JPS6223332A - 発電機の並列運転制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 Ａ、産業上の利用分野 本発明は、オンラインコンピュータ等のバックアップ電
源設備として用いる発電機の並列運転制御装置に関する
ものである。

Ｂ１発明の概要 本発明は複数の発電機の並列運転制御装置において、 基準発電機以外の他の発電機を基準発電機の出力周波数
に対して許容される周波数差の範囲内で同期投入し、タ
イマで設定された設定時間の間後行機の出力周波数を制
御し、タイマの設定時間経過後に基準発電機との出力電
力の分担制御に移行させることにより、 並列運転移行途中で起こる横流現象や逆電力の流入現象
を抑えつつ短時間のうちに並列運転に移行させるように
したものである。

Ｃ９従来の技術 オンラインコンピュータ等における電源設備のバックア
ップ電源は、主電源装置の停電を検出した後、限定時間
内に立上がる必要がある。つまり、無停電システムのバ
ックアップ電源の役目はいつ発生するか判断できない停
電に備え、停電時に正常に動作することにある。

この種、バックアップ電源としてはシステムの信頼性を
向上させるために複数台の発電機を用い、かつこれら発
電機は並列運転させる必要がある。

これら発電機には交流発電機が使用されると、並列運転
のために同期投入という次の制御が８費となる。

（ａ）発電機の周波数制御 （ｂ）発電機の位相の調相制御 （ｃ）発電機の電圧調整制御 上記（ａ）〜（ｃ）の制御を行って始めて同期投入つま
り並列運転が可能となる。

第２図は上記バックアップ電源の系統線図を示すもので
、この第２図において、Ｇ１−Ｇ３は発電機で、これら
発電機６１〜Ｇ３には図示しないが、各々原動機、調速
装置、自動同期検定装置及び励磁装置が付属されている
。ここで第２図に示す系統線図において、発電機Ｇ１を
先発機として発電機Ｇ２゜Ｇ３を後行機とする。発電機
Ｇ１を運転開始させて、まず前記（ａ）と（Ｃ）の制御
で目標値に到達したと０う条件でバックアップ電源の母
線ＢＵの発電機になる。次に母線ＢＵの電圧と周波数を
目標値として発電機Ｇ２．　Ｇ３を運転させ前記（ａ）
〜（Ｃ）の制御を行う。この制御により、発電機Ｇ２．
　Ｇ３が目標値に対して許容偏差（周波数偏差Δｆと電
圧偏差ΔＶ）内に入ったことで、次々に並列運転に入る
。この時、系の動揺を待たず、Δｒの偏差で後行機であ
る発電機Ｇ２．　Ｇ３を並列投入した時の母線ＢＵの周
波数と各発電機Ｇ２．　Ｇ３の出力電圧の時系列変化を
第３図（ａ）、　（ｂ）に示す。

Ｄ１発明が解決しようとする問題点 上記のように発電機Ｇ２．　Ｇ３（後行機）を無負荷時
にΔｆだけ高い周波数で並列投入させると、第３図（ａ
）に示すとうに、その投入によって母線周波数は持上げ
、すなわち周波数は変化して、目標値から大幅に外れて
しまう問題がある。

また、各発電機Ｇ１−Ｇ３の周波数の差が、原動機の速
度負荷特性より発電機の出力差となる。この時、有負荷
であるならば一時的にせよ問題にならないが、無負荷時
出力差か吸収側、駆動側に分れて、周波数の低い先発機
である発電機Ｇ１が逆電力現象を生じたり、発電機に出
力差があると横流が発生したりする問題がある。

上記の問題を解決するのは発電機Ｇ２．　Ｇ３の同期投
入時、前記Δｆを小さくすることも考えられるけれども
これを小さくすると調速装置の整定時間が長くなったり
して無停電切替システムにマツチしなくなってしまうお
それがある。

本発明はこのような問題点を解決するためになされたも
ので、その目的は横流や逆電力の流入現象を抑えつつ短
時間のうちに並列運転に移行させることができる発電機
の並列運転制御装置を提供することにある。

Ｅ１問題点を解決するための手段 本発明は、先発機である基準発電機以外の他の後行機で
ある発電機を基準発電機の出力周波数に対して許容され
る周波数差の範囲内で同期投入し、タイマで設定された
設定時間の間後行機の出力周波数を制御し、タイマの設
定時間経過後に基準発電機との出力電力の分担制御に移
行させるようにしたものである。

２１作用 基準発電機以外の後続起動の発電機は、基準発電機の出
力周波数に対して許容される周波数差の範囲内で同期投
入され、タイマの設定時間の間に、基準発電機の出力周
波数を目標値として後行機の発電機の出力周波数制御を
行う。この制御後、基準発電機との出力電力分担の制御
に移行される。

Ｇ、実施例 第１図は本発明の一実施例を示すブロック図であり、複
数の発電機のうち後続起動の発電機の制御部に適用した
ものである。同図において、発電機Ｇの出力周波数は周
波数検出部ｌで検出され、また出力電力は出力電力検出
部２で検出される。１周波数検出部ｌの出力信号は出力
周波数に対する出力電力の制御目標値を記憶した速度負
荷特性部３へ入力され、現在の出力周波数に対する出力
電力の目標値が抽出され、この目標値に従って周波数お
よび位相の調速装置４が制御される。これにより、発電
機Ｇの速度負荷特性が特性部３に設定された特性に従っ
て制御される。

一方、発電機Ｇの運転開始時にはタイマ５が起動され、
このタイマ５の設定時間ｔの間、スイッチ６および７が
記号Ｆで示す側に切替えられ、目標周波散発生部８から
出力される出力周波数の目標値「Ｏと検出部Ｉで検出さ
れた出力周波数の現在値ｆ１との偏差が偏差比例制御部
９で求められ、調速装置４が制御される。これにより、
起動時の周波数ｒ１はその目標値ｒＯに向かって収束す
るように制御される。ここで、目標値ｆＯは基準発電機
の出力周波数と同じ値である。

このような周波数制御の後、タイマ５の設定時間りが経
過すると、スイッチ６．７が記号Ｐで示す側に切替えら
れる。

すると、今度は偏差比例制御部９においては、速度負荷
特性部３から与えられる出力電力の目−標値ＰＯと検出
回路２で検出された出力電力の現在値ｐｔとの偏差か求
められるようになり、この偏差が零になるように調速装
置４が制御される。

すなわち、タイマ５の設定時間ｔの間に、出力周波数ｒ
１が目標値ｒＯに向かって収束するように制御された後
、スイッチ６．７が記号Ｐの側に切替えられることによ
り、基準発電機との電力分担が平衡するように調速装置
４が制御される。

この場合、電力分担が平衡状態に達するまでの間は、出
力電力はバックアップ電源の母線に印加されない。従っ
て検流現象や逆電力の流れ込み現象は全く生じない。ま
た、投入時は基準発電機の出力周波数の許容範囲内の周
波数で同期投入されるため、目標周波数に収束するまで
の時間も短時間で済む。さらに、出力電力は基準発電機
との平衡状態に達するまではバックアップ電源の母線に
印加されず、無負荷状態と同じ状態が作り出されるため
、これを利用して無負荷時の動作試験を行うこともでき
る。

Ｈ３発明の詳細 な説明したことから明らかなように、本発明によれば、
発電機の並列運転移行時、母線系の周波数、電圧を目標
値として、調速機、電圧調整器を操作することにより、
並列運転しようとする発電機の周波数、電圧を制御した
ので、無負荷時の並列運転時の周波数偏差による逆電力
の流入現象を抑え、かつ電圧の偏差による無効電流の横
流現象をなくして、短時間のうちに複数の発電機を同期
並列運転に移行させることが可能となり、オンラインコ
ンピュータ等のバックアップ電源段骨に適用することに
よってさらに信頼性の高いシステムを構成できるという
効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施゛例を示すブロック図、第２図
はバックアップ電源の系統線図、第３図（ａ）。 （ｂ）は従来方法における出力周波数の変化および逆電
力の流入現象を示す図である。 Ｇ・・・発電機、■・・・周波数検出部、２・・・電力
検出部、３・・・速度負荷特性部、４・・・調速装置、
５・・・タイマ、６．７・・・スイッチ、８・・・目標
周波数発生部。 第１図 ブロック図□

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 複数の発電機のうち１つを先発機である基準発電機とし
   、後行機である他の発電機をその出力周波数、位相およ
   び出力電力が前記基準発電機の出力周波数、位相および
   出力電力の許容範囲に入った時点で同期並列運転に移行
   させる発電機の並列運転制御装置において、基準発電機
   以外の他の発電機を基準発電機の出力周波数に対して許
   容される周波数差の範囲内で同期投入し、タイマで設定
   されて設定時間の間後行機の出力周波数を基準発電機の
   出力周波数に収束させるように周波数制御し、タイマの
   設定時間経過後に基準発電機との出力電力の分担制御に
   移行させることを特徴とする発電機の並列運転制御装置
   。