JPH02228297A - 発電機の多変数制御システムにおける補正制御方式 - Google Patents
発電機の多変数制御システムにおける補正制御方式Info
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- JPH02228297A JPH02228297A JP1046459A JP4645989A JPH02228297A JP H02228297 A JPH02228297 A JP H02228297A JP 1046459 A JP1046459 A JP 1046459A JP 4645989 A JP4645989 A JP 4645989A JP H02228297 A JPH02228297 A JP H02228297A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、発電所における発電機励磁系およびタービ
ン調速系の制御システムに係り特に多変数制御システム
を採用した場合、系統短絡事故発生に際して過渡安定度
を改善するための前記励磁系および調速系の補正制御方
式に関する。
ン調速系の制御システムに係り特に多変数制御システム
を採用した場合、系統短絡事故発生に際して過渡安定度
を改善するための前記励磁系および調速系の補正制御方
式に関する。
従来、発電機の制御システムとしては、自動電圧調整器
（ＡＶＲ）により電圧を一定に保持する制御と調速系（
ガバナ系）によりタービン回転数（周波数）を一定に保
持する制御とが、−ｆｉ的に採用されている。この制御
システムは、負制動現象に伴う発電機出力電圧および電
力の動揺が、主として高いゲインを有するＡＶＲによっ
て発生することが知られており、このなめ系統安定化装
置（ＰＳＳ）が補助的に設けられている。このＰＳＳは
、発電機出力、タービン回転数、発電機内部相差角等の
各偏差の少なくとも１つを取り出し、これを例えば位相
調整器を介して前記ＡＶＨに補正信号として与えること
により、前記動揺の抑制を図るものである。
（ＡＶＲ）により電圧を一定に保持する制御と調速系（
ガバナ系）によりタービン回転数（周波数）を一定に保
持する制御とが、−ｆｉ的に採用されている。この制御
システムは、負制動現象に伴う発電機出力電圧および電
力の動揺が、主として高いゲインを有するＡＶＲによっ
て発生することが知られており、このなめ系統安定化装
置（ＰＳＳ）が補助的に設けられている。このＰＳＳは
、発電機出力、タービン回転数、発電機内部相差角等の
各偏差の少なくとも１つを取り出し、これを例えば位相
調整器を介して前記ＡＶＨに補正信号として与えること
により、前記動揺の抑制を図るものである。
しかしながら、前記ＰＳＳによれば、例えば系統側に発
生する外乱に応じて発電機出力（電力）が動揺すると、
その変動分がＰＳＳによって取り出されるが、この変動
固有周波数はその時の発電機出力状態や、発電機端子以
遠の外部リアクタンスの大きさによって大幅に変化する
なめ、前記位相調整器の位相特性が変わり、動揺の抑制
効果が低下する難点がある。
生する外乱に応じて発電機出力（電力）が動揺すると、
その変動分がＰＳＳによって取り出されるが、この変動
固有周波数はその時の発電機出力状態や、発電機端子以
遠の外部リアクタンスの大きさによって大幅に変化する
なめ、前記位相調整器の位相特性が変わり、動揺の抑制
効果が低下する難点がある。
そこで、出願人は先に、前述した問題点を克服し、優れ
た制御性能を発揮し得る発電機制御方式として、発電機
出力電圧を制御する発電機励磁系と、タービン回転数を
制御するタービン調速系と、発電機およびタービンから
得られる各種の観測量をもとにしてｉ″ｉｉフイードバ
ツクゲイン算し多変数制御理論に基づく制御を行う多変
数制御装置とを設けることを特徴とする発電機制御方式
を開発し、特許出願を行った（特開昭６２−１３５２９
８号公報）。
た制御性能を発揮し得る発電機制御方式として、発電機
出力電圧を制御する発電機励磁系と、タービン回転数を
制御するタービン調速系と、発電機およびタービンから
得られる各種の観測量をもとにしてｉ″ｉｉフイードバ
ツクゲイン算し多変数制御理論に基づく制御を行う多変
数制御装置とを設けることを特徴とする発電機制御方式
を開発し、特許出願を行った（特開昭６２−１３５２９
８号公報）。
第３図は、前記特許出願に係る発電機制御方式の制御系
統図を示すものである。第３図において、参照符号１０
は発電機およびタービンから得られる各種の観測量をも
とにｉｆＬＭフィードバックゲインを演算し多変数制御
理論に基づく制御を行う多変数制御装置である。
統図を示すものである。第３図において、参照符号１０
は発電機およびタービンから得られる各種の観測量をも
とにｉｆＬＭフィードバックゲインを演算し多変数制御
理論に基づく制御を行う多変数制御装置である。
また、参照符号１２．１８はリミッタ、１４はサイリス
タ励磁装置の点弧角調節器、１６はフィルタ、２０は調
速機（ガバナ）、２２はタービン開度調節器、２４はタ
ービンサーボモータをそれぞれ示し、前記点弧角調節器
１４によって発電機励磁系が形成され、また調速機２０
とタービン開度Ｉｊｉｍ器２２とタービンサーボモータ
２４とによってタービン調速系が形成される。従って、
発電機励磁系については、前記多変数制御装置１０から
の操作出力に基づいて制御を行う一方、タービン調速系
については、前記多変数制御装置１０からの操作出力を
補正信号として加えて制御を行うことにより、特に電圧
・電力変動を有効に抑制し、発電機制御の安定度の向上
を図ることができる。
タ励磁装置の点弧角調節器、１６はフィルタ、２０は調
速機（ガバナ）、２２はタービン開度調節器、２４はタ
ービンサーボモータをそれぞれ示し、前記点弧角調節器
１４によって発電機励磁系が形成され、また調速機２０
とタービン開度Ｉｊｉｍ器２２とタービンサーボモータ
２４とによってタービン調速系が形成される。従って、
発電機励磁系については、前記多変数制御装置１０から
の操作出力に基づいて制御を行う一方、タービン調速系
については、前記多変数制御装置１０からの操作出力を
補正信号として加えて制御を行うことにより、特に電圧
・電力変動を有効に抑制し、発電機制御の安定度の向上
を図ることができる。
なお、多変数制御装置１０において、使用されている各
符号の内容は次の通りである。
符号の内容は次の通りである。
■ｓ：電圧設定値
Ｖｔ１ｋ、： （ｋ）時点の発電機出力電圧Ｐ、：出
力設定値 Ｐ＊ｌｋｌ： （ｋ）時点の発電機出力Φ、。ｌ：（
ｋ）時点の界磁磁束 Φｒ＋ｍ−１＋ ： （ｋ−１）時点の界磁磁束ω。
力設定値 Ｐ＊ｌｋｌ： （ｋ）時点の発電機出力Φ、。ｌ：（
ｋ）時点の界磁磁束 Φｒ＋ｍ−１＋ ： （ｋ−１）時点の界磁磁束ω。
ｌ ： （ｋ）時点のタービン角周波数ω。−＋＋
： （ｋ−１）時点のタービン角周波数δｎｕ
： （ｋ）時点の発電機相差角δ。−ｒ、： （
ｋ−１）時点の発電機相差角ｐ、ｍ： （ｋ）時点の
タービン開度Ｐａ＋ｈ−口： （ｋ−１）時点のター
ビン開度ｕ−ｍ＋：（ｋ）時点の界ＦｉＢ操作量Ｌ１し
ｌｋ−口： （ｋ−１）時点の界磁操作量ｕ −ｒ＊
＋ ： （ｋ）時点の調速操作量ｕ、（ト目： （
ｋ−１）時点の調速操作量このように、多変数制御装置
１０においては、定周期Δτのサンプリング制御を前提
としており、上記各種の今回値にはサフィックス （ｋ
）を付し、前回値にはサフィックス（ｋ−１）を付して
示している。また、Ｋ目〜に、６およびに２１〜Ｋ ２
６は、個別に決定されるゲインである。
： （ｋ−１）時点のタービン角周波数δｎｕ
： （ｋ）時点の発電機相差角δ。−ｒ、： （
ｋ−１）時点の発電機相差角ｐ、ｍ： （ｋ）時点の
タービン開度Ｐａ＋ｈ−口： （ｋ−１）時点のター
ビン開度ｕ−ｍ＋：（ｋ）時点の界ＦｉＢ操作量Ｌ１し
ｌｋ−口： （ｋ−１）時点の界磁操作量ｕ −ｒ＊
＋ ： （ｋ）時点の調速操作量ｕ、（ト目： （
ｋ−１）時点の調速操作量このように、多変数制御装置
１０においては、定周期Δτのサンプリング制御を前提
としており、上記各種の今回値にはサフィックス （ｋ
）を付し、前回値にはサフィックス（ｋ−１）を付して
示している。また、Ｋ目〜に、６およびに２１〜Ｋ ２
６は、個別に決定されるゲインである。
そこで、前記多変数制御装置１０における発電機励磁系
およびタービン調速系に対するそれぞれの制御量は次の
通りである。
およびタービン調速系に対するそれぞれの制御量は次の
通りである。
く界磁操作量ｕ＊ｌｋｌについて〉
電圧制御偏差Ｖｇ Ｖｔ＋ｈ＋の界磁操作量ｕ＊＋に
＋に対する効果は、Δτ待時間おいて次式で示すように
積分効果を果たす。
＋に対する効果は、Δτ待時間おいて次式で示すように
積分効果を果たす。
細
ｕ ＊ｔ＊ｒ＝ Ｋ ｚ Σ （Ｖ ｓ Ｖ ｔ
ｌ＋ ｓ ）Δτ〈調速（ガバナ）操作ｆｌｕｇｇｋｌ
について〉電力制御偏差Ｐ Ｂ −Ｐ ａ ｔｈ＋の調
速（ガバナ）操作量ｕｇｌｋ＋に対する効果は、前記と
同様にしてΔτ待時間おいて次式で示すように積分効果
を果たす。
ｌ＋ ｓ ）Δτ〈調速（ガバナ）操作ｆｌｕｇｇｋｌ
について〉電力制御偏差Ｐ Ｂ −Ｐ ａ ｔｈ＋の調
速（ガバナ）操作量ｕｇｌｋ＋に対する効果は、前記と
同様にしてΔτ待時間おいて次式で示すように積分効果
を果たす。
ｕ ｚ ＋に’＋ ＝ Ｋ ２２ Σ （Ｐ−Ｐ＠＋
＋＋）Δτ・・・ （２） このようにして取り出された操作量は、−方の界磁操作
量Ｕ、。、についてはリミッタ１２および点弧角調節器
１４を介してそのまま発電機励磁系に与えられる。また
、他方の調速（ガバナ）操作量ｕ ｔ、＊＋については
、フィルタ１６およびリミッタ１８等を介して、タービ
ンサーボモータ２４の開度調節器２２に補正制御信号と
して与えられる。この時、調速系は調速機２０によって
タービン角周波数ωまたはタービン出力Ｐ、による一変
数フイードバック制御が行われ、この調速機２０の出力
Ｕ、。、′に対して多変数制御装置１０の出力が補正制
御信号として与えられることになる。
＋＋）Δτ・・・ （２） このようにして取り出された操作量は、−方の界磁操作
量Ｕ、。、についてはリミッタ１２および点弧角調節器
１４を介してそのまま発電機励磁系に与えられる。また
、他方の調速（ガバナ）操作量ｕ ｔ、＊＋については
、フィルタ１６およびリミッタ１８等を介して、タービ
ンサーボモータ２４の開度調節器２２に補正制御信号と
して与えられる。この時、調速系は調速機２０によって
タービン角周波数ωまたはタービン出力Ｐ、による一変
数フイードバック制御が行われ、この調速機２０の出力
Ｕ、。、′に対して多変数制御装置１０の出力が補正制
御信号として与えられることになる。
従って、前述した発電機制御方式によれば、発電機やタ
ービンから観測される各種情報をもとにして多変数フィ
ードバック制御を行う制御装置によって、その出力を既
設の調速系に対して補正信号として与えて制御を行い、
従来方式に比べて過渡および定態安定度の向上が得られ
、運転状態変化時や系統解列、系統故障時等においても
従来方式より良好な制御結果が得られる。
ービンから観測される各種情報をもとにして多変数フィ
ードバック制御を行う制御装置によって、その出力を既
設の調速系に対して補正信号として与えて制御を行い、
従来方式に比べて過渡および定態安定度の向上が得られ
、運転状態変化時や系統解列、系統故障時等においても
従来方式より良好な制御結果が得られる。
しかしながら、前述したように、発電機励磁系およびタ
ービン調速系を対象とした適応形多変数フィードバック
制御システムは、本来動態安定度領域を対象とする適応
形多変数フィードバック制御システムであって、例えば
各発電機の固有振動周波数（一般に０．５〜２ Ｈｚ程
度）に関連する動揺を安定化するもので、電圧変動に関
する過渡ゲインは必ずしも大きくない。
ービン調速系を対象とした適応形多変数フィードバック
制御システムは、本来動態安定度領域を対象とする適応
形多変数フィードバック制御システムであって、例えば
各発電機の固有振動周波数（一般に０．５〜２ Ｈｚ程
度）に関連する動揺を安定化するもので、電圧変動に関
する過渡ゲインは必ずしも大きくない。
しかるに、発電機励磁系においては、系統短絡事故発生
瞬時の過渡安定度増強のなめに高い励磁系過渡ゲインが
要求される。従って、この種の適応形多変数フィードバ
ック制御システムにおいては、動態領域での電圧・電力
動揺安定化性能は理論的に得られる適応ゲインとし、系
統短絡事故発生瞬時には、発ｉｉｆ機の過渡安定度向上
のために、その電圧瞬時低下量が所定値を越えたときの
み必要な期間だけ増磁信号を与えることが望まれる。
瞬時の過渡安定度増強のなめに高い励磁系過渡ゲインが
要求される。従って、この種の適応形多変数フィードバ
ック制御システムにおいては、動態領域での電圧・電力
動揺安定化性能は理論的に得られる適応ゲインとし、系
統短絡事故発生瞬時には、発ｉｉｆ機の過渡安定度向上
のために、その電圧瞬時低下量が所定値を越えたときの
み必要な期間だけ増磁信号を与えることが望まれる。
また、前記の適応形多変数フィードバック制御システム
によれば、電力制御偏差Ｐｇ−Ｐ、。）の部分は、ター
ビン出力設定値Ｐ、と発ｔａｌ出力現在値Ｐ＊＋ｈ＋の
偏差がそれぞれ適応ゲインＫＩ２とに１２を介して、発
電機励磁系およびタービン調速系への制御信号の一部と
なる。この場合に、系統短絡事故が発生すると、事故が
回復するまで発電機出力Ｐ＊＋ｂｕは減少し、少なくと
もタービンは加速状態になる。一方、制御系からは、電
力制御偏差Ｐ。
によれば、電力制御偏差Ｐｇ−Ｐ、。）の部分は、ター
ビン出力設定値Ｐ、と発ｔａｌ出力現在値Ｐ＊＋ｈ＋の
偏差がそれぞれ適応ゲインＫＩ２とに１２を介して、発
電機励磁系およびタービン調速系への制御信号の一部と
なる。この場合に、系統短絡事故が発生すると、事故が
回復するまで発電機出力Ｐ＊＋ｂｕは減少し、少なくと
もタービンは加速状態になる。一方、制御系からは、電
力制御偏差Ｐ。
Ｐ＊＋ｂ＋に応じてタービン調速バルブは（Ｐｇ Ｐ
−ｔ□）ＸＫ２２の上げ方向の制御信号を受ける。これ
は、タービンの入力が増加方向であるため、系統故障継
続時間中にますますタービンを加速する結果となり、過
渡安定度上好ましくない、このため、系統短絡事故発生
に際しては、短絡時の電圧降下等を条件に発電機出力Ｐ
ｓｌｋｌを事故発生直前の値にホールドすることが必要
である。
−ｔ□）ＸＫ２２の上げ方向の制御信号を受ける。これ
は、タービンの入力が増加方向であるため、系統故障継
続時間中にますますタービンを加速する結果となり、過
渡安定度上好ましくない、このため、系統短絡事故発生
に際しては、短絡時の電圧降下等を条件に発電機出力Ｐ
ｓｌｋｌを事故発生直前の値にホールドすることが必要
である。
そこで、本発明の目的は、発電機制御を行うための多変
数フィードバック制御システムにおいて、系統短絡事故
の発生に際して生じる電圧・電力の変動に対し、発電機
励磁系における過渡ゲインの不足や、タービン調速系に
おける加速増大を防止して発電機制御の過渡安定度を向
上することができる発電機の多変数制御システムにおけ
る補正制御方式を提供するにある。
数フィードバック制御システムにおいて、系統短絡事故
の発生に際して生じる電圧・電力の変動に対し、発電機
励磁系における過渡ゲインの不足や、タービン調速系に
おける加速増大を防止して発電機制御の過渡安定度を向
上することができる発電機の多変数制御システムにおけ
る補正制御方式を提供するにある。
本発明に係る発電機の多変数制御システムにおける補正
制御方式は、 発電機励磁系と、タービン調速系と、発電機およびター
ビンから得られる各種の観測量をもとにして多変数制御
理論に基づく制御演算を行い個々の最適フィードバック
ゲインを決定し前記各県に対応する操作量を出力する多
変数制御装置とを備え、前記発電機励磁系については前
記多変数制御装置からの操作量に基づいて制御を行うと
共に、前記タービン調速系については前記多変数制御装
置からの操作量を該調速系出力に補正制御信号として加
算して制御を行う発電機の多変数制御システムにおいて
、 系統短ｌｆｔ事故発生時に発電機励磁系の制御を行う操
作量を多変数制御装置で演算するに際し、発４４機の電
圧制御偏差を演算するための適応ゲインを平常時よりも
高めることを特徴とする。
制御方式は、 発電機励磁系と、タービン調速系と、発電機およびター
ビンから得られる各種の観測量をもとにして多変数制御
理論に基づく制御演算を行い個々の最適フィードバック
ゲインを決定し前記各県に対応する操作量を出力する多
変数制御装置とを備え、前記発電機励磁系については前
記多変数制御装置からの操作量に基づいて制御を行うと
共に、前記タービン調速系については前記多変数制御装
置からの操作量を該調速系出力に補正制御信号として加
算して制御を行う発電機の多変数制御システムにおいて
、 系統短ｌｆｔ事故発生時に発電機励磁系の制御を行う操
作量を多変数制御装置で演算するに際し、発４４機の電
圧制御偏差を演算するための適応ゲインを平常時よりも
高めることを特徴とする。
また、本発明に係る別の補正制御方式は、前記発電機の
多変数制御システムにおいて、系統短絡事故発生時にタ
ービン調速系の制御を行う操作量を多変数制御装置で演
算するに際し、発電機の電力制御偏差を演算するための
発電機出力を短絡事故発生直前の値に保持することを特
徴とする。
多変数制御システムにおいて、系統短絡事故発生時にタ
ービン調速系の制御を行う操作量を多変数制御装置で演
算するに際し、発電機の電力制御偏差を演算するための
発電機出力を短絡事故発生直前の値に保持することを特
徴とする。
本発明に係る発電機の多変数制御システムにおける補正
制御方式によれば、系統短絡事故発生時において、電圧
瞬時低下量が所定値を越えた時に、電圧制御偏差を演算
するための適応ゲインを平常時よりも高めることによっ
て、発電機励磁系に増磁信号を与えて発電機制御の過渡
安定度を向上することができる。
制御方式によれば、系統短絡事故発生時において、電圧
瞬時低下量が所定値を越えた時に、電圧制御偏差を演算
するための適応ゲインを平常時よりも高めることによっ
て、発電機励磁系に増磁信号を与えて発電機制御の過渡
安定度を向上することができる。
また、系統短絡事故発生時において、発電機出力電圧・
電力の変動（こ際し、例えば発電機電圧の瞬時低下量が
所定値を越えると共に発電機電流の瞬時増加量が所定値
を越えた場合に、発電機の電力制御偏差を演算するため
の発４４機出力を短絡事故発生直前の値に保持すること
によって、タービン関連系の制御を安定化して発電機制
御の過渡安定度を向上することができる。
電力の変動（こ際し、例えば発電機電圧の瞬時低下量が
所定値を越えると共に発電機電流の瞬時増加量が所定値
を越えた場合に、発電機の電力制御偏差を演算するため
の発４４機出力を短絡事故発生直前の値に保持すること
によって、タービン関連系の制御を安定化して発電機制
御の過渡安定度を向上することができる。
次に、本発明に係る発電機の多変数制御システムにおけ
る補正制御方式の実施例につき説明する。
る補正制御方式の実施例につき説明する。
第１図は本発明に係る補正制御方式の一実施例であって
多変数制御システムの構成の要部を示し、多変数制御シ
ステムの全体の構成は第３図に示す通りである。従って
、第３図に示す構成と同一の構成部分については、同一
の参照符号を付して説明する。
多変数制御システムの構成の要部を示し、多変数制御シ
ステムの全体の構成は第３図に示す通りである。従って
、第３図に示す構成と同一の構成部分については、同一
の参照符号を付して説明する。
そこで、第１図に示す実施例は、多変数制脚装置１０（
第３図参照）における発電機励磁系への制御量である界
磁操作ｔｕ＊＋ｍ＋を得るための系、すなわち電圧制御
偏差Ｖｓ−Ｖｔｌｋｌを検出しこれに適応ゲインＫｌｌ
を与えて前記式（１）の演算を行う系において、発電機
出力電圧（端子電圧） ｖｔ＋ｂ＋の瞬時低下を検出す
るための不完全微分回路３０と不感帯設定器３２と検出
器３４とを設け、前記電圧の瞬時低下に伴う所要の検出
値ΔＶ、を得、この検出値ΔＶ、を前記適応ゲインＫ１
１の出力側に加算するよう構成したものである。この場
合、前記不完全微分回路３０と不感帯設定器３２とは、
系統短絡事故が発生してその外乱が発電機の過渡安定度
に関与する場合に、当該発電機の端子電圧Ｖｔ１ｌの瞬
時低下量（一般に数％以上となる）を検出する。しかし
、平常時の出力動揺に伴う電圧変動に対しては、前記不
完全微分口Ｆ！＠３０と不感帯設定器３２はその検出値
ΔＶ９が零になるように設定する。
第３図参照）における発電機励磁系への制御量である界
磁操作ｔｕ＊＋ｍ＋を得るための系、すなわち電圧制御
偏差Ｖｓ−Ｖｔｌｋｌを検出しこれに適応ゲインＫｌｌ
を与えて前記式（１）の演算を行う系において、発電機
出力電圧（端子電圧） ｖｔ＋ｂ＋の瞬時低下を検出す
るための不完全微分回路３０と不感帯設定器３２と検出
器３４とを設け、前記電圧の瞬時低下に伴う所要の検出
値ΔＶ、を得、この検出値ΔＶ、を前記適応ゲインＫ１
１の出力側に加算するよう構成したものである。この場
合、前記不完全微分回路３０と不感帯設定器３２とは、
系統短絡事故が発生してその外乱が発電機の過渡安定度
に関与する場合に、当該発電機の端子電圧Ｖｔ１ｌの瞬
時低下量（一般に数％以上となる）を検出する。しかし
、平常時の出力動揺に伴う電圧変動に対しては、前記不
完全微分口Ｆ！＠３０と不感帯設定器３２はその検出値
ΔＶ９が零になるように設定する。
このように構成した本実施例の補正制御方式によれば、
系統短絡事故の発生瞬時において、発電機端子電圧の瞬
時低下量が所定値（不感帯α）を越えた際に、必要な期
間（周期Δτ）だけ発電機励磁系に対し増磁信号を与え
ることができる。これにより、系統短絡事故発生瞬時に
おける発電機励磁系の過渡安定度を向上することができ
る。
系統短絡事故の発生瞬時において、発電機端子電圧の瞬
時低下量が所定値（不感帯α）を越えた際に、必要な期
間（周期Δτ）だけ発電機励磁系に対し増磁信号を与え
ることができる。これにより、系統短絡事故発生瞬時に
おける発電機励磁系の過渡安定度を向上することができ
る。
なお、第３図に示す多変数制御システムにおいて、発電
機の動的挙動に対する主要な影響量として予め選ばれた
諸量すなわち界磁磁束Φ１、タービン角周波数ω、発電
機相差角δおよび発電機出力Ｐ、については、それぞれ
測定または推定された今回値と前回値との偏差が、一方
ではそれぞれ適応ゲインＫ１３〜に＋６にて励磁系操作
量に関与し、他方ではそれぞれ適応ゲインに２ｊ〜に２
６にてガバナ系操作量に関与する。この場合、例えば界
磁磁束Φ、たけに着目して、これの励磁系操作量に対す
る効果は、Δτ待時間次のようになる。
機の動的挙動に対する主要な影響量として予め選ばれた
諸量すなわち界磁磁束Φ１、タービン角周波数ω、発電
機相差角δおよび発電機出力Ｐ、については、それぞれ
測定または推定された今回値と前回値との偏差が、一方
ではそれぞれ適応ゲインＫ１３〜に＋６にて励磁系操作
量に関与し、他方ではそれぞれ適応ゲインに２ｊ〜に２
６にてガバナ系操作量に関与する。この場合、例えば界
磁磁束Φ、たけに着目して、これの励磁系操作量に対す
る効果は、Δτ待時間次のようになる。
ｕ 、＋ｍ＋冨ｕ ｅｌｋ−１１＋ Ｋ１３ （Φ、。
）−Φｆｌｋ−１１）従って、
Δｕ ａ ｌｋｌ ” Ｋ Ｉ ３・ΔΦＣ（鯉）、’
、 ｕ ＊ ＋ｈ＋ ＝ Ｋ ｒｓΦｔ ｔ。”・（３
）となる、すなわち、界磁磁束Φ、は励磁系操作量に対
して比例効果を示す、このようにして、前記各諸量につ
いての個々の影響量は、それぞれの励磁系の操作量に対
してもガバナ系の操作量に対しても比例効果を示すこと
になる。
、 ｕ ＊ ＋ｈ＋ ＝ Ｋ ｒｓΦｔ ｔ。”・（３
）となる、すなわち、界磁磁束Φ、は励磁系操作量に対
して比例効果を示す、このようにして、前記各諸量につ
いての個々の影響量は、それぞれの励磁系の操作量に対
してもガバナ系の操作量に対しても比例効果を示すこと
になる。
ここで、個々のゲインＫｌｌ〜に＋ａおよびに２１〜に
２６を最適に設定するためには、例えば制御指標Ｊとし
て、 Ｊ＝Σ （ｑ＋（ｖｔ−、ｖ□。）２＋Ｑ２ （Ｐ
ｇ Ｐ−＋ｍ＋ ）’＋ｑｓ（Ｌｌ＠。、−Ｕ、
。−０）２ 十ｑ４ （ｕ ｇｌｋｌ ｕ ｇｌｋ−１１）２１・
・・（４） を定め、予め重み係数ＣＬ＋”’−ｑ＋を設定した上で
、この指標Ｊの値が最小となるようにゲインを決定する
手法を用いればよい、この場合に、必要となるのが制御
対象の動的モデルであり、さらにこのモデルに各制御偏
差を表わす状態量を加えたモデルについて指標Ｊを考え
るのである。
２６を最適に設定するためには、例えば制御指標Ｊとし
て、 Ｊ＝Σ （ｑ＋（ｖｔ−、ｖ□。）２＋Ｑ２ （Ｐ
ｇ Ｐ−＋ｍ＋ ）’＋ｑｓ（Ｌｌ＠。、−Ｕ、
。−０）２ 十ｑ４ （ｕ ｇｌｋｌ ｕ ｇｌｋ−１１）２１・
・・（４） を定め、予め重み係数ＣＬ＋”’−ｑ＋を設定した上で
、この指標Ｊの値が最小となるようにゲインを決定する
手法を用いればよい、この場合に、必要となるのが制御
対象の動的モデルであり、さらにこのモデルに各制御偏
差を表わす状態量を加えたモデルについて指標Ｊを考え
るのである。
従って、本発明の多変数制御システムによる発電機制御
方式では、電圧および電力の制＃偏差について積分制御
が行われる結果、最終的な定常偏差は零になる。このた
め、前述した制御対象の動的モデルは、簡易モデルでも
よく、これによって制御ゲインの決定が実用的に簡単に
なる。そして、前記のように重み係数ｑＩ〜ｑ４を設定
するだけで、自動計算により最適な制御ゲインを決定す
ることができ、動特性の優れた制御を実現することがで
きる。
方式では、電圧および電力の制＃偏差について積分制御
が行われる結果、最終的な定常偏差は零になる。このた
め、前述した制御対象の動的モデルは、簡易モデルでも
よく、これによって制御ゲインの決定が実用的に簡単に
なる。そして、前記のように重み係数ｑＩ〜ｑ４を設定
するだけで、自動計算により最適な制御ゲインを決定す
ることができ、動特性の優れた制御を実現することがで
きる。
第２図は、本発明に係る補正制御方式の別の実施例であ
る多変数制御システムの構成の要部を示すものである。
る多変数制御システムの構成の要部を示すものである。
そこで、本実施例は、多変数制御装置１０（第３図参照
）におけるタービン調速系への制御量である調速操作量
Ｌ１ｇ（ｋｌを得るための系、すなわち電力制Ｏｐ渭差
Ｐｇ−Ｐ、。）を検出しこれに適応ゲインに２２を与え
て前記式（２）の演算を行うと共に電圧制御偏差Ｖ＠
Ｖｔ＋ｈ＋を検出しこれに適応ゲインに□を与えて次
式（５）の演算を行う系において、発電機出力電圧Ｖｔ
１ｋ）および発電機出力電流Ｉｔｔｉｎ瞬時低下をそれ
ぞれ検出するための不完全微分回路４０．４２とコンパ
レータ４４，４６とＡＮＤゲート４８とホールド回路５
０とハイセレクタ５２とを設け、前記電圧および電流が
所定値を越えたことを検出し、この時発電機出力Ｐａｔ
□（Ｖｔ＋ｈ＋）の値を前記電圧および電流が所定値を
越える直前の値にホールドするよう構成したものである
。この場合、ホールド回１ｉ５０とハイセレクタ５２と
は、系統短絡事故が発生して発電機の端子電圧Ｖｔ１ｋ
ｌの瞬時低下量が所定値を越えたこと、 および電流
Ｉｔ＋ｈ＋の瞬時増加量が所定値を越えたことを条件に
、系統短絡継続期間中（一般に０．１秒前後）タービン
調速系に対して過渡安定度を保持するため不要動作信号
を与えないように、この時の発電機出力Ｐ ＊ｌｋｌ’
（Ｖｔ１ｋｌ’ ）を系統短絡事故発生直前の発電機
出力Ｐ ｅｌｋ１″（Ｖｔ＋ｈ＋″）にホールドする。
）におけるタービン調速系への制御量である調速操作量
Ｌ１ｇ（ｋｌを得るための系、すなわち電力制Ｏｐ渭差
Ｐｇ−Ｐ、。）を検出しこれに適応ゲインに２２を与え
て前記式（２）の演算を行うと共に電圧制御偏差Ｖ＠
Ｖｔ＋ｈ＋を検出しこれに適応ゲインに□を与えて次
式（５）の演算を行う系において、発電機出力電圧Ｖｔ
１ｋ）および発電機出力電流Ｉｔｔｉｎ瞬時低下をそれ
ぞれ検出するための不完全微分回路４０．４２とコンパ
レータ４４，４６とＡＮＤゲート４８とホールド回路５
０とハイセレクタ５２とを設け、前記電圧および電流が
所定値を越えたことを検出し、この時発電機出力Ｐａｔ
□（Ｖｔ＋ｈ＋）の値を前記電圧および電流が所定値を
越える直前の値にホールドするよう構成したものである
。この場合、ホールド回１ｉ５０とハイセレクタ５２と
は、系統短絡事故が発生して発電機の端子電圧Ｖｔ１ｋ
ｌの瞬時低下量が所定値を越えたこと、 および電流
Ｉｔ＋ｈ＋の瞬時増加量が所定値を越えたことを条件に
、系統短絡継続期間中（一般に０．１秒前後）タービン
調速系に対して過渡安定度を保持するため不要動作信号
を与えないように、この時の発電機出力Ｐ ＊ｌｋｌ’
（Ｖｔ１ｋｌ’ ）を系統短絡事故発生直前の発電機
出力Ｐ ｅｌｋ１″（Ｖｔ＋ｈ＋″）にホールドする。
このように構成した本実施例の補正制御方式によれば、
系統短絡事故が発生するとその期間中発電機出力Ｐ＊＋
に＋（Ｖｔ＋＊＋）が減少してタービンが加速状態にな
ると共に、電力料＃偏差ｐｍ −ｐ、。、を増大しター
ビン加速系への制御量を増してタービンをさらに加速す
る結果となるが、この場合の制御系において前記発電機
出力を系統短絡事故が発生する直前の発ｔ Ｗ＆比出力
ホールドすることによって、制御系の過渡安定度を向上
することができる。
系統短絡事故が発生するとその期間中発電機出力Ｐ＊＋
に＋（Ｖｔ＋＊＋）が減少してタービンが加速状態にな
ると共に、電力料＃偏差ｐｍ −ｐ、。、を増大しター
ビン加速系への制御量を増してタービンをさらに加速す
る結果となるが、この場合の制御系において前記発電機
出力を系統短絡事故が発生する直前の発ｔ Ｗ＆比出力
ホールドすることによって、制御系の過渡安定度を向上
することができる。
前述した実施例から明らかなように、本発明によれば、
発電機励磁系と、タービン調速系と、発電機およびター
ビンから得られる各種の観測量をもとにして多変数制御
理論に基づく制御演算を行い個々の最適フィードバック
ゲインを決定し前記各県に対応する操作量を出力する多
変数制御装置とを備え、前記発電機励磁系については前
記多変数制御装置からの操作量に基づいて制御を行うと
共に、前記タービン調速系については前記多変数制御装
置からの操作量を該調速系出力に補正制御信号として加
算して制御を行う発電機の多変数１１ｉ１１御システム
において、系統短絡事故が発生した場合、発電機励磁系
については、電圧瞬時低下量が所定値を越えた時に、電
圧制御偏差を演算するための適応ゲインを平常時よりも
高め、またタービン調速系については、発電機電圧の瞬
時低下量が所定値を越えると共に発電機電流の瞬時増加
量が所定値を越えた場合に、発電機の電力制御ｆ再着を
演算するための発電機出力を短絡事故発生直前の値に保
持することによって、各ｊｌｌｌ系の安定化を容易に達
成し、これにより系統短絡事故発生時においても発電機
制御の過渡安定度の向上を適正かつ確実に実現すること
ができる。
発電機励磁系と、タービン調速系と、発電機およびター
ビンから得られる各種の観測量をもとにして多変数制御
理論に基づく制御演算を行い個々の最適フィードバック
ゲインを決定し前記各県に対応する操作量を出力する多
変数制御装置とを備え、前記発電機励磁系については前
記多変数制御装置からの操作量に基づいて制御を行うと
共に、前記タービン調速系については前記多変数制御装
置からの操作量を該調速系出力に補正制御信号として加
算して制御を行う発電機の多変数１１ｉ１１御システム
において、系統短絡事故が発生した場合、発電機励磁系
については、電圧瞬時低下量が所定値を越えた時に、電
圧制御偏差を演算するための適応ゲインを平常時よりも
高め、またタービン調速系については、発電機電圧の瞬
時低下量が所定値を越えると共に発電機電流の瞬時増加
量が所定値を越えた場合に、発電機の電力制御ｆ再着を
演算するための発電機出力を短絡事故発生直前の値に保
持することによって、各ｊｌｌｌ系の安定化を容易に達
成し、これにより系統短絡事故発生時においても発電機
制御の過渡安定度の向上を適正かつ確実に実現すること
ができる。
以上、本発明の好適な実施例について説明したが、本発
明は前述した実施例に限定されることなく、本発明ｆ）
精神を３１！ｌ脱しない範囲内において種々の設計変更
をなし得ることは勿論である。
明は前述した実施例に限定されることなく、本発明ｆ）
精神を３１！ｌ脱しない範囲内において種々の設計変更
をなし得ることは勿論である。
第１図は本発明に係る補正制御方式の一実施例を示す発
電機の多変数＃Ｊ御システムの要部構成からなるブロッ
ク回路図、第２図は本発明に係る補正制御方式の別の実
施例を示す発電機の多変数制御システムの要部構成から
なるブロック回路図、第３図は多変数＃Ｊ御システムの
基本構成を示す発電機制御系のブロック回路図である。 １０・・・多変数制御装置 ２・・・リミッタ １４・・・点弧角調整器６・・
・フィルタ １８・・・リミッタ０・・・調速機 ２・・・タービン開度調節器 ４・・・タービンサーボモータ ０・・・不完全微分回路 ２・・・不感帯設定器 ３４・・・検出器０．４２・・
・不完全微分回路 ４．４６・・・コンパレータ ８・・・ＡＮＤゲート ５０・・・ホールド回路２・・
・ハイセレクタ Ｆ 工 Ｇ。 Ｆ 工 Ｇ。 ■８ ■ｔ ｔ 図面の浄書（内容に変更なし） 手 続 ？１１１ 正 描（方式） １、事イど１の表示 平成１年 特許願 １４６４５９号 ２、発明の名称 発電機の多変数制御システムにおける補正制御方式３、
補正をする者 事件との関係 特許出願人 住 所 川崎市川崎区田辺新田１番１号名 称 （
５２３）富士電機株式会社代表者 中 Ｒ武 ４、代理人
電機の多変数＃Ｊ御システムの要部構成からなるブロッ
ク回路図、第２図は本発明に係る補正制御方式の別の実
施例を示す発電機の多変数制御システムの要部構成から
なるブロック回路図、第３図は多変数＃Ｊ御システムの
基本構成を示す発電機制御系のブロック回路図である。 １０・・・多変数制御装置 ２・・・リミッタ １４・・・点弧角調整器６・・
・フィルタ １８・・・リミッタ０・・・調速機 ２・・・タービン開度調節器 ４・・・タービンサーボモータ ０・・・不完全微分回路 ２・・・不感帯設定器 ３４・・・検出器０．４２・・
・不完全微分回路 ４．４６・・・コンパレータ ８・・・ＡＮＤゲート ５０・・・ホールド回路２・・
・ハイセレクタ Ｆ 工 Ｇ。 Ｆ 工 Ｇ。 ■８ ■ｔ ｔ 図面の浄書（内容に変更なし） 手 続 ？１１１ 正 描（方式） １、事イど１の表示 平成１年 特許願 １４６４５９号 ２、発明の名称 発電機の多変数制御システムにおける補正制御方式３、
補正をする者 事件との関係 特許出願人 住 所 川崎市川崎区田辺新田１番１号名 称 （
５２３）富士電機株式会社代表者 中 Ｒ武 ４、代理人
Claims (2)
- （１）発電機励磁系と、タービン調速系と、発電機およ
びタービンから得られる各種の観測量をもとにして多変
数制御理論に基づく制御演算を行い個々の最適フィード
バックゲインを決定し前記各系に対応する操作量を出力
する多変数制御装置とを備え、前記発電機励磁系につい
ては前記多変数制御装置からの操作量に基づいて制御を
行うと共に、前記タービン調速系については前記多変数
制御装置からの操作量を該調速系出力に補正制御信号と
して加算して制御を行う発電機の多変数制御システムに
おいて、 系統短絡事故発生時に発電機励磁系の制御 を行う操作量を多変数制御装置で演算するに際し、発電
機の電圧制御偏差を演算するための適応ゲインを平常時
よりも高めることを特徴とする発電機の多変数制御シス
テムにおける補正制御方式。 - （２）発電機励磁系と、タービン調速系と、発電機およ
びタービンから得られる各種の観測量をもとにして多変
数制御理論に基づく制御演算を行い個々の最適フィード
バックゲインを決定し前記各系に対応する操作量を出力
する多変数制御装置とを備え、前記発電機励磁系につい
ては前記多変数制御装置からの操作量に基づいて制御を
行うと共に、前記タービン調速系については前記多変数
制御装置からの操作量を該調速系出力に補正制御信号と
して加算して制御を行う発電機の多変数制御システムに
おいて、 系統短絡事故発生時にタービン調速系の制 御を行う操作量を多変数制御装置で演算するに際し、発
電機の電力制御偏差を演算するための発電機出力を短絡
事故発生直前の値に保持することを特徴とする発電機の
多変数制御システムにおける補正制御方式。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1046459A JP2540202B2 (ja) | 1989-03-01 | 1989-03-01 | 発電機の多変数制御システムにおける補正制御方式 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1046459A JP2540202B2 (ja) | 1989-03-01 | 1989-03-01 | 発電機の多変数制御システムにおける補正制御方式 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02228297A true JPH02228297A (ja) | 1990-09-11 |
| JP2540202B2 JP2540202B2 (ja) | 1996-10-02 |
Family
ID=12747745
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1046459A Expired - Lifetime JP2540202B2 (ja) | 1989-03-01 | 1989-03-01 | 発電機の多変数制御システムにおける補正制御方式 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2540202B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0564499A (ja) * | 1991-08-26 | 1993-03-12 | Mitsubishi Electric Corp | 同期機の励磁制御装置 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2208867A1 (de) | 2008-08-25 | 2010-07-21 | Siemens Aktiengesellschaft | Verfahren und Vorrichtung zum Regeln eines Dampfkraftwerks |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59169396A (ja) * | 1983-03-14 | 1984-09-25 | Kansai Electric Power Co Inc:The | 発電機の制御方式 |
| JPH01129800A (ja) * | 1987-11-12 | 1989-05-23 | Hitachi Ltd | 同期機の励磁制御装置 |
-
1989
- 1989-03-01 JP JP1046459A patent/JP2540202B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59169396A (ja) * | 1983-03-14 | 1984-09-25 | Kansai Electric Power Co Inc:The | 発電機の制御方式 |
| JPH01129800A (ja) * | 1987-11-12 | 1989-05-23 | Hitachi Ltd | 同期機の励磁制御装置 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0564499A (ja) * | 1991-08-26 | 1993-03-12 | Mitsubishi Electric Corp | 同期機の励磁制御装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2540202B2 (ja) | 1996-10-02 |
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