JPH089693A - 交流励磁同期機の２次励磁制御方法 - Google Patents
交流励磁同期機の２次励磁制御方法Info
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- JPH089693A JPH089693A JP6139908A JP13990894A JPH089693A JP H089693 A JPH089693 A JP H089693A JP 6139908 A JP6139908 A JP 6139908A JP 13990894 A JP13990894 A JP 13990894A JP H089693 A JPH089693 A JP H089693A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 負荷遮断時における交流励磁同期機の回転速
度上昇による交流励磁同期機の出力過電圧を防止し、電
力系統への復旧を早く行える交流励磁同期機の２次励磁
制御方法を提供する。 【構成】 負荷遮断によって交流励磁同期機の回転速度
が上昇しても、負荷遮断直後に、励磁用変換器の出力を
交流励磁から直流励磁に切替えることによって、交流励
磁同期機出力電圧Ｖ１が交流励磁同期機回転速度Ｎの上
昇に比例して増加するが、励磁用変換器出力電圧Ｖ２は
過電圧に至らず、交流励磁同期機が運転を継続する。ま
た、交流励磁同期機の可変速幅を逸脱せずに電力制御を
行えば、系統安定性に寄与できる。
度上昇による交流励磁同期機の出力過電圧を防止し、電
力系統への復旧を早く行える交流励磁同期機の２次励磁
制御方法を提供する。 【構成】 負荷遮断によって交流励磁同期機の回転速度
が上昇しても、負荷遮断直後に、励磁用変換器の出力を
交流励磁から直流励磁に切替えることによって、交流励
磁同期機出力電圧Ｖ１が交流励磁同期機回転速度Ｎの上
昇に比例して増加するが、励磁用変換器出力電圧Ｖ２は
過電圧に至らず、交流励磁同期機が運転を継続する。ま
た、交流励磁同期機の可変速幅を逸脱せずに電力制御を
行えば、系統安定性に寄与できる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は揚水発電に使用する可
変速運転される交流励磁同期機の２次励磁制御方法に関
するものである。
変速運転される交流励磁同期機の２次励磁制御方法に関
するものである。
【０００２】
【従来の技術】図９は、例えば電気学会電力技術研究会
（Ｓ６２．７．２７／２８．於名古屋）発表論文「可変
速揚水発電システムによる系統安定化効果のシミュレー
ション解析」又は日本電気協会誌Ｓ６２．１２月号「世
界初の可変速発電システムについて」等に示された従来
の可変速運転される交流励磁同期機の２次励磁制御方法
の原理を説明するための２次励磁制御装置を示す構成図
である。図９において、１００は発電を行う交流励磁同
期機、１は交流励磁同期機１００の電気子、２は交流励
磁同期機１００の回転子（２次コイル）、３は交流励磁
同期機１００のシャフト、４は励磁用変圧器、５は交流
励磁同期機１００の２次側出力を制御する励磁用変換
器、６は交流励磁同期機１００の回転位置および回転数
を検出する検出器、７は励磁用変換器５を制御する制御
器、８は交流励磁同期機１００の出力電流の変化を検出
する変流器、９は交流励磁同期機１００の出力電圧を検
出する計器用変圧器、４１は交流励磁同期機１００の界
磁遮断機、５０は交流励磁同期機１００の出力に応じた
電力を電力系統Ｌに供給する主変圧器、５２は交流励磁
同期機１００の出力を遮断する発電機遮断器、１５２は
主変圧器５０から電力系統Ｌに出力される電力を遮断す
る高圧側遮断器である。
（Ｓ６２．７．２７／２８．於名古屋）発表論文「可変
速揚水発電システムによる系統安定化効果のシミュレー
ション解析」又は日本電気協会誌Ｓ６２．１２月号「世
界初の可変速発電システムについて」等に示された従来
の可変速運転される交流励磁同期機の２次励磁制御方法
の原理を説明するための２次励磁制御装置を示す構成図
である。図９において、１００は発電を行う交流励磁同
期機、１は交流励磁同期機１００の電気子、２は交流励
磁同期機１００の回転子（２次コイル）、３は交流励磁
同期機１００のシャフト、４は励磁用変圧器、５は交流
励磁同期機１００の２次側出力を制御する励磁用変換
器、６は交流励磁同期機１００の回転位置および回転数
を検出する検出器、７は励磁用変換器５を制御する制御
器、８は交流励磁同期機１００の出力電流の変化を検出
する変流器、９は交流励磁同期機１００の出力電圧を検
出する計器用変圧器、４１は交流励磁同期機１００の界
磁遮断機、５０は交流励磁同期機１００の出力に応じた
電力を電力系統Ｌに供給する主変圧器、５２は交流励磁
同期機１００の出力を遮断する発電機遮断器、１５２は
主変圧器５０から電力系統Ｌに出力される電力を遮断す
る高圧側遮断器である。
【０００３】つまり、上記交流励磁同期機１００を可変
速で運転するための２次励磁制御方法によれば、交流励
磁同期機１００の回転数が変わっても、電力系統周波数
と一致するようにすべり分だけ２次励磁により周波数を
補正してやれば、電力系統Ｌとの並列運転が可能であ
る。交流励磁同期機１００を２次励磁するには、与えら
れた交流から直接に所望する交流を作るサイクロコンバ
ータや、与えられた交流から一度直流に変換し更に交流
を作るコンバータとインバータを用いる方法等がある。
制御器７は、計器用変圧器９で検出された電圧、変流器
８で検出された電流、及び検出器６で検出された回転位
置及び回転数を入力し、交流励磁同期機１００が予め設
定された電圧、回転数、及び電力を得ることができるよ
うに励磁用変換器５を制御して交流励磁同期機１００を
運転する。
速で運転するための２次励磁制御方法によれば、交流励
磁同期機１００の回転数が変わっても、電力系統周波数
と一致するようにすべり分だけ２次励磁により周波数を
補正してやれば、電力系統Ｌとの並列運転が可能であ
る。交流励磁同期機１００を２次励磁するには、与えら
れた交流から直接に所望する交流を作るサイクロコンバ
ータや、与えられた交流から一度直流に変換し更に交流
を作るコンバータとインバータを用いる方法等がある。
制御器７は、計器用変圧器９で検出された電圧、変流器
８で検出された電流、及び検出器６で検出された回転位
置及び回転数を入力し、交流励磁同期機１００が予め設
定された電圧、回転数、及び電力を得ることができるよ
うに励磁用変換器５を制御して交流励磁同期機１００を
運転する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来の交流励磁同期機
の２次励磁制御方法では、発電運転時の負荷遮断時には
交流励磁同期機１００が電力系統Ｌから切り離され無負
荷有効励磁で回転することになるが、この時、回転速度
の変動により可変速幅を逸脱してしまった場合、励磁用
変換器５の出力電圧が過電圧となり、交流励磁同期機１
００を事故停止しなければならない。交流励磁同期機１
００が事故停止すると、故障が復帰してから交流励磁同
期機１００の運転を再開しなければならず、無負荷有効
励磁で運転を継続する場合に比べ、電力系統Ｌへの復旧
に時間がかかったり、又、負荷遮断以外の場合でも、電
力の制御を効率良くかつ必要に応じて高速に制御するこ
とができない、などの問題があった。
の２次励磁制御方法では、発電運転時の負荷遮断時には
交流励磁同期機１００が電力系統Ｌから切り離され無負
荷有効励磁で回転することになるが、この時、回転速度
の変動により可変速幅を逸脱してしまった場合、励磁用
変換器５の出力電圧が過電圧となり、交流励磁同期機１
００を事故停止しなければならない。交流励磁同期機１
００が事故停止すると、故障が復帰してから交流励磁同
期機１００の運転を再開しなければならず、無負荷有効
励磁で運転を継続する場合に比べ、電力系統Ｌへの復旧
に時間がかかったり、又、負荷遮断以外の場合でも、電
力の制御を効率良くかつ必要に応じて高速に制御するこ
とができない、などの問題があった。
【０００５】この発明は上記のような課題を解決するた
めになされたものであり、その第１の目的は、交流励磁
同期機の負荷遮断時には交流励磁同期機を停止すること
なく励磁用変換器を制御して運転を継続することであ
り、第２の目的は電力系統側からの要求に応じて急速な
電力制御を行うことである。
めになされたものであり、その第１の目的は、交流励磁
同期機の負荷遮断時には交流励磁同期機を停止すること
なく励磁用変換器を制御して運転を継続することであ
り、第２の目的は電力系統側からの要求に応じて急速な
電力制御を行うことである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載された第
１の発明は発電運転時の負荷遮断時に励磁用変換器の出
力を交流励磁から直流励磁に切替えることにより、従来
の直流励磁同期機と同じ制御を行い、励磁用変換器の出
力電圧の過電圧を防止し、交流励磁同期機を停止させる
ことなく負荷遮断時の運転を継続することを特徴とする
ものである。
１の発明は発電運転時の負荷遮断時に励磁用変換器の出
力を交流励磁から直流励磁に切替えることにより、従来
の直流励磁同期機と同じ制御を行い、励磁用変換器の出
力電圧の過電圧を防止し、交流励磁同期機を停止させる
ことなく負荷遮断時の運転を継続することを特徴とする
ものである。
【０００７】請求項２に記載された第２の発明は、発電
運転時の負荷遮断時に検出した交流励磁同期機の回転速
度の可変速幅によって励磁用変換器の出力を制御して、
励磁用変換器の出力電圧の過電圧を防止し、交流励磁同
期機を停止させることなく負荷遮断時の運転を継続する
ことを特徴とするものである。
運転時の負荷遮断時に検出した交流励磁同期機の回転速
度の可変速幅によって励磁用変換器の出力を制御して、
励磁用変換器の出力電圧の過電圧を防止し、交流励磁同
期機を停止させることなく負荷遮断時の運転を継続する
ことを特徴とするものである。
【０００８】請求項３に記載された第３の発明は、交流
励磁同期機の運転カーブを電力系統側の要求により、通
常のポンプ水車の効率にもとづいた運転カーブから、電
力を通常よりも高速に制御できる運転カーブに切替え、
高速な電力制御を可能にすることを特徴とするものであ
る。
励磁同期機の運転カーブを電力系統側の要求により、通
常のポンプ水車の効率にもとづいた運転カーブから、電
力を通常よりも高速に制御できる運転カーブに切替え、
高速な電力制御を可能にすることを特徴とするものであ
る。
【０００９】請求項４に記載された第４の発明は、交流
励磁同期機を電力系統側の要求により急速に電力制御を
行う場合に、電力変化量を系統側の条件によって自動演
算し、その結果に従って電力を短時間で自動的に制御す
ることを特徴とするものである。
励磁同期機を電力系統側の要求により急速に電力制御を
行う場合に、電力変化量を系統側の条件によって自動演
算し、その結果に従って電力を短時間で自動的に制御す
ることを特徴とするものである。
【００１０】
【作用】第１の発明においては、発電運転時の負荷遮断
時に励磁用変換器の出力を交流励磁から直流励磁に切替
え、交流励磁同期機を停止させることなく、負荷遮断時
の運転を継続することによって、発電所の所内電源が継
続して確保されるとともに、電力系統への復旧が早く行
える。
時に励磁用変換器の出力を交流励磁から直流励磁に切替
え、交流励磁同期機を停止させることなく、負荷遮断時
の運転を継続することによって、発電所の所内電源が継
続して確保されるとともに、電力系統への復旧が早く行
える。
【００１１】第２の発明においては、発電運転時の負荷
遮断時に検出した交流励磁同期機の回転速度の変動で励
磁用変換器の出力を過電圧とならないように制御し、交
流励磁同期機を停止させることなく負荷遮断時の運転が
継続することによって、電力系統への復旧が早く行え
る。
遮断時に検出した交流励磁同期機の回転速度の変動で励
磁用変換器の出力を過電圧とならないように制御し、交
流励磁同期機を停止させることなく負荷遮断時の運転が
継続することによって、電力系統への復旧が早く行え
る。
【００１２】第３の発明においては、交流励磁同期機の
運転カーブを電力系統側の要求により通常のポンプ水車
の効率にもとづいた運転カーブから電力を通常よりも高
速に制御できる運転カーブに切り替えて運転することに
よって、電力系統の安定性に寄与する。
運転カーブを電力系統側の要求により通常のポンプ水車
の効率にもとづいた運転カーブから電力を通常よりも高
速に制御できる運転カーブに切り替えて運転することに
よって、電力系統の安定性に寄与する。
【００１３】第４の発明においては、交流励磁同期機を
電力系統側の要求により急速に電力制御を行う場合、系
統側の条件によって電力変化量を自動演算し、その演算
結果に従って電力を短時間で自動制御することによって
電力系統周波数が安定する。
電力系統側の要求により急速に電力制御を行う場合、系
統側の条件によって電力変化量を自動演算し、その演算
結果に従って電力を短時間で自動制御することによって
電力系統周波数が安定する。
【００１４】
【実施例】図１及び図２はこの発明の以下に述べる実施
例１〜４における交流励磁同期機を可変速で運転するた
めの２次励磁制御方法に使用する２次励磁制御装置を示
す構成図である。図１及び図２において、１は交流励磁
同期機１００の電機子、２は交流励磁同期機１００の回
転子、３は交流励磁同期機１００のシャフト、１０はシ
ャフト３を介して交流励磁同期機１００に連動されたポ
ンプ水車、４は励磁用変圧器、５は励磁用変換器、１２
は励磁用変換器５のインバータ、１３は励磁用変換器５
のコンバータ、６は交流励磁同期機１００の回転位置お
よび回転数を検出する検出器、８１は電圧制御回路、１
１はインバータ１２を制御するインバータ制御器、８は
変流器、９は計器用変圧器、１５は入力電圧を基準電圧
と比較する電圧比較器、１７は入力電力を検出する電力
検出器、１８は入力電力を基準電力とする電力比較器、
１９は上記入力電力の偏差を補正する電力偏差補正回
路、２０は両入力を加算する加算器、２１は交流励磁同
期機１００の回転数を目標回転数と比較する回転数比較
器、２２は上記回転数の偏差を補正する回転数偏差補正
回路、１４は交流励磁から直流励磁に切替えるスイッ
チ、２３はスイッチ１４の動作により直流励磁を励磁用
変換器５に指令する直流励磁指令器、２４は交流励磁同
期機１００の可変速幅の逸脱を検出し励磁用変換器５の
出力を切替えるための可変速幅検出回路、２５は電力急
変制御用目標回転速度演算器、２６は通常運転目標回転
速度演算器、３１は周波数検出器、３２は電力変化量演
算器、３３は電力急変制御を行うための切替スイッチ、
３４は電力急変制御用目標回転速度演算器２５から出力
される目標回転数または通常運転目標回転速度演算器２
６から出力される目標回転数のうちのいずれかを回転数
比較器２１に出力するためのスイッチである。
例１〜４における交流励磁同期機を可変速で運転するた
めの２次励磁制御方法に使用する２次励磁制御装置を示
す構成図である。図１及び図２において、１は交流励磁
同期機１００の電機子、２は交流励磁同期機１００の回
転子、３は交流励磁同期機１００のシャフト、１０はシ
ャフト３を介して交流励磁同期機１００に連動されたポ
ンプ水車、４は励磁用変圧器、５は励磁用変換器、１２
は励磁用変換器５のインバータ、１３は励磁用変換器５
のコンバータ、６は交流励磁同期機１００の回転位置お
よび回転数を検出する検出器、８１は電圧制御回路、１
１はインバータ１２を制御するインバータ制御器、８は
変流器、９は計器用変圧器、１５は入力電圧を基準電圧
と比較する電圧比較器、１７は入力電力を検出する電力
検出器、１８は入力電力を基準電力とする電力比較器、
１９は上記入力電力の偏差を補正する電力偏差補正回
路、２０は両入力を加算する加算器、２１は交流励磁同
期機１００の回転数を目標回転数と比較する回転数比較
器、２２は上記回転数の偏差を補正する回転数偏差補正
回路、１４は交流励磁から直流励磁に切替えるスイッ
チ、２３はスイッチ１４の動作により直流励磁を励磁用
変換器５に指令する直流励磁指令器、２４は交流励磁同
期機１００の可変速幅の逸脱を検出し励磁用変換器５の
出力を切替えるための可変速幅検出回路、２５は電力急
変制御用目標回転速度演算器、２６は通常運転目標回転
速度演算器、３１は周波数検出器、３２は電力変化量演
算器、３３は電力急変制御を行うための切替スイッチ、
３４は電力急変制御用目標回転速度演算器２５から出力
される目標回転数または通常運転目標回転速度演算器２
６から出力される目標回転数のうちのいずれかを回転数
比較器２１に出力するためのスイッチである。
【００１５】実施例１（請求項１対応）．実施例１とし
ての交流励磁同期機１００の２次励磁制御方法について
図１〜図４を用い説明する。この実施例１では、負荷遮
断が発生して図１および図２に示す交流励磁同期機１０
０の回転速度が上昇しても、上記負荷遮断直後に、スイ
ッチ１４が動作し、直流励磁指令器２３から励磁用変換
器５への信号経路が閉止されるとともに検出器６から励
磁用変換器５への信号経路が開放される。結果として、
この実施例１では、スイッチ１４の動作によって、励磁
用変換器５の出力を交流励磁から直流励磁に切替えるた
め、図３に示すように、交流励磁同期機出力電圧Ｖ１は
交流励磁同期機回転速度Ｎの上昇に比例して増加する
が、励磁用変換器出力電圧Ｖ２は過電圧に至らず、交流
励磁同期機１００は運転を継続することができる。これ
に対し、従来のように負荷遮断後も負荷遮断前と同じ制
御を続けた場合には、図４の対比例に示すように、負荷
遮断によって交流励磁同期機回転速度Ｎが上昇し、それ
に伴い励磁用変換器出力電圧Ｖ２が上昇し、交流励磁同
期機回転速度Ｎの変動が可変速幅を逸脱すると、励磁用
変換器出力電圧Ｖ２は過電圧に至り、交流励磁同期機１
００の運転が停止してしまう。
ての交流励磁同期機１００の２次励磁制御方法について
図１〜図４を用い説明する。この実施例１では、負荷遮
断が発生して図１および図２に示す交流励磁同期機１０
０の回転速度が上昇しても、上記負荷遮断直後に、スイ
ッチ１４が動作し、直流励磁指令器２３から励磁用変換
器５への信号経路が閉止されるとともに検出器６から励
磁用変換器５への信号経路が開放される。結果として、
この実施例１では、スイッチ１４の動作によって、励磁
用変換器５の出力を交流励磁から直流励磁に切替えるた
め、図３に示すように、交流励磁同期機出力電圧Ｖ１は
交流励磁同期機回転速度Ｎの上昇に比例して増加する
が、励磁用変換器出力電圧Ｖ２は過電圧に至らず、交流
励磁同期機１００は運転を継続することができる。これ
に対し、従来のように負荷遮断後も負荷遮断前と同じ制
御を続けた場合には、図４の対比例に示すように、負荷
遮断によって交流励磁同期機回転速度Ｎが上昇し、それ
に伴い励磁用変換器出力電圧Ｖ２が上昇し、交流励磁同
期機回転速度Ｎの変動が可変速幅を逸脱すると、励磁用
変換器出力電圧Ｖ２は過電圧に至り、交流励磁同期機１
００の運転が停止してしまう。
【００１６】実施例２（請求項２に対応）．実施例２と
しての交流励磁同期機１００の２次励磁制御方法につい
て図１、図２及び図５を用い説明する。この実施例２で
は、負荷遮断が発生して図１および図２に示す交流励磁
同期機１００の回転速度が上昇しても、可変速幅検出回
路２３が交流励磁同期機１００における回転速度の可変
速幅の逸脱を検出し励磁用変換器５の出力が過電圧にな
らないように制御する。例えば、励磁用変換器出力電圧
Ｖ２をゼロにする。そして、交流励磁同期機１００の回
転速度が復帰して可変速幅以内に収まると、元の交流励
磁制御を再開する。このように、励磁用変換器５の出力
を制御することにより、負荷遮断時の励磁用変換器５の
出力過電圧を回避し、交流励磁同期機１００の運転を継
続することができる。
しての交流励磁同期機１００の２次励磁制御方法につい
て図１、図２及び図５を用い説明する。この実施例２で
は、負荷遮断が発生して図１および図２に示す交流励磁
同期機１００の回転速度が上昇しても、可変速幅検出回
路２３が交流励磁同期機１００における回転速度の可変
速幅の逸脱を検出し励磁用変換器５の出力が過電圧にな
らないように制御する。例えば、励磁用変換器出力電圧
Ｖ２をゼロにする。そして、交流励磁同期機１００の回
転速度が復帰して可変速幅以内に収まると、元の交流励
磁制御を再開する。このように、励磁用変換器５の出力
を制御することにより、負荷遮断時の励磁用変換器５の
出力過電圧を回避し、交流励磁同期機１００の運転を継
続することができる。
【００１７】実施例３（請求項３に対応）．実施例３と
しての交流励磁同期機１００の２次励磁制御方法につい
て図１、図２、図６及び図７を用い説明する。この実施
例３では、図１に示す通常運転目標回転速度演算器２６
および電力急変制御用目標回転速度演算器２５に具現化
されるように、ポンプ水車１０の効率を優先させた通常
運転カーブと、ポンプ水車１０の効率よりも電力の応答
を優先させた電力急変運転カーブとの両方を備え、電力
系統Ｌ側の要求によりスイッチ３４を動作して運転カー
ブを切替えて電力を制御する。図６において、Ｄ１ポン
プ水車の効率にもとづく通常運転カーブの一例を示し、
Ｄ２は電力急変制御用運転カーブの一例である。図７に
おいて、Ｄ３は電力急変時の電力Ｐの変化の一例を示
し、Ｄ４は電力急変制御用運転カーブによる運転中にお
ける電力急変時の交流励磁同期機１００の回転速度Ｎの
変化の一例を示し、Ｄ５は通常運転カーブによる運転中
における電力急変時の交流励磁同期機１００の回転速度
Ｎの変化の一例を示す。よって、交流励磁同期機１００
が運転中に、電力系統Ｌの電力事情から電力急変制御が
必要となった場合、従来では図７に符号Ｄ５で示すよう
に通常の運転カーブに従って電力が制御されていたた
め、交流励磁同期機１００の回転速度Ｎが可変速幅ａを
逸脱するケースがあった。これに対し、この実施例３で
は、通常運転目標回転速度演算器２６によって通常運転
カーブＤ１に応じた目標回転速度を出力し、電力急変制
御用目標回転速度演算器２５によって電力急変制御用運
転カーブＤ２に応じた目標回転速度を出力し、スイッチ
３４の動作によって通常の運転時には通常運転カーブＤ
１に応じた目標回転速度を回転数比較器２１に供給し、
電力急変の運転時には電力急変制御用運転カーブＤ２に
応じた目標回転速度を回転数比較器２１に供給する。結
果として、この実施例３によれば、電力系統Ｌでの電力
事情が急変し、電力急変制御が必要となった場合、図７
に符号Ｄ４で示すように交流励磁同期機１００の回転速
度Ｎが可変速幅ａを逸脱することなく電力の急変制御を
行うことができる。また、電力の急変制御後は、通常の
運転カーブに戻すことにより、電力急変制御前の運転を
継続して行うことができる。
しての交流励磁同期機１００の２次励磁制御方法につい
て図１、図２、図６及び図７を用い説明する。この実施
例３では、図１に示す通常運転目標回転速度演算器２６
および電力急変制御用目標回転速度演算器２５に具現化
されるように、ポンプ水車１０の効率を優先させた通常
運転カーブと、ポンプ水車１０の効率よりも電力の応答
を優先させた電力急変運転カーブとの両方を備え、電力
系統Ｌ側の要求によりスイッチ３４を動作して運転カー
ブを切替えて電力を制御する。図６において、Ｄ１ポン
プ水車の効率にもとづく通常運転カーブの一例を示し、
Ｄ２は電力急変制御用運転カーブの一例である。図７に
おいて、Ｄ３は電力急変時の電力Ｐの変化の一例を示
し、Ｄ４は電力急変制御用運転カーブによる運転中にお
ける電力急変時の交流励磁同期機１００の回転速度Ｎの
変化の一例を示し、Ｄ５は通常運転カーブによる運転中
における電力急変時の交流励磁同期機１００の回転速度
Ｎの変化の一例を示す。よって、交流励磁同期機１００
が運転中に、電力系統Ｌの電力事情から電力急変制御が
必要となった場合、従来では図７に符号Ｄ５で示すよう
に通常の運転カーブに従って電力が制御されていたた
め、交流励磁同期機１００の回転速度Ｎが可変速幅ａを
逸脱するケースがあった。これに対し、この実施例３で
は、通常運転目標回転速度演算器２６によって通常運転
カーブＤ１に応じた目標回転速度を出力し、電力急変制
御用目標回転速度演算器２５によって電力急変制御用運
転カーブＤ２に応じた目標回転速度を出力し、スイッチ
３４の動作によって通常の運転時には通常運転カーブＤ
１に応じた目標回転速度を回転数比較器２１に供給し、
電力急変の運転時には電力急変制御用運転カーブＤ２に
応じた目標回転速度を回転数比較器２１に供給する。結
果として、この実施例３によれば、電力系統Ｌでの電力
事情が急変し、電力急変制御が必要となった場合、図７
に符号Ｄ４で示すように交流励磁同期機１００の回転速
度Ｎが可変速幅ａを逸脱することなく電力の急変制御を
行うことができる。また、電力の急変制御後は、通常の
運転カーブに戻すことにより、電力急変制御前の運転を
継続して行うことができる。
【００１８】実施例４（請求項１対応）．実施例４とし
ての交流励磁同期機１００の２次励磁制御方法について
図１、図２及び図８を用い説明する。この実施例３で
は、図１に示す交流励磁同期機１００の入出力を制御す
る場合、電力変化量演算器３２が周波数検出器３１で検
出した電力系統周波数の変動量から変化すべき電力量を
自動演算する一方、スイッチ３３の閉動作によって上記
自動演算した電力量を基準電力Ｐ０に加算し、この加算
値を電力比較１８に出力する。つまり、図８において、
Ｄ６は電力の急変制御における電力変化量の指令を運転
員の操作などの手動で行ったことで電力系統周波数の回
復が一定せず定格周波数に届かなかった場合を示し、Ｄ
７は電力の急変制御における電力変化量の指令を運転員
の操作などの手動で行ったことで電力系統周波数の回復
が一定せず定格周波数をオーバーした場合を示し、Ｄ８
は実施例４の電力系統周波数の変動を検出しこの変動量
から変化すべき電力量を自動演算し電力の急変制御を行
った場合である。結果として、この実施例４によれば、
図８のカーブＤ８に示すように、電力系統周波数を安定
させることができる。
ての交流励磁同期機１００の２次励磁制御方法について
図１、図２及び図８を用い説明する。この実施例３で
は、図１に示す交流励磁同期機１００の入出力を制御す
る場合、電力変化量演算器３２が周波数検出器３１で検
出した電力系統周波数の変動量から変化すべき電力量を
自動演算する一方、スイッチ３３の閉動作によって上記
自動演算した電力量を基準電力Ｐ０に加算し、この加算
値を電力比較１８に出力する。つまり、図８において、
Ｄ６は電力の急変制御における電力変化量の指令を運転
員の操作などの手動で行ったことで電力系統周波数の回
復が一定せず定格周波数に届かなかった場合を示し、Ｄ
７は電力の急変制御における電力変化量の指令を運転員
の操作などの手動で行ったことで電力系統周波数の回復
が一定せず定格周波数をオーバーした場合を示し、Ｄ８
は実施例４の電力系統周波数の変動を検出しこの変動量
から変化すべき電力量を自動演算し電力の急変制御を行
った場合である。結果として、この実施例４によれば、
図８のカーブＤ８に示すように、電力系統周波数を安定
させることができる。
【００１９】
【発明の効果】以上のように第１の発明によれば、発電
運転時の負荷遮断時に励磁用変換器の出力を交流励磁か
ら直流励磁に切替えて、励磁用変換器の出力過電圧を防
止し、交流励磁同期機を停止させることなく負荷遮断時
の運転を継続するので、発電所の所内電源を継続して確
保でき、電力系統への復旧を早く行うことができるとい
う効果が得られる。
運転時の負荷遮断時に励磁用変換器の出力を交流励磁か
ら直流励磁に切替えて、励磁用変換器の出力過電圧を防
止し、交流励磁同期機を停止させることなく負荷遮断時
の運転を継続するので、発電所の所内電源を継続して確
保でき、電力系統への復旧を早く行うことができるとい
う効果が得られる。
【００２０】第２の発明によれば、発電運転時の負荷遮
断時に交流励磁同期機の回転速度の変動に応じ励磁用変
換器の出力を制御して、励磁用変換器の出力過電圧を防
止し、交流励磁同期機を停止させることなく負荷遮断時
の運転を継続するので、電力系統への復旧を早く行うこ
とができるという効果が得られる。
断時に交流励磁同期機の回転速度の変動に応じ励磁用変
換器の出力を制御して、励磁用変換器の出力過電圧を防
止し、交流励磁同期機を停止させることなく負荷遮断時
の運転を継続するので、電力系統への復旧を早く行うこ
とができるという効果が得られる。
【００２１】第３の発明によれば、交流励磁同期機の運
転カーブを電力系統側の要求で、通常のポンプ水車の効
率にもとづいた運転カーブから、回転速度が可変速幅を
逸脱しないように電力を急変制御できる運転カーブに切
替えて、電力を高速に制御でするので、電力系統の安定
度に寄与できるという効果が得られる。
転カーブを電力系統側の要求で、通常のポンプ水車の効
率にもとづいた運転カーブから、回転速度が可変速幅を
逸脱しないように電力を急変制御できる運転カーブに切
替えて、電力を高速に制御でするので、電力系統の安定
度に寄与できるという効果が得られる。
【００２２】第４の発明によれば、電力系統側の要求で
電力の急変制御を行う場合、系統側の周波数の変動によ
って変化すべき電力を自動演算し、その演算結果によっ
て電力急変制御を行うので、電力系統周波数を安定する
ことができるという効果が得られる。
電力の急変制御を行う場合、系統側の周波数の変動によ
って変化すべき電力を自動演算し、その演算結果によっ
て電力急変制御を行うので、電力系統周波数を安定する
ことができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 各実施例に用いる２次励磁装置の前半部を示
す構成図である。
す構成図である。
【図２】 各実施例に用いる２次励磁装置の後半部を示
す構成図である。
す構成図である。
【図３】 実施例１の２次励磁制御方法の説明図であ
る。
る。
【図４】 実施例１の対比例を示す図である。
【図５】 実施例２の２次励磁制御方法の説明図であ
る。
る。
【図６】 実施例３の運転カーブを示す図である。
【図７】 実施例３の２次励磁制御方法の説明図であ
る。
る。
【図８】 実施例４の２次励磁制御方法の説明図であ
る。
る。
【図９】 従来の２次励磁制御方法の原理を説明するた
めの２次励磁装置を示す構成図である。
めの２次励磁装置を示す構成図である。
１ 電機子、２ 回転子、３ シャフト、４ 励磁用変
圧器、５ 励磁用変換器、６ 検出器、８ 変流器、９
計器用変圧器、１０ ポンプ水車、１１ インバータ
制御器、１２ インバータ、１３ コンバータ、１４
スイッチ、１５ 電圧比較器、１７ 電力検出器、１８
電力比較器、１９ 電力偏差補正回路、２０ 加算
器、２２ 回転数偏差補正回路、２３ 直流励磁指令
器、２４ 可変速幅逸脱検出回路、２５ 電力急変制御
用目標回転速度演算器、２６ 通常運転目標回転速度演
算器、３１ 周波数検出器、３２ 電力変化量演算器、
３３ 切替スイッチ、４１ 界磁遮断器、５０ 主変圧
器、５２ 発電機遮断器、８１ 電圧制御回路、１００
交流励磁同期機、１０１ ガイドベイン、１５２ 高
圧側遮断器、Ｌ 電力系統。
圧器、５ 励磁用変換器、６ 検出器、８ 変流器、９
計器用変圧器、１０ ポンプ水車、１１ インバータ
制御器、１２ インバータ、１３ コンバータ、１４
スイッチ、１５ 電圧比較器、１７ 電力検出器、１８
電力比較器、１９ 電力偏差補正回路、２０ 加算
器、２２ 回転数偏差補正回路、２３ 直流励磁指令
器、２４ 可変速幅逸脱検出回路、２５ 電力急変制御
用目標回転速度演算器、２６ 通常運転目標回転速度演
算器、３１ 周波数検出器、３２ 電力変化量演算器、
３３ 切替スイッチ、４１ 界磁遮断器、５０ 主変圧
器、５２ 発電機遮断器、８１ 電圧制御回路、１００
交流励磁同期機、１０１ ガイドベイン、１５２ 高
圧側遮断器、Ｌ 電力系統。
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成６年１０月６日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００２
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００２】
【従来の技術】図９は、例えば電気学会電力技術研究会
（Ｓ６２．７．２７／２８．於名古屋）発表論文「可変
速揚水発電システムによる系統安定化効果のシミュレー
ション解析」又は日本電気協会誌Ｓ６２．１２月号「世
界初の可変速発電システムについて」等に示された従来
の可変速運転される交流励磁同期機の２次励磁制御方法
の原理を説明するための２次励磁制御装置を示す構成図
である。図９において、１００は発電を行う交流励磁同
期機、１は交流励磁同期機１００の電機子、２は交流励
磁同期機１００の回転子（２次コイル）、３は交流励磁
同期機１００のシャフト、４は励磁用変圧器、５は交流
励磁同期機１００の２次側出力を制御する励磁用変換
器、６は交流励磁同期機１００の回転位置および回転数
を検出する検出器、７は励磁用変換器５を制御する制御
器、８は交流励磁同期機１００の出力電流の変化を検出
する変流器、９は交流励磁同期機１００の出力電圧を検
出する計器用変圧器、４１は交流励磁同期機１００の界
磁遮断器、５０は交流励磁同期機１００の出力に応じた
電力を電力系統Ｌに供給する主変圧器、５２は交流励磁
同期機１００の出力を遮断する発電機遮断器、１５２は
主変圧器５０から電力系統Ｌに出力される電力を遮断す
る高圧側遮断器である。
（Ｓ６２．７．２７／２８．於名古屋）発表論文「可変
速揚水発電システムによる系統安定化効果のシミュレー
ション解析」又は日本電気協会誌Ｓ６２．１２月号「世
界初の可変速発電システムについて」等に示された従来
の可変速運転される交流励磁同期機の２次励磁制御方法
の原理を説明するための２次励磁制御装置を示す構成図
である。図９において、１００は発電を行う交流励磁同
期機、１は交流励磁同期機１００の電機子、２は交流励
磁同期機１００の回転子（２次コイル）、３は交流励磁
同期機１００のシャフト、４は励磁用変圧器、５は交流
励磁同期機１００の２次側出力を制御する励磁用変換
器、６は交流励磁同期機１００の回転位置および回転数
を検出する検出器、７は励磁用変換器５を制御する制御
器、８は交流励磁同期機１００の出力電流の変化を検出
する変流器、９は交流励磁同期機１００の出力電圧を検
出する計器用変圧器、４１は交流励磁同期機１００の界
磁遮断器、５０は交流励磁同期機１００の出力に応じた
電力を電力系統Ｌに供給する主変圧器、５２は交流励磁
同期機１００の出力を遮断する発電機遮断器、１５２は
主変圧器５０から電力系統Ｌに出力される電力を遮断す
る高圧側遮断器である。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００４
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来の交流励磁同期機
の２次励磁制御方法では、発電運転時の負荷遮断時には
交流励磁同期機１００が電力系統Ｌから切り離され無負
荷有効励磁で回転することになるが、この時、回転速度
の変動により可変速幅を逸脱してしまった場合、励磁用
変換器５の出力電圧が過電圧となり、交流励磁同期機１
００を事故停止しなければならない。交流励磁同期機１
００が事故停止すると、故障が復帰してから交流励磁同
期機１００の運転を再開しなければならず、無負荷有励
磁で運転を継続する場合に比べ、電力系統Ｌへの復旧に
時間がかかったり、又、負荷遮断以外の場合でも、電力
の制御を効率良くかつ必要に応じて高速に制御すること
ができない、などの問題があった。
の２次励磁制御方法では、発電運転時の負荷遮断時には
交流励磁同期機１００が電力系統Ｌから切り離され無負
荷有効励磁で回転することになるが、この時、回転速度
の変動により可変速幅を逸脱してしまった場合、励磁用
変換器５の出力電圧が過電圧となり、交流励磁同期機１
００を事故停止しなければならない。交流励磁同期機１
００が事故停止すると、故障が復帰してから交流励磁同
期機１００の運転を再開しなければならず、無負荷有励
磁で運転を継続する場合に比べ、電力系統Ｌへの復旧に
時間がかかったり、又、負荷遮断以外の場合でも、電力
の制御を効率良くかつ必要に応じて高速に制御すること
ができない、などの問題があった。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１８】実施例４（請求項１対応）．実施例４とし
ての交流励磁同期機１００の２次励磁制御方法について
図１、図２及び図８を用い説明する。この実施例３で
は、図１に示す交流励磁同期機１００の入出力を制御す
る場合、電力変化量演算器３２が周波数検出器３１で検
出した電力系統周波数の変動量から変化すべき電力量を
自動演算する一方、スイッチ３３の閉動作によって上記
自動演算した電力量を基準電力Ｐ０に加算し、この加算
値を電力比較１８に出力する。つまり、図８において、
Ｄ７は電力の急変制御における電力変化量の指令を運転
員の操作などの手動で行ったことで電力系統周波数の回
復が一定せず定格周波数に届かなかった場合を示し、Ｄ
６は電力の急変制御における電力変化量の指令を運転員
の操作などの手動で行ったことで電力系統周波数の回復
が一定せず定格周波数をオーバーした場合を示し、Ｄ８
は実施例４の電力系統周波数の変動を検出しこの変動量
から変化すべき電力量を自動演算し電力の急変制御を行
った場合である。結果として、この実施例４によれば、
図８のカーブＤ８に示すように、電力系統周波数を安定
させることができる。
ての交流励磁同期機１００の２次励磁制御方法について
図１、図２及び図８を用い説明する。この実施例３で
は、図１に示す交流励磁同期機１００の入出力を制御す
る場合、電力変化量演算器３２が周波数検出器３１で検
出した電力系統周波数の変動量から変化すべき電力量を
自動演算する一方、スイッチ３３の閉動作によって上記
自動演算した電力量を基準電力Ｐ０に加算し、この加算
値を電力比較１８に出力する。つまり、図８において、
Ｄ７は電力の急変制御における電力変化量の指令を運転
員の操作などの手動で行ったことで電力系統周波数の回
復が一定せず定格周波数に届かなかった場合を示し、Ｄ
６は電力の急変制御における電力変化量の指令を運転員
の操作などの手動で行ったことで電力系統周波数の回復
が一定せず定格周波数をオーバーした場合を示し、Ｄ８
は実施例４の電力系統周波数の変動を検出しこの変動量
から変化すべき電力量を自動演算し電力の急変制御を行
った場合である。結果として、この実施例４によれば、
図８のカーブＤ８に示すように、電力系統周波数を安定
させることができる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図面の簡単な説明
【補正方法】変更
【補正内容】
【図面の簡単な説明】
【図１】 各実施例に用いる２次励磁装置の前半部を示
す構成図である。
す構成図である。
【図２】 各実施例に用いる２次励磁装置の後半部を示
す構成図である。
す構成図である。
【図３】 実施例１の２次励磁制御方法の説明図であ
る。
る。
【図４】 実施例１の対比例を示す図である。
【図５】 実施例２の２次励磁制御方法の説明図であ
る。
る。
【図６】 実施例３の運転カーブを示す図である。
【図７】 実施例３の２次励磁制御方法の説明図であ
る。
る。
【図８】 実施例４の２次励磁制御方法の説明図であ
る。
る。
【図９】 従来の２次励磁制御方法の原理を説明するた
めの２次励磁装置を示す構成図である。
めの２次励磁装置を示す構成図である。
【符号の説明】 １ 電機子、２ 回転子、３ シャフト、４ 励磁用変
圧器、５ 励磁用変換器、６ 検出器、８ 変流器、９
計器用変圧器、１０ ポンプ水車、１１ インバータ
制御器、１２ インバータ、１３ コンバータ、１４
スイッチ、１５ 電圧比較器、１７ 電力検出器、１８
電力比較器、１９ 電力偏差補正回路、２０ 加算
器、２２ 回転数偏差補正回路、２３ 直流励磁指令
器、２４ 可変速幅逸脱検出回路、２５ 電力急変制御
用目標回転速度演算器、２６ 通常運転目標回転速度演
算器、３１ 周波数検出器、３２ 電力変化量演算器、
３３ 切替スイッチ、４１ 界磁遮断器、５０ 主変圧
器、５２ 発電機遮断器、８１ 電圧制御回路、１００
交流励磁同期機、１５２ 高圧側遮断器、Ｌ 電力系
統。
圧器、５ 励磁用変換器、６ 検出器、８ 変流器、９
計器用変圧器、１０ ポンプ水車、１１ インバータ
制御器、１２ インバータ、１３ コンバータ、１４
スイッチ、１５ 電圧比較器、１７ 電力検出器、１８
電力比較器、１９ 電力偏差補正回路、２０ 加算
器、２２ 回転数偏差補正回路、２３ 直流励磁指令
器、２４ 可変速幅逸脱検出回路、２５ 電力急変制御
用目標回転速度演算器、２６ 通常運転目標回転速度演
算器、３１ 周波数検出器、３２ 電力変化量演算器、
３３ 切替スイッチ、４１ 界磁遮断器、５０ 主変圧
器、５２ 発電機遮断器、８１ 電圧制御回路、１００
交流励磁同期機、１５２ 高圧側遮断器、Ｌ 電力系
統。
Claims (4)
- 【請求項１】 ポンプ水車に連動されて発電及び揚水を
行う交流励磁同期機の２次側出力を励磁用変換器によっ
て制御することにより、交流励磁同期機を可変速で運転
する２次励磁制御方法において、上記交流励磁同期機の
発電運転時の負荷遮断時に上記励磁用変換器の励磁を交
流励磁から直流励磁に切替えることにより、負荷遮断に
よって上記交流励磁同期機及び上記ポンプ水車の回転速
度が上昇しても励磁用変換器を停止させることなく運転
を継続することを特徴とする交流励磁同期機の２次励磁
制御方法。 - 【請求項２】 ポンプ水車に連動されて発電及び揚水を
行う交流励磁同期機の２次側出力を励磁用変換器によっ
て制御することにより、交流励磁同期機を可変速で運転
する２次励磁制御方法において、交流励磁同期機の発電
運転時の負荷遮断時に同交流励磁同期機及び上記ポンプ
水車の回転速度が上昇しても、上記励磁用変換器の出力
を回転速度の変化によって制御することにより、励磁用
変換器を停止させることなく運転を継続することを特徴
とする交流励磁同期機の２次励磁制御方法。 - 【請求項３】 ポンプ水車に連動されて発電及び揚水を
行う交流励磁同期機の２次側出力を励磁用変換器によっ
て制御することにより、交流励磁同期機を可変速で運転
する２次励磁制御方法において、上記交流励磁同期機の
入出力を制御する場合、上記ポンプ水車の効率を優先さ
せた運転カーブと、ポンプ水車の効率よりも電力の応答
を優先させた運転カーブの両方を備え、電力系統側の要
求により運転カーブを切替えて電力を制御することを特
徴とする交流励磁同期機の２次励磁制御方法。 - 【請求項４】 ポンプ水車に連動され発電を行う交流励
磁同期機の励磁を制御する励磁用変換器によって該交流
励磁同期機の２次側出力を制御することにより、可変速
運転する交流励磁同期機の２次励磁制御方法において、
上記交流励磁同期機の入出力を制御する場合、高速な電
力制御が可能な運転カーブにおいて電力系統側の条件に
よって制御すべき電力変化量を自動演算し、その演算結
果に従って電力を短時間で自動的に制御することを特徴
とする交流励磁同期機の２次励磁制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6139908A JPH089693A (ja) | 1994-06-22 | 1994-06-22 | 交流励磁同期機の２次励磁制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6139908A JPH089693A (ja) | 1994-06-22 | 1994-06-22 | 交流励磁同期機の２次励磁制御方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH089693A true JPH089693A (ja) | 1996-01-12 |
Family
ID=15256438
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6139908A Pending JPH089693A (ja) | 1994-06-22 | 1994-06-22 | 交流励磁同期機の２次励磁制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH089693A (ja) |
-
1994
- 1994-06-22 JP JP6139908A patent/JPH089693A/ja active Pending
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