JP3464384B2 - 制御信号処理装置及び制御信号処理装置を用いた電力系統安定化装置 - Google Patents
制御信号処理装置及び制御信号処理装置を用いた電力系統安定化装置Info
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Description
等における制御信号を処理する制御信号処理装置及びこ
の制御信号処理装置を用いた電力系統安定化装置(以
下、「PSS」と表記する)に関するものである。
発電機の電圧を一定に保つ自動電圧調整器(以後、「A
VR」と表記する)の制御信号として、発電機の端子電
圧の偏差(基準値との差)が用いられている。また、電
力系統事故などによる発電機の電圧、有効電力などの状
態量の振動を抑制するためのPSSの制御信号として
は、発電機の有効電力の偏差、発電機の回転速度の偏差
及び発電機電圧の周波数の偏差が用いられている。これ
らの偏差信号は、測定雑音及び機械振動、運用条件の変
化により定常値から変動する場合がある。これらの雑音
や変動成分はAVRやPSSの制御信号の有害成分であ
り、排除しないとAVRやPSSが誤動作してしまう恐
れがある。
圧、有効電力等の周波数特性はある範囲に限定されてい
る(約0.1〜3Hz)ので、従来の制御信号処理装置
は、この周波数範囲内の入力信号のみを有効制御信号と
して扱い、他の周波数成分を減衰させることにより前記
有害成分を除去するようにしている。
7に示す、伝達関数が1/(TS+1)(Tは定数、S
はラプラス変数)であるような高周波フィルタや、図8
に示す、伝達関数がTS/(TS+1)であるような低
周波フィルタが制御信号処理装置として用いられてい
る。これらのフィルタは、簡単なアナログ回路から複雑
なディジタル回路まで種々の回路により実現される。こ
れらのフィルタの基本的な特徴は、全ての入力信号に対
して、周波数成分の一部を減衰させ、或いは周波数成分
をモード毎に分離して、モードに応じて通過または減衰
させる処理を行う。精度の良いフィルタほど、回路が複
雑になり、応答が遅くなる。
図において、90は発電機の回転速度を表す入力信号、
91は図7に示したような、高周波成分を減衰させる高
周波フィルタ、92は前段の高周波フィルタ91、後段
の低周波フィルタ93及びこのPSSの出力信号が入力
されるAVRの全ての位相を補償する位相補償器、93
は図8に示したような、低周波成分を減衰させる低周波
フィルタ、94は低周波フィルタ93から出力される出
力信号の信号レベルを増幅する増幅器、95は増幅器9
4の出力信号レベルを所定の電圧レベルの範囲内に制限
するリミッタ、96はこのPSSの出力信号であり、図
示しないAVRに入力される。
は高周波フィルタ91でその高周波の雑音成分や変動成
分を除去され、位相補償器92で高周波フィルタ91、
低周波フィルタ93及びAVRによる位相遅れを補償さ
れる。位相補償器92の出力信号は低周波フィルタ93
で低周波の雑音成分や変動成分を除去され、増幅器94
で増幅された後、リミッタ95で所定の電圧レベルの範
囲内の出力信号96として出力される。
ルタ91と低周波フィルタ93による位相遅れの他にA
VRの位相遅れも位相補償器92で補償する必要があ
る。また、PSSにおいては、位相の他に、電力が動揺
する周波数領域において、制御効率を良好に保つため
に、出力レベルが一定の大きさであることが要求され
る。しかし、従来の構成ではいくらPSSのパラメータ
を調整しても全ての要求を完全に満たすのは難しい。
置及び制御信号処理装置を用いたPSSは以上のように
構成されているので、次のような課題があった。即ち、 1.高周波フィルタ及び低周波フィルタにより制御信号
に重畳する雑音や変動の高周波成分あるいは低周波成分
を減衰させると、有効制御信号範囲内の信号の位相がず
れてしまい、このずれた位相を補償しながら制御目的を
満たすことが困難な場合が多いので、最適な制御系を構
成するのが非常に困難である。位相をずらさないフィル
タもあるが、その構成が複雑で応答が遅い、或いはコス
トが高いなどの理由で適用するのは現実的ではない。
で、有効制御信号の周波数範囲を広くすると有害成分が
侵入し易く、狭くすると有効制御信号に含まれる高周波
成分あるいは低周波成分も減衰してしまうので、制御効
果が悪くなる。
は有害成分であるが、その周波数が発電機のローカル振
動周波数に近いので、それを減衰させると有効制御信号
であるローカル振動成分も減衰してしまう。これらの課
題を解決するには、有害成分を排除すると同時に有効制
御信号を変形させず、しかも回路構成が簡単で応答の速
い制御信号処理装置が要求される。
めになされたもので、雑音や変動等の有害成分を完全に
遮断し、有効制御信号を完全に通過させることができ、
有効制御信号に影響を与えることなく、有害成分を除去
できる制御信号処理装置、及びあらゆる電力動揺に対し
て発電機が適切な制動力を保てるように励磁系を補償す
ることができ、広い安定範囲と高いロバスト性を有す
る、構成が簡単で信頼性と実用性の高いPSSを得るこ
とを目的とする。
処理装置は、二重微分関数特性を有するフィルタ回路の
入力信号と出力信号のレベル比に基づき、ロジック演算
により、入力信号をそのまま出力するか遮断するかの制
御を行うものである。
信号の第1及び第2の境界値の間の周波数成分を通過さ
せるようなロジック演算を行うものである。
信号の第1の境界値より大きな周波数成分及び第2の境
界値より小さな周波数成分を通過させるようなロジック
演算を行うものである。
重微分関数の入出力比に基づいてロジック演算により周
波数成分の通過または遮断の制御を行う制御信号処理装
置の出力信号に対して、発電機の制動トルクを一定値と
し、PSS効果による同期トルクを零にすることによっ
て得られる所定の特性を有する伝達関数に従ってゲイン
補償と位相補償を行うものである。
イン補償と位相補償を行った制御信号の電圧レベルを所
定の範囲内の電圧レベルに制限するものである。
イン補償と位相補償の伝達関数が1段あるいは数段の進
み遅れ関数で近似されるものである。
イン補償と位相補償の伝達関数が1段あるいは数段の進
み遅れ関数と積分関数で近似されるものである。
御信号処理装置が、入力信号の第1及び第2の境界値の
間の周波数成分を通過させるようなロジック演算及び入
力信号の前記第1の境界値より大きな周波数成分及び前
記第2の境界値より小さな周波数成分を通過させるよう
なロジック演算のいずれか一方またはそれらの双方とも
行うものである。
説明する。 実施の形態1.図1はこの発明の実施の形態1による制
御信号処理装置を示す構成図である。図において、Uは
この制御信号処理装置に入力される入力信号(以下、信
号と称す。)、1は信号Uの基準値からの偏差が大きい
場合に信号Uを減衰させてしまうための偏差リセット器
で、伝達関数がTr S/(Tr S+1)(Tr は定数、
Sはラプラス変数)である不完全微分回路により構成さ
れる。Ud は偏差リセット器1から出力される信号、2
は信号Ud から所定の高周波周波数(第1の境界値)よ
り高い周波数成分を増大させ、かつその所定の高周波周
波数より低い周波数成分を減衰させて、逆相で出力する
高周波検出器(第1のフィルタ回路)で、伝達関数が
[Th S/(Tc S+1)]2 (Th は第1境界値であ
る前記高周波周波数を定める定数、Tc は極めて小さな
定数)である二重微分関数の伝達関数特性を有する。3
は信号Ud から所定の低周波周波数(第2の境界値)よ
り高い周波数成分を増大させ、かつその所定の低周波周
波数より低い周波数成分を減衰させ、逆相で出力する低
周波検出器(第2のフィルタ回路)で、伝達関数が[T
l S/(Tc S+1)]2 (Tl は第2の境界値である
前記低周波周波数を定める定数、Tc は極めて小さな定
数)である二重微分関数の伝達関数特性を有する。Uh
は高周波検出器2から出力される信号、Ul は低周波検
出器3から出力される信号、4は信号Ud ,Uh ,Ul
の入力を受けて、各信号Ud ,Uh ,Ulに対して所定
の演算処理を実施するロジック演算器(ロジック回
路)、Yはロジック演算器4から出力される信号であ
る。なお、偏差リセット器1は信号Uの偏差が小さいと
予測できる場合には設けなくとも良い。
リセット器1に入力され、この偏差リセット器1で偏差
が除去され、信号Ud として出力される。信号Ud は高
周波検出器2、低周波検出器3及びロジック演算器4に
入力される。
の周波数までは利得が1より小さく、所定の周波数で利
得が1となり、所定の周波数より大きな周波数では利得
が1より大きくなるように入力された信号Ud が増幅さ
れたもので、位相がこの入力された信号Ud の任意の周
波数成分と180°異なる信号Uh が出力され、ロジッ
ク演算器4に入力される。低周波検出器3からは、低周
波領域の所定の周波数までは利得が1より小さく、所定
の周波数で利得が1となり、所定の周波数より大きな周
波数では利得が1より大きくなるように入力された信号
Ud が増幅されたもので、位相がこの入力された信号U
d の任意の周波数成分と180°異なる信号Ul が出力
され、ロジック演算器4に入力される。
Ud ,Uh ,Ul に対して次のロジック演算処理を施し
て信号Yを生成する。 IF Log10(|Uh |/|Ud |)<Cf then Y1 =1, else Y1 =0; IF Log10(|Ul |/|Ud |)>Cf then Y2 =1, else Y2 =0; Y=Ud ×Y1 ×Y2 ここで、Cf は所定の基準値であって、この制御信号処
理装置に入力される信号Uの中に含まれる主成分以外の
周波数成分の影響を考慮に入れて0ではなく、要求され
る制御信号処理の精度に応じた小さい値に設定してあ
る。
の10cf倍より小さい場合には信号Y1 として1を得、
信号Uh が信号Ud の10cf倍に等しいかそれより大き
い場合には信号Y1 として0を得る。また、信号Ul が
信号Ud の10cf倍より大きい場合には信号Y2 として
1を得、信号Ul が信号Ud の10cf倍に等しいかそれ
より小さい場合には信号Y2 として0を得る。そして、
ロジック演算器4は、最終的に、信号Y1 とY2 が共に
1のときのみ信号Uを信号Yとして出力する。
をまとめると次の表1のようになる。
ωh は高周波検出器2から出力される信号Uh のレベル
が高周波検出器2に入力される信号Ud のレベルと等し
くなる周波数である高周波境界値(第1の境界値)、ω
l は低周波検出器3から出力される信号Ul のレベルが
低周波検出器3に入力される信号Ud のレベルと等しく
なる周波数である低周波境界値(第2の境界値)、Kf
は定数Cf に対応する定数である。
境界値ωh より高い場合には、信号Uh の信号レベルは
信号UをKf 倍した信号レベルより大きくなるので信号
Y1は0。信号Ul 信号レベルは信号UをKf 倍した信
号レベルより大きくなるので信号Y2 は1、したがって
信号Yは0となる。
場合には、信号Uh の信号レベルは信号UをKf 倍した
信号レベルより小さくなるので信号Y1 は1。信号Ul
の信号レベルは信号UをKf 倍した信号レベルより小さ
くなるので信号Y2 は0、したがって信号Yは0とな
る。
低周波境界値ωl より高い場合には、信号Uh の信号レ
ベルは信号UをKf 倍した信号レベルより小さくなるの
で信号Y1 は1。信号Ul の信号レベルは信号UをKf
倍した信号レベルより大きくなるので信号Y2 は1、し
たがって信号Yとして信号Uが出力される。以上をまと
めると、表1の下段に示すように、信号Uの基本周波数
ωが低周波境界値ωl と高周波境界値ωh との間にある
場合のみ信号Uが信号Yとして出力されることとなる。
ば、二重微分関数特性を有する高周波検出器2及び低周
波検出器3を用いることにより、ロジック演算器4のロ
ジック演算によってフィルタリング動作を行うため、低
コストで高速に、有効制御信号に影響を与えることな
く、高周波あるいは低周波の有害成分を除去することが
できる効果が得られる。
態2による制御信号処理装置を示す構成図である。図に
おいて、図1の実施の形態1の構成要素と同一の構成要
素には同一の番号を付けてその説明を省略する。図2に
おいて、4aは信号Ud ,Uh ,Ul の入力を受けて、
各信号Ud ,Uh ,Ul に対して所定の演算処理を実施
するロジック演算器(ロジック回路)、Ya はロジック
演算器4aから出力される信号である。
器4aは、入力された、信号Ud ,Uh ,Ul に対して
次のロジック演算処理を施して信号Ya を生成する。 IF Log10(|Uh |/|Ud |)<Cf then Y1 =1, else Y1 =0; IF Log10(|Ul |/|Ud |)>Cf then Y2 =1, else Y2 =0; Ya =Ud ×|Y1 −Y2 |
の10cf倍より小さい場合には信号Y1 として1を得、
信号Uh が信号Uの10cf倍に等しいかそれより大きい
場合には信号Y1 として0を得る。また、信号Ul が信
号Uの10cf倍より大きい場合には信号Y2 として1を
得、信号Ul が信号Uの10cf倍に等しいかそれより小
さい場合には信号Y2 として0を得る。そして、ロジッ
ク演算器4aは、最終的に、信号Y1 とY2 の値が異な
るときに信号Uを信号Ya として出力し、信号Y1 とY
2 の値が同一であるときには信号Ya として0を出力す
る。
とをまとめると次の表2のようになる。
記号と同一の内容を表示するので、その記号の意味の説
明を省略する。
境界値ωh より高い場合には、信号Uh の信号レベルは
信号UをKf 倍した信号レベルより大きくなるので信号
Y1は0。信号Ul の信号レベルは信号UをKf 倍した
信号レベルより大きくなるので信号Y2 は1、したがっ
て信号Ya として信号Uが出力される。
場合には、信号Uh の信号レベルは信号UをKf 倍した
信号レベルより小さくなるので信号Y1 は1。信号Ul
の信号レベルは信号UをKf 倍した信号レベルより小さ
くなるので信号Y2 は0、したがって信号Ya として信
号Uが出力される。
低周波境界値ωl より高い場合には、信号Uh の信号レ
ベルは信号UをKf 倍した信号レベルより小さくなるの
で信号Y1 は1。信号Ul の信号レベルは信号UをKf
倍した信号レベルより大きくなるので信号Y2 は1、し
たがって信号Yは0となり、以上をまとめると、表2の
下段に示すように、信号Uの基本周波数ωが低周波境界
値ωl と高周波境界値ωh との間にある場合のみ出力信
号Ya が0となり、信号Uの基本周波数ωがそれ以外の
周波数であるときに信号Ya として信号Uが出力される
こととなる。
ば、実施の形態1と同様に、低コストで高速に、有効制
御信号に影響を与えることなく、所定の周波数範囲内に
ある有害成分を除去することができる効果が得られる。
図である。図において、△ωはこのPSSに入力される
発電機の回転速度の偏差を表す電力安定化に有効な信
号、31は実施の形態1の制御信号処理装置、32は制
御信号処理装置31にカスケード接続された実施の形態
2の制御信号処理装置で、高周波検出器2の高周波境界
値ωh及び低周波検出器3の低周波境界値ω1は発電機
の軸ねじれ振動により生じる雑音の周波数を排除してか
つ有効制御信号を排除してしまわない範囲に設定されて
いる。
ケード接続された、発電機の制動力を適切に保つため
の、伝達関数がk(T1 S+1)/(T2 S+1)であ
る励磁系最適補償器(補償回路)、34は励磁系最適補
償器33にカスケード接続され、励磁系最適補償器33
の出力信号レベルを所定の電圧レベルの範囲内に制限す
るリミッタ、35はリミッタ34から出力される信号で
ある。
る振動周波数の電力動揺を抑えるために、全ての周波数
領域において発電機の制動力を適切な値に保つように、
PSSの励磁系への位相補償とゲイン補償を行う。以
下、この励磁系最適補償器33の伝達特性について説明
する。
める発電機制御システムの制動トルクと同期トルクとが
ある。発電機制御システムの制動トルクは、系統固有の
制動トルク、自動電圧調整の効果(以下、この効果を
「AVR効果」と称する)による制動トルク及び電力系
統安定化の効果(以下、この効果を「PSS効果」と称
する)による制動トルクの和であり、また、発電機制御
システムの同期トルクは、系統固有の同期トルク、AV
R効果による同期トルク及びPSS効果による同期トル
クの和である。
数)、Td_AVR はAVR効果による制動トルク(AVR
の制御ブロック図などで計算される)、Td_PSS はPS
S効果による制動トルク、TK_SYS は系統固有の同期ト
ルク(定数)、TK_AVRはAVR効果による同期トルク
(AVRの制御ブロック図などで計算される)、T
K_PSS はPSS効果による同期トルクである。
よる制動トルクTd_PSS と同期トルクTK_PSS とを求め
るための制御ブロック図である。図において、40はA
VRを中心とする機能ブロック、41はPSSの機能ブ
ロック、42は加算器、43はAVRの機能ブロック、
44は伝達関数1/(1+Tdo' S)(Tdo' は発電機
の時間定数、Sはラプラス変数)を取る機能ブロック、
45,46はそれぞれ発電機の定数パラメータK2 ,K
6 を表す機能ブロック、ΔPe は発電機の電気出力の偏
差を表す信号である。
同期トルクTK_PSS は次の式(3)及び(4)によりそ
れぞれ計算できる。 Td_PSS =Re[G_PSS(jω)・GAVR*(jω)] =KPSS (ω)・KAVR*(ω) ・cos(θPSS (ω)+θAVR*(ω)) (3) TK_PSS =−(ω/ω0 )・Im[G_WPSS (jω)・GAVR*(jω)] =−(ω/ω0 )・KPSS (ω) ・KAVR*(ω)・sin(θPSS (ω)+θAVR*(ω)) (4)
周波数、ωo は系統の基準周波数(定数)、G_PSS(j
ω)はPSSの伝達関数、GAVR*(jω)は機能ブロッ
ク40の伝達関数、KPSS (ω)はPSSの伝達関数の
周波数特性のゲイン関数、KAVR*(ω)は機能ブロック
40の伝達関数のゲイン特性、θPSS (ω)はPSSの
伝達関数の位相特性、θAVR*(ω)は機能ブロック40
の伝達関数の位相特性である。
クTK_PSS を零とするのが適切であるので、式(4)か
ら、 sin(θPSS (ω)+θAVR*(ω))=0 (5) であればよい。即ち、 θPSS (ω)=−θAVR*(ω) (6) (6)式を(3)式に代入すると、 Td_PSS =KPSS (ω)・KAVR*(ω) (7) 従って、 KPSS (ω)=Td_PSS (ω)/KAVR*(ω) 更に、式(1)によって KPSS (ω)=(Td (ω)−Td_SYS −Td_AVR (ω)) /KAVR*(ω) (8) ここで、発電機のダンピング効果を考えて、 Td (ω)=M・ωn /2 とする。但し、Mは発電機の慣性定数、ωn は系統の固
有振動周波数である。
な周波数特性は次のようになる。 ゲイン:KPSS (ω)=(Td (ω)−Td_SYS −Td_AVR (ω)) /KAVR*(ω) (9) 位相:θPSS (ω)=−θAVR*(ω) (10) この(9)、(10)式に示した特性に近づくような安
定な関数を補償器とすればよいが、一例として図3に示
した伝達関数k(T1 S+1)/(T2 S+1)のよう
な進み遅れ関数で簡単に近似する。なお、精度の要求に
従って、進み遅れ関数を数段にしてもよい。
速度の偏差を表す信号ΔωがこのPSSに入力される
と、0.1〜3Hzの範囲内にある電力系統の動揺周波
数成分以外の雑音成分が制御信号処理装置31で除去さ
れて有効制御信号成分が信号Yとして制御信号処理装置
32に入力される。
波数成分を有する発電機の軸ねじれ振動による雑音成分
は、制御信号処理装置32により除去され残りの有効制
御信号成分が信号Ya として励磁系最適補償器33に入
力される。
れ関数からなる伝達関数特性によって振動周波数の電力
動揺を抑制するように補償して、全ての周波数領域にお
いて発電機の制動力を適切な値に保つような、位相補償
とゲイン補償を行って有効制御信号をリミッタ34に出
力する。
を所定の範囲内の電圧レベルの信号に制限して出力信号
35として出力する。
ば、電力系統の動揺周波数成分以外の雑音は制御信号処
理装置31で除去でき、発電機回転軸の信号による雑音
は制御信号処理装置32で有効制御信号に影響を及ぼす
ことなく除去でき、更に、励磁系最適補償器33により
全ての周波数領域において発電機の制動力を適当に保つ
ように位相補償とゲイン補償を行うことができる効果が
得られる。
図である。図5において、図4に示した実施の形態3の
PSSの構成要素と同一の構成要素には同一の番号を付
けて、構成要素個々の説明を省略する。図5において、
△Fは発電機電圧周波数の偏差を表す電力安定化に有効
な信号、33aは伝達関数がk(T1S+1)/(T2
S+1)である励磁系最適補償器(補償回路)である。
aは、基本的には実施の形態3の励磁系最適補償器33
と同一であるが、ω=2πfであるので、このPSSの
伝達関数GfPSS(jω)は、 GfPSS(jω)=G_PSS(jω)/2π (12) となるので、実施の形態3の式(6)と式(8)によ
り、理想的なPSSのゲイン特性と位相特性は次のよう
になる。
す積分関数と進み遅れ関数で近似する。精度の要求に従
って進み遅れ関数を数段用いても良い。
発電機電圧周波数の偏差を表す信号ΔFが入力される
と、低周波及び高周波の雑音成分が制御信号処理装置3
1で除去され、励磁系最適補償器33aに入力される。
数から伝達関数の特性に従って位相補償とゲイン補償を
行い、リミッタ34に有効制御信号を出力する。リミッ
タ34では入力された有効制御信号を所定の範囲内の電
圧レベルの信号に変換して出力する。
ば、発電機電圧周波数の偏差を表す信号に対して、高周
波及び低周波の雑音成分を位相ずれを生じることなく除
去でき、また全ての周波数領域において発電機の制動力
を適当に保つように位相補償とゲイン補償を行うことが
できる効果が得られる。
図である。図6において、図4に示した実施の形態3の
PSSの構成要素と同一の構成要素には同一の番号を付
けて、構成要素個々の説明を省略する。図6において、
△Pは発電機の有効電力の偏差を表す電力安定化に有効
な信号、33bは伝達関数がk(T1S+1)/S(T
2S+1)である励磁系最適補償器(補償回路)であ
る。なお、入力信号が発電機の有効電力の場合基準値の
変動があるので、制御信号処理装置31は偏差リセット
器1を必ず備えておくことが必要である。この偏差リセ
ット器1の定数Trは有効制御信号の位相への影響が小
さくなるように、大きな値に設定してある。
bは、基本的には実施の形態3の励磁系最適補償器33
と同一であるが、入力される信号が発電機の有効電力の
偏差を表す信号ΔPであるので、k(T1 S+1)/S
(T2 +1)の伝達関数を取る。
Sのゲイン特性と位相特性は次のようになる。
伝達関数k(T1 S+1)/S(T2 +1)で実現して
いる。精度の要求に従って進み遅れ関数を数段用いても
良い。
電力の偏差を表す信号ΔPが制御信号処理装置31に入
力されると、制御信号処理装置31の偏差リセット器1
で基準値から大きく偏差した成分は除去される。偏差リ
セット器1を通過した信号デルタPの高周波及び低周波
の雑音成分は制御信号処理装置31で除去され、励磁系
最適補償器33bで位相補償及びゲイン補償が為され
る。
ば、発電機の有効電力の動揺及び雑音が、位相ずれの発
生や有効制御信号への悪影響を受けることなく、除去で
き、全ての周波数領域において発電機の制動力を適当に
保つように位相補償とゲイン補償を行うことができる効
果が得られる。
微分関数特性を有するフィルタ回路の入力信号と出力信
号のレベル比に基づき、ロジック演算により、入力信号
をそのまま出力するか遮断するかの制御を行うように構
成したので、構成が簡単で応答の速い回路構成によっ
て、雑音や変動等の有害成分を完全に遮断し、有効制御
信号を完全に通過させることができ、有効制御信号に影
響を与えることなく、有害成分を除去できる効果があ
る。
び第2の境界値の間の周波数成分を通過させるようなロ
ジック演算を行うように構成したので、位相ずれを生じ
させずに低周波及び高周波の雑音を除去できる効果があ
る。
値より大きな周波数成分及び第2の境界値より小さな周
波数成分を通過させるようなロジック演算を行うように
構成したので、有効制御信号の周波数範囲に近い周波数
の発電機の軸ねじれ振動で発生するような雑音も有効に
除去できる効果がある。
比に基づいてロジック演算により周波数成分の通過また
は遮断の制御を行う制御信号処理装置の出力信号に対し
て、発電機の制動トルクを一定値とし、PSS効果によ
る同期トルクを零にすることによって得られる所定の特
性を有する伝達関数に従ってゲイン補償と位相補償を行
うように構成したので、簡単な回路構成で、あらゆる電
力動揺に対して発電機が適切な制動力を保てるように励
磁系を補償することができ、広い安定範囲と高いロバス
ト性及び高い信頼性と実用性が得られる効果がある。
を行った制御信号の電圧レベルを所定の範囲内の電圧レ
ベルに制限するように構成したので、広い適用性と高い
信頼性が得られる効果がある。
の伝達関数が1段あるいは数段の進み遅れ関数で近似さ
れるように構成したので、構成が簡単で、発電機の回転
速度偏差や発電機の電圧周波数偏差などの入力信号に対
して、高い精度で位相補償及びゲイン補償を行うことが
できるPSSが得られる効果がある。
の伝達関数が1段あるいは数段の進み遅れ関数と積分関
数で近似されるように構成したので、構成が簡単で、発
電機の有効電力の偏差などの入力信号に対して、高い精
度で位相補償及びゲイン補償を行うことができるPSS
が得られる効果がある。
入力信号の第1及び第2の境界値の間の周波数成分を通
過させるようなロジック演算及び入力信号の前記第1の
境界値より大きな周波数成分及び前記第2の境界値より
小さな周波数成分を通過させるようなロジック演算のい
ずれか一方またはそれらの双方とも行うように構成した
ので、有効制御信号の形を完全に保ったまま有害成分を
除去でき、簡単な構成で安全性と信頼性の高い電力系統
安全化装置が得られる効果がある。
装置を示す構成図である。
装置を示す構成図である。
化装置を示す構成図である。
と同期トルクとを求めるための制御ブロック図である。
化装置を示す構成図である。
化装置を示す構成図である。
ある。
ある。
る。
路)、3 低周波検出器(第2のフィルタ回路)、4,
4a ロジック演算器(ロジック回路)、31,32
制御信号処理装置、33,33a,33b 励磁系最適
補償器(補償回路)、34 リミッタ。
Claims (8)
- 【請求項1】 入力信号の第1の境界値より大きな周波
数成分を増大させる第1の二重微分関数特性を有する第
1のフィルタ回路と、 前記入力信号の前記第1の境界値より小さい第2の境界
値より大きな周波数成分を増大させる第2の二重微分関
数特性を有する第2のフィルタ回路と、 前記入力信号、前記第1のフィルタ回路の出力信号及び
前記第2のフィルタ回路の出力信号に基づいて前記入力
信号をそのまま出力するか遮断するかを判別するロジッ
ク回路とを備えた制御信号処理装置。 - 【請求項2】 ロジック回路が、入力信号の第1及び第
2の境界値の間の周波数成分を通過させるようなロジッ
ク演算を行うことを特徴とする請求項1記載の制御信号
処理装置。 - 【請求項3】 ロジック回路が、入力信号の第1の境界
値より大きな周波数成分及び第2の境界値より小さな周
波数成分を通過させるようなロジック演算を行うことを
特徴とする請求項1記載の制御信号処理装置。 - 【請求項4】 電力安定化に有効な入力信号の第1の境
界値より大きな周波数成分を増大させる第1の二重微分
関数特性を有する第1のフィルタ回路と、前記入力信号
の前記第1の境界値より小さい第2の境界値より大きな
周波数成分を増大させる第2の二重微分関数特性を有す
る第2のフィルタ回路と、前記入力信号、前記第1のフ
ィルタ回路の出力信号及び前記第2のフィルタ回路の出
力信号に基づいて前記入力信号をそのまま出力するか遮
断するかを判別するロジック回路とを有する制御信号処
理装置と、 発電機の制動トルクを一定値とし、PSS効果による同
期トルクを零にすることによって得られる所定の特性を
有する伝達関数に従って前記制御信号処理装置の出力信
号のゲイン補償と位相補償を行う補償回路とを備えた電
力系統安定化装置。 - 【請求項5】 補償回路の出力信号の電圧レベルを所定
の範囲内の電圧レベルに制限するリミッタを更に備えた
ことを特徴とする請求項4記載の電力系統安定化装置。 - 【請求項6】 伝達関数が1段あるいは数段の進み遅れ
関数で近似されることを特徴とする請求項4または請求
項5記載の電力系統安定化装置。 - 【請求項7】 伝達関数が1段あるいは数段の進み遅れ
関数と積分関数で近似されることを特徴とする請求項4
または請求項5記載の電力系統安定化装置。 - 【請求項8】 制御信号処理装置のロジック回路が、入
力信号の第1及び第2の境界値の間の周波数成分を通過
させるようなロジック演算及び入力信号の前記第1の境
界値より大きな周波数成分及び前記第2の境界値より小
さな周波数成分を通過させるようなロジック演算のいず
れか一方またはそれらの双方とも行うことを特徴とする
請求項4から請求項7のうちのいずれか1項記載の電力
系統安定化装置。
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|---|---|---|---|
| JP15495198A JP3464384B2 (ja) | 1998-06-03 | 1998-06-03 | 制御信号処理装置及び制御信号処理装置を用いた電力系統安定化装置 |
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