JPH0463636B2 - - Google Patents
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- JPH0463636B2 JPH0463636B2 JP58090612A JP9061283A JPH0463636B2 JP H0463636 B2 JPH0463636 B2 JP H0463636B2 JP 58090612 A JP58090612 A JP 58090612A JP 9061283 A JP9061283 A JP 9061283A JP H0463636 B2 JPH0463636 B2 JP H0463636B2
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- JP
- Japan
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- output
- calculator
- signal
- control
- proportional
- Prior art date
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- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P9/00—Arrangements for controlling electric generators for the purpose of obtaining a desired output
- H02P9/04—Control effected upon non-electric prime mover and dependent upon electric output value of the generator
-
- 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
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Control Of Water Turbines (AREA)
- Control Of Velocity Or Acceleration (AREA)
- Control Of Eletrric Generators (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の属する技術分野〕
この本発明は、水車発電機の発電機周波数また
は発電機出力を設定値に保つべく、周波数偏差ま
たは発電機出力偏差を比例・積分もしくは比例・
積分・微分演算してガイドベーンを制御する水車
発電機の電気調速装置に関する。
は発電機出力を設定値に保つべく、周波数偏差ま
たは発電機出力偏差を比例・積分もしくは比例・
積分・微分演算してガイドベーンを制御する水車
発電機の電気調速装置に関する。
従来、この種の電気調速装置として、第１図に
示すように回路構成したものが知られている。す
なわち、第１図において、参照符号１０は周波数
調定器、１２は周波数検出器、１４は周波数調節
器を示す。周波数検出器１２は、水車発電機の発
電機周波数を検出するものであり、前記周波数調
定器１０の出力信号と周波数検出器１２の検出信
号との減算を行つて、周波数偏差信号を得る。こ
のようにして得られた周波数偏差信号は、後述す
る剛性復原演算器１６の出力信号をさらに減算し
て得られた偏差信号を周波数調節器１４に入力さ
れ、比例(P)、積分(I)および微分(D)の各演算が行わ
れ、適正なサーボモータ開度指令値を出力する。
なお、この周波数調節器１４の出力信号は、開度
調節器１８、アクチユエータ２０およびサーボモ
ータ２２を介して水車発電機の水理系をい制御
し、水車発電機の出力を適正に制御する。この場
合、サーボモータ２２により水理系の開閉調整を
行う際のサーボモータ開度値は、前記周波数調節
器１４で得られるサーボモータ開度指令値に対し
フイードバツクすると共に、剛性復原演算器１６
に入力してこの演算器１６の出力信号を前記周波
数調節器１４へ入力する周波数偏差信号に対し減
算入力するようにする。また、周波数調節器１４
は、種々の制御回路方式を採用し得るが、いずれ
の場合も制御要素は、比例(P)、積分(I)および微分
(D)に分けられ、発電機運転状態に応じて前記PID
制御定数のいずれかまたは複数を変更することに
より、常に適正な制御系を保つよう構成される。
示すように回路構成したものが知られている。す
なわち、第１図において、参照符号１０は周波数
調定器、１２は周波数検出器、１４は周波数調節
器を示す。周波数検出器１２は、水車発電機の発
電機周波数を検出するものであり、前記周波数調
定器１０の出力信号と周波数検出器１２の検出信
号との減算を行つて、周波数偏差信号を得る。こ
のようにして得られた周波数偏差信号は、後述す
る剛性復原演算器１６の出力信号をさらに減算し
て得られた偏差信号を周波数調節器１４に入力さ
れ、比例(P)、積分(I)および微分(D)の各演算が行わ
れ、適正なサーボモータ開度指令値を出力する。
なお、この周波数調節器１４の出力信号は、開度
調節器１８、アクチユエータ２０およびサーボモ
ータ２２を介して水車発電機の水理系をい制御
し、水車発電機の出力を適正に制御する。この場
合、サーボモータ２２により水理系の開閉調整を
行う際のサーボモータ開度値は、前記周波数調節
器１４で得られるサーボモータ開度指令値に対し
フイードバツクすると共に、剛性復原演算器１６
に入力してこの演算器１６の出力信号を前記周波
数調節器１４へ入力する周波数偏差信号に対し減
算入力するようにする。また、周波数調節器１４
は、種々の制御回路方式を採用し得るが、いずれ
の場合も制御要素は、比例(P)、積分(I)および微分
(D)に分けられ、発電機運転状態に応じて前記PID
制御定数のいずれかまたは複数を変更することに
より、常に適正な制御系を保つよう構成される。
しかしながら、負荷変動または周波数変動を生
じた場合、電気調速装置が制御指令を出力中に
PID制御定数の変更が行われると、各演算器の制
御出力値が異なるため、ガイドベーン開度、発電
機周波数または発電機出力に不要な動揺を与え、
場合によつては制御指令が「減」から「増」方向
に反転する等不要な制御を行うと共に、最終安定
までに多くの無駄時間を要する難点がある。
じた場合、電気調速装置が制御指令を出力中に
PID制御定数の変更が行われると、各演算器の制
御出力値が異なるため、ガイドベーン開度、発電
機周波数または発電機出力に不要な動揺を与え、
場合によつては制御指令が「減」から「増」方向
に反転する等不要な制御を行うと共に、最終安定
までに多くの無駄時間を要する難点がある。
本発明の目的は、制御指令の出力中において、
発電機運転状態に応じて直ちにPID制御定数を変
更することができ、しかもこのPID制御定数の変
更に際して不要な制御出力を与えることなく迅速
な適応制御を実現できる水車発電機の電気調速装
置を提供するにある。
発電機運転状態に応じて直ちにPID制御定数を変
更することができ、しかもこのPID制御定数の変
更に際して不要な制御出力を与えることなく迅速
な適応制御を実現できる水車発電機の電気調速装
置を提供するにある。
〔発明の要点〕
本発明は、周波数調定器の設定信号と周波数検
出器の検出信号および剛性復元演算器の出力信号
との制御偏差信号が入力され比例・積分演算もし
くは比例・積分・微分演算を行う周波数調節器を
具備し、この周波数調節器の演算出力に基づいて
開度調節器およびアクチユエータを介して水理系
の開閉操作を行うサーボモータを追従制御するよ
うに構成した水車発電機の電気調速装置におい
て、 周波数調節器は、 発電機運転状態に応じて出力される制御定数変
更信号に基づいて複数の入力信号のいずれか１個
を出力する信号選択器と、 この信号選択器からの入力を所定の制御出力制
限値以下の制御出力として出力する低値選択出力
器と、 前記制御偏差信号が入力される比例演算器と、
この比例演算器の出力が入力される積分演算器と
を有し、比例演算器の出力と積分演算器の出力と
の加算結果を信号選択器へ出力する第１の演算回
路と、 前記制御偏差信号が入力される比例演算器と、
この比例演算器の出力が入力される積分演算器と
を有し、比例演算器の出力と積分演算器の出力と
の加算結果を信号選択器へ出力する、前記第１の
演算回路と異なる制御定数の第２の演算回路と、 からなり、 前記第１の演算回路は、低値選択出力器の制御
出力と前記第１演算回路の出力の偏差に基づい
て、補正信号を積分演算器へ出力する比例演算器
を備え、 前記第２の演算回路は、低値選択出力器の制御
出力と前記第２演算回路の出力の偏差に基づい
て、補正信号を積分演算器へ出力する比例演算器
を備え、 前記補正信号に基づいて、前記第１および第２
演算回路の出力を、その都度における低値選択出
力器の制御出力にそれぞれ一致させるようになし
た、 ことを特徴とする。
出器の検出信号および剛性復元演算器の出力信号
との制御偏差信号が入力され比例・積分演算もし
くは比例・積分・微分演算を行う周波数調節器を
具備し、この周波数調節器の演算出力に基づいて
開度調節器およびアクチユエータを介して水理系
の開閉操作を行うサーボモータを追従制御するよ
うに構成した水車発電機の電気調速装置におい
て、 周波数調節器は、 発電機運転状態に応じて出力される制御定数変
更信号に基づいて複数の入力信号のいずれか１個
を出力する信号選択器と、 この信号選択器からの入力を所定の制御出力制
限値以下の制御出力として出力する低値選択出力
器と、 前記制御偏差信号が入力される比例演算器と、
この比例演算器の出力が入力される積分演算器と
を有し、比例演算器の出力と積分演算器の出力と
の加算結果を信号選択器へ出力する第１の演算回
路と、 前記制御偏差信号が入力される比例演算器と、
この比例演算器の出力が入力される積分演算器と
を有し、比例演算器の出力と積分演算器の出力と
の加算結果を信号選択器へ出力する、前記第１の
演算回路と異なる制御定数の第２の演算回路と、 からなり、 前記第１の演算回路は、低値選択出力器の制御
出力と前記第１演算回路の出力の偏差に基づい
て、補正信号を積分演算器へ出力する比例演算器
を備え、 前記第２の演算回路は、低値選択出力器の制御
出力と前記第２演算回路の出力の偏差に基づい
て、補正信号を積分演算器へ出力する比例演算器
を備え、 前記補正信号に基づいて、前記第１および第２
演算回路の出力を、その都度における低値選択出
力器の制御出力にそれぞれ一致させるようになし
た、 ことを特徴とする。
すなわち、本発明においては、水車発電機の水
理系の開閉操作を行うサーボモータを追従制御す
るように構成した電気調速装置において、比例・
積分もしくは比例・積分・微分演算を行う周波数
調節器の各演算回路を制御定数の変更可能な構成
とし、制御定数の変更に際し補正信号を供給する
回路を設けて制御出力の動揺を有効に防止し、制
御系のレスポンスを高めることができる。
理系の開閉操作を行うサーボモータを追従制御す
るように構成した電気調速装置において、比例・
積分もしくは比例・積分・微分演算を行う周波数
調節器の各演算回路を制御定数の変更可能な構成
とし、制御定数の変更に際し補正信号を供給する
回路を設けて制御出力の動揺を有効に防止し、制
御系のレスポンスを高めることができる。
次に、本発明に係る水車発電機の電気調速装置
の実施例につき、添付図面を参照しながら以下詳
細に説明する。
の実施例につき、添付図面を参照しながら以下詳
細に説明する。
第２図は、本発明に係る電気調速装置の一実施
例を示す要部回路構成を示す。なお、本発明の電
気調速装置の全体的は基本構成は、第１図に示す
従来の電気調速装置と同一である。すなわち、本
発明においては、第２図からも明らかなように、
第１図に示す周波数調節器１４の回路構成が特徴
あるものとなつている。
例を示す要部回路構成を示す。なお、本発明の電
気調速装置の全体的は基本構成は、第１図に示す
従来の電気調速装置と同一である。すなわち、本
発明においては、第２図からも明らかなように、
第１図に示す周波数調節器１４の回路構成が特徴
あるものとなつている。
第２図において、本実施例における周波数調節
器１４は、比例演算器３０と比例演算器３２
とを並列接続し、これらの比例演算器，３
０，３２の出力信号を発電機運転状態に応じて出
力される制御定数変更信号によつて切換動作する
信号選択器３４と、この信号選択器３４により選
択された信号を入力して開度調節器１８（第１図
参照）へ開度信号を出力する低値選択出力器３６
とを備えている。また、前記比例演算器，３
０，３２の出力信号に対し、前記低値選択出力器
３６で得られる開度信号をそれぞれ比例演算器
３８，３８と積分演算器，４０，４２とを介
し、適宜加減算を繰返してフイードバツク制御す
るよう構成される。なお、第２図に示す実施例に
おいて、微分演算器は省略してある。
器１４は、比例演算器３０と比例演算器３２
とを並列接続し、これらの比例演算器，３
０，３２の出力信号を発電機運転状態に応じて出
力される制御定数変更信号によつて切換動作する
信号選択器３４と、この信号選択器３４により選
択された信号を入力して開度調節器１８（第１図
参照）へ開度信号を出力する低値選択出力器３６
とを備えている。また、前記比例演算器，３
０，３２の出力信号に対し、前記低値選択出力器
３６で得られる開度信号をそれぞれ比例演算器
３８，３８と積分演算器，４０，４２とを介
し、適宜加減算を繰返してフイードバツク制御す
るよう構成される。なお、第２図に示す実施例に
おいて、微分演算器は省略してある。
次に、このように回路構成された本実施例にお
ける周波数調節器１４の作用につき説明する。
ける周波数調節器１４の作用につき説明する。
今、発電機運転状態において、制御定数変更信
号が、信号選択器３４を図示のように比例演算器
３２の出力側と導通するようセツトした場合、
周波数調節器１４に入力される周波数偏差信号
Δfは、比例演算器３２で所定の制御定数K2で
比例演算が行われ出力V4を得、この出力V4に制
御定数１／ST2の積分演算器４２の出力5が加
算されて制御出力V6が得られ、この制御出力V6
が低値選択出力器３６を介して開度調節器への制
御出力V7となる。そこで、この低値選択出力器
３６で設定する制御出力制限値VLIMITに対し、制
御出力V6がVLIMIT＞V6の条件下であれば、制御出
力V7＝V6となる。従つて、前記制御出力V6＝V4
十V5の条件から、積分演算器４２への補正信
号V9は零となる。
号が、信号選択器３４を図示のように比例演算器
３２の出力側と導通するようセツトした場合、
周波数調節器１４に入力される周波数偏差信号
Δfは、比例演算器３２で所定の制御定数K2で
比例演算が行われ出力V4を得、この出力V4に制
御定数１／ST2の積分演算器４２の出力5が加
算されて制御出力V6が得られ、この制御出力V6
が低値選択出力器３６を介して開度調節器への制
御出力V7となる。そこで、この低値選択出力器
３６で設定する制御出力制限値VLIMITに対し、制
御出力V6がVLIMIT＞V6の条件下であれば、制御出
力V7＝V6となる。従つて、前記制御出力V6＝V4
十V5の条件から、積分演算器４２への補正信
号V9は零となる。
一方、制御定数変更信号が信号選択器３４を図
示と逆の比例演算器３０の出力側と導通するよ
うセツトした場合、周波数調節器１４に入力され
る周波数偏差信号Δfは、比例演算器３０で所
定の制御定数K1で比例演算が行われ出力V1を得、
この出力V1に制御定数１／ST1の積分演算器
４０の出力V2が加算されて制御出力V3が得られ、
この制御出力V3が低値選択出力器３６を介して
開度調節器への制御出力V7となる。そこで、こ
の場合、前記制御出力V3がV7＝V6＝V3となるよ
うに、積分演算器４０に対し補正信号V8を与
えるよう構成すれば、制御出力は常にV3＝V6に
制御される。従つて、前記信号選択器３４に対
し、制御定数変更信号を何時与えても制御出力
V7すなわち開度信号の動揺の発生を有効に防止
することができる。
示と逆の比例演算器３０の出力側と導通するよ
うセツトした場合、周波数調節器１４に入力され
る周波数偏差信号Δfは、比例演算器３０で所
定の制御定数K1で比例演算が行われ出力V1を得、
この出力V1に制御定数１／ST1の積分演算器
４０の出力V2が加算されて制御出力V3が得られ、
この制御出力V3が低値選択出力器３６を介して
開度調節器への制御出力V7となる。そこで、こ
の場合、前記制御出力V3がV7＝V6＝V3となるよ
うに、積分演算器４０に対し補正信号V8を与
えるよう構成すれば、制御出力は常にV3＝V6に
制御される。従つて、前記信号選択器３４に対
し、制御定数変更信号を何時与えても制御出力
V7すなわち開度信号の動揺の発生を有効に防止
することができる。
また、前記低値選択出力器３６は、制御出力制
限値VLIMITとして入力される信号が負荷制限信
号、開度調節器よりの過制御抑止信号等として機
能し、制御出力V6またはV3がV6（V3）＞VLIMITの
場合にV6（V3）＝V7（VLIMIT）となるよう積分演算
器４２（４０）に補正信号V9（V8）を与える
よう設定することにより、周波数調節器のレスポ
ンスを高めることができる。
限値VLIMITとして入力される信号が負荷制限信
号、開度調節器よりの過制御抑止信号等として機
能し、制御出力V6またはV3がV6（V3）＞VLIMITの
場合にV6（V3）＝V7（VLIMIT）となるよう積分演算
器４２（４０）に補正信号V9（V8）を与える
よう設定することにより、周波数調節器のレスポ
ンスを高めることができる。
前述した実施例から明らかなように、本発明に
係る電気調速装置によれば、制御定数の異なる演
算回路に切換接続可能に構成した周波数調節器に
おいて、開度調節器への制御出力が常に一定とな
るよう各演算回路を構成する積分演算器に補正信
号を供給するよう回路構成することにより、制御
定数の切換時における不要な出力動揺を防止する
ことができる。また、開度調節器への制御出力信
号を周波数調節器の各演算回路にフイードバツク
することにより、積分演算器のリセツト時間が無
くなり、制御系のレスポンスを高めることができ
る。
係る電気調速装置によれば、制御定数の異なる演
算回路に切換接続可能に構成した周波数調節器に
おいて、開度調節器への制御出力が常に一定とな
るよう各演算回路を構成する積分演算器に補正信
号を供給するよう回路構成することにより、制御
定数の切換時における不要な出力動揺を防止する
ことができる。また、開度調節器への制御出力信
号を周波数調節器の各演算回路にフイードバツク
することにより、積分演算器のリセツト時間が無
くなり、制御系のレスポンスを高めることができ
る。
従つて、本発明の主構成は、前述した水車発電
機の電気調速装置に限定されることなく、機器の
状態に応じてＰ−Ｉ−Ｄ制御定数を変更する必要
のある制御装置、例えば複数台の発電機を制御す
るジヨイントオペレーシヨン装置等に応用するこ
とができる。
機の電気調速装置に限定されることなく、機器の
状態に応じてＰ−Ｉ−Ｄ制御定数を変更する必要
のある制御装置、例えば複数台の発電機を制御す
るジヨイントオペレーシヨン装置等に応用するこ
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、本発明の精神を逸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。
が、本発明の精神を逸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図は従来の水車発電機における電気調速装
置の基本構成を示すブロツク回路図、第２図は本
発明に係る電気調速装置の要部をなす回路構成の
一実施例を示すブロツク回路図である。 １０……周波数調定器、１２……周波数検出
器、１４……周波数調節器、１６……剛性復原演
算器、１８……開度調節器、２０……アクチユエ
ータ、２２……サーボモータ、３０……比例演算
器、３２……比例演算器、３４……信号選択
器、３６……低値選択出力器、３８……比例演算
器、４０……積分演算器、４２……積分演算
器。
置の基本構成を示すブロツク回路図、第２図は本
発明に係る電気調速装置の要部をなす回路構成の
一実施例を示すブロツク回路図である。 １０……周波数調定器、１２……周波数検出
器、１４……周波数調節器、１６……剛性復原演
算器、１８……開度調節器、２０……アクチユエ
ータ、２２……サーボモータ、３０……比例演算
器、３２……比例演算器、３４……信号選択
器、３６……低値選択出力器、３８……比例演算
器、４０……積分演算器、４２……積分演算
器。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 周波数調定器１０の設定信号と周波数検出器
１２の検出信号および剛性復元演算器１６の出力
信号との制御偏差信号Δfが入力され比例・積分
演算もしくは比例・積分・微分演算を行う周波数
調節器１４を具備し、この周波数調節器の演算出
力に基づいて開度調節器１８およびアクチユエー
タ２０を介して水理系の開閉操作を行うサーボモ
ータ２２を追従制御するように構成した水車発電
機の電気調速装置において、 周波数調節器１４は、 発電機運転状態に応じて出力される制御定数変
更信号に基づいて複数の入力信号V3，V6のいず
れか１個を出力する信号選択器３４と、 この信号選択器３４からの入力を所定の制御出
力制限値VLIMIT以下の制御出力V7として出力する
低値選択出力器３６と、 前記制御偏差信号Δfが入力される比例演算器
３０と、この比例演算器３０の出力V1が入力さ
れる積分演算器４０とを有し、比例演算器３０の
出力V1と積分演算器４０の出力V2との加算結果
V3を信号選択器３４へ出力する第１の演算回路
と、 前記制御偏差信号Δfが入力される比例演算器
３２と、この比例演算器３２の出力V4が入力さ
れる積分演算器４２とを有し、比例演算器３２の
出力V4と積分演算器４２の出力V5との加算結果
V6を信号選択器３４へ出力する、前記第１の演
算回路と異なる制御定数の第２の演算回路と、 からなり、 前記第１の演算回路は、低値選択出力器３６の
制御出力と前記第１演算回路の出力の偏差V7−
V3に基づいて、補正信号V8を積分演算器４０へ
出力する比例演算器３８を備え、 前記第２の演算回路は、低値選択出力器３６の
制御出力と前記第２演算回路の出力の偏差V7−
V6に基づいて、補正信号V9を積分演算器４２へ
出力する比例演算器３８を備え、 前記補正信号V8，V9に基づいて、前記第１お
よび第２演算回路の出力V3，V6を、その都度に
おける低値選択出力器３６の制御出力V7にそれ
ぞれ一致させるようになした、 ことを特徴とする水車発電機の電気調速装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58090612A JPS59216498A (ja) | 1983-05-25 | 1983-05-25 | 水車発電機の電気調速装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58090612A JPS59216498A (ja) | 1983-05-25 | 1983-05-25 | 水車発電機の電気調速装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59216498A JPS59216498A (ja) | 1984-12-06 |
| JPH0463636B2 true JPH0463636B2 (ja) | 1992-10-12 |
Family
ID=14003300
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58090612A Granted JPS59216498A (ja) | 1983-05-25 | 1983-05-25 | 水車発電機の電気調速装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59216498A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0634628B2 (ja) * | 1986-08-11 | 1994-05-02 | 株式会社日立製作所 | 可変速揚水発電システムの運転制御装置 |
| CN116085181B (zh) * | 2022-07-18 | 2026-03-03 | 中国电力科学研究院有限公司 | 基于自适应控制特性的水轮机一次调频控制方法及系统 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5776272A (en) * | 1980-10-29 | 1982-05-13 | Toshiba Corp | Output controlling system for water-turbine generator |
-
1983
- 1983-05-25 JP JP58090612A patent/JPS59216498A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59216498A (ja) | 1984-12-06 |
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