KR101268137B1 - Small hydropower generation apparatus and method for contrlling the same - Google Patents

Small hydropower generation apparatus and method for contrlling the same Download PDF

Info

Publication number
KR101268137B1
KR101268137B1 KR1020130014308A KR20130014308A KR101268137B1 KR 101268137 B1 KR101268137 B1 KR 101268137B1 KR 1020130014308 A KR1020130014308 A KR 1020130014308A KR 20130014308 A KR20130014308 A KR 20130014308A KR 101268137 B1 KR101268137 B1 KR 101268137B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
pitch angle
aberration
blade
generator
flow rate
Prior art date
Application number
KR1020130014308A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
김원경
김정연
채규정
김동수
김춘동
석동엽
Original Assignee
한라건설주식회사
(주)동양기술단
코오롱글로벌 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한라건설주식회사, (주)동양기술단, 코오롱글로벌 주식회사 filed Critical 한라건설주식회사
Priority to KR1020130014308A priority Critical patent/KR101268137B1/en
Priority to PCT/KR2013/002675 priority patent/WO2014123276A1/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101268137B1 publication Critical patent/KR101268137B1/en

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03BMACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
    • F03B15/00Controlling
    • F03B15/02Controlling by varying liquid flow
    • F03B15/04Controlling by varying liquid flow of turbines
    • F03B15/06Regulating, i.e. acting automatically
    • F03B15/14Regulating, i.e. acting automatically by or of water level
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03BMACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
    • F03B17/00Other machines or engines
    • F03B17/06Other machines or engines using liquid flow with predominantly kinetic energy conversion, e.g. of swinging-flap type, "run-of-river", "ultra-low head"
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03BMACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
    • F03B15/00Controlling
    • F03B15/02Controlling by varying liquid flow
    • F03B15/20Controlling by varying liquid flow specially adapted for turbines with jets of high-velocity liquid impinging on bladed or like rotors
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03BMACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
    • F03B3/00Machines or engines of reaction type; Parts or details peculiar thereto
    • F03B3/12Blades; Blade-carrying rotors
    • F03B3/14Rotors having adjustable blades
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05BINDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2220/00Application
    • F05B2220/60Application making use of surplus or waste energy
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B10/00Integration of renewable energy sources in buildings
    • Y02B10/50Hydropower in dwellings
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/20Hydro energy

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Control Of Water Turbines (AREA)
  • Other Liquid Machine Or Engine Such As Wave Power Use (AREA)
  • Control Of Eletrric Generators (AREA)

Abstract

PURPOSE: A small hydropower generating apparatus and a controlling method thereof are provided to simultaneously implement prediction control and feedback control, thereby increasing the generation efficiency of a water wheel and maximally utilizing an optimal flow rate. CONSTITUTION: A small hydropower generating apparatus includes a water storage tank, a water wheel(20), a feeding pipe(30), an inlet valve(40), a hydraulic actuation unit(50), and a generator(60). Multiple blades having variable pitch angles are installed on the outer circumferential surface of a hub of the water wheel placed at the lower side of the water storage tank. The feeding pipe is connected from the water storage tank to the water wheel. The inlet valve at the upstream end of the water wheel opens and closes a flow path of the feeding pipe. The hydraulic actuation unit opens and closes the inlet valve, and controls the pitch angle of the blades. A controlling unit controls the actuation of the hydraulic actuation unit. An electronic switch is turned on when the RPM(Revolutions Per Minute) of the water wheel reaches a rated RPM in order to connect an output terminal of the generator to a system of KEPCO(Korea Electric Power Corporation).

Description

소수력발전장치 및 그 제어방법{SMALL HYDROPOWER GENERATION APPARATUS AND METHOD FOR CONTRLLING THE SAME}SMALL HYDROPOWER GENERATION APPARATUS AND METHOD FOR CONTRLLING THE SAME}

본 발명은 소수력발전장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 예측 제어 및 피드백 제어를 동시에 구현함으로써 수차의 발전효율을 높임과 더불어 적정유량을 최대한 활용할 수 있는 소수력발전장치 및 그 제어방법에 관한 것이다. The present invention relates to a hydrophobic power generation apparatus, and more particularly, to a hydrophobic power generation apparatus and a control method capable of maximizing the proper flow rate and utilizing a proper flow rate by simultaneously implementing predictive control and feedback control.

수소력발전(small hydro power)은 설비 용량이 15,000 ㎾ 미만의 소규모 수력 발전을 의미하나 국내에서는 보통 10,000㎾ 미만(2003.1, 산업자원부 제192호)을 소수력발전으로 부르고 있다. 소수력발전은 일반적인 대규모 수력 발전과 원리면에서는 차이가 없으나 대규모 수력발전이 환경에 부정적 영향을 미치는 점을 생각한다면 국지적인 지역 조건과 조화를 이루는 규모가 작고 기술적으로 단순한 수력 발전이라고 할 수 있다.Small hydro power means small-scale hydropower with less than 15,000 kW of capacity, but in Korea, less than 10,000 kW (2003.1, Ministry of Commerce, Industry and Energy No. 192) is called hydropower. Small-scale hydropower generation is no different from general large-scale hydropower generation in principle, but considering that large-scale hydropower generation has a negative impact on the environment, it can be regarded as a small and technically simple hydroelectric power generation in harmony with local conditions.

소수력발전은 공해가 없는 청정 에너지로서 국내에도 15MW 정도의 부존량이 확인되어 있으며, 다른 재생가능한 에너지원에 비해 높은 에너지 밀도를 가지고 있기 때문에 개발 가치가 큰 부존 자원으로 평가되어 구미 선진국을 중심으로 기술 개발과 개발 지원 사업이 경쟁적으로 활발하게 진행되고 있다.Small hydro power generation is clean energy without pollution, and the amount of 15MW is confirmed in Korea, and because it has higher energy density than other renewable energy sources, it is considered as a rich resource with high development value. And development support projects are competitively active.

또한, 소수력발전은 다른 에너지원에 비해 CO2 배출량이 적고, 친환경적인 대표적 저탄소 녹색기술로 평가 받고 있으며, 국내 신재생에너지 중 단위 용량당 에너지생산량이 가장 높은 에너지원으로 적용 요소 기술의 역사가 길고, 원자재의 해외의존도가 낮은 검증된 실용에너지다.In addition, small hydro power generation has less CO 2 emissions than other energy sources and is regarded as an eco-friendly representative low-carbon green technology.It has the longest history of applied element technology as the highest energy production per unit capacity among domestic renewable energy. It is a proven utility energy with low overseas dependence of raw materials.

한편, 최근에는 소수력발전을 하수처리장에 적용함으로써 하수처리되는 물을 재활용하는 방안이 널리 연구 및 개발되고 있다. 하지만, 하수처리장은 시간대별로 유량 변동이 심하여 그 유량 변동으로 인해 발전되는 전력량의 변동이 심하게 발생하고, 이로 인해 그 발전효율이 극히 저하되는 단점이 있었다.On the other hand, recently, a method for recycling sewage treatment water by applying hydroelectric power generation to a sewage treatment plant has been widely researched and developed. However, in the sewage treatment plant, the flow rate fluctuates severely according to time slots, and thus, the fluctuation of the amount of power generated by the flow rate fluctuation occurs severely, which causes the generation efficiency to be extremely reduced.

이에 따라, 하수처리장 등과 같이 유량변동이 심하게 발생하는 곳에서는 블레이드의 피치각이 가변 가능한 카플란수차를 이용한 소수력발전장치가 적용하고 있으며, 이러한 카플란수차를 이용한 소수력발전장치는 유량 변동에 대응하여 카플란수차의 블레이드의 피치각을 가변함으로써 유량 변동에 대응하여 적절한 발전효율을 얻을 수 있도록 구성된다. Accordingly, the hydropower generator using the Kaplan aberration, which has a variable pitch angle of the blade, is applied in a place where the flow rate fluctuates severely, such as a sewage treatment plant, and the hydropower generator using the Kaplan aberration responds to the fluctuation of the flow rate. By varying the pitch angle of the blade is configured to obtain an appropriate power generation efficiency in response to the flow rate variation.

한편, 종래의 카플란 수차를 이용한 소수력발전장치는 릴레이 제어방식을 통해 카플란 수차의 블레이드의 피치각을 가변하도록 구성됨에 따라 그 제어의 정밀도가 높지 않으며, 특히 갑작스런 유량변동에 대응하지 못하여 일부 유량을 하천에 방류함에 따라 그 발전효율을 높일 수 없는 단점이 있었다.
On the other hand, the conventional hydropower generator using the Kaplan aberration is configured to vary the pitch angle of the blades of the Kaplan aberration through a relay control method, the control accuracy is not high, and in particular does not correspond to the sudden flow fluctuations, because some of the flow rate As a result of the discharge, the power generation efficiency could not be increased.

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 단점을 해결하기 위해 연구 및 개발한 것으로, 예측 제어 및 피드백 제어방식을 적용함으로써 유량변동에 대응하여 수차발전시스템을 정밀하게 제어할 수 있고, 특히 수차 블레이드의 피치각 가변을 정유량제어방식으로 제어함으로써 수차의 발전효율을 대폭 향상시킴과 더불어 적정유량을 최대한 활용할 수 있는 소수력발전장치 및 그 제어방법을 제공하는 데 그 목적이 있다. The present invention has been researched and developed in order to solve the disadvantages of the prior art as described above, and by applying the predictive control and feedback control method, it is possible to precisely control the aberration power generation system in response to the fluctuation of the flow rate, in particular the pitch of the aberration blades The purpose of the present invention is to provide a hydroelectric power generation apparatus and a control method thereof capable of maximally improving the power generation efficiency of the aberration and controlling the optimum flow rate by controlling each variable by the constant flow control method.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면은 소수력발전장치로서, One aspect of the present invention for achieving the above object is a hydropower generator,

하수처리장의 방류구에 연결되어 설치된 저수조; 허브의 외주면에 피치각이 가변가능한 복수의 블레이드를 가지고, 상기 저수조의 하부에 배치된 수차; 상기 저수조에서 상기 수차까지 연결된 이송관; 상기 수차의 상류단 측에 설치되어 이송관의 유로를 개폐하는 입구밸브; 상기 입구밸브를 개폐함과 더불어 상기 블레이드의 피치각을 조절하도록 유압구동부; 상기 유압구동부의 작동을 제어하는 제어유닛; 상기 수차에 연결된 발전기; 및 상기 수차의 회전속도가 발전기의 설정된 회전수에 도달하면 온작동하여 상기 발전기의 출력단자를 한전계통에 접속시키는 전자 개폐기;를 포함하고, A reservoir connected to the outlet of the sewage treatment plant; An aberration having a plurality of blades having a variable pitch angle on an outer circumferential surface of the hub and disposed below the reservoir; A transfer pipe connected from the reservoir to the aberration; An inlet valve installed at an upstream end of the aberration to open and close a flow path of a transport pipe; A hydraulic drive unit for opening and closing the inlet valve and adjusting a pitch angle of the blade; Control unit for controlling the operation of the hydraulic drive unit; A generator connected to the aberration; And an electronic switch that is turned on when the rotation speed of the aberration reaches the set rotation speed of the generator to connect the output terminal of the generator to the KEPCO system.

상기 유압구동부는 입구밸브를 개폐시키는 입구밸브 실린더와, 상기 블레이드의 피치각을 가변하는 블레이드 피치각 조절실린더와, 상기 블레이드 피치각 조절실린더에 접속되어 상기 블레이드 피치각 조절실린더를 제어하는 정유량제어밸브를 구비한 유압회로로 구성되며, The hydraulic drive unit is connected to the inlet valve cylinder for opening and closing the inlet valve, a blade pitch angle adjustment cylinder for varying the pitch angle of the blade, and a constant flow rate control for controlling the blade pitch angle adjustment cylinder connected to the blade pitch angle adjustment cylinder. It consists of a hydraulic circuit with a valve,

상기 제어유닛은 아날로그 멀티플렉서와, 상기 아날로그 멀티플렉서에서 전송된 아날로그 신호를 디지털신호로 변환하는 A/D 컨버터와, 상기 A/D 컨버터에서 변환된 디지털신호를 수신받은 후에 이를 연산처리하여 블레이드 피치각에 대한 디지털 제어신호를 생성하는 CPU와, 상기 CPU에서 전송된 디지털 제어신호를 아날로그 제어신호로 변환하는 D/A컨버터를 포함하고,The control unit receives an analog multiplexer, an A / D converter for converting an analog signal transmitted from the analog multiplexer into a digital signal, and receives the digital signal converted from the A / D converter and then calculates and processes the analog signal at a blade pitch angle. A CPU for generating a digital control signal, and a D / A converter for converting the digital control signal transmitted from the CPU into an analog control signal,

상기 아날로그 멀티플렉서에는 저수조의 수위를 감지하는 수위 감지부와, 블레이드의 피치각을 감지하는 피치각 감지부와, 수차의 회전속도를 감지하는 회전속도 감지부, 발전기의 내부온도를 감지하는 발전기 온도 감지부가 접속되며, The analog multiplexer includes a water level detector for detecting the water level of the reservoir, a pitch angle detector for detecting the pitch angle of the blade, a rotation speed detector for detecting the rotation speed of the aberration, and a generator temperature sensing for detecting the internal temperature of the generator. Additional connections,

상기 D/A 컨버터에서 변환된 아날로그 제어신호는 상기 정유량제어밸브 측으로 전송됨으로써 상기 정유량제어밸브는 상기 블레이드 피치각 조절실린더를 제어하는 것을 특징으로 한다. The analog control signal converted by the D / A converter is transmitted to the static flow control valve side, so that the static flow control valve controls the blade pitch angle adjustment cylinder.

상기 아날로그 제어신호는 일정범위의 전압값인 것을 특징으로 한다. The analog control signal is characterized in that the voltage value of a certain range.

상기 CPU에는 시간대 별로 예측된 예측 유량값이 기 입력되어 있고, 상기 CPU는 상기 예측 유량값 및 상기 저수조의 수위변화에 따라 산출된 사용유량값을 이용하여 블레이드의 피치각에 대한 디지털 제어신호를 생성하며, 이 디지털 제어신호는 D/A 컨버터에 의해 아날로그 제어신호로 변환된 후에 상기 정유량제어밸브 측으로 전송되는 것을 특징으로 한다. The predicted flow rate value predicted for each time zone is input to the CPU, and the CPU generates a digital control signal for the pitch angle of the blade using the predicted flow rate value and the used flow rate value calculated according to the change in the water level of the reservoir. The digital control signal is converted into an analog control signal by a D / A converter and then transmitted to the constant flow control valve side.

본 발명의 다른 측면은 소수력발전장치를 제어하는 소수력발전장치의 제어방법으로, Another aspect of the present invention is a control method of a small hydro power generator for controlling a small hydro power generator,

입구밸브를 개방함에 따라 저수조에서 수차를 향해 이송되는 하수의 유량에 의해 수차를 구동시키는 수차 구동단계; An aberration driving step of driving the aberration by the flow rate of the sewage transferred toward the aberration from the reservoir as the inlet valve is opened;

상기 수차의 회전속도가 정격속도와 비교하여 상기 수차의 회전속도가 정격속도에 도달하면 상기 전자 개폐기를 온하여 상기 발전기를 한전계통에 연계시키는 한전 계통 연계단계; 및A KEPCO system linkage step of linking the generator to the KEPCO system by turning on the electromagnetic switch when the rotational speed of the aberration reaches the rated speed compared to the rated speed; And

상기 저수조의 수위변화를 분석하여 산출된 유량값과 시간대별의 예측 유량값을 이용하여 블레이드의 피치각을 설정하는 설정단계;A setting step of setting a pitch angle of a blade using a flow rate value calculated by analyzing a change in the water level of the reservoir and a predicted flow rate value for each time zone;

상기 설정된 블레이드의 피치각에 따라 상기 블레이드의 피치각을 자동으로 제어하는 제어단계;로 이루어지는 것을 특징으로 한다. And a control step of automatically controlling the pitch angle of the blade according to the set pitch angle of the blade.

상기 수차 구동단계와 한전 계통 연계단계 사이에는 블레이드의 피치각을 서서히 증가시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다. Further comprising the step of gradually increasing the pitch angle of the blade between the aberration driving step and the KEPCO system linkage step.

상기 발전기 및 수차 측에 이상신호 발생시에는 상기 입구밸브를 폐쇄하여 수차의 구동을 정지시키는 수차 정지단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
When an abnormal signal is generated on the generator and the aberration side, the aberration stop step of stopping the driving of the aberration by closing the inlet valve, characterized in that it further comprises.

본 발명에 의하면, 시간대별로 유량을 예측한 예측 유량값 및 저수조의 수위변화에 따라 산출한 산출 유량값을 이용한 예측 제어 및 피드백 제어 방식을 동시에 적용함으로써 유량변동에 대응하여 수차발전시스템을 정밀하게 제어할 수 있고, 특히 수차 블레이드의 피치각 조절을 정유량제어방식으로 제어함으로써 급변하는 유량에 대해서도 신속하게 대응함과 더불어 서서히 변화하는 유량에 대해서도 천천히 블레이드의 피치각 조절을 수행할 수 있고, 이를 통해 수차의 발전효율을 대폭 향상시킴과 더불어 적정유량을 최대한 활용할 수 있는 장점이 있다.
According to the present invention, the aberration power generation system is precisely controlled in response to flow fluctuations by simultaneously applying a predictive flow rate value predicting the flow rate for each time period and a predictive flow rate and feedback control method using the calculated flow rate value calculated according to the water level change of the reservoir. In particular, by controlling the pitch angle adjustment of the aberration blades in a constant flow rate control method, it is possible to respond quickly to rapidly changing flow rates and to slowly adjust the pitch angles of the blades even for a slowly changing flow rate. It has the advantage of greatly improving the power generation efficiency and maximizing the proper flow rate.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 소수력발전장치를 도시한 구성도이다.
도 2는 도 1의 화살표 A부분을 확대하여 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명에 의한 소수력발전장치의 유압구동부를 도시한 구성도이다.
도 4는 본 발명에 의한 소수력발전장치의 제어유닛을 도시한 구성도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 소수력발전장치의 제어방법을 도시한 흐름도이다.
1 is a block diagram showing a hydrophobic power generating apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an enlarged view of a portion A of FIG. 1.
Figure 3 is a block diagram showing a hydraulic drive unit of the hydropower generator according to the present invention.
4 is a configuration diagram showing a control unit of the hydro-power generator according to the present invention.
5 is a flowchart illustrating a control method of the hydropower generator according to an embodiment of the present invention.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 참고로, 본 발명을 설명하는 데 참조하는 도면에 도시된 구성요소의 크기, 선의 두께 등은 이해의 편의상 다소 과장되게 표현되어 있을 수 있다. 또한, 본 발명의 상세한 설명에 사용되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의한 것이므로 사용자, 운용자 의도, 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 이 용어에 대한 정의는 본 명세서의 전반에 걸친 내용을 토대로 내리는 것이 마땅하겠다.
Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. For the sake of convenience, the size, line thickness, and the like of the components shown in the drawings referenced in the description of the present invention may be exaggerated somewhat. In addition, terms used in the detailed description of the present invention are defined in consideration of the functions in the present invention and may vary according to a user, an operator's intention, customs, and the like. Therefore, the definition of this term should be based on the contents throughout the specification.

도 1 내지 도 4은 본 발명의 일 실시예에 따른 소수력발전장치를 도시한다. 1 to 4 show a hydropower generator according to an embodiment of the present invention.

도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 소수력발전장치는 하수처리장의 방류구에 연결되어 설치된 저수조(10), 허브(21)의 외주면에 피치각이 가변가능한 복수의 블레이드(22)를 가진 수차(20), 저수조(10)에서 수차(20)까지 연결된 이송관(30), 수차(20)의 상류단 측에 설치되어 이송관(30)의 유로를 개폐하는 입구밸브(40), 입구밸브(40)를 개폐함과 더불어 블레이드(22)의 피치각을 조절하도록 구성되는 유압구동부(50), 수차(20)에 연결된 발전기(60)를 포함한다. As shown, the hydrophobic power generation apparatus according to the present invention is aberration 20 having a plurality of blades 22, the pitch angle is variable on the outer circumferential surface of the reservoir 21, the hub 21 is connected to the outlet of the sewage treatment plant , An inlet valve 40 and an inlet valve 40 which are installed at an upstream end of the aeration tube 30 and an upstream end of the aberration 20 connected from the reservoir 10 to the aberration 20. In addition to opening and closing the hydraulic drive unit 50 is configured to adjust the pitch angle of the blade 22, and includes a generator 60 connected to the aberration 20.

저수조(10)는 하수처리장의 방류구(11)에 연결되고, 일정량의 하수를 저장하도록 콘크리트 박스로 구성될 수 있다.The reservoir 10 is connected to the discharge port 11 of the sewage treatment plant, it may be configured as a concrete box to store a certain amount of sewage.

수차(20)는 저수조(10) 보다 낮은 위치에 설치되고, 이 수차(20)는 허브(21) 및 이 허브(21)의 외주면에 설치된 복수의 블레이드(22)를 포함한다. 블레이드(22)는 허브(21)에 회전가능하게 설치되어 그 피치각(a)이 가변가능하게 설치된다. 이러한 블레이드(22)의 피치각(a)은 수평선을 기준으로 0°(최소 피치각) ~ 30°(최대 피치각)등과 같이 다양한 각도범위 내에서 가변가능하게 설치된다. 블레이드(22)의 피치각(a)이 커질수록 사용유량이 증가하여 수차(20)의 회전속도가 증가한다. The aberration 20 is installed at a lower position than the reservoir 10, and the aberration 20 includes a hub 21 and a plurality of blades 22 provided on the outer circumferential surface of the hub 21. The blade 22 is rotatably installed at the hub 21 so that the pitch angle a is variably installed. The pitch angle a of the blade 22 is variably installed within various angle ranges such as 0 ° (minimum pitch angle) to 30 ° (maximum pitch angle) with respect to the horizontal line. As the pitch angle a of the blade 22 increases, the flow rate of use increases, resulting in an increase in the rotational speed of the aberration 20.

이송관(30)은 저수조(10)에서 수차(20)까지 연결되고, 하수처리장의 방류구(11)에서 방류된 하수는 저수조(10)에 일시 저장된 후에 이송관(30)을 거쳐 수차(20)측으로 이송된다. 이렇게 이송관(30)을 거쳐 이송되는 하수가 수차(20)의 블레이드(22)과 접촉함에 따라 수차(20)는 소정의 회전속도로 회전한다.  The transfer pipe 30 is connected to the aberration 20 from the reservoir 10, and the sewage discharged from the outlet 11 of the sewage treatment plant is temporarily stored in the reservoir 10 and then aberration 20 through the transfer pipe 30. Is transported to the side. The aberration 20 rotates at a predetermined rotational speed as the sewage conveyed through the transfer pipe 30 contacts the blade 22 of the aberration 20.

입구밸브(40)는 버터플라이밸브 등으로 구성되어 수차(20)의 상류단 측에서 이송관(30)의 유로를 개폐하도록 설치된다. Inlet valve 40 is composed of a butterfly valve and the like is installed to open and close the flow path of the transfer pipe 30 in the upstream end of the aberration 20.

유압구동부(50)는 입구밸브(40)를 개폐함과 더불어 블레이드(22)의 피치각을 조절하도록 구성되고, 특히 유압구동부(50)는 도 4에 도시된 바와 같이 입구밸브(40)를 개폐시키는 입구밸브 개도 조절실린더(51)와, 블레이드(22)의 피치각을 조절하는 블레이드 피치각 조절실린더(52)와, 블레이드 피치각 조절실린더(52)에 접속되어 블레이드 피치각 조절실린더(52)의 작동을 제어하는 정유량제어밸브(53)를 구비한 유압회로로 구성된다. 정유량제어밸브(53)는 소정범위의 전압값 또는 전류값 등과 같인 전기적 신호값이 입력되는 정도에 따라 블레이드 피치각 조절실린더(52)의 작동을 정밀하게 제어하는 전자제어밸브 또는 비례제어밸브의 일종으로 구성된다.The hydraulic drive unit 50 is configured to open and close the inlet valve 40 and adjust the pitch angle of the blade 22, and in particular, the hydraulic drive unit 50 opens and closes the inlet valve 40 as shown in FIG. The blade pitch angle adjustment cylinder 52 is connected to the inlet valve opening adjustment cylinder 51, the blade pitch angle adjustment cylinder 52 for adjusting the pitch angle of the blade 22, and the blade pitch angle adjustment cylinder 52. It consists of a hydraulic circuit having a constant flow control valve 53 for controlling the operation of the. The constant flow control valve 53 is an electronic control valve or a proportional control valve for precisely controlling the operation of the blade pitch angle adjustment cylinder 52 according to the degree of input of an electrical signal value such as a voltage value or a current value in a predetermined range. It consists of a kind.

발전기(60)는 수차(20)에 연결되어 수차(20)의 구동에 의해 소정의 전기에너지를 발생시키도록 구성된다.The generator 60 is connected to the aberration 20 and is configured to generate a predetermined electric energy by driving the aberration 20.

발전기(60)의 출력단자는 전자 개폐기(미도시)를 통해 한전계통 측에 접속되고, 이러한 전자 개폐기(미도시)는 수차(20)의 회전속도가 정격속도에 도달하면 온작동하여 발전기를 한전계통에 접속시키도록 구성된다. The output terminal of the generator 60 is connected to the KEPCO system side through an electromagnetic switch (not shown), and the electromagnetic switch (not shown) is operated when the rotation speed of the aberration 20 reaches the rated speed, thereby turning on the generator to the KEPCO system. Is configured to connect to.

소수력발전장치의 일측에는 제어유닛(70)이 설치되고, 제어유닛(70)은 유압구동부(50), 입구밸브(40), 블레이드(22)의 피치각 제어작동 등을 제어하도록 구성된다. 이러한 제어유닛(70)은 저수조(10)의 상면 또는 수차(20)에 인접한 곳에 설치될 수 있다.The control unit 70 is installed on one side of the hydropower generator, the control unit 70 is configured to control the hydraulic control unit 50, the inlet valve 40, the pitch angle control operation of the blade 22 and the like. The control unit 70 may be installed on the upper surface of the reservoir 10 or adjacent to the aberration 20.

제어유닛(70)는 도 3에 도시된 바와 같이 아날로그 멀티플렉서(71)와, 이 아날로그 멀티플렉서(71)에서 전송되는 아날로그 신호를 디지털신호로 변환하는 A/D컨버터(72)와, A/D 컨버터(72)에 의해 변환된 디지털신호를 수신받은 후에 수신받은 디지털신호를 연산처리하여 블레이드(22)의 피치각에 대한 디지털 제어신호를 생성하는 CPU(73)와, CPU(73)에서 전송된 디지털 제어신호를 아날로그 제어신호로 변환하는 D/A컨버터(74)를 포함한다. As shown in FIG. 3, the control unit 70 includes an analog multiplexer 71, an A / D converter 72 for converting an analog signal transmitted from the analog multiplexer 71 into a digital signal, and an A / D converter. CPU 73 for generating a digital control signal for the pitch angle of the blade 22 by processing the received digital signal after receiving the digital signal converted by the 72, and the digital transmitted from the CPU 73. And a D / A converter 74 for converting the control signal into an analog control signal.

아날로그 멀티플렉서(71)에는 저수조(10)의 수위를 감지하는 수위 감지부(M1), 블레이드(22)의 피치각(a)을 감지하는 피치각 감지부(M2), 수차(20)의 회전속도를 감지하는 회전속도 감지부(M3), 발전기의 내부온도를 감지하는 발전기 온도 감지부(M4)가 접속되어 있다. 이러한 접속구조에 의해 아날로그 멀티플렉서(71)는 수위 감지부(M1)에 의해 감지된 저수조(10)의 수위, 피치각 감지부(M2)에 의해 감지된 블레이드(22)의 피치각, 회전속도 감지부(M3)에 의해 감지된 수차(20)의 회전속도, 발전기 온도 감지부(M4)에 의해 감지된 발전기(60)의 내부온도(특히, 발전기의 코일 온도)를 A/D 컨버터에 순차적으로 전송한다. The analog multiplexer 71 includes a water level detector M1 for detecting the water level of the reservoir 10, a pitch angle detector M2 for detecting the pitch angle a of the blade 22, and a rotation speed of the aberration 20. Rotational speed detection unit (M3) for detecting the generator temperature detection unit (M4) for detecting the internal temperature of the generator is connected. By this connection structure, the analog multiplexer 71 detects the water level of the reservoir 10 detected by the water level detector M1, the pitch angle of the blade 22, and the rotational speed detected by the pitch angle detector M2. The rotational speed of the aberration 20 detected by the unit M3 and the internal temperature of the generator 60 detected by the generator temperature detector M4 (particularly, the coil temperature of the generator) are sequentially transmitted to the A / D converter. send.

여기서, 수위 감지부(M1)에 의해 감지된 저수조(10)의 수위에 대한 정보는 수차(20)의 회전에 사용되는 사용유량값으로 산출되는 용도로 이용되고, 피치각 감지부(M2)에 의해 감지된 블레이드(22)의 피치각(a)에 대한 정보는 블레이드(22)의 현재 피치각(a)을 확인하는 용도로 이용되며, 회전속도 감지부(M3)에 의해 감지된 수차(20)의 회전속도는 발전기(60)의 정격속도와 비교하는 용도로 이용되고, 발전기 온도 감지부(M4)에 의해 감지된 발전기(60)의 내부온도는 발전기(60) 내의 과열 상태 등과 같은 이상 발생을 확인하는 용도로 이용될 수 있다. Here, the information about the water level of the water tank 10 detected by the water level detecting unit M1 is used for the purpose of calculating the flow rate value used for the rotation of the aberration 20, and the pitch angle detecting unit M2. The information about the pitch angle a of the blade 22 detected by the blade 22 is used for checking the current pitch angle a of the blade 22, and the aberration 20 detected by the rotation speed detecting unit M3. Rotational speed of) is used for comparing with the rated speed of the generator 60, the internal temperature of the generator 60 sensed by the generator temperature sensor (M4) is an abnormal occurrence such as an overheating state in the generator (60) It can be used to check the.

A/D컨버터(72)는 아날로그 멀티플렉서(71)에 의해 순차적으로 선택된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하고, 이렇게 변환된 디지털 신호는 CPU(72)로 전송된다. The A / D converter 72 converts an analog signal sequentially selected by the analog multiplexer 71 into a digital signal, and the converted digital signal is transmitted to the CPU 72.

CPU(73)는 수신받은 아날로그 신호(저수조(10)의 수위, 블레이드(22)의 피치각, 수차(20)의 회전속도, 발전기(60)의 내부온도) 등을 취합하여 설정된 처리프로세서에 의해 연산처리함으로써 블레이드(22)의 피치각에 대한 디지털 제어신호를 생성하여 전송한다. The CPU 73 collects the received analog signal (the water level of the reservoir 10, the pitch angle of the blade 22, the rotational speed of the aberration 20, the internal temperature of the generator 60), and the like by a processing processor that is set. By arithmetic processing, a digital control signal for the pitch angle of the blade 22 is generated and transmitted.

D/A 컨버터(74)는 CPU(73)에서 전송된 디지털 제어신호를 아날로그 제어신호로 변환한 후에 유압구동부(50)의 정유량제어밸브(53) 측으로 전송함으로써 정유량제어밸브(53)는 그 개도를 조절하여 블레이드 피치각 조절실린더(52)의 작동을 제어한다. The D / A converter 74 converts the digital control signal transmitted from the CPU 73 into an analog control signal, and then transfers it to the constant flow control valve 53 side of the hydraulic drive unit 50 so that the constant flow control valve 53 The operation of the blade pitch angle adjustment cylinder 52 is controlled by adjusting the opening degree.

일 실시예에 따르면, 정유량제어밸브(53) 측으로 전송되는 아날로그 제어신호는 일정범위의 전압값인 것을 특징으로 한다. 예컨대, 아날로그 제어신호가 (-10V)~(+10V)의 전압값로 설정된 경우, -10V의 전압값이 정유량제어밸브(53)로 전송되면 정유량제어밸브(53)는 블레이드(22)의 피치각이 0°(최소 피치각)가 되도록 블레이드 피치각 조절실린더(52)를 최대한 신속히 제어하고, 10V의 전압값이 정유량제어밸브(53)로 전송되면 정유량제어밸브(53)는 블레이드(22)의 피치각이 30°(최대 피치각)가 되도록 블레이드 피치각 조절실린더(52)를 최대한 신속히 제어할 수 있다. According to one embodiment, the analog control signal transmitted to the constant flow control valve 53 is characterized in that the voltage value of a predetermined range. For example, when the analog control signal is set to a voltage value of (-10V) to (+ 10V), when the voltage value of -10V is transmitted to the constant flow control valve 53, the constant flow control valve 53 is the blade 22 The blade pitch angle adjustment cylinder 52 is controlled as quickly as possible so that the pitch angle of the controller is 0 ° (minimum pitch angle). When the voltage value of 10V is transmitted to the constant flow rate control valve 53, the constant flow rate control valve 53 is The blade pitch angle adjustment cylinder 52 can be controlled as quickly as possible so that the pitch angle of the blade 22 becomes 30 degrees (maximum pitch angle).

한편, CPU(73)는 수위 감지부(M1)에 의해 감지된 저수조(10)의 수위 변화값을 분석하여 사용유량값을 산출하며, 이렇게 산출된 사용유량값을 이용하여 블레이드(22)의 피치각에 대한 제어신호를 설정할 수 있다. 또한, CPU(73)에는 시간대 별로 예측된 예측 유량값이 기 입력되어 있으며, 이에 CPU(73)는 예측 유량값과 저수조(10)의 수위 변화에 따라 산출된 사용유량값을 이용하여 블레이드(22)의 피치각에 대한 디지털 제어신호를 생성한 후에 D/A 컨버터(74)로 전송하고, 이러한 디지털 제어신호는 D/A 컨버터(74)에 의해 아날로그 제어신호로 변환된 후에 정유량제어밸브(53) 측으로 전송된다. On the other hand, the CPU 73 analyzes the water level change value of the water tank 10 detected by the water level detection unit M1 to calculate the use flow rate value, and the pitch of the blade 22 using the calculated use flow rate value. The control signal for each angle can be set. In addition, the predicted flow rate value predicted for each time zone is input to the CPU 73, and the CPU 73 uses the predicted flow rate value and the used flow rate value calculated according to the change in the water level of the reservoir 10. After generating a digital control signal for the pitch angle of the D / A converter 74, the digital control signal is converted into an analog control signal by the D / A converter 74, the constant flow control valve ( 53) is sent to the side.

또한, CPU(73)에는 디지털입력부(76) 및 디지털출력부(77)가 접속되어 있고, CPU(73)와 디지털출력부(77) 사이에는 버퍼(77a)가 접속되어 있다. A digital input unit 76 and a digital output unit 77 are connected to the CPU 73, and a buffer 77a is connected between the CPU 73 and the digital output unit 77.

디지털입력부(76)에는 자동/수동 선택버튼(SW1), 운전/정지 선택버튼(SW2), 입구밸브(40)의 완전 개방 및 완전 폐쇄상태를 디지털방식으로 전송하는 입구밸브 개폐감지센서(M5), 블레이드(22)의 피치각(a)이 최저 피치각에 위치하거나 최대 피치각에 위치한 상태를 디지털방식으로 전송하는 블레이드 위치감지센서(M6), 블레이드(22)의 피치각(a)을 수동으로 조작할 때 사용하는 수동 조작버튼(SW3), 전자 개폐기의 온/오프 상태를 디지털방식으로 전송하는 전자 개폐기의 작동감지부(M7)가 접속되어 있다. The digital input unit 76 has an auto / manual selection button SW1, an operation / stop selection button SW2, and an inlet valve opening / closing sensor M5 for digitally transmitting a completely open and completely closed state of the inlet valve 40. , The blade position sensor M6, which digitally transmits a state in which the pitch angle a of the blade 22 is located at the lowest pitch angle or at the maximum pitch angle, the pitch angle a of the blade 22 is manually The manual operation button SW3 used when operating the controller is connected, and the operation detecting unit M7 of the electronic switch which digitally transmits the on / off state of the electronic switch is connected.

디지털출력부(77)에는 입구밸브(40)의 완전 개방 및 완전 폐쇄에 대한 제어신호를 출력하는 제1출력부(OUT1), 전자 개폐기의 온/오프 작동에 대한 제어신호를 출력하는 제2출력부(OUT2), 운전제어 상태를 나타내는 제3출력부(OUT3)가 접속되어 있다. The digital output unit 77 has a first output unit OUT1 for outputting a control signal for the full opening and closing of the inlet valve 40, and a second output for outputting a control signal for the on / off operation of the electronic switch. The unit OUT2 and the third output unit OUT3 indicating the operation control state are connected.

그리고, CPU(73)에는 RS485 통신인터페이스(78)가 접속되어 있고, CPU(78)는 RS485 통신인터페이스(78)를 통해 패널 PC(81) 및 이동단말기(82) 측으로 소수력발전장치의 작동 상태를 전송할 수 있다. 또한, 발전기(60)에 의한 발전상황에 대한 데이터 예컨대, 전압, 전류, 발전전류, 소비전류, 역율, 주파수, 전력량 등을 디지털계기(83)를 이용하여 취득한 후에 이러한 데이터는 통신포트(78)를 거쳐 CPU(73) 측으로 전송한다.An RS485 communication interface 78 is connected to the CPU 73, and the CPU 78 communicates the operating state of the hydroelectric power generator to the panel PC 81 and the mobile terminal 82 through the RS485 communication interface 78. Can transmit In addition, after the data on the power generation status by the generator 60, for example, voltage, current, power generation current, current consumption, power factor, frequency, power amount, etc. are acquired using the digital meter 83, such data is transferred to the communication port 78. The CPU 73 transfers the data to the CPU 73 via.

그외에 제어유닛(70)에는 메모리(79a), 배터리(79b)가 구비되어 있다.
In addition, the control unit 70 is provided with a memory 79a and a battery 79b.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 소수력발전장치의 제어방법을 도시한 흐름도이다. 5 is a flowchart illustrating a control method of the hydropower generator according to an embodiment of the present invention.

도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 소수력발전장치의 제어방법은, 입구밸브(40)를 개방(S1)함에 따라 저수조(10)로부터 이송관(30)을 통해 하수가 수차(20)를 향해 이송되면서 수차(20)를 구동시킨다(S2).As shown in FIG. 5, in the method of controlling the hydrophobic power generation apparatus according to the present invention, as the inlet valve 40 is opened (S1), the sewage aberration 20 is carried out through the transfer pipe 30 from the reservoir 10. While driving toward the aberration 20 drives (S2).

이렇게 수차(20)를 구동시킨 후에는 블레이드(22)의 피치각(a)을 서서히 증가시킴(S3)으로써 수차(20)의 회전속도를 서서히 증가시킨다. After driving the aberration 20 as described above, the rotational speed of the aberration 20 is gradually increased by gradually increasing the pitch angle a of the blade 22 (S3).

수차(20)의 회전속도를 정격속도와 비교하여(S4) 수차(20)의 회전속도가 정격속도에 도달하면 전자 개폐기를 온하여 발전기(60)를 한전계통에 연계시킨다(S5). 이때, 수차(20)의 회전속도가 정격속도에 도달하지 못하면 계속해서 블레이드(22)의 피치각(a)을 서서히 증가시킨다. By comparing the rotational speed of the aberration 20 with the rated speed (S4), when the rotational speed of the aberration 20 reaches the rated speed, the electromagnetic switch is turned on to link the generator 60 to the electric field system (S5). At this time, if the rotational speed of the aberration 20 does not reach the rated speed, the pitch angle a of the blade 22 is gradually increased.

한전계통에 연계된 이후에는 자동운전 상태인지를 판단하고(S6), 자동운전 상태에서는 제어유닛(70)의 CPU(73)는 저수조(10)의 수위변화를 분석하여 산출된 사용유량값과 시간대별의 예측 유량값을 이용하여 블레이드(22)의 피치각(a)을 설정하고(S7), 이러한 설정에 대응하여 CPU(73)에 기입력된 프로세스에 따라 블레이드(22)의 피치각(a)을 자동으로 제어한다(S8).After being connected to the KEPCO system, it is determined whether it is in an automatic operation state (S6), and in the automatic operation state, the CPU 73 of the control unit 70 analyzes the water level change of the reservoir 10 and calculates the used flow rate value and time. The pitch angle a of the blade 22 is set using the estimated predicted flow rate value (S7), and the pitch angle a of the blade 22 according to a process previously input to the CPU 73 in response to this setting. ) Is automatically controlled (S8).

한편, 자동운전이 아닌 수동운전 상태에서는 작업자가 블레이드(22)의 피치각(a)을 수동으로 제어한다(S11).  On the other hand, in the manual operation state other than the automatic operation, the operator manually controls the pitch angle a of the blade 22 (S11).

이러한 자동운전 또는 수동운전 도중에 이상상태가 발생하는지 여부를 실시간으로 확인하여(S9), 이상 상황이 발생하면 입구밸브(40)를 완전히 폐쇄하여 수차(20)의 구동을 완전히 정지시킨다(S10).Whether the abnormal state occurs during such automatic operation or manual operation is confirmed in real time (S9), and when an abnormal situation occurs, the inlet valve 40 is completely closed to completely stop driving of the aberration 20 (S10).

이상, 본 발명의 구체적인 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 이 명세서에 개시된 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 한정되지 않으며 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 이내에서 당업자에 의하여 다양하게 변형될 수 있다.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be practical exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, is intended to cover various modifications and equivalent arrangements included within the spirit and scope of the appended claims. .

10: 저수조 20: 수차 21: 허브
22: 블레이드 30: 이송관 40: 입구밸브
50: 유압구동부 60: 발전기 70: 제어유닛
10: reservoir 20: aberration 21: hub
22: blade 30: transfer pipe 40: inlet valve
50: hydraulic drive unit 60: generator 70: control unit

Claims (6)

하수처리장의 방류구에 연결되어 설치된 저수조;
허브의 외주면에 피치각이 가변가능한 복수의 블레이드를 가지고, 상기 저수조의 하부에 배치된 수차;
상기 저수조에서 상기 수차까지 연결된 이송관;
상기 수차의 상류단 측에 설치되어 이송관의 유로를 개폐하는 입구밸브;
상기 입구밸브를 개폐함과 더불어 상기 블레이드의 피치각을 조절하도록 구성되는 유압구동부;
상기 유압구동부의 작동을 제어하는 제어유닛;
상기 수차에 연결된 발전기; 및
상기 수차의 회전속도가 정격속도에 도달하면 온작동하여 상기 발전기의 출력단자를 한전계통에 접속시키는 전자 개폐기;를 포함하고,
상기 유압구동부는 입구밸브를 개폐시키는 입구밸브 유압실린더와, 상기 블레이드의 피치각을 가변하는 블레이드 피치각 조절실린더와, 상기 블레이드 피치각 조절실린더에 접속되어 상기 블레이드 피치각 조절실린더를 제어하는 정유량제어밸브를 구비한 유압회로로 구성되며,
상기 제어유닛은 아날로그 멀티플렉서와, 상기 아날로그 멀티플렉서에서 전송된 아날로그 신호를 디지털신호로 변환하는 A/D 컨버터와, 상기 A/D 컨버터에서 변환된 디지털신호를 수신받은 후에 수신받은 디지털신호를 연산처리하여 블레이드 피치각에 대한 디지털 제어신호를 생성하는 CPU와, 상기 CPU에서 전송된 디지털 제어신호를 아날로그 제어신호로 변환하는 D/A컨버터를 포함하고,
상기 아날로그 멀티플렉서에는 저수조의 수위를 감지하는 수위 감지부와, 블레이드의 피치각을 감지하는 피치각 감지부와, 수차의 회전속도를 감지하는 회전속도 감지부와, 발전기의 내부온도를 감지하는 발전기 온도 감지부가 접속되며,
상기 D/A 컨버터에서 변환된 아날로그 제어신호는 상기 정유량제어밸브 측으로 전송됨으로써 상기 정유량제어밸브는 상기 블레이드 피치각 조절실린더를 제어하는 것을 특징으로 하는 소수력발전장치.
A reservoir connected to the outlet of the sewage treatment plant;
An aberration having a plurality of blades having a variable pitch angle on an outer circumferential surface of the hub and disposed below the reservoir;
A transfer pipe connected from the reservoir to the aberration;
An inlet valve installed at an upstream end of the aberration to open and close a flow path of a transport pipe;
A hydraulic drive unit configured to open and close the inlet valve and to adjust a pitch angle of the blade;
Control unit for controlling the operation of the hydraulic drive unit;
A generator connected to the aberration; And
And an electronic switch that turns on when the rotation speed of the aberration reaches the rated speed and connects the output terminal of the generator to the electric field system.
The hydraulic drive unit is connected to the inlet valve hydraulic cylinder for opening and closing the inlet valve, the blade pitch angle adjustment cylinder for varying the pitch angle of the blade, and the blade pitch angle adjustment cylinder, the fixed flow rate for controlling the blade pitch angle adjustment cylinder It consists of a hydraulic circuit with a control valve,
The control unit operates an analog multiplexer, an A / D converter for converting an analog signal transmitted from the analog multiplexer into a digital signal, and a digital signal received after receiving the converted digital signal from the A / D converter. A CPU for generating a digital control signal for the blade pitch angle, and a D / A converter for converting the digital control signal transmitted from the CPU to an analog control signal,
The analog multiplexer includes a water level detector for detecting the water level of the reservoir, a pitch angle detector for detecting the pitch angle of the blade, a rotation speed detector for detecting the rotational speed of the aberration, and a generator temperature for detecting the internal temperature of the generator. The detector is connected
The hydrostatic power generation apparatus, characterized in that the analog control signal converted by the D / A converter is transmitted to the static flow control valve side, the static flow control valve controls the blade pitch angle adjustment cylinder.
청구항 1에 있어서,
상기 아날로그 제어신호는 일정범위의 전압값인 것을 특징으로 하는 소수력발전장치.
The method according to claim 1,
The hydroelectric power generation device, characterized in that the analog control signal is a voltage value of a predetermined range.
청구항 1에 있어서,
상기 CPU에는 시간대 별로 예측된 예측 유량값이 기 입력되어 있고, 상기 CPU는 상기 예측 유량값 및 상기 저수조의 수위변화에 따라 산출된 사용유량값을 이용하여 블레이드의 피치각에 대한 디지털 제어신호를 생성하고, 상기 디지털 제어신호는 D/A 컨버터에 의해 아날로그 제어신호로 변환된 후에 상기 정유량제어밸브 측으로 전송되는 것을 특징으로 하는 소수력발전장치.
The method according to claim 1,
The predicted flow rate value predicted for each time zone is input to the CPU, and the CPU generates a digital control signal for the pitch angle of the blade using the predicted flow rate value and the used flow rate value calculated according to the change in the water level of the reservoir. And the digital control signal is converted into an analog control signal by a D / A converter and then transmitted to the constant flow control valve side.
청구항 1 내지 3항 중에서 어느 한항에 따른 소수력발전장치를 제어하는 소수력발전장치의 제어방법으로,
입구밸브를 개방함에 따라 저수조에서 수차를 향해 이송되는 하수의 유량에 의해 수차를 구동시키는 수차 구동단계;
상기 수차의 회전속도를 정격속도와 비교하여 상기 수차의 회전속도가 정격속도에 도달하면 상기 전자 개폐기를 온하여 상기 발전기를 한전계통에 연계시키는 한전 계통 연계단계; 및
상기 저수조의 수위변화를 분석하여 산출된 유량값과 시간대별의 예측 유량값을 이용하여 블레이드의 피치각을 설정하는 설정단계;
상기 설정된 블레이드의 피치각에 따라 상기 블레이드의 피치각을 자동으로 제어하는 제어단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 소수력발전장치의 제어방법.
Claims 1 to 3 of the hydrophobic power generating device control method for controlling the hydro-power generating device according to any one of the claims,
An aberration driving step of driving the aberration by the flow rate of the sewage transferred toward the aberration from the reservoir as the inlet valve is opened;
A KEPCO system linkage step of linking the generator to the KEPCO system by turning on the electromagnetic switch when the rotational speed of the aberration reaches the rated speed by comparing the rotational speed of the aberration with the rated speed; And
A setting step of setting a pitch angle of a blade using a flow rate value calculated by analyzing a change in the water level of the reservoir and a predicted flow rate value for each time zone;
And a control step of automatically controlling the pitch angle of the blade according to the pitch angle of the set blades.
청구항 4에 있어서,
상기 수차 구동단계와 한전 계통 연계단계 사이에는 블레이드의 피치각을 서서히 증가시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 소수력발전장치의 제어방법.
The method of claim 4,
And a step of gradually increasing the pitch angle of the blade between the aberration driving step and the KEPCO system linking step.
청구항 4에 있어서,
상기 발전기 및 수차 측에 이상신호 발생 시에는 상기 입구밸브를 폐쇄하여 수차의 구동을 정지시키는 수차 정지단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 소수력발전장치의 제어방법.
The method of claim 4,
And aberration stop step of stopping the driving of the aberration by closing the inlet valve when an abnormal signal is generated on the generator and the aberration side.
KR1020130014308A 2013-02-08 2013-02-08 Small hydropower generation apparatus and method for contrlling the same KR101268137B1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130014308A KR101268137B1 (en) 2013-02-08 2013-02-08 Small hydropower generation apparatus and method for contrlling the same
PCT/KR2013/002675 WO2014123276A1 (en) 2013-02-08 2013-04-01 Small hydropower generation apparatus and control method therefor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130014308A KR101268137B1 (en) 2013-02-08 2013-02-08 Small hydropower generation apparatus and method for contrlling the same

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101268137B1 true KR101268137B1 (en) 2013-05-27

Family

ID=48666983

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020130014308A KR101268137B1 (en) 2013-02-08 2013-02-08 Small hydropower generation apparatus and method for contrlling the same

Country Status (2)

Country Link
KR (1) KR101268137B1 (en)
WO (1) WO2014123276A1 (en)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101455033B1 (en) * 2014-06-27 2014-10-27 코오롱글로벌 주식회사 Method for contrlling of the small hydropower generation apparatus for adjusting to flow
KR101455032B1 (en) * 2014-06-27 2014-10-27 코오롱글로벌 주식회사 Small hydropower generation apparatus for adjusting to flow
CN104295430A (en) * 2013-07-15 2015-01-21 世荣工程 Small hydroelectric generator using sewage
KR101667036B1 (en) 2016-03-21 2016-10-20 윈월드(주) torque controlling device and methods for generator of small hydro power
CN112529252A (en) * 2020-11-18 2021-03-19 贵州电网有限责任公司 Small hydropower station forebay water level prediction method and prediction system
KR102281141B1 (en) 2021-02-10 2021-07-23 주식회사 금성이앤씨 Pivot turbine power generation system
KR102556785B1 (en) * 2023-05-23 2023-07-19 한전케이피에스 주식회사 Cut off system of small hydroelectric power plant
KR20230154699A (en) 2022-05-02 2023-11-09 윈월드(주) automatic transfer inverter power generation system decoded out of step according decreasing flow rate

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108953041B (en) * 2018-07-05 2020-06-09 西北农林科技大学 Power generation device utilizing wave energy
CN110568870A (en) * 2019-08-09 2019-12-13 北京市国瑞智新技术有限公司 Automatic flow control mechanism of double-pressure humidity generator
CN113898516A (en) * 2021-11-09 2022-01-07 国网信通亿力科技有限责任公司 Small hydropower station operation sample production data field sampling and collecting method

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100728939B1 (en) * 2005-06-28 2007-06-15 한국신태양에너지 주식회사 Annexation power generation apparatus using wind power and small hydro power
KR100857610B1 (en) * 2007-11-05 2008-09-09 한국남부발전 주식회사 Apparatus for testing low-speed, high-speed and over-speed by using power generation turbine
KR20090092050A (en) * 2008-02-26 2009-08-31 재단법인서울대학교산학협력재단 Cycloidal turbine and determining method for blade pitch angle of cycloidal turbine
KR101375768B1 (en) * 2009-09-01 2014-03-18 현대중공업 주식회사 The Wind turbine individual blade pitch controlling method and controlling system
KR101072367B1 (en) * 2009-11-18 2011-10-11 (주)정토지오텍 Stairs system small hydraulic generating equipment for golf courses and generating method

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104295430A (en) * 2013-07-15 2015-01-21 世荣工程 Small hydroelectric generator using sewage
CN104295430B (en) * 2013-07-15 2017-01-04 世荣工程 Utilize the small-sized hydroelectric power generating apparatus of sewage
KR101455033B1 (en) * 2014-06-27 2014-10-27 코오롱글로벌 주식회사 Method for contrlling of the small hydropower generation apparatus for adjusting to flow
KR101455032B1 (en) * 2014-06-27 2014-10-27 코오롱글로벌 주식회사 Small hydropower generation apparatus for adjusting to flow
KR101667036B1 (en) 2016-03-21 2016-10-20 윈월드(주) torque controlling device and methods for generator of small hydro power
CN112529252A (en) * 2020-11-18 2021-03-19 贵州电网有限责任公司 Small hydropower station forebay water level prediction method and prediction system
CN112529252B (en) * 2020-11-18 2022-05-03 贵州电网有限责任公司 Small hydropower station forebay water level prediction method and prediction system
KR102281141B1 (en) 2021-02-10 2021-07-23 주식회사 금성이앤씨 Pivot turbine power generation system
KR20230154699A (en) 2022-05-02 2023-11-09 윈월드(주) automatic transfer inverter power generation system decoded out of step according decreasing flow rate
KR102556785B1 (en) * 2023-05-23 2023-07-19 한전케이피에스 주식회사 Cut off system of small hydroelectric power plant

Also Published As

Publication number Publication date
WO2014123276A1 (en) 2014-08-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101268137B1 (en) Small hydropower generation apparatus and method for contrlling the same
KR101455033B1 (en) Method for contrlling of the small hydropower generation apparatus for adjusting to flow
CN103452824B (en) Based on the energy saving in fans and pumps system of the minimum power algorithm of flow-power curve
KR101761540B1 (en) small scale hydropower
US8185250B2 (en) Power load control system for utility power system
CN202165326U (en) Industry centrifugal compressor surge-proof control device
CN201865154U (en) Variable frequency and constant voltage intelligent water supply device of fuzzy self-adaption proportion-integration-differentiation (PID) control
CN201972199U (en) Automatic constant pressure device in water supply system
US20230324861A1 (en) Motor input signal monitoring and conditioning
KR101455032B1 (en) Small hydropower generation apparatus for adjusting to flow
US11940504B2 (en) Hall effect sensor adapted driver circuit
CN106499617A (en) A kind of air compressor energy-saving regulation and control method, apparatus and system
CN206457875U (en) A kind of intelligent water supply and share system based on PLC
CN101183850A (en) Electricity-saving control method and device of frequency converter
KR100681662B1 (en) Generation control system of a tidal power station and method controlling thereof
CN100561043C (en) A kind of boiler feedwater flow control and pressure compensating system
JP6292358B1 (en) Water volume control system and water volume control method
Kiselychnyk et al. Overview of energy efficient control solutions for water supply systems
KR101908867B1 (en) Small Hydro Power Device using waterworks
KR101667036B1 (en) torque controlling device and methods for generator of small hydro power
JP6763745B2 (en) Hydropower systems, hydropower methods and hydropower programs
KR102665848B1 (en) automatic transfer inverter power generation system decoded out of step according decreasing flow rate
JP2884032B2 (en) Output adjustment device for small hydro power plant
CN107990404A (en) A kind of intellectual communityintellectualized village's heat supply managing service system
CN201589973U (en) Intelligent induction digital energy-saving apparatus

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
A302 Request for accelerated examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160316

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170314

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180313

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20200311

Year of fee payment: 8