JPH0734677B2 - 可変速発電システムの運転方法およびその装置 - Google Patents
可変速発電システムの運転方法およびその装置Info
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- JPH0734677B2 JPH0734677B2 JP1070218A JP7021889A JPH0734677B2 JP H0734677 B2 JPH0734677 B2 JP H0734677B2 JP 1070218 A JP1070218 A JP 1070218A JP 7021889 A JP7021889 A JP 7021889A JP H0734677 B2 JPH0734677 B2 JP H0734677B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、可変速発電システムの運転方法およびその装
置に係り、特に、原動機に連結された巻線型誘導発電機
の二次側の電流を制御して誘導発電機の発電電力を調整
するに好適な可変速発電システムの運転方法およびその
装置に関する。
置に係り、特に、原動機に連結された巻線型誘導発電機
の二次側の電流を制御して誘導発電機の発電電力を調整
するに好適な可変速発電システムの運転方法およびその
装置に関する。
従来の発電システムにおいては、電気工学ハンドブック
昭和53年４月発行1108〜1109頁に記載されているよう
に、ガバナにより原動機の出力を制御する方法が採用さ
れている。すなわち負荷が一定の場合、水車は規定回転
速度で運転されるが、負荷が変化すると水車出力との平
衡が破れて回転速度が変化するので、この変化に応じて
ガバナを作動して水車の流量を制御し、同期発電機の発
電量を制御することがおこなわれている。
昭和53年４月発行1108〜1109頁に記載されているよう
に、ガバナにより原動機の出力を制御する方法が採用さ
れている。すなわち負荷が一定の場合、水車は規定回転
速度で運転されるが、負荷が変化すると水車出力との平
衡が破れて回転速度が変化するので、この変化に応じて
ガバナを作動して水車の流量を制御し、同期発電機の発
電量を制御することがおこなわれている。
しかしながら、ガバナを用いて電力を制御する構成で
は、制御機構の複雑なガバナが必要であると共にガバナ
の保守点検に多くの時間を要し、さらにガバナによる電
力制御では発電電力を最大に制御することが困難であ
る。
は、制御機構の複雑なガバナが必要であると共にガバナ
の保守点検に多くの時間を要し、さらにガバナによる電
力制御では発電電力を最大に制御することが困難であ
る。
なお、発電機を効率よく運転する方法として、特開昭62
−118068号公報に記載されているように、発電機の回転
速度と発電電力とを基に発電機のトルクを制御する方法
を用いることも可能である。
−118068号公報に記載されているように、発電機の回転
速度と発電電力とを基に発電機のトルクを制御する方法
を用いることも可能である。
また、特開昭63−69499号公報に記載されているよう
に、流量調整機能のない水車を用いたときに、水車の回
転速度−出力特性を考慮して、負荷に対して一定周波
数、一定電圧の自励発電を行なう技術を採用することも
考えられる。しかし、水車に連結された巻線型誘導発電
機の二次側の電流を制御して発電機の発電電力を効率よ
く制御するシステムには、前記各従来技術をそのまま適
用することはできない。
に、流量調整機能のない水車を用いたときに、水車の回
転速度−出力特性を考慮して、負荷に対して一定周波
数、一定電圧の自励発電を行なう技術を採用することも
考えられる。しかし、水車に連結された巻線型誘導発電
機の二次側の電流を制御して発電機の発電電力を効率よ
く制御するシステムには、前記各従来技術をそのまま適
用することはできない。
本発明の目的は、誘導発電機の二次側の電流を制御して
誘発電機の発電電力を常に最大電力に維持することがで
きる可変速発電システムの運転方法およびその装置を提
供することにある。
誘発電機の発電電力を常に最大電力に維持することがで
きる可変速発電システムの運転方法およびその装置を提
供することにある。
前記目的を達成するために、本発明は、第１の運転方法
として、原動機に連結された誘導発電機の回転速度と発
電電力を逐次検出し、各検出値から回転速度と発電電力
の時間的変化を監視してその変化分を算出し、回転速度
と発電電力の変化分の増減傾向が共に一致するときには
速度指令を増速方向に変更し、回転速度と発電電力の変
化分の増減傾向が互いに異なるときには速度指令を減速
方向に変更し、該速度指令値と検出した回転速度との偏
差に応じて二次電流指令を生成し、この二次電流指令に
基づいて前記発電機の二次側の電流を制御する可変速発
電システムの運転方法を採用したものである。
として、原動機に連結された誘導発電機の回転速度と発
電電力を逐次検出し、各検出値から回転速度と発電電力
の時間的変化を監視してその変化分を算出し、回転速度
と発電電力の変化分の増減傾向が共に一致するときには
速度指令を増速方向に変更し、回転速度と発電電力の変
化分の増減傾向が互いに異なるときには速度指令を減速
方向に変更し、該速度指令値と検出した回転速度との偏
差に応じて二次電流指令を生成し、この二次電流指令に
基づいて前記発電機の二次側の電流を制御する可変速発
電システムの運転方法を採用したものである。
第１の運転方法を含む第２の運転方法として、誘導発電
機の回転速度の変動を検出し、この検出値に応じて回転
速度の変動分を抑制するための補正値を生成し、この補
正値を前記速度指令値に加算する可変速発電システムの
運転方法を採用したものである。
機の回転速度の変動を検出し、この検出値に応じて回転
速度の変動分を抑制するための補正値を生成し、この補
正値を前記速度指令値に加算する可変速発電システムの
運転方法を採用したものである。
第２の運転方法を含む第３の運転方法として、 回転速度の変動は、回転速度の検出値のうち回転速度の
変化分の算出周期よりも短かい周期の検出値から生成し
てなる可変速発電システムの運転方法を採用したもので
ある。
変化分の算出周期よりも短かい周期の検出値から生成し
てなる可変速発電システムの運転方法を採用したもので
ある。
第１の運転装置として、原動機に連結された誘導発電機
の回転速度を検出する回転速度検出手段と、前記誘導発
電機の発電電力を検出する発電電力検出手段と、前記両
検出手段の各検出出力の時間的変化を監視してその変化
分をそれぞれ算出する状態変化算出手段と、状態変化算
出手段の算出値を基に、回転速度と発電電力の変化分の
増減傾向が共に一致するときには速度指令を増速方向に
変更し、回転速度と発電電力の変化分の増減傾向が互い
に異なるときには速度指令を減速方向に変更する速度指
令生成手段と、速度指令生成手段の出力指令と回転速度
検出手段の検出出力との偏差に応じて二次電流指令を生
成する二次電流指令生成手段と、二次電流指令に基づい
て前記発電機の二次側の電流を制御する二次電流制御手
段とを有する可変速発電システムの運転装置を構成した
ものである。
の回転速度を検出する回転速度検出手段と、前記誘導発
電機の発電電力を検出する発電電力検出手段と、前記両
検出手段の各検出出力の時間的変化を監視してその変化
分をそれぞれ算出する状態変化算出手段と、状態変化算
出手段の算出値を基に、回転速度と発電電力の変化分の
増減傾向が共に一致するときには速度指令を増速方向に
変更し、回転速度と発電電力の変化分の増減傾向が互い
に異なるときには速度指令を減速方向に変更する速度指
令生成手段と、速度指令生成手段の出力指令と回転速度
検出手段の検出出力との偏差に応じて二次電流指令を生
成する二次電流指令生成手段と、二次電流指令に基づい
て前記発電機の二次側の電流を制御する二次電流制御手
段とを有する可変速発電システムの運転装置を構成した
ものである。
第１の運転装置を含む第２の運転装置として、誘導発電
機の回転速度の変動を検出する速度変動検出手段と、速
度変動検出手段の検出出力に応じて回転速度の変動分を
抑制するための補正値を生成する補正値生成手段と、速
度指令生成手段の生成による速度指令に補正値生成手段
出力の補正値を加算する加算手段とを有する可変速発電
システムの運転装置を構成したものである。
機の回転速度の変動を検出する速度変動検出手段と、速
度変動検出手段の検出出力に応じて回転速度の変動分を
抑制するための補正値を生成する補正値生成手段と、速
度指令生成手段の生成による速度指令に補正値生成手段
出力の補正値を加算する加算手段とを有する可変速発電
システムの運転装置を構成したものである。
第２の運転装置を含む第３の運転装置として、回転速度
の変動の検出値は、回転速度検出手段の検出値のうち状
態変化算出手段の算出周期よりも短かい周期の検出値か
ら生成してなる可変速発電システムの運転装置を構成し
たものである。
の変動の検出値は、回転速度検出手段の検出値のうち状
態変化算出手段の算出周期よりも短かい周期の検出値か
ら生成してなる可変速発電システムの運転装置を構成し
たものである。
誘導発電機の回転速度と発電電力を逐次検出し、その検
出値からその変化分を算出する。そして回転速度と発電
電力の変化分の増減傾向が共に一致するとき、すなわち
回転速度と発電電力が共に増加傾向にあるときあるいは
回転速度と発電電力が減少傾向にあるときには誘導発電
機の回転速度を高める運転を行なう。逆に、回転速度と
発電電力の変化分の増減傾向が互いに異なるとき、すな
わち回転速度が増加傾向にあり、発電電力が減少傾向に
あるときあるいは回転速度が減少傾向にあり、発電電力
が増加傾向にあるときには、誘導発電機の回転速度を低
速度で運転する。これにより、誘導発電機の発電電力が
常に最大となるよう、最大電力点に対応した回転速度を
中心に、誘導発電機の回転速度が制御され、発電機の発
電電力が最大電力に維持される。また、この回転速度が
制御されるに際して、発電機の回転速度が変動した場合
には、この変動分が各速度指令に加算され、回転速度の
無用な変動が抑制される。
出値からその変化分を算出する。そして回転速度と発電
電力の変化分の増減傾向が共に一致するとき、すなわち
回転速度と発電電力が共に増加傾向にあるときあるいは
回転速度と発電電力が減少傾向にあるときには誘導発電
機の回転速度を高める運転を行なう。逆に、回転速度と
発電電力の変化分の増減傾向が互いに異なるとき、すな
わち回転速度が増加傾向にあり、発電電力が減少傾向に
あるときあるいは回転速度が減少傾向にあり、発電電力
が増加傾向にあるときには、誘導発電機の回転速度を低
速度で運転する。これにより、誘導発電機の発電電力が
常に最大となるよう、最大電力点に対応した回転速度を
中心に、誘導発電機の回転速度が制御され、発電機の発
電電力が最大電力に維持される。また、この回転速度が
制御されるに際して、発電機の回転速度が変動した場合
には、この変動分が各速度指令に加算され、回転速度の
無用な変動が抑制される。
以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。
第１図において、巻線型誘導発電機１は電動機である水
車３に連結されており、一次側が三相の送電系に接続さ
れ、二次側が順変換器４に接続されている。順変換器４
はダイオードなどの整流素子を有し、発電機１の二次側
の交流電力を直流電力に変換するように構成されてお
り、順変換器４の出力側が逆流素子用ダイオード６、平
滑用コンデンサ７を介して逆変換器８に接続されてい
る。また順変換器４の出力側には二次チョッパ回路を構
成するトランジスタ５が設けられており、トランジスタ
５のオン・オフにより順次変換器４の出力電流が制御さ
れると共に発電機１の二次側の電流が制御されるように
なっている。
車３に連結されており、一次側が三相の送電系に接続さ
れ、二次側が順変換器４に接続されている。順変換器４
はダイオードなどの整流素子を有し、発電機１の二次側
の交流電力を直流電力に変換するように構成されてお
り、順変換器４の出力側が逆流素子用ダイオード６、平
滑用コンデンサ７を介して逆変換器８に接続されてい
る。また順変換器４の出力側には二次チョッパ回路を構
成するトランジスタ５が設けられており、トランジスタ
５のオン・オフにより順次変換器４の出力電流が制御さ
れると共に発電機１の二次側の電流が制御されるように
なっている。
逆変換器８はトランジスタ、ダイオードなどの素子を有
し、PWM制御回路15からの出力信号によってトランジス
タがオン・オフすることにより直流電力を交流電力に変
換し、変換した交流電力を変圧器９を介して送電系へ出
力するようになっている。すなわち、平滑用コンデンサ
７の充電電圧が所定値を越えたときには、コンデンサ７
に蓄積された余剰電力を変圧器９を介して発電機１の一
次側に回生するように構成されている。
し、PWM制御回路15からの出力信号によってトランジス
タがオン・オフすることにより直流電力を交流電力に変
換し、変換した交流電力を変圧器９を介して送電系へ出
力するようになっている。すなわち、平滑用コンデンサ
７の充電電圧が所定値を越えたときには、コンデンサ７
に蓄積された余剰電力を変圧器９を介して発電機１の一
次側に回生するように構成されている。
誘導発電機１は、巻線形誘導電動機と同じ構造のもので
ある。すなわち、二次励磁された誘導電動機を水車３に
より周期速度以上（滑りＳが負の範囲）で運転すれば、
誘導電動機を誘導発電機として用いることができる。こ
の発電機１は回転速度と二次側の電流とを基に発電電力
が制御されるようになっており、発電機１の回転速度が
速度検出器（回転速度検出手段）２によって検出され、
発電機１の二次側の電流が電流検出器（電流検出手段）
12によって検出されるようになっている。そして速度検
出器（回転速度検出手段）２の出力信号ｎが速度調節器
11と発電電力検出器16に入力され、電流検出器12の出力
信号i2が電流調節器13に入力されている。速度調節器11
には速度検出器２からの速度信号ｎとトラッキング制御
回路17からの速度指令信号Ｎとが入力されており、速度
調節器11はこれらの信号の偏差に応じて二次電流指令信
号I2を生成し、電流調節器13および発電電力検出器16へ
出力するようになっている。電流調節器13は電流検出器
12からの電流検出信号i2と二次電流指令信号I2とを受
け、両信号の偏差に応じてスイッチング信号を生成し、
パルス増幅器14へ出力するようになっている。パルス増
幅器14はスイッチング信号を基にトランジスタ５のスイ
ッチング制御をおこなうように構成されている。すなわ
ち、電流調節器13、パルス増幅器14およびトランジスタ
５は二次電流指令信号I2に基づいて発電機１の二次側の
電流を制御する二次電流制御手段として構成されてい
る。また、速度調節器11は速度信号ｎと速度指令信号Ｎ
とから二次電流指令信号I2を生成する二次電流指令生成
手段として構成されている。
ある。すなわち、二次励磁された誘導電動機を水車３に
より周期速度以上（滑りＳが負の範囲）で運転すれば、
誘導電動機を誘導発電機として用いることができる。こ
の発電機１は回転速度と二次側の電流とを基に発電電力
が制御されるようになっており、発電機１の回転速度が
速度検出器（回転速度検出手段）２によって検出され、
発電機１の二次側の電流が電流検出器（電流検出手段）
12によって検出されるようになっている。そして速度検
出器（回転速度検出手段）２の出力信号ｎが速度調節器
11と発電電力検出器16に入力され、電流検出器12の出力
信号i2が電流調節器13に入力されている。速度調節器11
には速度検出器２からの速度信号ｎとトラッキング制御
回路17からの速度指令信号Ｎとが入力されており、速度
調節器11はこれらの信号の偏差に応じて二次電流指令信
号I2を生成し、電流調節器13および発電電力検出器16へ
出力するようになっている。電流調節器13は電流検出器
12からの電流検出信号i2と二次電流指令信号I2とを受
け、両信号の偏差に応じてスイッチング信号を生成し、
パルス増幅器14へ出力するようになっている。パルス増
幅器14はスイッチング信号を基にトランジスタ５のスイ
ッチング制御をおこなうように構成されている。すなわ
ち、電流調節器13、パルス増幅器14およびトランジスタ
５は二次電流指令信号I2に基づいて発電機１の二次側の
電流を制御する二次電流制御手段として構成されてい
る。また、速度調節器11は速度信号ｎと速度指令信号Ｎ
とから二次電流指令信号I2を生成する二次電流指令生成
手段として構成されている。
次に本装置の制御動作について述べる。発電機１の回転
速度ｎの変化をトラッキング制御回路17で監視すると共
に、発電電力検出器16により発電電力を検出し、その検
出値をトラッキング制御回路17によって監視する。さら
に発電機１の発電電力Ｐは回転速度とトルクとの積によ
って求められるため、本実施例においては、回転速度ｎ
と発電機１のトルクに対応した二次電流指令信号I2とを
乗算して発電電力Ｐを算出するようになっている。そし
てこの発電電力Ｐの算出値がトラッキング制御回路17へ
供給されるようになっている。すなわち発電電力検出器
16は発電電力検出手段として構成されている。
速度ｎの変化をトラッキング制御回路17で監視すると共
に、発電電力検出器16により発電電力を検出し、その検
出値をトラッキング制御回路17によって監視する。さら
に発電機１の発電電力Ｐは回転速度とトルクとの積によ
って求められるため、本実施例においては、回転速度ｎ
と発電機１のトルクに対応した二次電流指令信号I2とを
乗算して発電電力Ｐを算出するようになっている。そし
てこの発電電力Ｐの算出値がトラッキング制御回路17へ
供給されるようになっている。すなわち発電電力検出器
16は発電電力検出手段として構成されている。
トラッキング制御回路17は、第２図に示されるように、
差分回路21,22,EX−OR回路23、インバータ24、レベル変
換器25、積分回路26から構成されており、差分回路21に
発電電力検出器16の出力Ｐが入力され、差分回路22に速
度検出器２の出力信号ｎが入力され、積分回路26の出力
信号Ｎが速度調節器11に入力されるようになっている。
差分回路21,22,EX−OR回路23、インバータ24、レベル変
換器25、積分回路26から構成されており、差分回路21に
発電電力検出器16の出力Ｐが入力され、差分回路22に速
度検出器２の出力信号ｎが入力され、積分回路26の出力
信号Ｎが速度調節器11に入力されるようになっている。
差分回路21はクロックパルスに同期して現時点の発電電
力Ｐと前回（クロックパルスの１パルス前）の発電電力
との差分を発電電力Ｐの時間的変化の変化分として算出
し、発電電力Ｐが増加傾向にあるときは“1"の信号を出
力し、発電電力Ｐが減少傾向にあるときには“0"の信号
を出力するようになっている。一方、差分回路22はクロ
ックパルスに同期して現時点の回転速度ｎと前回（クロ
ックパルスの１パルス前）の回転速度ｎとの差分を回転
速度の時間的変化分として算出し、回転速度ｎの変化分
が増加傾向にあるときには“1"の信号を出力し、回転速
度ｎの変化分が減少傾向にあるときには“0"の信号を出
力するようになっている。すなわち、差分回路21,22は
状態変化算出手段として構成されている。
力Ｐと前回（クロックパルスの１パルス前）の発電電力
との差分を発電電力Ｐの時間的変化の変化分として算出
し、発電電力Ｐが増加傾向にあるときは“1"の信号を出
力し、発電電力Ｐが減少傾向にあるときには“0"の信号
を出力するようになっている。一方、差分回路22はクロ
ックパルスに同期して現時点の回転速度ｎと前回（クロ
ックパルスの１パルス前）の回転速度ｎとの差分を回転
速度の時間的変化分として算出し、回転速度ｎの変化分
が増加傾向にあるときには“1"の信号を出力し、回転速
度ｎの変化分が減少傾向にあるときには“0"の信号を出
力するようになっている。すなわち、差分回路21,22は
状態変化算出手段として構成されている。
EX−OR回路23は２入力信号のレベルが相異なるときのみ
“1"の信号を出力し、それ以外のときには“0"の信号を
出力するようになっている。そしてEX−OR回路23の出力
信号はインバータ24を介して反転され、反転された信号
がレベル変換器25に入力されるようになっている。レベ
ル変換器25は入力信号が“1"のときには正のパルス信号
を出力し、入力信号が“0"のときには負のパルス信号を
出力するようになっている。積分回路26はレベル変換器
25からの出力信号を積分し、レベル変換器25から正のパ
ルス信号が出力されたときには速度指令値Ｎを増速方向
に変更し、負のパルス信号が出力されたときには、速度
指令値Ｎを減速方向に変更するようになっている。すな
わち、EX−OR回路23、インバータ24、レベル変換器25、
積分回路26は、回転速度と発電電力の変化分の増減傾向
が共に一致するとき、差分回路21,22の出力信号が共に
“1"または“0"のときに速度指令を増速方向に変更し、
回転速度と発電電力の変化分の増減傾向が互いに異なる
とき、差分回路21,22の出力信号が“1"、“0"または
“0"、“1"のときに速度指令を減速方向に変更する速度
指令生成手段として構成されている。
“1"の信号を出力し、それ以外のときには“0"の信号を
出力するようになっている。そしてEX−OR回路23の出力
信号はインバータ24を介して反転され、反転された信号
がレベル変換器25に入力されるようになっている。レベ
ル変換器25は入力信号が“1"のときには正のパルス信号
を出力し、入力信号が“0"のときには負のパルス信号を
出力するようになっている。積分回路26はレベル変換器
25からの出力信号を積分し、レベル変換器25から正のパ
ルス信号が出力されたときには速度指令値Ｎを増速方向
に変更し、負のパルス信号が出力されたときには、速度
指令値Ｎを減速方向に変更するようになっている。すな
わち、EX−OR回路23、インバータ24、レベル変換器25、
積分回路26は、回転速度と発電電力の変化分の増減傾向
が共に一致するとき、差分回路21,22の出力信号が共に
“1"または“0"のときに速度指令を増速方向に変更し、
回転速度と発電電力の変化分の増減傾向が互いに異なる
とき、差分回路21,22の出力信号が“1"、“0"または
“0"、“1"のときに速度指令を減速方向に変更する速度
指令生成手段として構成されている。
以上の構成において、第３図に、水車３の流量あるいは
落差が一定の場合における、回転速度に対する発電電力
Ｐ（水車の機械出力相当）の特性を示す。図において、
回転速度ｎがn1からn2に変化すると、発電電力Ｐおよび
回転速度ｎが共に増加傾向にあるため、EX−OR回路23の
出力信号が“0"となり、この信号がインバータ24を介し
てレベル変換器25に入力される。これにより積分回路26
からは増速方向に変更された速度指令信号Ｎが出力さ
れ、発電機１の回転速度ｎが上昇する。このような状態
は、回転速度ｎがn1からn4まで同様な制御によって継続
される。
落差が一定の場合における、回転速度に対する発電電力
Ｐ（水車の機械出力相当）の特性を示す。図において、
回転速度ｎがn1からn2に変化すると、発電電力Ｐおよび
回転速度ｎが共に増加傾向にあるため、EX−OR回路23の
出力信号が“0"となり、この信号がインバータ24を介し
てレベル変換器25に入力される。これにより積分回路26
からは増速方向に変更された速度指令信号Ｎが出力さ
れ、発電機１の回転速度ｎが上昇する。このような状態
は、回転速度ｎがn1からn4まで同様な制御によって継続
される。
一方、回転速度ｎが回転速度n5になると、回転速度ｎは
増加傾向にあるが、発電電力Ｐは減少傾向にあるため、
差分回路21の出力が“1"から“0"に反転し、EX−OR回路
23の出力が“0"から“1"に反転し、積分回路26からはそ
れまでとは逆に、減速方向に変更された速度指令信号Ｎ
が出力され、発電機１の回転速度ｎが低下する。
増加傾向にあるが、発電電力Ｐは減少傾向にあるため、
差分回路21の出力が“1"から“0"に反転し、EX−OR回路
23の出力が“0"から“1"に反転し、積分回路26からはそ
れまでとは逆に、減速方向に変更された速度指令信号Ｎ
が出力され、発電機１の回転速度ｎが低下する。
次に、回転速度ｎがn5からn4に下降すると、発電電力Ｐ
は増加傾向にあるが、回転速度ｎが減少傾向にあるた
め、差分回路21の出力が“0"から“1"に反転し、差分回
路22の出力が“1"から“0"に反転し、EX−OR回路23の出
力が“1"に維持され、積分回路26からは減速方向に変化
する速度指令信号Ｎが継続して出力され、発電機１の回
転速度が徐々に下降する。そして回転速度ｎがn4からn3
に下降すると、発電電力Ｐは増加傾向から減少傾向に移
行するが、回転速度ｎは減少傾向にあるため、差分回路
21の出力が“1"から“0"に反転し、差分回路22の出力が
“0"に維持され、EX−OR回路23の出力が“1"から“0"に
反転し、積分回路26からは増速方向に変更された速度指
令信号Ｎが出力され、発電機１の回転速度が再び上昇す
る。すなわち、発電機１の回転速度ｎは最大発電電力Ｐ
に対応した回転速度n4を中心にして高速回転側と低速回
転側に交互に変化し、回転速度をn4近傍に保つように制
御するため、発電機１の発電電力を最大電力に維持する
ことができる。
は増加傾向にあるが、回転速度ｎが減少傾向にあるた
め、差分回路21の出力が“0"から“1"に反転し、差分回
路22の出力が“1"から“0"に反転し、EX−OR回路23の出
力が“1"に維持され、積分回路26からは減速方向に変化
する速度指令信号Ｎが継続して出力され、発電機１の回
転速度が徐々に下降する。そして回転速度ｎがn4からn3
に下降すると、発電電力Ｐは増加傾向から減少傾向に移
行するが、回転速度ｎは減少傾向にあるため、差分回路
21の出力が“1"から“0"に反転し、差分回路22の出力が
“0"に維持され、EX−OR回路23の出力が“1"から“0"に
反転し、積分回路26からは増速方向に変更された速度指
令信号Ｎが出力され、発電機１の回転速度が再び上昇す
る。すなわち、発電機１の回転速度ｎは最大発電電力Ｐ
に対応した回転速度n4を中心にして高速回転側と低速回
転側に交互に変化し、回転速度をn4近傍に保つように制
御するため、発電機１の発電電力を最大電力に維持する
ことができる。
このように、本実施例においては、発電機１の発電電力
が常に最大となるように運転することができるため、ガ
バナを用いなくても発電システムの高効率運転が可能と
なる。
が常に最大となるように運転することができるため、ガ
バナを用いなくても発電システムの高効率運転が可能と
なる。
次に、本発明の他の実施例を第４図に基づいて説明す
る。
る。
本実施例においては、トラッキング制御回路17に加算回
路27と補償回路28を設けたものであり、他の構成は前記
実施例と同様であるので、同一のものには同一の符号を
付してそれらの説明は省略する。
路27と補償回路28を設けたものであり、他の構成は前記
実施例と同様であるので、同一のものには同一の符号を
付してそれらの説明は省略する。
補償回路28は比例要素と微分要素とを有し、回転速度ｎ
に比例した信号を生成すると共に、この信号を微分した
信号を生成し、この信号から発電機１の回転速度の変動
を検出するようになっている。さらに、この検出値に応
じ、回転速度ｎの変動分を抑制するための補正値を生成
するようになっている。すなわち、補償回路28は速度変
動検出手段と補正値生成手段として構成されている。そ
して、この回転速度の変動を検出するに際しては、回転
速度ｎの検出値のうち、差分回路21,22の算出周期より
も短かい周期の検出値から生成するようになっている。
すなわち回転速度ｎの短周期における変動を検出するよ
うになっている。そして補償回路28の出力信号は加算回
路27に入力されるようになっている。加算回路27は積分
回路26の出力信号と補償回路28からの信号を加算し、加
算した信号を速度指令信号Ｎとして速度調整器11へ出力
するようになっている。すなわち加算回路27は加算手段
として構成されている。そして加算回路27において、補
償回路28からの信号が加算されると、速度信号ｎが高い
方に変動したときは補償回路28からの信号が減算され、
速度信号ｎが低い方に変動した場合には補償回路28から
の信号が加算され、速度信号ｎの変動が速度指令信号Ｎ
に生じるのを抑制するようになっている。
に比例した信号を生成すると共に、この信号を微分した
信号を生成し、この信号から発電機１の回転速度の変動
を検出するようになっている。さらに、この検出値に応
じ、回転速度ｎの変動分を抑制するための補正値を生成
するようになっている。すなわち、補償回路28は速度変
動検出手段と補正値生成手段として構成されている。そ
して、この回転速度の変動を検出するに際しては、回転
速度ｎの検出値のうち、差分回路21,22の算出周期より
も短かい周期の検出値から生成するようになっている。
すなわち回転速度ｎの短周期における変動を検出するよ
うになっている。そして補償回路28の出力信号は加算回
路27に入力されるようになっている。加算回路27は積分
回路26の出力信号と補償回路28からの信号を加算し、加
算した信号を速度指令信号Ｎとして速度調整器11へ出力
するようになっている。すなわち加算回路27は加算手段
として構成されている。そして加算回路27において、補
償回路28からの信号が加算されると、速度信号ｎが高い
方に変動したときは補償回路28からの信号が減算され、
速度信号ｎが低い方に変動した場合には補償回路28から
の信号が加算され、速度信号ｎの変動が速度指令信号Ｎ
に生じるのを抑制するようになっている。
以上説明したように、本発明によれば、誘導発電機の発
電電力を常に最大に維持することができるため、発電シ
ステムの効率の向上に寄与することができると共に、ガ
バナを用いる必要がないため、コストの低減に寄与する
ことができる。また回転速度の変動の影響を受けること
なく誘導発電機の発電電力を常に最大電力に維持するこ
とができる。
電電力を常に最大に維持することができるため、発電シ
ステムの効率の向上に寄与することができると共に、ガ
バナを用いる必要がないため、コストの低減に寄与する
ことができる。また回転速度の変動の影響を受けること
なく誘導発電機の発電電力を常に最大電力に維持するこ
とができる。
第１図は本発明の一実施例を示す構成図、第２図はトラ
ッキング制御回路の具体的構成図、第３図は本発明の作
用を説明するための回転速度と発電電力との関係を示す
線図、第４図はトラッキング制御回路の他の実施例を示
す構成図である。 １……巻線型誘導発電機、２……速度検出器、 ３……水車、４……順変換器、５……トランジスタ、 ８……逆変換器、９……変圧器、11……速度調節器、 13……電流調節器、14……パルス増幅器、 16……発電電力検出器、 17……トラッキング制御回路、 21,22……差分回路、23……EX−OR回路、 24……インバータ、25……レベル変換器、 26……積分回路、27……加算回路、 28……補償回路。
ッキング制御回路の具体的構成図、第３図は本発明の作
用を説明するための回転速度と発電電力との関係を示す
線図、第４図はトラッキング制御回路の他の実施例を示
す構成図である。 １……巻線型誘導発電機、２……速度検出器、 ３……水車、４……順変換器、５……トランジスタ、 ８……逆変換器、９……変圧器、11……速度調節器、 13……電流調節器、14……パルス増幅器、 16……発電電力検出器、 17……トラッキング制御回路、 21,22……差分回路、23……EX−OR回路、 24……インバータ、25……レベル変換器、 26……積分回路、27……加算回路、 28……補償回路。
フロントページの続き (72)発明者 笹本 久弥 茨城県日立市久慈町4026番地 株式会社日 立製作所日立研究所内 (72)発明者 大浦 仁 茨城県日立市弁天町３丁目10番２号 日立 原町電子工業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭63−69499（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−118068（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−270798（ＪＰ，Ａ)
Claims (6)
- 【請求項１】原動機に連結された誘導発電機の回転速度
と発電電力を逐次検出し、各検出値から回転速度と発電
電力の時間的変化を監視してその変化分を算出し、回転
速度と発電電力の変化分の増減傾向が共に一致するとき
には速度指令を増速方向に変更し、回転速度と発電電力
の変化分の増減傾向が互いに異なるときには速度指令を
減速方向に変更し、該速度指令値と検出した回転速度と
の偏差に応じて二次電流指令を生成し、この二次電流指
令に基づいて前記発電機の二次側の電流を制御する可変
速発電システムの運転方法。 - 【請求項２】誘導発電機の回転速度の変動を検出し、こ
の検出値に応じて回転速度の変動分を抑制するための補
正値を生成し、この補正値を前記速度指令値に加算する
請求項１記載の可変速発電システムの運転方法。 - 【請求項３】回転速度の変動は、回転速度の検出値のう
ち回転速度の変化分の算出周期よりも短かい周期の検出
値から生成してなる請求項２記載の可変速発電システム
の運転方法。 - 【請求項４】原動機に連結された誘導発電機の回転速度
を検出する回転速度検出手段と、前記誘導発電機の発電
電力を検出する発電電力検出手段と、前記両検出手段の
各検出出力の時間的変化を監視してその変化分をそれぞ
れ算出する状態変化算出手段と、状態変化算出手段の算
出値を基に、回転速度と発電電力の変化分の増減傾向が
共に一致するときには速度指令を増速方向に変更し、回
転速度と発電電力の変化分の増減傾向が互いに異なると
きには速度指令を減速方向に変更する速度指令生成手段
と、速度指令生成手段の出力指令と回転速度検出手段の
検出出力との偏差に応じて二次電流指令を生成する二次
電流指令生成手段と、二次電流指令に基づいて前記発電
機の二次側の電流を制御する二次電流制御手段とを有す
る可変速発電システムの運転装置。 - 【請求項５】誘導発電機の回転速度の変動を検出する速
度変動検出手段と、速度変動検出手段の検出出力に応じ
て回転速度の変動分を抑制するための補正値を生成する
補正値生成手段と、速度指令生成手段の生成による速度
指令に補正値生成手段出力の補正値を加算する加算手段
とを有する請求項第４項記載の可変速発電システムの運
転装置。 - 【請求項６】回転速度の変動の検出値は、回転速度検出
手段の検出値のうち状態変化算出手段の算出周期よりも
短かい周期の検出値から生成してなる請求項５記載の可
変速発電システムの運転装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1070218A JPH0734677B2 (ja) | 1989-03-22 | 1989-03-22 | 可変速発電システムの運転方法およびその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1070218A JPH0734677B2 (ja) | 1989-03-22 | 1989-03-22 | 可変速発電システムの運転方法およびその装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02250699A JPH02250699A (ja) | 1990-10-08 |
| JPH0734677B2 true JPH0734677B2 (ja) | 1995-04-12 |
Family
ID=13425186
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1070218A Expired - Lifetime JPH0734677B2 (ja) | 1989-03-22 | 1989-03-22 | 可変速発電システムの運転方法およびその装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0734677B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6641802B2 (ja) * | 2015-09-03 | 2020-02-05 | 株式会社明電舎 | 発電システムの系統連系運転装置と制御方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6369499A (ja) * | 1986-09-10 | 1988-03-29 | Toshiba Corp | 発電設備 |
-
1989
- 1989-03-22 JP JP1070218A patent/JPH0734677B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02250699A (ja) | 1990-10-08 |
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