JPH0343873B2 - - Google Patents

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JPH0343873B2
JPH0343873B2 JP55032229A JP3222980A JPH0343873B2 JP H0343873 B2 JPH0343873 B2 JP H0343873B2 JP 55032229 A JP55032229 A JP 55032229A JP 3222980 A JP3222980 A JP 3222980A JP H0343873 B2 JPH0343873 B2 JP H0343873B2
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bending point
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JP55032229A
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JPS56129598A (en
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Hide Saito
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Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
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Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P23/00Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by a control method other than vector control
    • H02P23/16Controlling the angular speed of one shaft

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Control Of Eletrric Generators (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、系統に連系して使用される発電所の
電気式調速機(ガバナ)の非直線調定率制御装置
に関する。
系統に連系して使用される発電所は、自発電機
の制御方式が他系統の発電容量との比重によつて
異なる。即ち、比重の大きい容量を受け持つ主発
電機は系統の周波数を規制するのに対して、比重
の小さい容量の発電機は主発電機のガバナ開度と
連動して追従する定出力(連動)運転や主発電機
の制御に全く関係のない定出力運転、系統に定め
られた周波数変動範囲内でのガバナフリー運転
(2段折線特性)や定出力運転(1段折線特性)
等の種々の運転方式が用いられる。
本発明は上述の運転方式の内、一般に非直線調
定率特性と呼ばれる二段折線特性さらには一段折
線特性を得るための調速機の制御装置に関するも
のである。
この種の従来方式は、非直線調定率特性を得る
のに、自発電機の速度調定率を設定するガバナ開
度に応じて設定値を変える剛性復元設定部の特性
を非線形特性とするものであつた。第1図は従来
の調速機制御装置のブロツク図を示し、定角加速
制御方式のものである。同図において、速度設定
部1の設定値と出力設定部2の設定値の加減算値
は比較部3にて発電機4の回転数検出部5A,5
Bの検出値と比較される。回転数検出部5Aは発
電機4の回転数をパルス周波数として検出し、検
出部5Bはパルス周波数を電圧信号に変換する。
比較部3での比較結果は比較部6にて発電機4の
ガバナ開度信号θに応じて設定値が決められる剛
性復元設定部7の設定値と比較され、その偏差は
速度制御演算増幅部8で演算されて速度制御信号
にされる。この速度制御信号は比較部9にて回転
数検出部5A,5Bの検出値を入力とする加減速
度検出部10の検出値と比較され、その偏差は加
減速度制御演算部11で演算される。演算部11
の出力は比較部12にてガバナ開度信号θの検出
部13と比較され、ガバナ開度制御演算増幅部1
4の入力とされるガバナ開度マイナループが構成
される。
こうした制御装置において、剛性復元設定部7
の特性を非直線特性とすること、即ち剛性復元の
量を変えることにより速度調定率δを非直線にす
る。このため、剛性復元を構成するループにおい
て、演算部8,11,14及び検出部13によつ
て構成される前向きの伝達回路の定まつた定数に
対して剛性復元設定部7の帰還量が非直線に変化
することになり、設定部7での特性利得の変化が
制御系の利得変化として現れることから、系の安
定条件も成立させるには剛性復元設定部7の非線
形特性の利得に限界がある。また、非線形特性の
剛性復元設定部7により系の伝達関数がその特性
変化分に対応して変化する問題がある。こうした
ことから、従来方式では第2図a,bに発電機出
力PNAに対する速度FNAの二段折線特性及び一段
折線特性を示すように、折線部での特性の変化率
ΔF/ΔPに制約が生じ、非直線特性の範囲の選定
や調整上に制約を生じる欠点があつた。
本発明の目的は、折線部での二段折線特性の変
化率を任意に設定しさらに一段折線特性への設定
切替えも可能にし、しかも系の安定も、得ること
ができる非直線調定率制御装置を提供するにあ
る。
本発明は、剛性復元設定部は調定率で定められ
た一定値で帰還することで剛性復元設定部を含む
系を安定系とし、発電機周波数の帰環系に二段非
線形さらには一段非線形に特性変更可能な非線形
伝達関数回路を具えることにより、任意の二段折
線さらには一段折線非直線調定率を得ることを特
徴とする。
第3図は本発明の一実施例を示す。同図が第1
図と異なる部分は、発電機回転数(周波数)帰還
系に加算回路15と非直線調定率設定部16とか
ら成る非線形伝達関数回路を具え、剛性復元設定
部7は直線入出力特性とした点にある。非線形伝
達関数回路の具体的な実施例を第4図に示す。同
図中、Rは演算抵抗、SRはダイオード、A1〜A7
は演算増幅器を示す。第1の加算回路17では検
出部5Bからの系統周波数に比例した電圧信号と
系統基準周波数設定器161の設定電圧との偏差
が利得1で演算増幅器A1から取り出される。こ
の偏差信号は、演算増幅器A2等で構成する負極
性での屈曲点設定回路18と、増幅器A3等で構
成する正極性での屈曲点設定回路19との共通入
力にされる。屈曲点設定回路18側では加算回路
17からの偏差信号入力が第1の屈曲点(+
ΔFNA1)設定器162の設定値(正)を越える負
の絶対値にあるときに利得1で増幅した正極性電
圧で出力し、屈曲点設定回路19側では第1の屈
曲点(−ΔFNA1)設定器163の設定値(負)を
越える正の絶対値にあるときに利得1で増幅した
負極性電圧で出力する。屈曲点設定回路18側出
力は増幅器A4等で構成する負極性での第2の屈
曲点設定回路20の入力とされると共に増幅器
A6等で構成する第2の加算回路21の加算入力
とされる。屈曲点設定回路20はその設定器16
で第2の屈曲点+ΔFNA2(>+ΔFNA1)を設定し、
屈曲点設定回路18の出力が該設定値を越えると
きに利得1で増幅した負極性電圧で出力する。ま
た、屈曲点設定回路20の出力は加算回路22の
入力にされる。屈曲点設定回路19の出力は増幅
器A5等で構成する正極性での第2の屈曲点設定
回路21の入力とされると共に加算回路22の入
力とされる。屈曲点設定回路21はその設定器1
5で第2の屈曲点−ΔFNA2を設定し、屈曲点設
定回路19の出力が該設定値を越えるときに利得
1で増幅した正極性電圧で出力し、その出力は加
算回路22の加算入力とされる。これら偏差信号
を加算した加算回路22の出力はその非直線傾斜
設定器166を通して増幅器A7等で構成する第3
の加算回路15にて検出部5Bの出力と加算反転
される。この出力は比較部3の比較入力として帰
還される。
こうした構成の非直線調定率設定部16の動作
を第7図を参照して説明する。設定器161の設
定値に系統基準周波数に相当する電圧を設定し、
実系統周波数(検出信号B)に変動が生じると、
加算回路17にはその偏差電圧が逆極性で発生す
る。今、系統周波数が上昇した場合、加算回路1
7の出力には負極性の電圧が発生し、この電圧は
設定器162の設定電圧+ΔFNA1以上とならない
限り屈曲点設定回路18の出力が零にある。逆に
系統周波数が設定器161の設定値よりも下降し
たときには該偏差信号が屈曲点設定回路19の設
定器163の設定値−ΔFNA1以上とならない限り
屈曲点設定回路19の出力が零にある。このと
き、屈曲点設定回路20,21共に出力零にな
る。従つて、第1の設定範囲+ΔFNA1〜−ΔFNA1
での系統周波数変動に対しては加算回路22の入
力合計値は零にあり、その反転出力を零になり、
加算回路15の入力は系統周波数信号Bのみにな
り、系統周波数に比例した出力D(=B)として
比較部3側に帰還され、ガバナフリー運転にな
る。
次に、+ΔFNA1〜ΔFNA2を越える周波数変動には
その正負によつて屈曲点設定回路18側又は19
側に偏差電圧を生じ、該偏差電圧が設定範囲+
ΔFNA2〜−ΔFNA2以内であれば屈曲点設定回路2
0,21の出力が共に零にあるので該偏差電圧が
そのまま加算回路22で反転出力Cを得る。この
電圧は検出部5Bの出力Bを打ち消す極性である
ので、設定器166の設定値が最大(1)にあれ
ば発電機周波数の増減分と同じ値を減少、増加さ
せ、周波数のフイードバツク値になる出力Dに変
化はなくなる。すなわち、ガバナ開度に変化を生
じることなく出力一定(ガイドベーン開度一定)
の特性になる。また、設定器166の設定値が1
以下のときは出力CがC′のように変化する。
次に、系統周波数変化が設定範囲+ΔFNA2〜−
ΔFNA2を越えると、屈曲点設定回路20,21に
も出力があり、この出力は屈曲点設定回路18又
は19に出力を打ち消すことになるため、加算回
路22の出力変化がなく、再びガバナフリー運転
特性になる。
従つて、加算回路15と非直線調定率設定器1
6は、系統基準周波数に対する発電機の周波数変
化に対して、屈曲点を境にして二段折線特性出力
D又はD′を発生する。即ち、発電機周波数変化
が屈曲点±ΔFNA1の範囲内では周波数検出特性に
変化はなく、その他の範囲では周波数に比例して
変化する。
第5図aは上述の設定値+ΔFNA1,−ΔFNA1,+
ΔFNA2,−ΔFNA2に対する検出部5Bの出力Bと加
算回路22の出力Cとこれらを加え合わせた出力
Dの特性を示し、そのときの発電機出力PNAと速
度特性を第5図bに実線で示すように2段折線の
非直線調定率特性を得ることができる。また、設
定器166を最大出力よりも下げれば、範囲±
ΔFNA1〜ΔFNA2での出力Cの傾斜が変わり、第
5図bに破線で示す二段折線調定率特性にも変え
ることができる。さらに、設定器162,163
設定値を零にすると、出力Bに対するC,Dは第
6図aに示す関係になり、そのときの発電機出力
と速度特性は第6図bに実線で示す一段折線特性
に変更できるし、その特性も設定器166を最大
値よりも下げると破線で示す特性変更ができる。
以上のとおり、本発明は、発電機速度帰還系に
第1、第2の設定周波数範囲を持つ非線形伝達関
数回路を具え、剛性復元設定部を直線特性とした
ため、系を安定化しかつ任意の二段折線非直線調
定率を得ることができるし、第1の設定範囲を零
にすることで容易に一段折線非直線調定率に変更
でき一段折線と二段折線の共通回路として汎用性
に優れる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の制御方式を示すブロツク図、第
2図は従来の非直線調定率特性図、第3図は本発
明のブロツク図、第4図は第3図における非線形
伝達関数回路の一実施例を示す回路図、第5図及
び第6図は本発明の制御動作を示す特性図、第7
図は第4図の各部特性図である。 1…速度設定部、2…出力設定部、4…発電
機、5A,5B…回転数検出部、7…剛性復元設
定部、8…速度制御演算増幅部、10…加減速度
検出部、11…加減速度制御演算部、13…ガバ
ナ開度検出部、14…ガバナ開度制御演算増幅
部、16…非直線調定率設定部、161…系統基
準周波数設定器、162,163,164,165
屈曲点設定器、166…非直線傾斜設定器、17
…加算回路、18,19…第1の屈曲点設定回
路、20,21…第2の屈曲点設定回路、22…
加算回路。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 系統に連系して使用される発電機を一段折線
    特性及び二段折線特性の非直線調定率に制御する
    において、前記発電機のガバナ開度に対して調定
    率で定められた一定比率の出力を得る剛性復元設
    定部7と、前記発電機の周波数検出信号と系統基
    準周波数との偏差を検出する第1の加算回路17
    と、系統基準周波数を中心として夫々正負に設定
    する第1の屈曲点設定値に対して前記偏差が小さ
    いときに出力零になりかつ該偏差が大きいときに
    その差出力を得る正負一対の第1の屈曲点設定回
    路18,19と、系統基準周波数を中心として
    夫々正負に設定する第2の屈曲点設定値に対して
    夫々前記第1の屈曲点設定回路の出力が小さいと
    きに出力零になりかつ該出力が大きいときにその
    差出力を得る正負一対の第2の屈曲点設定回路2
    0,21と、前記第1及び第2の屈曲点設定回路
    の各出力を加算し前記折線特性の傾斜を定める非
    直線傾斜設定器の設定値に比例した出力を得る第
    2の加算回路22と、前記発電機の周波数検出信
    号に前記第2の加算回路の出力を加算して発電機
    の速度検出信号にする第3の加算回路15と、前
    記発電機の速度設定値と前記速度検出信号との偏
    差を得る第1の比較部3と、この比較部の出力と
    前記剛性復元設定部の出力との偏差を得る第2の
    比較部6と、この比較部の出力から速度制御演算
    をして前記ガバナ開度の制御出力を得る速度制御
    部8〜14とを備えたことを特徴とする電気式調
    速機の非直線調定率制御装置。
JP3222980A 1980-03-14 1980-03-14 Nonlinear speed regulation control system for electric governor Granted JPS56129598A (en)

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JPS56129598A JPS56129598A (en) 1981-10-09
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS5397104A (en) * 1977-02-04 1978-08-25 Hitachi Ltd Turbine controlling device

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JPS56129598A (en) 1981-10-09

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