KR101667036B1 - torque controlling device and methods for generator of small hydro power - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 소수력 발전기의 토오크 제어 방법에 관한 것으로, 상세하게는 유입유량이 변하여도 탈조 현상이 발생하지 않고 지속적으로 전력계통에 전력을 공급할 수 있게 한 계통주파수동기 탈조없이 유입유량 변동에 대응하여 소수력 발전기의 토오크를 제어하는 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a torque control method for a small hydro-electric power generator, and more particularly, to a torque control method for a small hydro-electric power generator in which, even if the inflow flow rate changes, To a method of controlling the torque of a generator.
전기는 현대 사회에서 없어서는 안 되는 중요한 동력원이다. Electricity is an essential power source in modern society.
이러한 전기를 생산하기 위한 발전 시설로는 다양한 것이 있으나, 그 중 하나로 소수력 발전 설비가 있다. There are a variety of power generation facilities for producing such electricity, but one of them is a small hydro power generation facility.
수소력 발전은 설비 용량이 15,000Kw미만의 소규모 수력 발전 설비를 의미하지만, 국내에는 보통 10,00Kw미만을 소수력발전으로 부르고 있다. 소수력발전은 일반적인 대규모 수력 발전과 원리 면에서는 차이가 없으나 대규모 수력발전이 환경에 영향을 주지 않는 다는 이점이 있고, 대규모 수력 발전에 비해 공해가 없는 청정에너지로서 알려져 있다. Hydrogen power refers to a small-scale hydroelectric power plant with a plant capacity of less than 15,000 Kw, but in Korea, less than 10,000 Kw is usually referred to as a small hydro power plant. Small hydroelectric power generation is not different from general large-scale hydroelectric power generation in principle but large-scale hydroelectric power generation has an advantage that it does not affect the environment and is known as clean energy without pollution compared to large-scale hydroelectric power generation.
이러한 소수력 발전은 순수한 자연에너지이고 환경 공해 발생 문제가 없는 청정한 에너지로서 국내 기술에 의해 개발을 유도할 수 있는 최선의 자원이기 때문에 현시점에서부터 적극적인 개발이 요구되고 있다. These small-scale hydroelectric power generation is pure natural energy, and it is clean energy without environmental pollution problem. It is the best resource to induce development by domestic technology, and active development is required from the present point of view.
소수력 발전은 다양한 지점에 적절히 설치되어 효과를 발휘하고 있다. 일예로, 하수처리장에서 처리된 방류수를 이용한 소수력 발전은 일반 하천의 댐 건설 등에 소요되는 토목공사비가 거의 없어 초기 투자비를 절약할 수 있어서 하천을 이용해 발전하는 것에 비해 경제성이 있고, 안정적인 유량 확보로 시스템의 고효율 발전이 가능하며, 하천의 두 배 가까이 발전량이 증대되는 등의 장점을 지니고 있다.Minor hydro power generation has been installed properly at various sites and has been effective. For example, the small-scale hydroelectric power generation using effluent treated in the sewage treatment plant is economical compared to the development using the river because it can save the initial investment cost because there is no civil engineering cost to construct the dam of the general river, And it has advantages such as that the power generation is increased to nearly double the river.
또 다른 소수력 발전 설비의 일예는 취수댐으로부터 착수정까지 자연 유하시키는 정수장에 설치한 것이다, 정수장의 경우도 취수댐과 착수정 사이의 낙차를 이용해 수력 발전이 가능하다. 정수장의 경우도 하수처리장과 마찬가지로 유량이 일정하여 연간 가동율이 90퍼센트 이상이 되므로 일반 소수력 발전에 비해 경제성이 우수하고 투자비 회수 기간을 크게 단축시킬 수 있는 장점이 있다. 이외에도 농업용 저수지와 보에 관개용수의 흐름과 낙차를 이용한 소수력 발전도 가능하다.Another example of a small hydroelectric power plant is installed in a water purification plant that naturally flows down from a water intake dam to a water intake system. In the case of a water purification plant, hydroelectric power generation is possible by using a drop between the water intake dam and the water intake system. As in the case of sewage treatment plants, the water treatment plant has a constant flow rate and an annual utilization rate of 90% or more, which is more economical than general small hydroelectric power generation and can significantly shorten the investment payback period. In addition, it is possible to develop small hydropower using the flow and fall of irrigation water in agricultural reservoirs and boats.
이러한 소수력 발전은 전술한 바와 같이 환경에 영향을 주지 않는 발전 방법으로 근자에 많이 사용되고 있다. Such small hydroelectric power generation has been widely used in recent years as a power generation method that does not affect the environment as described above.
이러한 소수력 발전 및 제어 기술과 관련하여 다양한 기술이 있으며, 그 예로 특허문헌 1 내지 3이 있다. There are a variety of technologies related to such small-scale hydroelectric power generation and control technology, for example, Patent Documents 1 to 3.
특허문헌 1은 하수처리장의 방류구에 연결되어 설치된 저수조; 허브의 외주면에 피치각이 가변가능한 복수의 블레이드를 가지고, 저수조의 하부에 배치된 수차; 저수조에서 수차까지 연결된 이송관; 수차의 상류단 측에 설치되어 이송관의 유로를 개폐하는 입구밸브; 입구밸브를 개폐함과 더불어 블레이드의 피치각을 조절하도록 유압구동부; 유압구동부의 작동을 제어하는 제어유닛; 수차에 연결된 발전기; 및 수차의 회전속도가 정격속도에 도달하면 작동하여 발전기의 출력단자를 한전계통에 접속시키는 전자 개폐기를 포함하는 것이고, Patent Document 1 discloses a water storage tank connected to a discharge port of a sewage treatment plant; An aberration disposed on a lower portion of the water reservoir, having a plurality of blades whose pitch angle is variable on an outer peripheral surface of the hub; A conveyance pipe connected from the reservoir to the aberration; An inlet valve provided at an upstream end side of the aberration for opening and closing the flow path of the transfer pipe; A hydraulic actuator for opening and closing the inlet valve and adjusting the pitch angle of the blade; A control unit for controlling the operation of the hydraulic drive unit; A generator connected to the aberration; And an electromagnetic switch that operates when the rotational speed of the aberration reaches the rated speed to connect the output terminal of the generator to the electric system system,
특허문헌 2는 소수력발전기가 작동하는 단계; 소수력발전기가 밸브(Wicket Gate or Guide ane)를 상하로 구동시켜 수차에 유입되는 유량이 변화하여 변동되는 발전기 출력 전류 및 전압을 CT(계기용변류기)와 PT(계기용변압기)를 통해 계측하는 단계; 소수력발전기가 계측된 출력값을 수집하여 데이터화하고, 스캐닝하여 최대값을 추출하는 단계; 소수력발전기가 추출한 최대값으로 출력값을 설정하여 밸브(Wicket Gate or Guide Vane)를 구동시키는 단계; 소수력발전기가 발전기의 출력 전류 및 전압을 CT(계기용변류기)와 PT(계기용변압기)를 통해 계측하고, 재차 스캐닝하는 단계; 소수력발전기가 재차 스캐닝한 출력값과 기 추출한 최대값이 일치하는지 여부를 판단하는 단계; 및 출력값과 최대값 판단 단계의 판단결과, 재차 스캐닝한 출력값과 기 추출한 최대값이 일치하는 경우, 소수력발전기가 밸브의 구동을 정지시키고, 최대값으로 발전기를 운전하는 단계를 포함하는 소수력잘전기의 최대출력제어방법에 관한 것이며, Patent Document 2 discloses a method of operating a small hydropower generator; A step of measuring a generator output current and voltage, which is varied due to a change in the flow rate flowing into a water turbine by driving a valve (Wicket Gate or Guide ane) up and down through a CT (instrumental current transformer) and a PT (instrument transformer) ; Collecting the measured output values of the small hydropower generator, digitizing the calculated output values, and scanning and extracting a maximum value; Driving a valve (Wicket Gate or Guide Vane) by setting an output value to a maximum value extracted by the small hydrostatic generator; Measuring the output current and voltage of the generator by means of a small hydrostatic generator through CT (instrumental current transformer) and PT (instrumental transformer), and scanning again; Determining whether an output value scanned by the small hydrostatic generator again matches a maximum value extracted; And a step of stopping the operation of the valve by the small hydrostatic generator and operating the generator by the maximum value when the output value scanned and the maximum value extracted by the same match with each other as a result of the determination of the output value and the maximum value determination step The present invention relates to a maximum power control method,
특허문헌 3은 이송관의 일측에 형성된 저수조로부터 유체가 유입되면 이송관의 타측에 형성된 수차가 구동되어 전력을 생산하는 소수력발전장치에 적용될 수 있으며, 저수조의 수위를 감지하는 감지단계 및 감지된 수위가 기 설정된 범위 내에 있도록, 이송관으로 유입되는 유체의 유입량을 제어하는 제어단계를 포함하고, 제어단계에서 저수조의 수위에 따라 수차에 형성된 블레이드의 기 설정된 피치각을 조절할 수 있게 한 소수력발기의 제어 방법에 관한 것이다. Patent Document 3 can be applied to a small hydro-electric power generating apparatus which generates electric power by driving an aberration formed on the other side of a transfer pipe when a fluid flows from a water reservoir formed at one side of a transfer pipe. In the sensing step for sensing the water level of the water storage tank, A control step of controlling the inflow amount of the fluid flowing into the conveyance pipe so that the predetermined pitch angle of the blade formed in the aberration can be controlled according to the level of the water storage tank in the control step, ≪ / RTI >
그러나 이러한 종래의 소수력발전설비나 제어기술은 발전 장치를 구동시키기 위한 물의 유량 변동이 심하여 그 유량 변동으로 인해 발전되는 전력량의 변동이 심하게 발생하고, 이로 인해 그 발전효율이 극히 저하되는 단점이 있었다.However, such a conventional small-scale hydroelectric power generation facility or control technology is disadvantageous in that the fluctuation of the water flow rate for driving the power generation apparatus is severe, and the fluctuation of the electric power generated due to the fluctuation of the flow rate is severely generated.
즉, 통상의 소수력 발전기는 유도발전기( 농형/ 권선형) 또는 DC전원공급장치가 필요한 동기발전기를 사용하여 발전을 하고 있고, 이들은 토오크(Torque)를 제어하지 않고, 동기rpm에 의한 주파수 동기화로 발전된 출력을 계통전력으로 송전하고 있다.That is, a typical small hydro-electric generator is generating electricity using a synchronous generator requiring an induction generator (squirrel-cage / wire-wound type) or a DC power supply, which does not control the torque, And the output is transmitted as system power.
이때 발전량 중 30% 가까운 무효전력이 발생하며 이를 콘덴서를 이용하여 보상한다.At this time, 30% of reactive power is generated and compensated by capacitor.
이러한 소수력 발전 설비의 발전 방식은 안정적인 유입유량이 보장될 경우에만 계통주파수와 동기화되어 안정적인 전력을 계통에 송전할 수 있지만, 전술한 바와 같이 소수력 발전 설비에 공급되는 유입유량은 변동이 심하고, 유입유량의 변동은 동기주파수가 제대로 이루어지지 않음에 따라 발전기를 정지시키는 탈조 현상이 발생하여 안정적인 출력을 계통전력으로 송전할 수 없는 문제가 있다. Such a small-scale hydroelectric power generation system can transmit stable power to the grid in synchronism with the grid frequency only when a stable inflow flow rate is guaranteed. However, as described above, the inflow flow rate supplied to the small- There is a problem in that a synchronizing frequency is not properly maintained and a disconnection phenomenon occurs in which the generator is stopped, so that a stable output can not be transmitted as the system power.
예를 들면, 낙차 20M, 유입유량 1.0mㅃ/sec, 800rpm/min 의 400Kw의 유도발전기를 이용하여 소수력발전 설비를 구성할 경우, 유도발전기는 59 ~ 61hz로 계통에 강제 병입되어 이후 계통 주파수를 따라간다.For example, in case of constructing a small hydroelectric power plant using induction generators of 20 Km, inflow flow rate of 1.0 m ㅃ / sec and 400 kW of 800 rpm / min, induction generators are forced into the grid at 59 ~ 61 Hz, I will follow.
강제 병입시 선로 임피던스에 의한 전압강하가 6% 정도 발생한다.The voltage drop due to the line impedance occurs about 6% at the forced feed.
만약 갑자기 유입유량이 0.50mㅃ/sec 로 바뀐다면 발전기 RPM이 대폭 떨어져 발전 전력은 계통주파수에서 벗어나게 된다.If suddenly the inflow flow is changed to 0.50m ㅃ / sec, the generator RPM is greatly reduced and the generated power deviates from the grid frequency.
이는 계통에 아주 나쁜 영향을 준다. 즉, 전력계통의 정 주파수 유지에 반작용하게 된다. 이에 따라 소수력 발전기는 계통 전력으로부터 이탈하고, 발전이 이루어지지 않게 된다. This has a very bad effect on the system. That is, it reacts to the maintenance of the constant frequency of the power system. As a result, the small hydro-electric power generator deviates from the system power, and the power generation is not performed.
즉, 통상의 소수력발전 설비의 발전기는 정격 유량에 맞추어 발전기가 구동될 수 있는 토오크가 설치되어 있으므로, 공급되는 유량이 정격 유량에 못 미칠 경우에는 발전기가 작동하지 못하고, 이에 따라 유량이 적게 공급될 때에는 물이 그대로 배출되어 소비되는 단점이 있다. That is, since a generator of a typical small hydroelectric power plant is provided with a torque capable of driving the generator in accordance with the rated flow rate, if the supplied flow rate is less than the rated flow rate, the generator fails to operate, There is a disadvantage in that water is directly discharged and consumed.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하고자 개발된 것으로, 공급되는 유량에 따라 발전기가 구동될 수 있는 토오크를 제어하여 유량의 변동에 맞추어 발전기가 구동될 수 있게 한 계통주파수동기 탈조없이 유입유량 변동에 대응하여 소수력 발전기의 토오크를 제어하는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. The present invention has been developed in order to solve the problems of the related art as described above, and it is an object of the present invention to provide a system and method for controlling a torque that a generator can be driven according to a supplied flow rate, And a method for controlling the torque of the small hydrostatic generator in response to the fluctuation of the flow rate.
이러한 목적을 이루기 위한 본 발명에 따른 계통주파수동기 탈조없이 유입유량 변동에 대응하여 소수력 발전기의 토오크를 제어 장치는 평균 유입유량에 맞추어 구동토오크가 설정된 소수력 발전 설비의 발전기를 제어하는 장치로, 수차에 의해 회전하는 발전기의 회전축에 설치되어 발전기의 회전축의 회전수를 감지하는 엔코더와, 상기 엔코더에서 감지된 발전기의 회전수에 맞추어 발전기의 구동토오크를 제어하되, 감지된 회전수에 따라 구동토오크를 비례제어하는 제어수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to accomplish the above object, the present invention provides a control apparatus for controlling a generator of a small-hydro-electric power generation plant in which a driving torque is set according to an average inflow flow rate, An encoder that is installed at a rotary shaft of the generator to rotate the generator and detects the number of revolutions of the rotary shaft of the generator; and a controller that controls the generator's driving torque in accordance with the number of revolutions of the generator, And a control means for controlling the control means.
상기 제어수단은 PLC(Programable Logic Control)로 이루어지는 것이 바람직하다.Preferably, the control means comprises a PLC (Programmable Logic Control).
본 발명의 다른 일 양상에 따른 발전기 제어 방법은 평균 유입유량에 의해 공급되는 토오크에 맞추어 구동토오크가 설정된 발전기를 제어하되, 실제 유입유량의 변화에 따른 발전기 회전축의 회전수 변화를 감지하여 유입유량의 변화를 감지하고, 감지된 회전축의 회전수에 대응되도록 발전기의 구동토오크를 조절하여, 유입유량이 변하여도 발전기가 멈추지 않고 계속 작동되게 한 것을 특징으로 한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a generator control method for controlling a generator having a drive torque set in accordance with a torque supplied by an average inflow flow rate, the method including sensing a change in rotation speed of a generator rotation shaft according to a change in an actual inflow flow rate, And the drive torque of the generator is adjusted so as to correspond to the sensed rotational speed of the rotary shaft so that the generator continues to operate without stopping even when the inflow flow rate changes.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 계통주파수동기 탈조없이 유입유량 변동에 대응하여 소수력 발전기의 토오크를 제어하는 방법은 일반적인 수력 발전 방식보다 높은 발전 이용률을 얻을 수 있는 효과가 있다. As described above, the method of controlling the torque of the small hydrostatic generator in response to the fluctuation of the inflow flow rate without the systematic frequency synchronous damping according to the present invention has an effect of obtaining a higher power generation utilization rate than the general hydraulic power generation system.
즉, 소수력 발전 설비에서 전력계통과의 동기 탈조에 의한 발전기 정지 시간이 없으므로 물이 유입되기만 하면, 유입유량의 유동 폭이 커도 항상 발전기가 작동되고, 발전된 출력을 계통전력으로 전송할 수 있는 효과가 있는 것이다. In other words, there is no generator stop time due to the synchronous demosaicing of the power system in the small hydro power generation facility. Therefore, if water flows into the generator, the generator is always operated even when the flow width of the influent flow is large, and the generated output can be transmitted by the system power .
도 1은 본 발명에 따른 계통주파수동기 탈조없이 유입유량 변동에 대응하여 소수력 발전기의 토오크를 제어 장치의 구성도
도 2는 본 발명에 따른 계통주파수동기 탈조없이 유입유량 변동에 대응하여 소수력 발전기의 토오크를 제어 장치의 일예의 사진
도 3은 본 발명에 따른 계통주파수동기 탈조없이 유입유량 변동에 대응하여 소수력 발전기의 토오크를 제어 장치의 토오크 제어화면
도 4는 본 발명에 따른 계통주파수동기 탈조없이 유입유량 변동에 대응하여 소수력 발전기의 토오크를 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도FIG. 1 is a diagram showing the configuration of a control apparatus for controlling the torque of a small hydrostatic generator in response to fluctuation of an inflow flow rate without a systematic frequency synchronous downtime
FIG. 2 is a graph showing the torque of the small hydrostatic generator corresponding to the inflow flow rate change without the systematic frequency synchronous damping according to the present invention.
FIG. 3 is a graph showing the relationship between the torque of the small hydrostatic generator and the torque control screen
4 is a flowchart for explaining a method of controlling the torque of a small hydrostatic generator in response to fluctuation of an inflow flow rate without a grid frequency synchronous damping according to the present invention.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실 시예를 가질 수 있는 바, 특정 실 시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.The present invention is capable of various modifications and various embodiments, and specific embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail in the following description. It is to be understood, however, that the invention is not to be limited to the specific embodiments, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention.
각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.Like reference numerals are used for like elements in describing each drawing. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여, 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명은 소수력 발전기의 구동토오크를 제어하여 계통주파수동기 탈조없이 유입유량 변동에 대응하여 발전기가 구동될 수 있게 한다. The present invention controls the drive torque of a small hydro-electric generator so that the generator can be driven in response to an inflow flow rate change without a system frequency synchronous downtime.
이러한 본 발명에 따른 계통주파수동기 탈조없이 유입유량 변동에 대응하여 소수력 발전기의 토오크를 제어 장치는 도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 평균 유입유량에 맞추어 구동토오크가 설정된 소수력 발전 설비의 발전기를 제어하는 장치로, 수차에 의해 회전하는 발전기의 회전축에 설치되어 발전기의 회전축의 회전수를 감지하는 엔코더(10)와, 상기 엔코더에서 감지된 발전기의 회전수에 맞추어 발전기의 토오크를 제어하되, 감지된 회전수에 따라 설정된 구동토오크를 비례 제어하는 제어수단(20)을 포함한다.As shown in FIGS. 1 and 2, the controller controls the torque of the small hydrostatic generator in response to fluctuation of the inflow flow rate without the system frequency synchronous downtime according to the present invention. An encoder (10) installed at a rotary shaft of a generator rotating by an aberration to sense a rotation speed of a rotary shaft of the generator, and a control unit (10) for controlling the torque of the generator according to the rotation speed of the generator And a control means (20) for proportionally controlling the drive torque set in accordance with the number of revolutions.
상기 엔코더(10)는 수차에 공급되는 유입유량의 따라 변하는 발전기 회전축의 회전수를 감지하기 위한 수단으로, 회전수를 펄스 형태로 출력하며, 이 펄스를 계수함에 의해 회전축의 회전수를 감지할 수 있고, 회전축의 회전수를 감지함에 의해 유입유량의 변화를 감지할 수 있다. The
상기 엔코더(10)에서 감지된 회전축의 회전수는 상기 제어수단(20)에 전달되어 발전기 구동 토오크 조절 기초 정보가 된다. The rotation speed of the rotary shaft sensed by the
상기 제어수단(20)은 엔코더에서 감지된 회전축의 회전수로부터 유입유량을 감지하고 감지된 유입유량에 맞추어 발전기의 구동토오크를 제어하는 수단으로 통상의 PLC(Programable Logic Control)로 이루어질 수 있다. The control means 20 may be implemented by a general PLC (Programmable Logic Control) as means for sensing an inflow flow rate from the rotation speed of the rotary shaft sensed by the encoder and controlling the drive torque of the generator according to the sensed inflow flow rate.
상기 제어수단(20)에는 엔코더에서 감지된 회전축의 회전수와 비교되는 기준 회전수가 설정되어 있고, 이 기준 회전수와 대비함에 의해 현재 발전기에 공급되는 유입유량의 변화를 인지할 수 있다. The control means (20) is provided with a reference rotation speed which is compared with the rotation speed of the rotary shaft detected by the encoder. By comparing the reference rotation speed with the reference rotation speed, it is possible to recognize a change in the inflow flow rate supplied to the current generator.
상기한 바와 같이, 상기 제어수단(20)은 감지된 발전기 회전축의 회전수에 대응되도록 발전기의 구동토오크를 제어하기 위한 연산 처리수단을 구비하고 있고, 연산 처리 방법은 감지된 회전축의 회전수가 감속된 비율만큼 초기에 설계된 발전기의 구동토오크를 비례하여 낮춘다. As described above, the control means (20) includes arithmetic processing means for controlling the drive torque of the generator so as to correspond to the sensed rotational speed of the generator rotary shaft. The arithmetic processing method is a method in which the rotational speed of the sensed rotating shaft is reduced Proportionally reduces the drive torque of the generator designed initially.
일예를 들면, 아래의 표와 같이 감지된 회전축의 회전수에 따라 설정된 구동토오크로 발전기의 구동을 제어하는 것이다. For example, as shown in the table below, the drive of the generator is controlled by the drive torque set in accordance with the sensed rotation speed of the rotation shaft.
예를 들면, 즉 50KW / 650RPM 으로 설계된 발전기가 있다면, 정격 토오크는 788N.m이다.For example, if there is a generator designed for 50KW / 650RPM, the rated torque is 788N.m.
정상적으로 발전기가 구동되면, 엔코더에서 감지된 회전수 650rpm이고, 이때는 토오크를 100%인가하고, 유입유량이 줄어 앤코더에서 감지된 회전수가 50% 감속되어 325rpm 일때는 토오크를 50% 인가한다.When the generator is normally driven, the rotation rate detected by the encoder is 650 rpm. At this time, 100% of the torque is applied. When the flow rate is reduced and the number of revolutions detected by the encoder is reduced by 50%, the torque is 50% applied at 325 rpm.
물론, 감지된 회전수가 500rpm일 경우에는 정격 토오크의 70%에 해당하는 구동토오크를 인가한다. Of course, when the detected number of revolutions is 500 rpm, drive torque corresponding to 70% of the rated torque is applied.
상기와 같이 구성된 계통주파수동기 탈조없이 유입유량 변동에 대응하여 소수력 발전기의 토오크를 제어 장치를 이용한 발전기의 토오크 제어방법은 전술한 바와 같이, 발전기가 유입유량이 변하여도 정지하지 않고 계속하여 구동될 수 있게 하기 위한 것으로, 평균 유입유량에 의해 공급되는 토오크에 맞추어 구동토오크가 설정된 발전기를 제어하되, 실제 유입유량의 변화에 따른 발전기 회전축의 회전수 변화를 감지하여 유입유량의 변화를 감지하고, 감지된 회전축의 회전수에 대응되도록 발전기의 구동토오크를 조절하여, 유입유량이 변하여도 발전기가 멈추지 않고 계속 작동되게 한 것이다.The torque control method of the generator using the control device for the torque of the small hydrostatic generator in response to the fluctuation of the inflow flow rate without the systematic frequency synchronous downtime as described above can be continuously operated without stopping even if the flow rate of the generator is changed, The controller controls a generator whose drive torque is set in accordance with a torque supplied by an average inflow flow rate. The controller senses a change in the inflow flow rate by detecting a change in the number of revolutions of the rotary shaft of the generator according to a change in the actual inflow flow rate, The drive torque of the generator is adjusted so as to correspond to the number of revolutions of the rotary shaft so that the generator continues to operate without stopping even if the inflow flow rate changes.
이러한 본 발명에서 조절된 구동토오크는 감지된 발전기 회전축의 회전수에 따라 비례제어된다. 즉, 감지된 회전수가 감속되면, 감속된 비율만큼 최초 설계토크보다 낮춘 구동토오크로 재설정한 상태에서 발전기를 구동시키는 것이다. In the present invention, the regulated drive torque is proportionally controlled according to the number of revolutions of the sensed generator rotation shaft. That is, if the sensed number of revolutions is reduced, the generator is driven in a state where it is reset to the drive torque lower than the initial design torque by the decelerated ratio.
이렇게 발전기의 구동토오크를 제어하면 발전기는 유체의 유입 변동량에 따라 실시간으로 100 내지 1000rpm/min 사이 구간을 오가며 정지하지 않고 계속하여 구동되어 발전이 이루어지는 것이다. When the driving torque of the generator is controlled in this manner, the generator is continuously driven in a period of 100 to 1000 rpm / min in real time according to the fluctuation amount of the fluid, thereby generating electricity.
이때 출력 주파수는 6hz에서 60hz까지이고, 발전기 출력 전압은 10V에서 500V까지 각기 다르나 이를 인버터에서 스위칭하여 전력계통주파수와 동기화하여 계통으로 송전한다.At this time, the output frequency is from 6hz to 60hz, and the generator output voltage is different from 10V to 500V, but it is switched in the inverter to transmit to the system in synchronization with the power system frequency.
10: 엔코더
20: 제어수단10: Encoder
20: control means
Claims (4)
수차에 의해 회전하는 발전기의 회전축에 설치되어 발전기의 회전축의 회전수를 감지하는 엔코더(10)에서 감지된 발전기의 회전수에 맞추어 제어수단(20)이 발전기의 토오크를 제어하되,
상기 제어수단(20)은 수차에 공급되는 유입유량의 따라 변하는 발전기 회전축의 회전수를 펄스 형태로 출력하는 엔코더(10)의 펄스를 계수함에 의해 회전축의 회전수를 감지하고, 기 설정된 기준 회전수와 감지된 회전수를 비교하여, 감지된 회전수가 줄어든 비율에 따라 수차의 구동을 제어하여 발전기의 구동토오크를 비례 제어하는 것을 특징으로 하는 계통주파수동기 탈조없이 유입유량 변동에 대응하여 소수력 발전기의 토오크 제어 장치.This is a device that controls the generator of a small hydroelectric power plant in which drive torque is set according to the average flow rate.
The control means (20) controls the torque of the generator in accordance with the rotational speed of the generator, which is installed on the rotational axis of the generator rotating by the aberration and sensed by the encoder (10) sensing the rotational speed of the rotational shaft of the generator,
The control means 20 detects the number of revolutions of the rotary shaft by counting the number of pulses of the encoder 10 that outputs the number of revolutions of the rotary shaft of the generator varying in accordance with the inflow flow rate supplied to the aberration in a pulse form, And the driving torque of the generator is controlled proportionally by controlling the driving of the aberration according to the rate at which the sensed rotation number is decreased. The system of claim 1, wherein the torque of the small hydrostatic generator controller.
평균 유입유량에 의해 공급되는 토오크에 맞추어 기준 구동토오크가 설정된 발전기를 제어하되,
엔코더를 이용하여 실제 유입유량의 변화에 따라 변하는 발전기 회전축의 회전수를 감지하고, 감지된 회전수를 펄스 형태로 출력하여 펄스를 계수함에 의해 회전축의 회전수를 감지하고, 기 설정된 기준 회전수와 감지된 회전수를 비교하여, 기준회전수와 감지된 회전수의 비율에 비례하여 발전기의 구동토오크를 조절하여, 유입유량이 변하여도 발전기가 멈추지 않고 계속 작동되게 한 것을 특징으로 하는 계통주파수동기 탈조없이 유입유량 변동에 대응하여 소수력 발전기의 토오크를 제어하는 방법.
A generator control method using the control device according to claim 1,
Controlling a generator having a reference drive torque set in accordance with a torque supplied by an average inflow flow rate,
The number of revolutions of the rotating shaft of the generator varies depending on the change of the actual inflow flow rate by using the encoder. The detected number of revolutions is output in pulse form to count the number of revolutions of the rotating shaft by counting pulses. Wherein the controller controls the drive torque of the generator in proportion to the ratio of the reference rotation speed and the sensed rotation speed so that the generator can be continuously operated even when the inflow flow rate is changed. A method of controlling the torque of a small hydrostatic generator in response to an influent flow rate change without any change.
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