有効電力を制御する技術は提
案されているが、安定化対象となる発電機群や、系統の
潮流方向による制御方法および、可変速発電機の待機回
転速度制御については、上記従来技術の中では言及され
ていない。
However, as described above, a technique for controlling the active power of a variable-speed machine at the time of a system abnormality has been proposed. However, the technique depends on the generator group to be stabilized and the power flow direction of the system. The control method and the standby rotation speed control of the variable speed generator are not mentioned in the above-mentioned conventional technology.

【0007】特に、発電機群の容量に比べて、可変速発
電機の制御できる有効電力量が小さい場合には、いかに
可変速発電機の有効電力制御能力を最大限に生かすかが
問題となる。
In particular, when the amount of active power that can be controlled by the variable speed generator is small compared to the capacity of the group of generators, there is a problem in how to maximize the active power control capability of the variable speed generator. .

【0008】本発明は、電力系統に何らかの擾乱が発生
し、電力系統の電力に動揺が発生した場合に、その動揺
により、重要な発電機および発電機群が系統から脱落す
るのを防ぎ、かつその動揺を安定化する制御方法に関す
るものであり、電力系統を安定化する機能を最小限の可
変速発電機の容量で提供することを目的としている。
According to the present invention, when any disturbance occurs in the power system and the power of the power system fluctuates, the fluctuation prevents an important generator and a group of generators from dropping out of the system, and The present invention relates to a control method for stabilizing the fluctuation, and aims to provide a function of stabilizing an electric power system with a minimum capacity of a variable speed generator.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明は、電力系統とその電力系統に接続された発電機
あるいは発電機群との間に位置する点に接続された、一
次巻線及び二次巻線を有する可変速発電機の制御装置に
おいて、前記電力系統から変圧器を介して給電され、出
力側が前記可変速発電機の二次巻線に接続され可変周波
数の交流電流を給電する電力変換部と、前記電力変換部
が供給する交流電流を制御する電流制御系と、前記電流
制御系での制御目標を設定するための変数値を入力する
電圧制御系及び電力制御系と、前記電力系統の異常を検
出する異常検出手段と、前記可変速発電機が接続されて
いる点以外の有効電力を検出する電力検出手段とを備
え、前記電力制御系は、前記異常検出手段により前記電
力系統での異常の発生が検出された場合に、前記可変速
発電機の有効電力制御を実施する安定化制御手段を備
え、前記安定化制御手段は、前記有効電力制御を実施す
る際に、前記電力検出手段が検出した電力潮流の方向に
応じて、前記可変速発電機の有効電力の補正すべき量の
符号を切り替える。
To achieve the above object, the present invention provides a primary winding connected to a point located between a power system and a generator or a group of generators connected to the power system. And a variable-speed generator control device having a secondary winding, wherein the power is supplied from the power system via a transformer, and the output side is connected to the secondary winding of the variable-speed generator to supply an alternating current having a variable frequency. A power conversion unit, a current control system that controls an alternating current supplied by the power conversion unit, a voltage control system and a power control system that input a variable value for setting a control target in the current control system, Abnormality detection means for detecting an abnormality of the power system, and power detection means for detecting active power other than the point where the variable speed generator is connected, the power control system, the abnormality detection means Anomalies in the power system Is detected, comprises a stabilization control means for performing active power control of the variable speed generator, the stabilization control means, when performing the active power control, the power detection means detected The sign of the amount of the active power of the variable speed generator to be corrected is switched according to the direction of the power flow.

【0010】また、上記目的を達成するために本発明
は、可変速発電機の制御方法において、前記電力系統に
異常が発生した場合には、前記可変速発電機が接続され
ている点以外の有効電力潮流の方向を検出し、その電力
潮流方向に応じて有効電力の補正すべき量の符号を切り
替え、その結果得られた補正量を用いて、前記可変速発
電機の有効電力制御を行なう。
According to another aspect of the present invention, there is provided a method for controlling a variable speed generator, the method comprising the step of connecting the variable speed generator when an abnormality occurs in the power system. The direction of the active power flow is detected, the sign of the amount of active power to be corrected is switched according to the direction of the active power flow, and the active power control of the variable speed generator is performed using the correction amount obtained as a result. .

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】本発明では、例えば安定化対象と
なる発電機や発電機群と負荷との間に可変速発電機を設
置し、前記可変速発電機が接続されている点の電圧、電
流、有効電力、無効電力を検出すると共に、安定化対象
となる発電機や発電機群付近の有効電力を検出し、前記
有効電力の方向により可変速発電機の運転回転速度を制
御すると共に、事故時の有効電力制御符号を判定する機
能を設けたものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION In the present invention, for example, a variable-speed generator is installed between a generator or a group of generators to be stabilized and a load, and a voltage at a point where the variable-speed generator is connected is set. While detecting current, active power, and reactive power, detecting active power in the vicinity of a generator or group of generators to be stabilized, and controlling the operating rotational speed of the variable speed generator according to the direction of the active power. And a function for determining the active power control code at the time of an accident.

【0012】すなわち、定常時には、安定化対象の発電
機あるいは発電機群の有効電力の向きが負荷側に向かっ
ている場合には、可変速発電機の回転速度を可変速範囲
の下限付近とし、発電機群の有効電力の向きが発電機側
に向かっている場合には、可変速発電機の回転速度を可
変速範囲の上限付近で運転するように速度制御をおこな
う。
That is, in the steady state, when the active power of the generator or group of generators to be stabilized is directed to the load side, the rotation speed of the variable speed generator is set near the lower limit of the variable speed range, When the direction of the active power of the generator group is directed to the generator side, speed control is performed so that the rotation speed of the variable speed generator is operated near the upper limit of the variable speed range.

【0013】また、系統事故時には、安定化対象の発電
機、発電機群の有効電力の向きが負荷側に向かっている
場合には、可変速発電機の有効電力制御を電力吸収側に
制御することにより、安定化対象の発電機が加速するの
を抑制し、発電機群の有効電力の向きが発電機側に向か
っている場合には、可変速発電機の有効電力制御を電力
放出側に制御することにより、安定化対象の発電機が減
速し、系統から脱落することを防止する。
Further, in the event of a system failure, if the direction of the active power of the generator or generator group to be stabilized is directed toward the load, the active power control of the variable speed generator is controlled to the power absorbing side. This suppresses the acceleration of the generator to be stabilized, and when the active power of the generator group is facing the generator side, the active power control of the variable speed generator is set to the power release side. The control prevents the generator to be stabilized from decelerating and dropping out of the grid.

【0014】以下、本発明の制御方法の一実施形態を適
用した可変速発電機を備えた制御システムを、図1〜図
4を参照してより詳細に説明する。図1は本システムに
含まれる可変速発電機が発電運転する場合の制御ブロッ
クの一構成例を示す。
Hereinafter, a control system including a variable speed generator to which an embodiment of the control method of the present invention is applied will be described in more detail with reference to FIGS. FIG. 1 shows a configuration example of a control block when a variable speed generator included in the present system performs a power generation operation.

【0015】本システムにおいては、図1に示すよう
に、電力系統1に主変圧器2を介して接続された可変速
発電機3が、サイクロコンバータなどの電力変換装置4
により交流励磁される。電力変換装置4は、電力系統1
から励磁用変圧器5を介して接続され、交流励磁電流の
位相を変化させることにより、可変速発電機3の出力を
増減させる。
In this system, as shown in FIG. 1, a variable-speed generator 3 connected to a power system 1 via a main transformer 2 includes a power converter 4 such as a cycloconverter.
Is excited by AC. The power conversion device 4 includes the power system 1
Is connected via an exciting transformer 5 to change the phase of the AC exciting current to increase or decrease the output of the variable speed generator 3.

【0016】本システムはさらに、後述するような機能
をそれぞれ備えた、電圧制御器7、電力制御器8、電流
制御器9、パルス移相器10、速度検出器11、速度制
御器12、サーボモータ13、およびポンプ水車14
と、本発明の特徴的構成である安定化制御回路15およ
び回転速度補正制御回路16とを備えている。
The system further includes a voltage controller 7, a power controller 8, a current controller 9, a pulse phase shifter 10, a speed detector 11, a speed controller 12, Motor 13 and pump turbine 14
And a stabilization control circuit 15 and a rotational speed correction control circuit 16 which are characteristic configurations of the present invention.

【0017】電圧制御器7は、電力検出器6で検出され
る電力系統1の電圧Vと外部から与えられる電圧指令V
refの偏差を零にするように調整する。この電圧制御
器7は、可変速発電機3の2次電流のうち、1次側から
見て交流電力系統1の電圧位相と電気角でπ/2だけ位
相の異なる成分(d軸成分と略す)の指令値を発生する
装置である。
The voltage controller 7 includes a voltage V of the power system 1 detected by the power detector 6 and a voltage command V
Adjust so that the deviation of ref becomes zero. This voltage controller 7 is a component of the secondary current of the variable-speed generator 3 that has a phase different from the voltage phase of the AC power system 1 by π / 2 in electrical angle when viewed from the primary side (abbreviated as a d-axis component). ) Which generates the command value.

【0018】電力制御器8は、電力検出器6で検出され
る電力系統1から供給される有効電力Pと外部から与え
られる有効電力指令Prefの偏差を零にするように調
整する。この電力制御器8は、可変速発電機3の2次電
流のうち、1次側から見て電力系統1の電圧位相に等し
い成分(q軸成分と略す)の指令値を発生する装置であ
る。
The power controller 8 adjusts the difference between the active power P supplied from the power system 1 detected by the power detector 6 and the active power command Pref given from the outside to zero. The power controller 8 is a device that generates a command value of a component (abbreviated as a q-axis component) of the secondary current of the variable speed generator 3 that is equal to the voltage phase of the power system 1 when viewed from the primary side. .

【0019】電流制御器9は、d軸成分電流とq軸成分
電流から2次側各相電流指令Ia*,Ib*,Ic*を
演算し、この電流指令値と電力変換装置4の出力電流検
出値Ima,Imb,Imcを比較して、その偏差が零
になるように電力変換装置4を制御する。パルス移相器
10は、電力変換器4を構成する素子に供給するゲート
パルスを作る。
The current controller 9 calculates secondary-side phase current commands Ia *, Ib *, Ic * from the d-axis component current and the q-axis component current, and calculates the current command value and the output current of the power converter 4. The detected values Ima, Imb, Imc are compared, and the power converter 4 is controlled so that the deviation becomes zero. The pulse phase shifter 10 generates a gate pulse to be supplied to the elements constituting the power converter 4.

【0020】速度制御器12は、速度検出器11で検出
された可変速発電機3の回転速度Nと回転速度指令Nr
efの偏差を零にするように調整する。
The speed controller 12 controls the rotation speed N of the variable speed generator 3 detected by the speed detector 11 and the rotation speed command Nr.
Adjust so that the deviation of ef becomes zero.

【0021】ポンプ水車14は、最適回転速度Nref
と最適ガイドベーン開度指令Yrefにより制御される
もので、速度制御器12の出力と最適ガイドベーン開度
指令Yrefの値よりサーボモータ13が制御され、ガ
イドベーン開度が決定される。このように制御すること
により、適正な回転速度を保ちながらIq指令により有
効電力出力を、Id指令により発電機電圧あるいは無効
電力を制御することができる。
The pump turbine 14 has an optimum rotation speed Nref.
The servo motor 13 is controlled by the output of the speed controller 12 and the value of the optimum guide vane opening command Yref, and the guide vane opening is determined. By controlling in this way, it is possible to control the active power output by the Iq command and the generator voltage or the reactive power by the Id command while maintaining an appropriate rotation speed.

【0022】安定化制御回路15は、例えば系統内遮断
器の開閉状態に基づいて送信されてくる系統事故信号
と、可変速発電機以外の同期機付近に設けられた電力検
出器18(図2参照)等で検出された有効電力信号PL
とを受け入れ、系統事故発生時での有効電力指令を補正
する安定化信号(有効電力補正信号)ΔPssを出力す
る。
The stabilization control circuit 15 includes, for example, a system fault signal transmitted based on the open / closed state of the circuit breaker and a power detector 18 (FIG. 2) provided near a synchronous machine other than the variable speed generator. Active power signal PL detected by
And outputs a stabilizing signal (active power correction signal) ΔPss for correcting the active power command when a system fault occurs.

【0023】回転速度補正制御回路16は、可変速発電
機以外の同期機付近の有効電力信号PLから定常時の回
転速度指令の補正信号ΔNを出力する。
The rotation speed correction control circuit 16 outputs a correction signal ΔN for a rotation speed command in a steady state from an active power signal PL near a synchronous machine other than the variable speed generator.

【0024】本実施形態のシステムでは、図2に示すよ
うに、同期機あるいは同期機群20が負荷側30の系統
に接続されており、その間に可変速発電機3が設置され
るものとする。さらに、可変速発電機3の近傍に電力検
出器6を設けて可変速発電機3からの出力電力PGを検
出し、また、同期機20の近傍に電力検出器18を設け
て、同期機20近傍の有効電力PLを検出している。
In the system of the present embodiment, as shown in FIG. 2, a synchronous machine or a group of synchronous machines 20 is connected to the system on the load side 30, and the variable speed generator 3 is installed therebetween. . Further, a power detector 6 is provided near the variable speed generator 3 to detect the output power PG from the variable speed generator 3, and a power detector 18 is provided near the synchronous machine 20 to The nearby active power PL is detected.

【0025】いま、系統2回線のうち片系32にて地絡
事故が生じ、高速再閉路(事故相遮断器34遮断→再閉
路)を実施したとすると、同期機20が発電運転をして
いる場合、欠相中の系統33、34のインピーダンスが
増加し負荷側30へ送電可能な電力量が減少する。この
ため、同期機20は加速し、高速再閉路の時点で同期機
20側の電圧位相が負荷側30の電圧位相より進み、異
位相投入になり、電力動揺が継続し、最悪同期機が脱調
し系統から脱落することになる。
Now, assuming that a ground fault has occurred in one of the two circuits 32 and a high-speed re-closing (accidental phase breaker 34 cut-off → re-closing) is performed, the synchronous machine 20 performs power generation operation. In this case, the impedance of the systems 33 and 34 during the open phase increases, and the amount of power that can be transmitted to the load 30 decreases. For this reason, the synchronous machine 20 accelerates, and at the time of high-speed reclosing, the voltage phase on the synchronous machine 20 side advances from the voltage phase on the load side 30, the phase is switched on, the power fluctuation continues, and the worst synchronous machine Step out and you will fall out of the grid.

【0026】このとき可変速発電機3は、それ自身の出
力電力PGとを検出すると共に、遮断器動作等の系統事
故信号と検出された有効電力PLの符号(流れの方向)
を検出し、それら検出した情報から、可変速発電機3の
有効電力を一時的に吸収するよう制御する。例えば可変
速発電機3が発電運転時には、その発電出力を減少させ
るように制御する。
At this time, the variable speed generator 3 detects its own output power PG, and also detects a system fault signal such as a circuit breaker operation and the sign of the detected active power PL (flow direction).
From the detected information, and control is performed so as to temporarily absorb the active power of the variable speed generator 3. For example, when the variable-speed generator 3 performs a power generation operation, control is performed so as to reduce the power generation output.

【0027】上記の制御動作を実現するための図1の安
定化制御回路15の具体的構成例及びその動作につい
て、図3を参照して説明する。
A specific configuration example and operation of the stabilization control circuit 15 of FIG. 1 for realizing the above control operation will be described with reference to FIG.

【0028】本例の安定化制御回路15は、有効電力補
正信号ΔPssを生成する補正信号生成151、比較器
152、Psの値を設定する設定部153、154、お
よび、比較器152の比較結果に応じて接続すべき設定
部を切り替える選択部155から構成される。安定化制
御回路15は、例えば上記各部の機能アルゴリズムを表
現したソフトウエアによって実現することができる。こ
こで、比較器152は予め定めたしきい値(本例では
0)と入力値とを比較するものであり、また、各変数は
以下のとおり定義される。
The stabilization control circuit 15 of this embodiment includes a correction signal generator 151 for generating an active power correction signal ΔPss, comparators 152, setting sections 153 and 154 for setting values of Ps, and a comparison result of the comparator 152. And a selection unit 155 for switching a setting unit to be connected according to the setting. The stabilization control circuit 15 can be realized by, for example, software expressing a functional algorithm of each unit described above. Here, the comparator 152 compares a predetermined threshold value (0 in this example) with an input value, and each variable is defined as follows.

【0029】Ps:時刻t1からt2にかけて補正する
有効電力指令の大きさ Po:有効電力の補正すべき量(補正量) t1:補正開始時刻 t2:Poあるいは−Poだけ有効電力を補正する時間 なお、時刻t1は、例えば系統事故が発生し、系統事故
相を開放(除去)するために動作する遮断器の動作タイ
ミングに応じて設定されるものであり、時刻t2は、時
刻t1と補正を継続すべき期間の長さとに応じて予め設
定される。
Ps: magnitude of active power command to be corrected from time t1 to t2 Po: amount to correct active power (correction amount) t1: correction start time t2: time to correct active power by Po or -Po The time t1 is set, for example, according to the operation timing of a circuit breaker that operates to open (eliminate) a system fault phase when a system fault occurs, and the time t2 is continuously corrected to the time t1. It is set in advance according to the length of the period to be performed.

【0030】本例の安定化制御回路15においては、入
力されるPL信号の符号を判定する比較器152によ
り、PLが負(同期機20付近の潮流方向が発電運転方
向)か、PL信号が正(同期機20が揚水運転方向)か
を判定する。PL信号が負の場合には、系統事故信号を
トリガとして出力される安定化を行なうための有効電力
補正信号の符号を正(可変速発電機が有効電力を吸収す
る方向)とする。また、PL信号が正(同期機20付近
の潮流方向が揚水運転方向)の場合には、有効電力補正
信号の符号を負(可変速発電機が有効電力を放出する方
向)とする。
In the stabilization control circuit 15 of this embodiment, the comparator 152 which determines the sign of the input PL signal determines whether the PL is negative (the power flow direction near the synchronous machine 20 is the power generation operation direction) or the PL signal is low. It is determined whether it is correct (the synchronous machine 20 is in the pumping operation direction). When the PL signal is negative, the sign of the active power correction signal for stabilization, which is output using the system fault signal as a trigger, is positive (in the direction in which the variable speed generator absorbs active power). When the PL signal is positive (the power flow direction near the synchronous machine 20 is the pumping operation direction), the sign of the active power correction signal is negative (the direction in which the variable speed generator emits active power).

【0031】上記のような構成によれば、系統事故発生
時の有効電力の制御において、検出した有効電力PLの
値が負の場合には、可変速発電機3が有効電力を吸収し
て、欠相中に同期機20の有効電力が余剰となって加速
するのを防止することができる。また、検出した有効電
力PLの値が正の場合には、可変速発電機3が有効電力
を放出して、欠相中に同期機20の入力電力が減少し減
速するのを防止することができる。
According to the above configuration, in the control of the active power at the occurrence of a system fault, if the detected value of the active power PL is negative, the variable speed generator 3 absorbs the active power, It is possible to prevent the active power of the synchronous machine 20 from being excessive during the phase loss and being accelerated. When the value of the detected active power PL is positive, the variable-speed generator 3 emits active power to prevent the input power of the synchronous machine 20 from decreasing and decelerating during phase loss. it can.

【0032】次に、上記図1の回転速度補正制御回路1
6の具体的構成例について、図4を参照して説明する。
Next, the rotation speed correction control circuit 1 shown in FIG.
6 will be described with reference to FIG.

【0033】上述した安定化制御回路15を備えたシス
テムでは、可変速発電機3の回転エネルギーを電力に変
えて吸収/放出する。したがって、より効率的に大きな
エネルギーの出し入れを行うためには、可変速機3の回
転子の慣性モーメントか、あるいは速度変化範囲を大き
くする必要がある。慣性モーメント増大は可変速機3の
大きさを、速度変化範囲拡大は可変速発電機2次電圧の
増加につながり電力変換器4を大きくすることになる。
しかしながら速度変化範囲の極力広い範囲を使用できれ
ば、機器の大きさを変えることなく、最大限の電力吸
収、放出が可能となる。
In the system having the above-mentioned stabilization control circuit 15, the rotational energy of the variable speed generator 3 is converted into electric power and absorbed / discharged. Therefore, in order to more efficiently transfer and receive large energy, it is necessary to increase the inertia moment of the rotor of the variable speed machine 3 or the speed change range. An increase in the moment of inertia increases the size of the variable speed machine 3, and an increase in the speed change range leads to an increase in the secondary voltage of the variable speed generator, thereby enlarging the power converter 4.
However, if the widest possible range of speed change can be used, the maximum power absorption and emission can be achieved without changing the size of the device.

【0034】このような制御を実現するために本例の回
転速度補正制御回路16は、有効電力PLの符号を判定
する比較器161、回転速度補正信号ΔNの値を設定す
る設定部162、163、および、比較器161の比較
結果に応じて接続すべき設定部を切り替える選択部16
4を備える。回転速度補正制御回路16は、例えば上記
各部の機能アルゴリズムを表現したソフトウエアによっ
て実現することができる。ここで、変数Nは回転速度補
正量とする。
In order to realize such control, the rotation speed correction control circuit 16 of this embodiment includes a comparator 161 for determining the sign of the active power PL, and setting units 162 and 163 for setting the value of the rotation speed correction signal ΔN. And a selection unit 16 for switching a setting unit to be connected according to the comparison result of the comparator 161
4 is provided. The rotation speed correction control circuit 16 can be realized by, for example, software that expresses a function algorithm of each unit described above. Here, the variable N is a rotation speed correction amount.

【0035】本例の回転速度補正制御回路16において
は、同期機20付近の有効電力PLの符号を判定する比
較器161を設け、有効電力PLが負(同期機20付近
の潮流方向が発電運転方向)か、有効電力PLが正(同
期機20が揚水運転方向)かを判定する。有効電力PL
が負の場合には、回転速度指令の補正信号ΔNを負に、
有効電力PLが正(同期機20付近の潮流方向が揚水運
転方向)の場合には、ΔNを正とする。
In the rotation speed correction control circuit 16 of this embodiment, a comparator 161 for determining the sign of the active power PL near the synchronous machine 20 is provided, and the active power PL is negative (the power flow direction near the synchronous machine 20 is Direction) or whether the active power PL is positive (the synchronous machine 20 is in the pumping operation direction). Active power PL
Is negative, the rotation speed command correction signal ΔN is made negative,
When the active power PL is positive (the power flow direction near the synchronous machine 20 is the pumping operation direction), ΔN is set to be positive.

【0036】上記の構成によれば、回転速度の制御にお
いて、有効電力PLが負の場合には可変速発電機3の定
常時の回転速度は通常よりも低速度側の運転となり、系
統事故時に可変速発電機3が電力を吸収して回転速度が
上昇しても可変速範囲を逸脱するしにくくなる。また、
有効電力PLが正の場合には、可変速発電機3の定常時
の回転速度は通常よりも高速度側の運転となり、可変速
発電機3が電力を放出して回転速度が下がっても可変速
範囲を逸脱しにくくなる。
According to the above configuration, in the control of the rotation speed, when the active power PL is negative, the rotation speed of the variable speed generator 3 in the steady state becomes a lower speed side than normal operation, Even if the variable speed generator 3 absorbs power and the rotation speed increases, it is difficult to deviate from the variable speed range. Also,
When the active power PL is positive, the rotation speed of the variable speed generator 3 in the steady state is higher than normal operation, and it is possible even if the rotation speed is reduced by the variable speed generator 3 releasing power. It is difficult to deviate from the shift range.

【0037】次に、本発明の他の実施形態を図5を参照
して説明する。以下の説明及び図5において、上記図1
の実施形態と同じ構成については、同じ符号を付しその
詳細な説明を省略する。
Next, another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the following description and FIG.
The same reference numerals are given to the same configurations as those of the embodiment, and the detailed description thereof will be omitted.

【0038】本実施形態のシステムは、可変速発電機3
が揚水運転あるいは調相運転する場合に好適なもので、
図5に示すような制御ブロック構成を備えている。本実
施形態の揚水、調相モードでは、上記図1の実施形態で
はサーボモータ13へ出力されていた速度制御器12出
力を、有効電力指令Prefに加えることにより、速度
制御を行っている。
The system of the present embodiment comprises a variable speed generator 3
Is suitable for pumping operation or phase operation,
It has a control block configuration as shown in FIG. In the pumping and phase adjustment modes of the present embodiment, the speed control is performed by adding the output of the speed controller 12 output to the servo motor 13 in the embodiment of FIG. 1 to the active power command Pref.

【0039】調相運転の場合には、サーボモータ13に
より、ガイドベーン開度を零まで締め切り、有効電力指
令Prefを零とし、ポンプ水車14を水面押し下げ状
態にて運転する。この場合も安定化制御回路15を設置
し、同期機20のPLの符号に応じて、安定化のための
有効電力補正信号ΔPssの符号を切り替えることによ
り、系統事故時の同期機20の脱調を防止することが可
能である。また、回転速度補正制御回路16をさらに設
けることにより、可変速発電機3の吸収/放出できる電
力量を最大限に拡大することができる。
In the case of the phase adjusting operation, the servo motor 13 closes the guide vane opening to zero, sets the active power command Pref to zero, and operates the pump turbine 14 in a state where the water surface is pushed down. Also in this case, the stabilization control circuit 15 is installed, and the sign of the active power correction signal ΔPss for stabilization is switched according to the sign of the PL of the synchronous machine 20, so that the synchronous machine 20 loses synchronism at the time of a system failure. Can be prevented. Further, by further providing the rotation speed correction control circuit 16, the amount of power that can be absorbed / released by the variable speed generator 3 can be maximized.

【0040】揚水の場合には、回転速度は可変速発電機
3の入力有効電力と密接な関係があるため、必ずしも上
記のように回転速度に補正をかけることが不適切な場合
もあるが、調相運転の場合には設定回転速度の制約は少
なく、上記の運用は特に有効である。
In the case of pumping, since the rotation speed is closely related to the input active power of the variable speed generator 3, it may not always be appropriate to correct the rotation speed as described above. In the case of the phase adjustment operation, there is little restriction on the set rotation speed, and the above operation is particularly effective.

【0041】[0041]

【発明の効果】本発明によれば、系統異常時に他の発電
機の電力動揺や系統からの脱落を抑えるように有効電力
の急峻な放出、吸収を行えるので、系統安定度向上の効
果は極めて大きい。
According to the present invention, the stabilization and release of the active power can be performed so as to suppress the fluctuation of the power of other generators and the drop out of the system when the system is abnormal. large.

【0042】さらに、本発明によれば、放出、吸収する
電力量を可変速範囲を変えずに最大限利用できるように
なり、システムの小型化を図ることが可能となる。
Further, according to the present invention, the amount of electric power to be discharged and absorbed can be used to the maximum without changing the variable speed range, and the size of the system can be reduced.

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

【図1】本発明の一実施形態における、可変速発電機を
発電運転した場合の全体制御ブロック図。
FIG. 1 is an overall control block diagram when a variable-speed generator performs a power generation operation in one embodiment of the present invention.

【図2】図1の実施形態における系統全体としての動作
を説明する説明図。
FIG. 2 is an explanatory diagram illustrating an operation of the entire system in the embodiment of FIG. 1;

【図3】本発明の安定化制御回路の構成例を示すブロッ
ク図。
FIG. 3 is a block diagram showing a configuration example of a stabilization control circuit of the present invention.

【図4】本発明の回転速度補正制御回路の構成例を示す
ブロック図。
FIG. 4 is a block diagram illustrating a configuration example of a rotation speed correction control circuit according to the present invention.

【図5】本発明の他の実施形態における、可変速発電機
を揚水または調相運転した場合の全体制御ブロック図。
FIG. 5 is an overall control block diagram of another embodiment of the present invention when a variable speed generator is pumped or operated in phase.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1...電力系統、2...主変圧器、3...可変速
発電機、4...電力変換器、5...励磁用変圧器、
6...電力検出器、7...電圧制御器、8...電
力制御器、9...電流制御系、10...パルス位相
器、11...速度検出器、12...速度制御器、1
3...サーボモータ、14...ポンプ水車、1
5...安定化制御回路、16...回転速度補正制御
回路、20...同期機、30...負荷系統、31、
32...送電線インピダンス、33、34...遮断
器。
1. . . Power system, 2. . . 2. main transformer; . . 3. Variable speed generator, . . Power converter, 5. . . Exciting transformer,
6. . . Power detector, 7. . . Voltage controller, 8. . . Power controller, 9. . . Current control system, 10. . . 10. pulse phaser; . . Speed detector, 12. . . Speed controller, 1
3. . . 13. servo motor, . . Pump turbine 1
5. . . 15. stabilization control circuit; . . Rotating speed correction control circuit, 20. . . Synchronous machine, 30. . . Load system, 31,
32. . . Transmission line impedance, 33, 34. . . Circuit breaker.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 二見 基生 茨城県日立市大みか町七丁目2番1号 株 式会社日立製作所電力・電機開発本部内 (72)発明者 高橋 信弘 愛知県名古屋市東区東新町1番地 中部電 力株式会社工務部内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Motoo Futami 7-2-1, Omika-cho, Hitachi City, Ibaraki Pref. Hitachi, Ltd. Power and Electricity Development Division (72) Inventor Nobuhiro Takahashi Higashi-ku, Nagoya-shi, Aichi Prefecture 1 Higashishinmachi Chubu Electric Power Co., Inc.

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】電力系統とその電力系統に接続された発電
機あるいは発電機群との間に位置する点に接続された、
一次巻線及び二次巻線を有する可変速発電機の制御装置
において、 前記電力系統から変圧器を介して給電され、出力側が前
記可変速発電機の二次巻線に接続され可変周波数の交流
電流を給電する電力変換部と、 前記電力変換部が供給する交流電流を制御する電流制御
系と、 前記電流制御系での制御目標を設定するための変数値を
入力する電圧制御系及び電力制御系と、 前記電力系統の異常を検出する異常検出手段と、 前記可変速発電機が接続されている点以外の有効電力を
検出する電力検出手段とを備え、 前記電力制御系は、前記異常検出手段により前記電力系
統での異常の発生が検出された場合に、前記可変速発電
機の有効電力制御を実施する安定化制御手段を備え、 前記安定化制御手段は、前記有効電力制御を実施する際
に、前記電力検出手段が検出した電力潮流の方向に応じ
て、前記可変速発電機の有効電力の補正すべき量の符号
を切り替えることを特徴とする可変速発電機の制御装
置。
1. A power supply connected to a point located between a power system and a generator or a group of generators connected to the power system,
In a control device for a variable speed generator having a primary winding and a secondary winding, power is supplied from the power system via a transformer, and an output side is connected to a secondary winding of the variable speed generator, and an AC of variable frequency is connected. A power conversion unit that supplies current, a current control system that controls an alternating current supplied by the power conversion unit, a voltage control system that inputs a variable value for setting a control target in the current control system, and power control. System, an abnormality detection unit for detecting an abnormality of the power system, and a power detection unit for detecting an active power other than a point to which the variable speed generator is connected. Means for performing active power control of the variable speed generator when the occurrence of an abnormality in the power system is detected by the means, wherein the stabilization control means performs the active power control. At the time, A control device for a variable speed generator, wherein a sign of an amount to be corrected for the active power of the variable speed generator is switched according to a direction of a power flow detected by a force detection unit.
【請求項2】請求項1において、 前記安定化制御手段は、 前記電力潮流の方向を特定するために、前記電力検出手
段が検出した有効電力値の符号の正負を判定する判定手
段と、 前記有効電力の符号が正の場合に補正すべき量を設定す
る第1の設定手段と、 前記有効電力の符号が負の場合に補正すべき量を設定す
る第2の設定手段と、 前記判定手段の判定結果に応じて、前記2つの設定手段
のうちの一方を選択する選択手段と、 前記異常検出手段により検出された異常の発生に対応し
て、前記選択手段により選択された設定手段が示す量だ
け、ある特定の期間補正するよう制御するための有効電
力補正信号を生成する補正信号生成手段とを有し、 前記電力制御系は、前記可変速発電機での有効電力値
と、外部から入力される電力指令値と、前記有効電力補
正信号の示す補正量とに応じて、前記可変速発電機の有
効電力制御を実施することを特徴とする可変速発電機の
制御装置。
2. The stabilization control unit according to claim 1, wherein the stabilization control unit determines whether the sign of the active power value detected by the power detection unit is positive or negative in order to specify the direction of the power flow. First setting means for setting an amount to be corrected when the sign of the active power is positive; second setting means for setting an amount to be corrected when the sign of the active power is negative; The selection means for selecting one of the two setting means in accordance with the determination result of the above, and the setting means selected by the selection means in response to the occurrence of the abnormality detected by the abnormality detection means Amount, a correction signal generating means for generating an active power correction signal for controlling to correct for a specific period, the power control system, the active power value in the variable speed generator, from the outside, Power command value to be input, A variable speed generator control device, wherein active power control of the variable speed generator is performed in accordance with a correction amount indicated by the active power correction signal.
【請求項3】請求項1において、 前記可変速発電機の回転速度を制御する速度制御系をさ
らに有し、 前記速度制御系は、前記電力検出手段が検出した電力潮
流の方向に応じて、前記可変速発電機の回転速度の補正
すべき量の符号を切り替え、その結果得られた補正量だ
け変化するよう前記回転速度を制御する、回転速度補正
制御手段を有することを特徴とする可変速発電機の制御
装置。
3. The power control system according to claim 1, further comprising a speed control system for controlling a rotation speed of the variable speed generator, wherein the speed control system is configured to: Variable speed control means for switching a sign of an amount to be corrected of the rotation speed of the variable speed generator and controlling the rotation speed so as to change by a correction amount obtained as a result. Generator control device.
【請求項4】請求項3において、 前記回転速度補正手段は、 前記電力潮流の方向を特定するために、前記電力検出手
段が検出した有効電力値の符号の正負を判定する判定手
段と、 前記有効電力の符号が正の場合に補正すべき量を設定す
る第1の設定手段と、 前記有効電力の符号が負の場合に補正すべき量を設定す
る第2の設定手段と、 前記判定手段の判定結果に応じて、前記2つの設定手段
のうちの一方を選択する選択手段とを有し、 前記速度制御系は、前記可変速発電機の回転速度と、外
部から入力される電力指令値と、前記回転速度補正手段
の選択手段により選択された設定手段が示す補正量とに
応じて、前記回転速度制御を実施することを特徴とする
可変速発電機の制御装置。
4. The rotation speed correction unit according to claim 3, wherein the rotation speed correction unit determines whether the sign of the active power value detected by the power detection unit is positive or negative to specify the direction of the power flow, First setting means for setting an amount to be corrected when the sign of the active power is positive; second setting means for setting an amount to be corrected when the sign of the active power is negative; Selecting means for selecting one of the two setting means according to the determination result of the above. The speed control system comprises: a rotation speed of the variable speed generator; and a power command value input from the outside. A control device for a variable speed generator, wherein the rotation speed control is performed in accordance with a correction amount indicated by a setting unit selected by a selection unit of the rotation speed correction unit.
【請求項5】請求項3において、 前記可変速発電機が調相運転を行なう場合の制御モード
を備え、当該制御モードでは、前記電力制御系が、前記
速度制御系の制御出力を前記安定化制御手段の制御出力
に加えた結果と、前記可変速発電機の有効電力値とに応
じて、有効電力制御を行なうことを特徴とする可変速発
電機の制御装置。
5. The control system according to claim 3, further comprising a control mode in which said variable speed generator performs a phase adjustment operation, wherein said power control system stabilizes a control output of said speed control system in said control mode. A control device for a variable speed generator, wherein active power control is performed according to a result added to a control output of a control means and an active power value of the variable speed generator.
【請求項6】電力系統とその電力系統に接続された発電
機あるいは発電機群との間に位置する点に接続された可
変速発電機の制御方法において、 前記電力系統に異常が発生した場合には、前記可変速発
電機が接続されている点以外の有効電力潮流の方向を検
出し、その電力潮流方向に応じて有効電力の補正すべき
量の符号を切り替え、その結果得られた補正量を用い
て、前記可変速発電機の有効電力制御を行なうことを特
徴とする可変速発電機の制御方法。
6. A method of controlling a variable speed generator connected to a point located between a power system and a generator or a group of generators connected to the power system, wherein an abnormality occurs in the power system. The direction of the active power flow other than the point where the variable speed generator is connected is detected, and the sign of the amount to be corrected for the active power is switched in accordance with the direction of the power flow, and the correction obtained as a result is obtained. A method for controlling a variable speed generator, wherein active power control of the variable speed generator is performed using a quantity.
【請求項7】請求項6において、 前記電力系統に異常が発生していない場合には、前記可
変速発電機が接続されている点以外の有効電力潮流の方
向を検出し、その電力潮流方向に応じて前記可変速発電
機の回転速度の補正すべき量の符号を切り替え、その結
果得られた補正量を用いて、前記可変速発電機の回転速
度制御を行なうことを特徴とする可変速発電機の制御方
法。
7. The power flow direction according to claim 6, wherein when no abnormality occurs in the power system, the direction of the active power flow other than the point where the variable speed generator is connected is detected. Switching the sign of the amount to be corrected of the rotational speed of the variable speed generator in accordance with the variable speed generator, and performing the rotational speed control of the variable speed generator using the correction amount obtained as a result. Generator control method.
【請求項8】請求項7において、 前記可変速発電機が調相運転を行なう場合の制御モード
を備え、当該制御モードでは、前記回転速度の制御出力
を前記異常発生時の有効電力の制御出力に加え、その結
果得られる出力と、前記可変速発電機の有効電力値とに
応じて、前記可変速発電機の有効電力制御を行なうこと
を特徴とする可変速発電機の制御装置。
8. A control mode according to claim 7, further comprising a control mode in which said variable speed generator performs a phase adjustment operation. In said control mode, said control output of said rotational speed is controlled by said active power control output when said abnormality occurs. A variable speed generator control device which performs active power control of the variable speed generator in accordance with an output obtained as a result thereof and an active power value of the variable speed generator.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2012100478A (en) * 2010-11-04 2012-05-24 Osaka Gas Co Ltd Control method of power generation system and controller of the same
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