JP2631373B2 - 可変速揚水発電システムの運転制御装置 - Google Patents
可変速揚水発電システムの運転制御装置Info
- Publication number
- JP2631373B2 JP2631373B2 JP62207058A JP20705887A JP2631373B2 JP 2631373 B2 JP2631373 B2 JP 2631373B2 JP 62207058 A JP62207058 A JP 62207058A JP 20705887 A JP20705887 A JP 20705887A JP 2631373 B2 JP2631373 B2 JP 2631373B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- guide vane
- command signal
- control device
- vane opening
- optimum
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
- 238000010248 power generation Methods 0.000 title claims description 20
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims description 16
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 4
- 230000006698 induction Effects 0.000 claims description 3
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 16
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 10
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 9
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 2
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000009795 derivation Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 description 1
- 239000002574 poison Substances 0.000 description 1
- 231100000614 poison Toxicity 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/20—Hydro energy
Landscapes
- Control Of Water Turbines (AREA)
- Control Of Eletrric Generators (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、任意の回転数で運転可能な可変速発電装置
に係り、特に電力の安定供給に好適な可変速揚水発電装
置に関する。
に係り、特に電力の安定供給に好適な可変速揚水発電装
置に関する。
揚水発電所は余剰電力を利用して揚水し、その貯水を
必要に応じて利用することにより、不足電力を補う発電
方式である。
必要に応じて利用することにより、不足電力を補う発電
方式である。
一般に、発電機としては同期機を用いるのが普通であ
るが、電極系統の変動に対してこれを補うためには、可
変速度とするのが便利である。
るが、電極系統の変動に対してこれを補うためには、可
変速度とするのが便利である。
しかし、従来の揚水発電装置は、同期機を使用してい
るため、揚水時に負荷の調整ができないこと、および発
電運転および揚水運転時に系統より要求される発電力の
変化並びに揚水時の揚程等により、システムの効率が変
化するという欠点があつた。
るため、揚水時に負荷の調整ができないこと、および発
電運転および揚水運転時に系統より要求される発電力の
変化並びに揚水時の揚程等により、システムの効率が変
化するという欠点があつた。
そこで、最近では、要求される発電電力、揚程にかか
わらず、最高効率で運転させるための研究が進んでい
る。この目的を達成するために、従来の同期機により構
成した揚水発電機の代りに、２次励磁を制御する手法を
採用して２次側３相巻線からなる同期機を揚水発電機と
する考え方がある。この２次励磁制御法を採用した同期
機にあつては、可変速運転が可能であるため、発電電
力、揚水にかかわらず、発電装置を最高高率で運転する
ことが可能である。
わらず、最高効率で運転させるための研究が進んでい
る。この目的を達成するために、従来の同期機により構
成した揚水発電機の代りに、２次励磁を制御する手法を
採用して２次側３相巻線からなる同期機を揚水発電機と
する考え方がある。この２次励磁制御法を採用した同期
機にあつては、可変速運転が可能であるため、発電電
力、揚水にかかわらず、発電装置を最高高率で運転する
ことが可能である。
なお、以上の可変速発電システムに関する文献として
昭和59年電気学会全国大会（昭和59年３月28〜30日開
催）論文No.553「大容量同期電動機の可変速運転特性」
があるが、この文献には具体的な制御方式について何ら
開示されていない。
昭和59年電気学会全国大会（昭和59年３月28〜30日開
催）論文No.553「大容量同期電動機の可変速運転特性」
があるが、この文献には具体的な制御方式について何ら
開示されていない。
従来の同期発電電動機を使用する揚水発電システムで
は、ポンプ水車の回転数は発電運転でも揚水運転でも同
一の一定値に固定される。したがつて、発電運転の場合
そのときの落差条件下で、所望の発電量を得ようとすれ
ば一義的にポンプ水車のガイドベーン開度が決まり、し
たがつてそのときの運転効率は水車の固有の特性が決ま
つてしまう。そして、効果的には最高効率点から大きく
離れた運転点で運転せざるをえない場合がでてくる。
は、ポンプ水車の回転数は発電運転でも揚水運転でも同
一の一定値に固定される。したがつて、発電運転の場合
そのときの落差条件下で、所望の発電量を得ようとすれ
ば一義的にポンプ水車のガイドベーン開度が決まり、し
たがつてそのときの運転効率は水車の固有の特性が決ま
つてしまう。そして、効果的には最高効率点から大きく
離れた運転点で運転せざるをえない場合がでてくる。
揚水運転の場合は、ガイドベーン開度が最高点（その
ときの落差の下で最高の効率を与える開度）を離れる
と、ポンプの固有特性のため効率の落ち込みが激しく事
実上最高点を離れることはできず自由度が全くない。
ときの落差の下で最高の効率を与える開度）を離れる
と、ポンプの固有特性のため効率の落ち込みが激しく事
実上最高点を離れることはできず自由度が全くない。
すなわち、落差によつて決まる一定開度運転によらざ
るを得ない。このことは、該揚水発電システムは、電力
系統側から見れば揚水運転中は全く調整の効かない単純
負荷になり、電力系統の電力需給アンバランスを改善す
るような調整は一切期待できないことになる。
るを得ない。このことは、該揚水発電システムは、電力
系統側から見れば揚水運転中は全く調整の効かない単純
負荷になり、電力系統の電力需給アンバランスを改善す
るような調整は一切期待できないことになる。
本発明は、揚水運転中においても電動機負荷を調整可
能にするとともに、AFC等の電力系統制御の安定化を確
保できる可変速揚水発電システムの運転制御装置を実現
することを目的とする。
能にするとともに、AFC等の電力系統制御の安定化を確
保できる可変速揚水発電システムの運転制御装置を実現
することを目的とする。
上記目的は、出力指令に基づく電動機の出力制御は電
動機の励磁制御により行う電動機出力制御系にもたせ、
最適回転速度指令に基づく回転速度制御はガイドベーン
開度制４系にもたせ、これにより電動機の出力制御と回
転速度制御を明確に分離することにより達成される。
動機の励磁制御により行う電動機出力制御系にもたせ、
最適回転速度指令に基づく回転速度制御はガイドベーン
開度制４系にもたせ、これにより電動機の出力制御と回
転速度制御を明確に分離することにより達成される。
すなわち、ポンプ水車12に連結された巻線形誘導発電
電動機1,2を系統負荷10の変動に応動させて運転する可
変速揚水発電システムの運転制御装置において、外部か
ら入力される電動機の出力命令信号POEと実際の出力検
出信号Ｐとの偏差を低減するように電動機の２次巻線の
励磁電流の位相角を制御する電動機出力制御装置16〜2
1,23a〜23cと、ポンプ水車のガイドベーンの開度を制御
するガイドベーン開度制御装置とを備えて構成する。そ
して、ガイドベーン開度制御装置は、電動機の出力指令
信号POEと揚程Ｈに対してポンプ水車が最適効率となる
最適ガイドベーン開度指令信号YOPTを発生する第１の関
数発生手段33と、最適ガイドベーン開度指令信号に基づ
いてガイドベーンの開度を制御するガイドベーン制御手
段14と、電動機の出力指令信号POEと揚程Ｈに対してポ
ンプ水車が最適効果となる最適回転速度指令信号NOPTを
発生する第２の関数発生手段30と、最適回転速度指令信
号と実際の回転速度検出信号との偏差を低減するように
前記最適ガイドベーン開度指令信号を補正するガイドベ
ーン開度補正手段31,32,34とにより構成することを特徴
とする。
電動機1,2を系統負荷10の変動に応動させて運転する可
変速揚水発電システムの運転制御装置において、外部か
ら入力される電動機の出力命令信号POEと実際の出力検
出信号Ｐとの偏差を低減するように電動機の２次巻線の
励磁電流の位相角を制御する電動機出力制御装置16〜2
1,23a〜23cと、ポンプ水車のガイドベーンの開度を制御
するガイドベーン開度制御装置とを備えて構成する。そ
して、ガイドベーン開度制御装置は、電動機の出力指令
信号POEと揚程Ｈに対してポンプ水車が最適効率となる
最適ガイドベーン開度指令信号YOPTを発生する第１の関
数発生手段33と、最適ガイドベーン開度指令信号に基づ
いてガイドベーンの開度を制御するガイドベーン制御手
段14と、電動機の出力指令信号POEと揚程Ｈに対してポ
ンプ水車が最適効果となる最適回転速度指令信号NOPTを
発生する第２の関数発生手段30と、最適回転速度指令信
号と実際の回転速度検出信号との偏差を低減するように
前記最適ガイドベーン開度指令信号を補正するガイドベ
ーン開度補正手段31,32,34とにより構成することを特徴
とする。
上記本発明によれば、電動機出力制御装置は外部から
入力される電動機出力指令に追従して直接電動機の駆動
出力を制御する。一方、ガイドベーン開度制御装置は、
上記電動機出力指令と揚程を入力としてガイドベーン開
度を制御する。この場合にポンプ水車の最適効率運転を
図る必要があるため、予め求められた電動機出力に対す
る最適効率時における最適回転速度とガイドベーン開度
特性に基づいて、最適回転速度指令信号および最適ガイ
ドベーン指令信号を発生させる。そして、この両指令信
号を合成し、上記外部より入力された電動機出力指令に
見合う開度にガイドベーンを制御する。したがつて、可
変速揚水発電システムにおいて電動機を可変速運転する
場合に、第一に電動機出力指令により直接的に電動機出
力を追従制御し、第二にこの電動機出力指令に関連付け
てその出力下における最適ガイドベーン開度と最適回転
速度に基づいてガイドベーンの開度を制御しているた
め、当該ポンプ水車の最適効率下で可変速運転をするこ
とができ、かつこの円滑な可変速運転により電力系統の
安定化を図ることができる。
入力される電動機出力指令に追従して直接電動機の駆動
出力を制御する。一方、ガイドベーン開度制御装置は、
上記電動機出力指令と揚程を入力としてガイドベーン開
度を制御する。この場合にポンプ水車の最適効率運転を
図る必要があるため、予め求められた電動機出力に対す
る最適効率時における最適回転速度とガイドベーン開度
特性に基づいて、最適回転速度指令信号および最適ガイ
ドベーン指令信号を発生させる。そして、この両指令信
号を合成し、上記外部より入力された電動機出力指令に
見合う開度にガイドベーンを制御する。したがつて、可
変速揚水発電システムにおいて電動機を可変速運転する
場合に、第一に電動機出力指令により直接的に電動機出
力を追従制御し、第二にこの電動機出力指令に関連付け
てその出力下における最適ガイドベーン開度と最適回転
速度に基づいてガイドベーンの開度を制御しているた
め、当該ポンプ水車の最適効率下で可変速運転をするこ
とができ、かつこの円滑な可変速運転により電力系統の
安定化を図ることができる。
次に、本発明に係る実施例を図面に基づいて説明す
る。
る。
可変速発電システムの概要 第５図に、可変速発電システムの原理を示す。第５図
において、可変速駆動機として交流励磁同期機（または
巻線形誘導機）は固定子１と、回転子２より構成され
る。5a〜5cは固定子１のa,b,c各相の巻線、22a〜22cは
回転子２のa,b,c各相の巻線を示す。
において、可変速駆動機として交流励磁同期機（または
巻線形誘導機）は固定子１と、回転子２より構成され
る。5a〜5cは固定子１のa,b,c各相の巻線、22a〜22cは
回転子２のa,b,c各相の巻線を示す。
いま、定格周波数を、すべりをｓとすると、回転子
２の速度は（１−ｓ）であり、回転子２の２次巻線22
a〜22cをすべりｓの周波数で励磁することにより、回転
子２の回転磁界はずべりｓが零（同期速度）の速度で回
転し、固定子１の回転磁界の速度と同一になる。回転子
１の回転速度を測定し、この出力からすべり周波数検出
器３によりすべり周波数を検出し、次いで周波数／電圧
変換器４ですべり周波に応じた電圧を発生させ、この電
圧を２次巻線22a〜22cに与えて励磁する。このようにす
ることにより、任意の回転速度で運転を行つても、１次
巻線5a〜5cには、常に系統周波数の電圧を発生させるこ
とができる。すなわち、回転磁界は、 （１−ｓ）＋ｓ＝ …（１） となり、すべりｓにかかわらず、定格周波数の出力が得
られることとなる。
２の速度は（１−ｓ）であり、回転子２の２次巻線22
a〜22cをすべりｓの周波数で励磁することにより、回転
子２の回転磁界はずべりｓが零（同期速度）の速度で回
転し、固定子１の回転磁界の速度と同一になる。回転子
１の回転速度を測定し、この出力からすべり周波数検出
器３によりすべり周波数を検出し、次いで周波数／電圧
変換器４ですべり周波に応じた電圧を発生させ、この電
圧を２次巻線22a〜22cに与えて励磁する。このようにす
ることにより、任意の回転速度で運転を行つても、１次
巻線5a〜5cには、常に系統周波数の電圧を発生させるこ
とができる。すなわち、回転磁界は、 （１−ｓ）＋ｓ＝ …（１） となり、すべりｓにかかわらず、定格周波数の出力が得
られることとなる。
前提 次に、本発明の前提となる事項についと説明する。揚
水発電システムには、一般にプランシス形のポンプ水車
が用いられる。このポンプ水車の運転に際し、従来の揚
水発電システムでは所定の効率を確保するために自由度
のないものであつたことは従来の問題点で述べた通りで
ある。
水発電システムには、一般にプランシス形のポンプ水車
が用いられる。このポンプ水車の運転に際し、従来の揚
水発電システムでは所定の効率を確保するために自由度
のないものであつたことは従来の問題点で述べた通りで
ある。
一方、自由度をもたせるために可変速発電システムと
した場合、可変速機である電動機の出力（すなわち、ポ
ンプ水車の入力）によつて効率が最高となる回転速度は
異なつており、したがつて常に最高効率を確保しつつい
かに可変速運転を行うかが課題となる。
した場合、可変速機である電動機の出力（すなわち、ポ
ンプ水車の入力）によつて効率が最高となる回転速度は
異なつており、したがつて常に最高効率を確保しつつい
かに可変速運転を行うかが課題となる。
ここで、第２図にフランシス形のポンプ水車の入力Ｐ
と効率ηとの関係を示す。第２図において、P1,P2はポ
ンプ水車の入力、η1,η２は対応する効率、N1,N2はパ
ラメータとしての回転速度、Y1,Y2はそのときのガイド
ベーン開度を示している。ポンプ水車の入力P1に着目す
ると、P1においては回転速度N1、ガイドベーン開度Y1で
最高効率η１となり、同様にポンプ水車の入力P2では回
転速度N2、ガイドベーン開度Y2で最高効率η２となる。
このように、ポンプ水車の入力によつて最高効率となる
回転速度およびガイドベーンの開度が異なってくる。
と効率ηとの関係を示す。第２図において、P1,P2はポ
ンプ水車の入力、η1,η２は対応する効率、N1,N2はパ
ラメータとしての回転速度、Y1,Y2はそのときのガイド
ベーン開度を示している。ポンプ水車の入力P1に着目す
ると、P1においては回転速度N1、ガイドベーン開度Y1で
最高効率η１となり、同様にポンプ水車の入力P2では回
転速度N2、ガイドベーン開度Y2で最高効率η２となる。
このように、ポンプ水車の入力によつて最高効率となる
回転速度およびガイドベーンの開度が異なってくる。
運転制御装置の具体例 第１図に本発明に係る運転制御装置の具体例を示す。
第１図に示す運転制御装置は大別して電動機出力制御系
とガイドベーン開度制御系とより成る。電動機出力制御
系はガイドベーン開度制御系とは無関係に電動機出力を
電動機出力指令POEに追従制 御するものである。ガイ
ドベーン開度制御系は上記電動機出力指令（または一致
したときの実際の電動機出力）下における最適効率とな
るためのガイドベーン開度を制御するものである。
第１図に示す運転制御装置は大別して電動機出力制御系
とガイドベーン開度制御系とより成る。電動機出力制御
系はガイドベーン開度制御系とは無関係に電動機出力を
電動機出力指令POEに追従制 御するものである。ガイ
ドベーン開度制御系は上記電動機出力指令（または一致
したときの実際の電動機出力）下における最適効率とな
るためのガイドベーン開度を制御するものである。
電動機出力制御系において、可変速運転のための電動
機出力指令POEが与えられると、位相角算出部16では電
動機出力指令POEと実際の電動機出力Ｐとの偏差を求
め、その偏差分をゼロとすべく交流電磁電流の位相角を
算出する。実際の電動力機出力Ｐは電流変成器19および
電圧変成器20から得られた電流，電圧をもとに有効電力
検出部21において算出された有効電力の形で与えられ
る。算出された位相角は励磁量設定部17に入力される。
励磁量設定部17は速度検出器11からの検出速度N,位相角
δおよび電圧調整部18からの調整信号を入力として回転
子２の２次巻線22a〜22cの励磁電圧を設定する。つま
り、本実施例において、電圧調整部18、電動機の固定子
１の電圧Ｖ（端子電圧）を定常の系統電圧VOに調整すべ
く、それらの偏差に応じて励磁電圧を調整する調整信号
を励磁量設定部17に出力する。位相角算出部16は、固定
子１の回転磁界に対する回転子２の磁界回転位相の遅れ
角である位相角δを増減して、電動機出力（有効電力）
Ｐを出力指令POEに調整する。すなわち、可変速電動機
の理論により、電動機出力Ｐ、無効電力Ｘ、位相角δの
３者の関係は、P/X＝tan δになる。無効電力Ｘは、電
圧を維持する役割を有するものであり、電圧調整部18に
より電動機の端子電圧が一定に制御されているので、実
質的にほぼ一定とみなすことができる。したがって、位
相角δを調整することにより、電動機出力Ｐを調整でき
る。ところで、電動機出力Ｐと出力指令POEの偏差と、
その偏差をゼロにするための位相角の増減量Δδとの関
係は、例えばベクトル図を用いて粋何学的に次式で近似
できる。
機出力指令POEが与えられると、位相角算出部16では電
動機出力指令POEと実際の電動機出力Ｐとの偏差を求
め、その偏差分をゼロとすべく交流電磁電流の位相角を
算出する。実際の電動力機出力Ｐは電流変成器19および
電圧変成器20から得られた電流，電圧をもとに有効電力
検出部21において算出された有効電力の形で与えられ
る。算出された位相角は励磁量設定部17に入力される。
励磁量設定部17は速度検出器11からの検出速度N,位相角
δおよび電圧調整部18からの調整信号を入力として回転
子２の２次巻線22a〜22cの励磁電圧を設定する。つま
り、本実施例において、電圧調整部18、電動機の固定子
１の電圧Ｖ（端子電圧）を定常の系統電圧VOに調整すべ
く、それらの偏差に応じて励磁電圧を調整する調整信号
を励磁量設定部17に出力する。位相角算出部16は、固定
子１の回転磁界に対する回転子２の磁界回転位相の遅れ
角である位相角δを増減して、電動機出力（有効電力）
Ｐを出力指令POEに調整する。すなわち、可変速電動機
の理論により、電動機出力Ｐ、無効電力Ｘ、位相角δの
３者の関係は、P/X＝tan δになる。無効電力Ｘは、電
圧を維持する役割を有するものであり、電圧調整部18に
より電動機の端子電圧が一定に制御されているので、実
質的にほぼ一定とみなすことができる。したがって、位
相角δを調整することにより、電動機出力Ｐを調整でき
る。ところで、電動機出力Ｐと出力指令POEの偏差と、
その偏差をゼロにするための位相角の増減量Δδとの関
係は、例えばベクトル図を用いて粋何学的に次式で近似
できる。
位相角算出部16は、上記関係に基づいてΔδを求めて
位相角を増減し、その増減後４の位相角δを励磁量設定
部17に出力する。励磁量調整部17は、検出速度Ｎに基づ
いてすべり周波数を求め、そのすべり周波数と、励磁電
圧の調整信号に応じた振幅と、位相角δに応じた位相と
を有する励磁電圧を設定して位相部23a〜23cに送出す
る。この設定励磁電極が位相部23a〜23cを介して各巻線
22a〜22cに対応する位相で供給され、電動機出力指令P
OEに見合う出力に制御されることとなる。以上の制御は
可変速運転時の各電動機出力指令POEの変更ごとに行わ
れる。
位相角を増減し、その増減後４の位相角δを励磁量設定
部17に出力する。励磁量調整部17は、検出速度Ｎに基づ
いてすべり周波数を求め、そのすべり周波数と、励磁電
圧の調整信号に応じた振幅と、位相角δに応じた位相と
を有する励磁電圧を設定して位相部23a〜23cに送出す
る。この設定励磁電極が位相部23a〜23cを介して各巻線
22a〜22cに対応する位相で供給され、電動機出力指令P
OEに見合う出力に制御されることとなる。以上の制御は
可変速運転時の各電動機出力指令POEの変更ごとに行わ
れる。
ガイドベーン制御系において、電動機出力指令POEが
与えられると、その指令信号POEおよび揚程信号Ｈがそ
れぞれ最適回転速度関数発生器30および最適ガイドベー
ン開度関数発生器33に入力される。
与えられると、その指令信号POEおよび揚程信号Ｈがそ
れぞれ最適回転速度関数発生器30および最適ガイドベー
ン開度関数発生器33に入力される。
最適回転速度関数発生器30の特性は第３図に示す通り
であり、その特性は第３図の最高効率特性に対応して導
き出されたものである。つまり、揚程ＨがH1で、そのと
の電動機出力指令POEがPOE1であつたときにポンプ水車1
2の最高効率となる回転速度はN2とN3の間にあるという
ように出力される。あの、この場合の出力はN2とN3との
補間で求める。その最適回転速度を以下NOPTと表わす。
最適回転速度NOPTは比較器31に入力され、ポンプ水車12
の実際の回転速度Ｎとの回転速度偏差ΔＮが求められ
る。この回転速度偏差ΔＮをゼロに修正するために、回
転速度偏差信号ΔＮはガイドベーン開度補正回路（PID
調整器、なおＩ調整器でもよい）32に入力される。ガイ
ドベーン開度補正回路32は回転速度偏差ΔＮの大小に応
じ、その偏差ΔＮを打消すためのガイドベーン開度補正
信号ΔYNを出力する。このガイドベーン開度補正信号Δ
YNは加算器34に入力される。
であり、その特性は第３図の最高効率特性に対応して導
き出されたものである。つまり、揚程ＨがH1で、そのと
の電動機出力指令POEがPOE1であつたときにポンプ水車1
2の最高効率となる回転速度はN2とN3の間にあるという
ように出力される。あの、この場合の出力はN2とN3との
補間で求める。その最適回転速度を以下NOPTと表わす。
最適回転速度NOPTは比較器31に入力され、ポンプ水車12
の実際の回転速度Ｎとの回転速度偏差ΔＮが求められ
る。この回転速度偏差ΔＮをゼロに修正するために、回
転速度偏差信号ΔＮはガイドベーン開度補正回路（PID
調整器、なおＩ調整器でもよい）32に入力される。ガイ
ドベーン開度補正回路32は回転速度偏差ΔＮの大小に応
じ、その偏差ΔＮを打消すためのガイドベーン開度補正
信号ΔYNを出力する。このガイドベーン開度補正信号Δ
YNは加算器34に入力される。
最適ガイドベーン開度関数発生器33の特性は第４図に
示す通りであり、その特性は同様に第３図の最高効率特
性に対応して導き出されたものである。つまり、揚程vH
がH1で電動機出力指令POEがPOE1のときのポンプ水車12
の最高効率となるガイドベーン開度はY2とY3との間にあ
るというように出力するものである。なお、この場合の
出力はY2とY3の補間で求める。この最適ガイドベーン開
度を以下YOPTで表わす。最適ガイドベーン開度YOPTは加
算器34に与えられる。
示す通りであり、その特性は同様に第３図の最高効率特
性に対応して導き出されたものである。つまり、揚程vH
がH1で電動機出力指令POEがPOE1のときのポンプ水車12
の最高効率となるガイドベーン開度はY2とY3との間にあ
るというように出力するものである。なお、この場合の
出力はY2とY3の補間で求める。この最適ガイドベーン開
度を以下YOPTで表わす。最適ガイドベーン開度YOPTは加
算器34に与えられる。
加算器34ではこの最適ガイドベーン開度YOPTと先に求
められたガイドベーン開度補正信号ΔYNとを加算して合
成信号を作成する。つまり、最適ガイドベーン開度YOPT
に対して速度偏差ΔＮに対応する開度分だけ補正した信
号となる。この合成信号は油圧サーボ機構14に入力さ
れ、指示されるガイドベーン開度に調節する。
められたガイドベーン開度補正信号ΔYNとを加算して合
成信号を作成する。つまり、最適ガイドベーン開度YOPT
に対して速度偏差ΔＮに対応する開度分だけ補正した信
号となる。この合成信号は油圧サーボ機構14に入力さ
れ、指示されるガイドベーン開度に調節する。
以上に述べたように、可変運転を行う場合に、電動機
出力指令に戻づいて電毒気出力を直接制御し、一方で
は、この与えられた電動機出力下においてポンプ水車の
運転効率が最も高くなる回転速度とガイドベーン開度に
制御するため、揚水運転中に外部から出力指令が与えら
れた場合にその指令に応じて最高効率を維持しつつ可変
速運転を行うことができる。
出力指令に戻づいて電毒気出力を直接制御し、一方で
は、この与えられた電動機出力下においてポンプ水車の
運転効率が最も高くなる回転速度とガイドベーン開度に
制御するため、揚水運転中に外部から出力指令が与えら
れた場合にその指令に応じて最高効率を維持しつつ可変
速運転を行うことができる。
このように、自由度をもって可変速度運転を行うこと
は、電力系統の負荷変化に円滑に応動し、系統周波数の
安定性を確保しうることとなる。
は、電力系統の負荷変化に円滑に応動し、系統周波数の
安定性を確保しうることとなる。
第１図は本発明に係る実施例のブロツク図、第２図はポ
ンプ水車の効率特性を示す説明図、第３図は最適回転速
度関数発生器の特性を示す説明図、第４図は最適ガイド
ベーン開度関数発生器の特性を示す説明図、第５図は可
変速発電システムの概要図である。 １……固定子、２……回転子、３……すべり検出部、４
……電圧発生部、5a〜5c……固定子のa,b,c相巻線、10
……系統、11……速度検出器、14……サーボ系、15……
遅延回路、16……２次巻線位相角算出部、17……２次巻
線励磁量設定部、18……電圧調整部、19……電流変成
器、20……電圧変成器、21……有効電力導出部、22a〜2
2c……２次励磁のa,b,c相巻線、POE……出力指令値、Ｎ
……回転速度、23a〜23c……移相部、NOPT……最適回転
速度信号、YOPT……最適ガイドベーン開度信号、30……
最適回転速度関数発生器、31……加算部、32……ガイド
ベーン開度補正信号回路、33……最適ガイドベーン開度
関数発生器、34……加算部。
ンプ水車の効率特性を示す説明図、第３図は最適回転速
度関数発生器の特性を示す説明図、第４図は最適ガイド
ベーン開度関数発生器の特性を示す説明図、第５図は可
変速発電システムの概要図である。 １……固定子、２……回転子、３……すべり検出部、４
……電圧発生部、5a〜5c……固定子のa,b,c相巻線、10
……系統、11……速度検出器、14……サーボ系、15……
遅延回路、16……２次巻線位相角算出部、17……２次巻
線励磁量設定部、18……電圧調整部、19……電流変成
器、20……電圧変成器、21……有効電力導出部、22a〜2
2c……２次励磁のa,b,c相巻線、POE……出力指令値、Ｎ
……回転速度、23a〜23c……移相部、NOPT……最適回転
速度信号、YOPT……最適ガイドベーン開度信号、30……
最適回転速度関数発生器、31……加算部、32……ガイド
ベーン開度補正信号回路、33……最適ガイドベーン開度
関数発生器、34……加算部。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 酒寄 彰広 茨城県日立市幸町３丁目１番１号 株式 会社日立製作所日立工場内 (72)発明者 垣内 隆 大阪府大阪市北区中之島３丁目３番22号 関西電力株式会社内 (72)発明者 中川 博人 大阪府大阪市北区中之島３丁目３番22号 関西電力株式会社内 (72)発明者 大野 泰照 大阪府大阪市北区中之島３丁目３番22号 関西電力株式会社内 (56)参考文献 特開 昭62−17375（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】ポンプ水車に連結された巻線形誘導発電電
動機を系統負荷の変動に応動させて運転する可変速揚水
発電システムの運転制御装置において、 外部から入力される前記電動機の出力指令信号と実際の
出力検出信号との偏差を低減するように前記電動機の２
次巻線の励磁電流の位相角を制御する電動機出力制御装
置と、 前記ポンプ水車のガイドベーンの開度を制御するガイド
ベーン開度制御装置とを備えてなり、 前記ガイドベーン開度制御装置は、前記電動機の出力指
令信号と前記揚程に対して前記ポンプ水車が最適効率と
なる最適ガイドベーン開度指令信号を発生する第１の関
数発生手段と、該最適ガイドベーン開度指令信号に基づ
いて前記ガイドベーンの開度を制御するガイドベーン制
御手段と、前記電動機の出力指令信号と前記揚程に対し
て前記ポンプ水車が最適効果となる最適回転速度指令信
号を発生する第２の関数発生手段と、該最適回転速度指
令信号と実際の回転速度検出信号との偏差を低減するよ
うに前記最適ガイドベーン開度指令信号を補正するガイ
ドベーン開度補正手段とを有してなることを特徴とする
可変速揚水発電システムの運転制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62207058A JP2631373B2 (ja) | 1987-08-20 | 1987-08-20 | 可変速揚水発電システムの運転制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62207058A JP2631373B2 (ja) | 1987-08-20 | 1987-08-20 | 可変速揚水発電システムの運転制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6453072A JPS6453072A (en) | 1989-03-01 |
| JP2631373B2 true JP2631373B2 (ja) | 1997-07-16 |
Family
ID=16533508
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62207058A Expired - Lifetime JP2631373B2 (ja) | 1987-08-20 | 1987-08-20 | 可変速揚水発電システムの運転制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2631373B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101951216B (zh) * | 2010-08-27 | 2012-05-16 | 上海交通大学 | 泵站水泵反向运行发电的调节方法 |
| CN106575935B (zh) * | 2014-07-28 | 2019-03-08 | 株式会社明电舍 | 发电设备的自动操作方法 |
| CN115788760A (zh) * | 2022-11-23 | 2023-03-14 | 南京南瑞水利水电科技有限公司 | 一种水轮机导叶与桨叶的协联方法、系统、装置及介质 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6090991A (ja) * | 1983-10-26 | 1985-05-22 | Hitachi Ltd | 可変速発電電動装置 |
| JPS6217375A (ja) * | 1985-07-17 | 1987-01-26 | Toshiba Corp | ポンプまたはポンプ水車の運転制御方法 |
-
1987
- 1987-08-20 JP JP62207058A patent/JP2631373B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6453072A (en) | 1989-03-01 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2585233B2 (ja) | 可変速水車発電装置 | |
| US20180226908A1 (en) | Method and system for adjusting wind turbine power take-off | |
| CN103929106A (zh) | 可变速扬水发电系统的控制装置以及控制方法 | |
| JPS62110499A (ja) | 可変速揚水発電システムの運転制御方式 | |
| US4215305A (en) | Excitation commanding for current fed motor drives | |
| JP2555407B2 (ja) | 交流励磁発電電動装置 | |
| JP2631373B2 (ja) | 可変速揚水発電システムの運転制御装置 | |
| JP2538862B2 (ja) | 可変速揚水発電システムの制御装置 | |
| JP2538859B2 (ja) | 可変速揚水発電システムの製御装置 | |
| JP2650956B2 (ja) | 可変速発電電動機の周波数制御装置 | |
| JPH0576278B2 (ja) | ||
| JPH0225033B2 (ja) | ||
| JP3495140B2 (ja) | 巻線形誘導機の電圧制御装置 | |
| JPS6343598A (ja) | 可変速揚水発電システムの運転制御装置 | |
| JPS63114599A (ja) | 可変速発電装置 | |
| JPH0634627B2 (ja) | 可変速揚水発電システムの運転制御装置 | |
| JP2652033B2 (ja) | 可変速揚水発電システムの運転制御方法 | |
| JPH0576279B2 (ja) | ||
| JPH0570370B2 (ja) | ||
| JPS63213499A (ja) | 可変速揚水発電システムの運転制御方式 | |
| JPS62255581A (ja) | 可変速揚水システム | |
| JPS62291476A (ja) | 可変速揚水システム | |
| JPH0250317B2 (ja) | ||
| JPH0632596B2 (ja) | 可変速揚水発電システム | |
| JPH0634631B2 (ja) | 可変速揚水発電システム |