JPS63171124A

JPS63171124A - 水力発電所の負荷調整装置

Info

Publication number: JPS63171124A
Application number: JP62000042A
Authority: JP
Inventors: 上野　梅郎
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1987-01-05
Filing date: 1987-01-05
Publication date: 1988-07-14
Anticipated expiration: 2012-08-25
Also published as: JP2645000B2

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】［発明の目的］（産業上の利用分野）本発明は、河川の水位変化率に制限のある水力発電所に
設置された複数台の発電機の出力を調整するための負荷
調整装置に関する。

（従来の技術）水力発電所においては、発電に使用した水を河川に放水
するが、水難防止のため、河川法に基づいて、単位時間
当りの水位変化が制限される場合がある。このような発
電所では、放水量の増加率すなわち出力増加の割合（以
下、負荷変化率という）を制限して、河川水位の上昇率
が制限範囲内となるような負荷変化率制御が行なわれる
。

従来の負荷調整装置の構成を第６図に示す。説明を簡略
にするために所内の発電機は２台であるとする。総合出
力指令値ａは発電所内の全発電機総合の出力指令値とし
て与えられるものである。

負荷配分処理部１は総合出力指令値ａ、および各号機の
回転数あるいは負荷状態等をあらゎす運転状態ｂ１．ｂ
２を入力し、入力した総合出力指令値ａを各号機の負荷
状態に合わせて配分し、各号機への出力指令値ＣＩ、Ｃ
２を出力するものである。各号機負荷変化率制限処理部
２Ａ　、　２Ｂは、負荷配分処理部１から出力された各
号機の出力指令値ＣＩ、Ｇｙと各号機の運転状態ｂ＋、
ｂ２を入力し、予め設定された河川水位の水位変化率制
限値に基づいて各号機の負荷変化率を制限し、変化率の
制限された実指令値ｄ＋、ｄ２を出力するものである。

各号機負荷調整制御部３Ａ　、　３Ｂは、この変化率の
制限された各号機への実指令値ｄ１．ｄ：＋を入力して
、各号機の実際の出力値ｅｌ、ｅ２と比較し、比較結果
に応じて、各号機へ負荷調整信号ｆ＋、ｆ２を出力する
ものである。

以上の構成で、総合出力指令値ａが新たに設定されると
、負荷配分処理部１は各号機の運転状態ｂ＋、ｂ：＋に
より各号機の負荷状態を判断し、負荷変化が可能な号機
へ設定された総合出力指令値ａを配分する。従って、こ
のとき各号機へ配分される出力指令値Ｃ１，Ｃ２の和は
、設定された総合出力指令値ａとなっている。各号機負
荷変化率制限処理部２Ａ　、　２Ｂは、これら配分され
た出力指令値ＣＩ。

Ｃ２に対して、前述した河川水位の水位変化率制限値に
基づいた変化率制限を与えて、各発電機の直接的な出力
目標値であると共に、制限された変化率で除々に各出力
指令値ＣＩ、Ｃ２に到達する実指令値ｄ、、ｄ２を出力
する。各号機負荷調整制御部３Ａ、３Ｂは、各出力指令
値ＣＩ、Ｃ２に向って変化する実指令値ｄ＋、ｄ２と発
電機の実際の出力値ｅｌ＋０２を入力して、これらの偏
差をとり、偏差に応じた負荷調整信号ｆ＋、ｆ２を出力
して、放水による河川水位の水位変化率を一定値以下に
保ちながら設定された総合出力指令値ａに到達すべく各
発電機の出力を増加させるフィードバック制御を行なっ
ていた。

（発明が解決しようとする問題点）上記従来装置においては、許容される河川水位の水位変
化率に基づいて設定した発電所総合の負荷変化率を所内
の発電機の台数で割った値によって各発電機の負荷変化
率を制限している。

これによれば、例えば２台の発電機が共に出力変化可能
な状態にあり、共に同一の負荷変化率で運転される場合
は、許容される最大放水量の値で河川水位を変化させな
がら速やかに設定された総合出力指令値ａに到達するこ
とができる。

ところが、出力変化が可能な発電機が１台のみの場合は
、発電機が２台とも出力変化が可能な場合に較べて放水
量が１７２となり、出力指令値に対する追従時間が２倍
となってしまう。

また、第７図に示すように発電機が２台共運転される場
合でも、それぞれの起動時間が異なる場合は、先行号機
のみが運転状態である間（図中１１≦し≦１２）、およ
び、後行号機が後行号機出力指令値に到達するまでの間
（図中Ｌ３≦し≦１４）は１発電機１台分の負荷変化率
に制限されるため、前述した発電機１台による運転の場
合と同様に、総合出力指令値への追従性が悪く、水力発
電所の特長である追従性の良さが十分に発揮できないと
いう問題点があった。

そこで本発明は、発電機の運転台数の如何によらず、許
容される河川水位の変化率制限内で、総合出力指令値へ
最も速い時間で到達することのできる負荷調整装置を提
供することを目的とする。

［発明の構成］（問題点を解決するための手段）本発明は、許容される河川水位の水位変化率に基づいて
、設定された総合出力指令値に対して先に変化率の制限
を行ない、その変化率の制限された総合出力指令値を各
発電機に漏れなく配分し、発電所の出力が設定された総
合出力指令値に到達するまでの間、各発電機の負荷変化
率の和が常に許容される最大の負荷変化率となるように
したものである。

（作用）これにより、発電所の出力を、発電機の運転台数の如何
にかかわらず、河川水位の水位変化率を許容される範囲
に保ちながら、最も速い時間で設定された総合出力指令
値に到達させることができる。

（実施例）本発明の一実施例による負荷調整装置を第１図に示す。

第６図と同一または相当部分には同一符号を付してその
説明は重複するため省略する。

総合負荷変化率制限処理部４は、総合出力指令値ａおよ
び各号機運転状態ｂ＋、ｂ２を入力して、発電所の全発
電機の総合的な負荷変化率を制限し、一定の変化率で変
化する総合出力実指令値ｇを出力するものである。負荷
変化率配分処理部５は。

総合負荷変化率制限処理部４から出力された総合出力実
指令値ｇおよび各号機運転状態ｂ＋、ｂ２を入力し、各
号機へ配分する負荷変化率を算出し、算出結果を時々刻
々と加算し、加算結果である各号機への実指令値ｄ＋、
ｄ２を各号機負荷調整制御部３Ａ、３Ｂへ出力するもの
である。

この負荷変化率配分処理部５の内部構成を第２図に示す
。

図において、実指令値変化率配分処理部６は、総合出力
実指令値ｇと各号機の運転状態ｂ＋、ｂ２を入力し、入
力した総合出力実指令値ｇの変化分を、各号機の負荷状
態に合わせて配分し、各号機への実指令値変化信号ｈ１
．ｈ２を出力するものである。

各号機実指令値演算処理部７Ａ　、　７Ｂは、実指令値
変化率配分処理部６からの各号機の実指令値変化信号ｈ
＋、ｈ２を入力し、これを時々刻々と加算し、実指令値
ｄ＋、ｄ２として出力するものである。

次に、以上のように構成される負荷調整装置において、
総合出力指令値ａが設定されたとき、各号機の出力値の
和である総合実出力が、運転台数の如何によらず、一定
の変化率で設定された総合出力指令値ａに到達すること
を第３図〜第５図を参照しながら説明する。

発電所に総合出力指令値ａが設定されると、総合負荷変
化率制限処理部４は、放水の許容できる範囲内で最大の
負荷変化率（以下、これを△Ｐという）を算出し、この
積分値を総合出力実指令値ｇとして出力する。負荷変化
率配分処理部５内の実指令値変化率配分処理部６は、こ
の総合出力実指令値ｇおよび各号機運転状態ｂ＋、ｂ２
を入力し、第３図に示すような、時間と共に一定の変化
率で変化する総合出力実指令値ｇの単位時間△を当りの
変化分△Ｐを各号機の負荷状態に合わせて配分する。

このとき、負荷変化可能な発電機が１台の場合は、第４
図に示すようにΔＰをそのままその運転号機へ配分する
。また、負荷変化可能な発電機が２台の場合は、八Ｐ／
２を両号機へ配分し、全体として常に負荷変化率がΔＰ
となるように実指令値変化信号ｈ　１＊　ｈ　２を各号
機実指令値演算処理部７Ａ、７Ｂへ出力する。各号機実
指令値演算処理部７Ａ、７Ｂは、前記配分された各実指
令値変化信号ｈ＋、ｈ２を時々刻々と加算し、各号機の
出力目標値となる実指令値ｄｌ、ｄ２を出力する。そし
て、各号機負荷調整制御部３Ａ　、　３Ｂは、それぞれ
実指令値ｄ＋、ｄ２を入力し、これらを目標値として各
号機の実出力ｅｌ。

ｅ２を追従させるように各号機負荷調整信号ｆ＋。

ｆ２を出力する。このときの総合的な発電機の出力値が
設定された総合出力指令値に到達するまでの追従特性例
を第５図に示す。

第５図は負荷変化が可能な運転台数が変わるときの例で
、発電機の起動時間に差が生じたときの特性図である。

総合出力指令値ａが設定されたとき、先行号機が時刻Ｌ
１で起動し、続いて後行号機が時刻Ｌ２で起動してから
総合ｊＪ５カ指令４ａａに到達する時刻Ｌ４までの間、
各号機の実際の出力値ｅ　Ｉ　ｒ　８２の和（＝ｅ＋＋
ｅ：）である総合出力値ｅは一定の変化率で上昇する。

これは、後行号機が起動するまでの間（図中１＋≦Ｌ≦
ｔ２）および先行号機が自己の出力＝８− 指令値に到達してから総合出力値ｅが総合出力指令値ａ
に到達するまでの間（図中Ｌ３≦し≦し４）は、１台の
発電機だけが負荷変化可能であるから、先行号機および
後行号機の実指令値ｄ＋、ｄ２がそれぞれの区間で一方
だけΔＰで増加し、また、先行号機と後行号機がともに
運転状態にある時（図中Ｌ２≦Ｌ≦ｔ３）は、各号機の
実指令値ｄ＋、ｄ２がともに△Ｐイ２で増加するためで
ある。つまり、運転台数が変化しても、負荷変化が可能
な発電機が１台のとき（図中ｔ、Ｉ≦Ｌ≦ｔ、２および
し３≦ｔ≦し４）は、その発電機に△Ｐを割り当て、ま
た、負荷変化が可能な発電機が２台のとき（図中し２≦
し≦Ｌ３）は、△Ｐを各発電機に△Ｐ／２ずつ配分する
ことにより、総合出力指令値ａに到達する迄の間、常に
総合的な負荷変化率を一定とすることができる。

以上のように本実施例によれば、運転台数の如何にかか
わらず、総合の負荷変化率を一定とすることができるの
で、発電所全体の放水が許容される範囲内で、この総合
の負荷変化率を最大とすることにより、設定された総合
出力指令値までの到速時間を最短にすることができる。

尚、本実施例では発電機の台数を２台として説明したが
、発電機が２台以上の場合も、同様に制御できることは
言う迄もない。

［発明の効果］以上のように本発明によれば、発電機の運転台数の如何
によらず、許容される総合的な負荷変化率の制限範囲内
で総合出力指令値に最も短時間で到達することができる
負荷調整装置が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例による負荷調整装置の構成図
、第２図は第１図の負荷変化率配分処理部の内部構成図
、第３図は第１図の総合出力実指令値の変化率説明図、
第４図は第１図の各号機実指令値の変化率説明図、第５
図は本実施例による追従特性説明図、第６図は従来の負
荷調整装置の構成図、第７図は従来装置による追従特性
説明図である。１・　負荷配分処理部、２Ａ　、　２Ｂ・・　負荷変化
率制限処理部、３Ａ、３Ｂ・・・負荷調整制御部、４・
・・総合負荷変イヒ率制限処理部、５・・・負荷変化率
配分処理部、６・・・実指令値変化率配分処理部、７Ａ
、７Ｂ・・・実指令値演算処理部。（７３１７）　　代理人　弁理士　則　近　　憲　佑（
８１０５）　　　同　　王侯　弘文第３図第４図第５図

Claims

【特許請求の範囲】

河川水位の水位変化率に制限のある発電所に設置された
複数台の発電機の出力を総合出力指令値に基づいて調整
する負荷調整装置において、総合出力指令値を入力し、
各発電機へ配分する負荷変化率の和を制限するための総
合負荷変化率制限処理部と、この総合負荷変化率制限処
理部から出力された総合負荷変化率を、各発電機の負荷
状態に合わせて配分するための負荷変化率配分処理部を
設けたことを特徴とする負荷調整装置。