JPH09201098A - 並列補償方式自動電圧調整装置 - Google Patents
並列補償方式自動電圧調整装置Info
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- JPH09201098A JPH09201098A JP8007490A JP749096A JPH09201098A JP H09201098 A JPH09201098 A JP H09201098A JP 8007490 A JP8007490 A JP 8007490A JP 749096 A JP749096 A JP 749096A JP H09201098 A JPH09201098 A JP H09201098A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】各運転時で発電機の時定数、ゲインが変化して
も一定な応答が得られ、且つ各運転パターン全てにおい
て安定な応答が得られる並列補償方式自動電圧調整装置
を提供すること。 【解決手段】同期発電機の端子電圧を一定制御する制御
システムにおいて、同期発電機運転時の負荷または系統
インピーダンスを出力するインピーダンス検出装置と、
負荷の状態によって変化する同期発電機伝達関数を演算
出力する発電機伝達関数演算回路と、同期発電機伝達関
数の変化に応じた伝達関数により並列補償電圧を出力す
る乱調防止部を有する並列補償回路とを備え、この並列
補償回路は、同期発電機伝達関数の変化に応じた時定数
は同期発電機時定数と同一で，ゲインは発電機伝達関数
演算回路より出力されたゲインの変化に応じ変化する伝
達関数を演算する並列補償ゲイン時定数演算回路を設け
ているので、発電機の伝達関数が変化しても、それに伴
い並列補償の伝達関数が変化するので、応答速度は一定
となり且つ安定システムとなる。
も一定な応答が得られ、且つ各運転パターン全てにおい
て安定な応答が得られる並列補償方式自動電圧調整装置
を提供すること。 【解決手段】同期発電機の端子電圧を一定制御する制御
システムにおいて、同期発電機運転時の負荷または系統
インピーダンスを出力するインピーダンス検出装置と、
負荷の状態によって変化する同期発電機伝達関数を演算
出力する発電機伝達関数演算回路と、同期発電機伝達関
数の変化に応じた伝達関数により並列補償電圧を出力す
る乱調防止部を有する並列補償回路とを備え、この並列
補償回路は、同期発電機伝達関数の変化に応じた時定数
は同期発電機時定数と同一で，ゲインは発電機伝達関数
演算回路より出力されたゲインの変化に応じ変化する伝
達関数を演算する並列補償ゲイン時定数演算回路を設け
ているので、発電機の伝達関数が変化しても、それに伴
い並列補償の伝達関数が変化するので、応答速度は一定
となり且つ安定システムとなる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、系統連系を行う発
電機励磁系における無負荷時、発電機単独運転時，系統
連系時の各運転時に系が安定且つ応答速度一定になるよ
う制御を行う並列補償方式自動電圧調整装置に関する。
電機励磁系における無負荷時、発電機単独運転時，系統
連系時の各運転時に系が安定且つ応答速度一定になるよ
う制御を行う並列補償方式自動電圧調整装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の系統連系システムを図３の系統図
を参照して説明する。同図において、１１は同期発電
機、１２は励磁機、３３は従来の並列補償方式自動電圧
調整装置、１３ｂは並列補償回路、１３ｃは同期発電機
１１の端子電圧検出回路、１３ｄは基準電圧、１３ｅは
誤差増幅回路、１６は負荷、１７は無限大母線、１８は
系統インピーダンス、１９は励磁機界磁電流検出用Ｃ
Ｔ，１１０は整流装置、１１１は受電点遮断器、１１２
は発電機側遮断器、１１３は負荷遮断器である。ここ
で、発電機が無負荷運転時は１１１：ＯＦＦ，１１２：
ＯＦＦ、単独運転時は１１１：ＯＦＦ，１１２：ＯＮ、
系統連系時は１１１：ＯＮ，１１２：ＯＮである。
を参照して説明する。同図において、１１は同期発電
機、１２は励磁機、３３は従来の並列補償方式自動電圧
調整装置、１３ｂは並列補償回路、１３ｃは同期発電機
１１の端子電圧検出回路、１３ｄは基準電圧、１３ｅは
誤差増幅回路、１６は負荷、１７は無限大母線、１８は
系統インピーダンス、１９は励磁機界磁電流検出用Ｃ
Ｔ，１１０は整流装置、１１１は受電点遮断器、１１２
は発電機側遮断器、１１３は負荷遮断器である。ここ
で、発電機が無負荷運転時は１１１：ＯＦＦ，１１２：
ＯＦＦ、単独運転時は１１１：ＯＦＦ，１１２：ＯＮ、
系統連系時は１１１：ＯＮ，１１２：ＯＮである。
【０００３】図３の系統図において、同期発電機１１を
運転する際、同期発電機１１の発電機端子電圧を並列補
償方式自動電圧調整装置３３の発電機端子電圧検出回路
１３ｃに入力し、その電圧値と基準電圧１３ｄとの誤差
値を検出し、その誤差値と並列補償回路１３ｂよりの並
列補償電圧を誤差増幅回路１３ｅに入力し誤差増幅を
し、その出力の大きさにより励磁機１２の界磁電流を調
整し、同期発電機１１の端子電圧を一定制御する。即
ち、同期発電機１１端子電圧＞基準電圧１３ｄの場合で
は、励磁機１２の界磁電流を減らし同期発電機１１端子
電圧を減少させる。逆に同期発電機１１端子電圧＜基準
電圧１３ｄの場合では、励磁機１２の界磁電流を増やし
同期発電機１１の端子電圧を高める。
運転する際、同期発電機１１の発電機端子電圧を並列補
償方式自動電圧調整装置３３の発電機端子電圧検出回路
１３ｃに入力し、その電圧値と基準電圧１３ｄとの誤差
値を検出し、その誤差値と並列補償回路１３ｂよりの並
列補償電圧を誤差増幅回路１３ｅに入力し誤差増幅を
し、その出力の大きさにより励磁機１２の界磁電流を調
整し、同期発電機１１の端子電圧を一定制御する。即
ち、同期発電機１１端子電圧＞基準電圧１３ｄの場合で
は、励磁機１２の界磁電流を減らし同期発電機１１端子
電圧を減少させる。逆に同期発電機１１端子電圧＜基準
電圧１３ｄの場合では、励磁機１２の界磁電流を増やし
同期発電機１１の端子電圧を高める。
【０００４】このようなシステムの励磁系設計におい
て、無負荷時，発電機単独運転時、系統連系時の各運転
パターンを想定する場合、これらの負荷または系統イン
ピーダンスの点で分類する。発電機の励磁機界磁電流か
ら端子電圧までの伝達関数Ｇ１（Ｓ）は式（１）のよう
に表せる。
て、無負荷時，発電機単独運転時、系統連系時の各運転
パターンを想定する場合、これらの負荷または系統イン
ピーダンスの点で分類する。発電機の励磁機界磁電流か
ら端子電圧までの伝達関数Ｇ１（Ｓ）は式（１）のよう
に表せる。
【０００５】 Ｇ１（Ｓ）＝Ｋ6 ×Ｋ3 ／（１＋Ｋ3 ×Ｔd0′Ｓ）・・・式（１） Ｋ3 ＝（Ｘｅ＋Ｘｄ′）／（Ｘｅ＋Ｘｄ）・・・式（２） Ｋ6 ＝Ｘｅ／（Ｘｅ＋Ｘｄ′）×Ｃｏｓδt0・・・式（３） ここで、Ｘｄ：直軸同期リアクタンス、Ｘｄ′：直軸過
渡リアクタンス、Ｘｅ：系統・負荷インピーダンス、Ｔ
d0′：発電機時定数、δt0：内部相差角、Ｓ：微分演算
子
渡リアクタンス、Ｘｅ：系統・負荷インピーダンス、Ｔ
d0′：発電機時定数、δt0：内部相差角、Ｓ：微分演算
子
【０００６】今、代表的な発電機定数として次のような
値を仮定する。Ｘｄ＝１．５０［Ｐ．Ｕ］、Ｘｄ′＝
０．１３８［Ｐ．Ｕ］、Ｔd0′＝０．２［ｓｅｃ．］ （ａ）無負荷時は、Ｘｅ＝∞、δt0＝０°であるので、
式（１）に各値を代入すると、Ｋ3 ＝１、Ｋ6 ＝１、Ｇ
１（Ｓ）＝１／（１＋０．２Ｓ）となる。
値を仮定する。Ｘｄ＝１．５０［Ｐ．Ｕ］、Ｘｄ′＝
０．１３８［Ｐ．Ｕ］、Ｔd0′＝０．２［ｓｅｃ．］ （ａ）無負荷時は、Ｘｅ＝∞、δt0＝０°であるので、
式（１）に各値を代入すると、Ｋ3 ＝１、Ｋ6 ＝１、Ｇ
１（Ｓ）＝１／（１＋０．２Ｓ）となる。
【０００７】（ｂ）発電機単独運転時は、Ｘｅ＝１であ
る。実機の一例として、１００％負荷時δt0＝２０．８
１°である。式（１）に各値を代入すると、Ｋ3 ＝０．
４５５、Ｋ6 ＝０．８２１、Ｇ１（Ｓ）＝０．３７６／
（１＋０．０９１Ｓ）となる。
る。実機の一例として、１００％負荷時δt0＝２０．８
１°である。式（１）に各値を代入すると、Ｋ3 ＝０．
４５５、Ｋ6 ＝０．８２１、Ｇ１（Ｓ）＝０．３７６／
（１＋０．０９１Ｓ）となる。
【０００８】（ｃ）系統連系時は、Ｘｅ＝０．０７と仮
定し、上記（ｂ）と同じくδt0＝２０．８１°とし、式
（１）に各値を代入すると、Ｋ3 ＝０．１５８、Ｋ6 ＝
０．３１５、Ｇ１（Ｓ）＝０．０４９８／（１＋０．０
３１６Ｓ）となる。
定し、上記（ｂ）と同じくδt0＝２０．８１°とし、式
（１）に各値を代入すると、Ｋ3 ＝０．１５８、Ｋ6 ＝
０．３１５、Ｇ１（Ｓ）＝０．０４９８／（１＋０．０
３１６Ｓ）となる。
【０００９】ここで、式（３）において、内部相差角δ
t0が０°と２０．８１°の場合を比べてみると、Ｃｏｓ
０°＝１、Ｃｏｓ２０．８１°＝０．９４となり、両者
の差は僅か６％である。よって、内部相差角は固定であ
ると仮定しても差し支えないと考える。
t0が０°と２０．８１°の場合を比べてみると、Ｃｏｓ
０°＝１、Ｃｏｓ２０．８１°＝０．９４となり、両者
の差は僅か６％である。よって、内部相差角は固定であ
ると仮定しても差し支えないと考える。
【００１０】式（１）に、各運転時の負荷または系統イ
ンピーダンスを当てはめると発電機の周波数応答特性
は、図４中２３ａ〜ｃのようになる。２３ａは無負荷時
発電機特性、２３ｂは発電機単独運転時発電機特性、２
３ｃは系統連系時発電機特性を表す。
ンピーダンスを当てはめると発電機の周波数応答特性
は、図４中２３ａ〜ｃのようになる。２３ａは無負荷時
発電機特性、２３ｂは発電機単独運転時発電機特性、２
３ｃは系統連系時発電機特性を表す。
【００１１】この時、図３の従来の並列補償方式自動電
圧調整装置３３では、発電機端子電圧検出回路１３ｃ，
基準電圧１３ｄ，誤差増幅回路１３ｅの定数は固定であ
るので、まず励磁系の交差角周波数ωｃを決め、並列補
償回路１３ｂを無負荷の状態で適切な励磁系応答が得ら
れるよう設定し固定している。例えば、交差角周波数ω
ｃを７ｒａｄ／ｓｅｃ．とする場合、従来の並列補償特
性は図４の周波数応答特性図中の４１のようにすればよ
い。
圧調整装置３３では、発電機端子電圧検出回路１３ｃ，
基準電圧１３ｄ，誤差増幅回路１３ｅの定数は固定であ
るので、まず励磁系の交差角周波数ωｃを決め、並列補
償回路１３ｂを無負荷の状態で適切な励磁系応答が得ら
れるよう設定し固定している。例えば、交差角周波数ω
ｃを７ｒａｄ／ｓｅｃ．とする場合、従来の並列補償特
性は図４の周波数応答特性図中の４１のようにすればよ
い。
【００１２】しかし、並列補償回路１３ｂの定数はその
ままで、同期発電機１１の運転状態が単独運転，系統連
系と変われば、系の周波数応答特性は、各運転パターン
において同期発電機１１の周波数応答特性の変化に応じ
て変化するので、図４の周波数応答特性図中の４２ａ〜
４２ｃのようになる。４２ａは従来の無負荷時励磁系応
答特性、４２ｂは従来の発電機単独運転時励磁系応答特
性、４２ｃは従来の系統連系時励磁系応答特性を表す。
ままで、同期発電機１１の運転状態が単独運転，系統連
系と変われば、系の周波数応答特性は、各運転パターン
において同期発電機１１の周波数応答特性の変化に応じ
て変化するので、図４の周波数応答特性図中の４２ａ〜
４２ｃのようになる。４２ａは従来の無負荷時励磁系応
答特性、４２ｂは従来の発電機単独運転時励磁系応答特
性、４２ｃは従来の系統連系時励磁系応答特性を表す。
【００１３】通常、応答の安定性は、０ｄＢを交差する
時の傾きで判断することができる。その傾きは一般理論
上、０ｄＢから前後１０ｄＢにおいて、−２０ｄＢ／ｄ
ｅｃａｄｅであることが最も望ましく安定である。しか
し、０ｄＢ付近で０ｄＢ／ｄｅｃａｄｅの部分があると
非常に応答が遅くなり、適切な応答が得られない。
時の傾きで判断することができる。その傾きは一般理論
上、０ｄＢから前後１０ｄＢにおいて、−２０ｄＢ／ｄ
ｅｃａｄｅであることが最も望ましく安定である。しか
し、０ｄＢ付近で０ｄＢ／ｄｅｃａｄｅの部分があると
非常に応答が遅くなり、適切な応答が得られない。
【００１４】例えば、図４の周波数応答特性図におい
て、従来の無負荷時励磁系応答特性４２ａは０ｄＢを−
２０ｄＢ／ｄｅｃａｄｅで交差しており、安定であると
いえる。しかし、従来の発電機単独運転時励磁系応答特
性４２ｂは０ｄＢ付近で０ｄＢ／ｄｅｃａｄｅの部分が
あり、適切な応答をしない。更に、応答の速さを表す交
差角周波数ωｃが、各運転パターンで異なる、この交差
角周波数ωｃが大きくなる程応答は速くなる。図４の周
波数応答特性図の場合、従来の無負荷時励磁系応答特性
４２ａは適当な応答速度であっても、従来の発電機単独
運転時励磁系応答特性４２ｂと従来の系統連系時励磁系
応答特性４２ｃでは応答が非常に遅くなってしまい適切
な応答をしない。
て、従来の無負荷時励磁系応答特性４２ａは０ｄＢを−
２０ｄＢ／ｄｅｃａｄｅで交差しており、安定であると
いえる。しかし、従来の発電機単独運転時励磁系応答特
性４２ｂは０ｄＢ付近で０ｄＢ／ｄｅｃａｄｅの部分が
あり、適切な応答をしない。更に、応答の速さを表す交
差角周波数ωｃが、各運転パターンで異なる、この交差
角周波数ωｃが大きくなる程応答は速くなる。図４の周
波数応答特性図の場合、従来の無負荷時励磁系応答特性
４２ａは適当な応答速度であっても、従来の発電機単独
運転時励磁系応答特性４２ｂと従来の系統連系時励磁系
応答特性４２ｃでは応答が非常に遅くなってしまい適切
な応答をしない。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記事情に
鑑みてなされたもので、その目的は各運転時で発電機の
時定数、ゲインが変化しても一定な応答が得られ、且つ
各運転パターン全てにおいて安定な応答が得られる並列
補償方式自動電圧調整装置を提供することにある。
鑑みてなされたもので、その目的は各運転時で発電機の
時定数、ゲインが変化しても一定な応答が得られ、且つ
各運転パターン全てにおいて安定な応答が得られる並列
補償方式自動電圧調整装置を提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の請求項１の並列補償方式自動電圧調整装置
は、同期発電機の界磁電流を検出し、同期発電機の特性
補償を行う並列補償回路を装備した同期発電機の並列補
償方式自動電圧調整装置において、前記同期発電機の運
転状況（無負荷運転，単独運転，系統連系運転）に応じ
て負荷インピーダンス或いは系統インピーダンスを検出
するインピーダンス検出装置と、前記インピーダンス検
出装置より検出されたインピーダンスＸｅと前記同期発
電機の直軸過渡リアクタンスＸｄ′直軸同期リアクタン
スＸｄ及び内部位相角δt0とを入力して前記同期発電機
の運転状況に応じたゲインＫ3 ，Ｋ6 を演算する発電機
伝達関数演算装置と、前記発電機伝達関数演算装置で演
算されたゲインＫ3 ，Ｋ6を入力して前記並列補償回路
の時定数Ｔ2 をゲインＫ3 ×前記同期発電機の時定数Ｔ
d0′と同一になるように変化させ、また、並列補償回路
のゲインＫ2 をゲインＫ3 とＫ6 との積算値が１に近づ
くほど無負荷時の設定ゲイン値Ｋ2 ′に近づけ、積算値
がゼロに近づくほどゼロに近づけるように変化させる並
列補償ゲイン時定数演算回路とを設けたことを特徴とす
る。
に、本発明の請求項１の並列補償方式自動電圧調整装置
は、同期発電機の界磁電流を検出し、同期発電機の特性
補償を行う並列補償回路を装備した同期発電機の並列補
償方式自動電圧調整装置において、前記同期発電機の運
転状況（無負荷運転，単独運転，系統連系運転）に応じ
て負荷インピーダンス或いは系統インピーダンスを検出
するインピーダンス検出装置と、前記インピーダンス検
出装置より検出されたインピーダンスＸｅと前記同期発
電機の直軸過渡リアクタンスＸｄ′直軸同期リアクタン
スＸｄ及び内部位相角δt0とを入力して前記同期発電機
の運転状況に応じたゲインＫ3 ，Ｋ6 を演算する発電機
伝達関数演算装置と、前記発電機伝達関数演算装置で演
算されたゲインＫ3 ，Ｋ6を入力して前記並列補償回路
の時定数Ｔ2 をゲインＫ3 ×前記同期発電機の時定数Ｔ
d0′と同一になるように変化させ、また、並列補償回路
のゲインＫ2 をゲインＫ3 とＫ6 との積算値が１に近づ
くほど無負荷時の設定ゲイン値Ｋ2 ′に近づけ、積算値
がゼロに近づくほどゼロに近づけるように変化させる並
列補償ゲイン時定数演算回路とを設けたことを特徴とす
る。
【００１７】本発明の請求項２は、請求項１記載の並列
補償方式自動電圧調整装置において、並列補償ゲイン調
整回路の一部または全部をマイクロコンピュータのソフ
トウェアにより実現することを特徴とする。
補償方式自動電圧調整装置において、並列補償ゲイン調
整回路の一部または全部をマイクロコンピュータのソフ
トウェアにより実現することを特徴とする。
【００１８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図を
参照して説明する。図１は、本発明の一実施例のシステ
ム構成図であり、既に説明した図３の従来例と同一記号
を記したものは同一機能を有するものである。図中１３
ａは並列補償ゲイン時定数演算回路、１４は発電機伝達
関数演算回路、１５はインピーダンス検出装置、＊Ｖｔ
1 は発電機端子電圧、＊Ｉｔ1 は発電機電流、＊Ｖｔ2
は受電点電圧、＊Ｉｔ2 は受電点電流、＊ＶB は無限大
母線電圧、＊Ｖｘは系統リアクタンス両端電圧、Ｘｄは
直軸同期リアクタンス設定値、Ｘｄ′は直軸過渡リアク
タンス設定値、δt0は内部相差角設定値である。なお、
＊はベクトルを表す。
参照して説明する。図１は、本発明の一実施例のシステ
ム構成図であり、既に説明した図３の従来例と同一記号
を記したものは同一機能を有するものである。図中１３
ａは並列補償ゲイン時定数演算回路、１４は発電機伝達
関数演算回路、１５はインピーダンス検出装置、＊Ｖｔ
1 は発電機端子電圧、＊Ｉｔ1 は発電機電流、＊Ｖｔ2
は受電点電圧、＊Ｉｔ2 は受電点電流、＊ＶB は無限大
母線電圧、＊Ｖｘは系統リアクタンス両端電圧、Ｘｄは
直軸同期リアクタンス設定値、Ｘｄ′は直軸過渡リアク
タンス設定値、δt0は内部相差角設定値である。なお、
＊はベクトルを表す。
【００１９】次に、本実施例の動作を説明する。同期発
電機１１の発電機端子電圧を並列補償方式自動電圧調整
装置１３の発電機端子電圧検出回路１３ｃに入力し、そ
の電圧値と基準電圧１３ｄとの誤差値を検出し、その誤
差値と並列補償回路１３ｂよりの並列補償電圧を誤差増
幅回路１３ｅに入力し誤差増幅をし、その出力の大きさ
により励磁機１２の界磁電流を調整し、発電機１１端子
電圧を一定制御するシステムにおいて、例えば、同期発
電機１１の無負荷運転時、単独運転による負荷１６への
給電時、系統１７との連系時の各場合、インピーダンス
検出装置１５は次に示すようにしてインピーダンスを検
出する。
電機１１の発電機端子電圧を並列補償方式自動電圧調整
装置１３の発電機端子電圧検出回路１３ｃに入力し、そ
の電圧値と基準電圧１３ｄとの誤差値を検出し、その誤
差値と並列補償回路１３ｂよりの並列補償電圧を誤差増
幅回路１３ｅに入力し誤差増幅をし、その出力の大きさ
により励磁機１２の界磁電流を調整し、発電機１１端子
電圧を一定制御するシステムにおいて、例えば、同期発
電機１１の無負荷運転時、単独運転による負荷１６への
給電時、系統１７との連系時の各場合、インピーダンス
検出装置１５は次に示すようにしてインピーダンスを検
出する。
【００２０】インピーダンス検出装置１５に発電機の運
転状態を決める遮断器の情報を入力する。１１１：ＯＦ
Ｆ，１１２：ＯＮの時は、発電機単独運転時の演算モー
ドにし、遮断器１１１：ＯＮ，１１２：ＯＮの時は系統
連系時の演算モードに切り替える。
転状態を決める遮断器の情報を入力する。１１１：ＯＦ
Ｆ，１１２：ＯＮの時は、発電機単独運転時の演算モー
ドにし、遮断器１１１：ＯＮ，１１２：ＯＮの時は系統
連系時の演算モードに切り替える。
【００２１】まず、発電機単独運転時、インピーダンス
検出装置１５は、発電機端子電圧＊Ｖｔ1 と発電機電流
＊Ｉｔ1 を入力とし、式（７）により負荷１６のインピ
ーダンス＊Ｚを演算出力する。 ＊Ｚ＝＊Ｖｔ1 ／＊Ｉｔ1 ・・・式（７）
検出装置１５は、発電機端子電圧＊Ｖｔ1 と発電機電流
＊Ｉｔ1 を入力とし、式（７）により負荷１６のインピ
ーダンス＊Ｚを演算出力する。 ＊Ｚ＝＊Ｖｔ1 ／＊Ｉｔ1 ・・・式（７）
【００２２】系統連系時系統インピーダンスの演算は、
インピーダンス検出装置１５に予め系統インピーダンス
マップからのインピーダンスの値を設定値として入力し
ておき、これを初期値とする。構内負荷１６のインピー
ダンスは系統インピーダンスに比べ非常に大きいので無
視する。そして、ある一定時間間隔で＊Ｖｔ2 と＊Ｉｔ
2 を入力して系統インピーダンスを演算し、設定値を補
正していく。受電点における潮流が０の場合はインピー
ダンスの演算ができないため、設定値は更新しない。
インピーダンス検出装置１５に予め系統インピーダンス
マップからのインピーダンスの値を設定値として入力し
ておき、これを初期値とする。構内負荷１６のインピー
ダンスは系統インピーダンスに比べ非常に大きいので無
視する。そして、ある一定時間間隔で＊Ｖｔ2 と＊Ｉｔ
2 を入力して系統インピーダンスを演算し、設定値を補
正していく。受電点における潮流が０の場合はインピー
ダンスの演算ができないため、設定値は更新しない。
【００２３】系統インピーダンスの演算については図５
のベクトル図で説明する。ここで、系統インピーダンス
は、一般に抵抗成分がリアクタンス成分に比べると非常
に小さいので抵抗分は無視する。また、無限大母線電圧
＊ＶB は安定であるものとする。
のベクトル図で説明する。ここで、系統インピーダンス
は、一般に抵抗成分がリアクタンス成分に比べると非常
に小さいので抵抗分は無視する。また、無限大母線電圧
＊ＶB は安定であるものとする。
【００２４】図５中の５１は受電点電圧＊Ｖｔ2 、５２
は受電点電流＊Ｉｔ2 、５３は無限大母線電圧＊ＶB 、
５４は系統リアクタンス両端電圧＊Ｖｘ、５５は受電点
位相角θ、Ａは｜＊Ｉｔ2 ｜×Ｘ×Ｓｉｎθ、Ｂは｜＊
Ｉｔ2 ｜×Ｘ×Ｃｏｓθ、Ｘは系統インピーダンスのリ
アクタンス成分を表す。また、受電点電圧＊Ｖｔ2 より
受電点電流＊Ｉｔ2 は位相角θだけ遅れている。
は受電点電流＊Ｉｔ2 、５３は無限大母線電圧＊ＶB 、
５４は系統リアクタンス両端電圧＊Ｖｘ、５５は受電点
位相角θ、Ａは｜＊Ｉｔ2 ｜×Ｘ×Ｓｉｎθ、Ｂは｜＊
Ｉｔ2 ｜×Ｘ×Ｃｏｓθ、Ｘは系統インピーダンスのリ
アクタンス成分を表す。また、受電点電圧＊Ｖｔ2 より
受電点電流＊Ｉｔ2 は位相角θだけ遅れている。
【００２５】系統インピーダンスのリアクタンス成分Ｘ
の両端電圧＊Ｖｘは、リアクタンス成分Ｘを流れる電流
＊Ｉｔ2 より９０°遅れている。数式で表すと式（８）
のようになる。 ＊Ｖｘ＝ｊＸ＊Ｉｔ2 ・・・式（８）
の両端電圧＊Ｖｘは、リアクタンス成分Ｘを流れる電流
＊Ｉｔ2 より９０°遅れている。数式で表すと式（８）
のようになる。 ＊Ｖｘ＝ｊＸ＊Ｉｔ2 ・・・式（８）
【００２６】電圧＊Ｖｔ2 とリアクタンス成分Ｘの両端
電圧＊Ｖｘをベクトル合成したものが無限大母線電圧＊
ＶB である。数式で表すと式（９）のようになる。 （｜＊Ｖｔ2 ｜−Ａ）2 ＋Ｂ2 ＝｜＊ＶB ｜2 ・・・式（９） Ａ＝｜＊Ｉｔ2 ｜×Ｘ×Ｓｉｎθ・・式（１０） Ｂ＝｜＊Ｉｔ2 ｜×Ｘ×Ｃｏｓθ・・式（１１）
電圧＊Ｖｘをベクトル合成したものが無限大母線電圧＊
ＶB である。数式で表すと式（９）のようになる。 （｜＊Ｖｔ2 ｜−Ａ）2 ＋Ｂ2 ＝｜＊ＶB ｜2 ・・・式（９） Ａ＝｜＊Ｉｔ2 ｜×Ｘ×Ｓｉｎθ・・式（１０） Ｂ＝｜＊Ｉｔ2 ｜×Ｘ×Ｃｏｓθ・・式（１１）
【００２７】無限大母線電圧＊ＶB は、受電点遮断器１
１１がオフの時、測定しておいた値を用いる。｜＊ＶB
｜、｜＊Ｖｔ2 ｜、｜＊Ｉｔ2 ｜を入力とし、式
（９），（１０），（１１）よりＸを演算出力する。演
算式（９），（１０），（１１）を解いていくと、Ｘは
式（１２）のように表される。なお、√（Ａ）はルート
Ａを表す。 Ｘ＝｛｜＊Ｖｔ2 ｜×Ｓｉｎθ＋√（｜＊Ｖｔ2 ｜2 ×Ｓｉｎ2 θ＋（｜＊ ＶB ｜2 −｜＊Ｖｔ2 ｜2 ））｝／｜＊Ｉｔ2 ｜・・・式（１２）
１１がオフの時、測定しておいた値を用いる。｜＊ＶB
｜、｜＊Ｖｔ2 ｜、｜＊Ｉｔ2 ｜を入力とし、式
（９），（１０），（１１）よりＸを演算出力する。演
算式（９），（１０），（１１）を解いていくと、Ｘは
式（１２）のように表される。なお、√（Ａ）はルート
Ａを表す。 Ｘ＝｛｜＊Ｖｔ2 ｜×Ｓｉｎθ＋√（｜＊Ｖｔ2 ｜2 ×Ｓｉｎ2 θ＋（｜＊ ＶB ｜2 −｜＊Ｖｔ2 ｜2 ））｝／｜＊Ｉｔ2 ｜・・・式（１２）
【００２８】ここで、｜＊Ｖｔ2 ｜2 ×Ｓｉｎ2 θ＋
（｜＊ＶB ｜2 −｜＊Ｖｔ2 ｜2 ）は、次のような形に
表すことができる。 ｜＊ＶB ｜2 −｜＊Ｖｔ2 ｜2 ×Ｃｏｓ2 θ・・・式（１３）
（｜＊ＶB ｜2 −｜＊Ｖｔ2 ｜2 ）は、次のような形に
表すことができる。 ｜＊ＶB ｜2 −｜＊Ｖｔ2 ｜2 ×Ｃｏｓ2 θ・・・式（１３）
【００２９】また図５の系統連系時のシステムベクトル
図より、｜＊ＶB ｜＞｜＊Ｖｔ2 ｜×Ｃｏｓθであるか
ら、｜＊ＶB ｜2 −｜＊Ｖｔ2 ｜2 ×Ｃｏｓ2 θ＞０で
あり、Ｘは必ず実数となる。
図より、｜＊ＶB ｜＞｜＊Ｖｔ2 ｜×Ｃｏｓθであるか
ら、｜＊ＶB ｜2 −｜＊Ｖｔ2 ｜2 ×Ｃｏｓ2 θ＞０で
あり、Ｘは必ず実数となる。
【００３０】このようにしてインピーダンス検出装置１
５より演算されたインピーダンスと、予め設定された同
期発電機１１の直軸過渡リアクタンスと直軸同期リアク
タンス、内部相差角を入力とする発電機伝達関数演算回
路１４は、前記２つのリアクタンスと前記内部相差角と
前記インピーダンスの大きさにより前記式（２），
（３）の如く前記ゲインＫ3 ，Ｋ6 を演算出力する。
５より演算されたインピーダンスと、予め設定された同
期発電機１１の直軸過渡リアクタンスと直軸同期リアク
タンス、内部相差角を入力とする発電機伝達関数演算回
路１４は、前記２つのリアクタンスと前記内部相差角と
前記インピーダンスの大きさにより前記式（２），
（３）の如く前記ゲインＫ3 ，Ｋ6 を演算出力する。
【００３１】乱調防止部を有する並列補償回路１３ｂ
は、励磁機１２の界磁電流を入力とし、並列補償ゲイン
時定数演算回路１３ａで演算された伝達関数により並列
補償電圧を出力する。
は、励磁機１２の界磁電流を入力とし、並列補償ゲイン
時定数演算回路１３ａで演算された伝達関数により並列
補償電圧を出力する。
【００３２】並列補償ゲイン時定数演算回路１３ａは、
発電機伝達関数演算回路１４より出力されたゲインＫ3
，Ｋ6 を入力とし、同期発電機１１の時定数の無負荷
時、単独運転時、系統連系時での変化に合わせて、式
（６）の如く並列補償回路１３ｂの時定数Ｔ2 を同期発
電機１１の時定数Ｋ3 ×Ｔd0′と同一になるように変化
させ、また発電機伝達関数演算回路１４で演算されるゲ
インＫ3 ，Ｋ6 の値の変化に応じ、式（５）の如く並列
補償回路１３ｂのゲインＫ2 を、ゲインＫ3 ×Ｋ6の値
が１に近づく程Ｋ2 ′に近づき、ゲインＫ3 ×Ｋ6 の値
が０に近づく程０に近づくよう自動的に変化させる式
（４）の如く伝達関数の演算を行う。
発電機伝達関数演算回路１４より出力されたゲインＫ3
，Ｋ6 を入力とし、同期発電機１１の時定数の無負荷
時、単独運転時、系統連系時での変化に合わせて、式
（６）の如く並列補償回路１３ｂの時定数Ｔ2 を同期発
電機１１の時定数Ｋ3 ×Ｔd0′と同一になるように変化
させ、また発電機伝達関数演算回路１４で演算されるゲ
インＫ3 ，Ｋ6 の値の変化に応じ、式（５）の如く並列
補償回路１３ｂのゲインＫ2 を、ゲインＫ3 ×Ｋ6の値
が１に近づく程Ｋ2 ′に近づき、ゲインＫ3 ×Ｋ6 の値
が０に近づく程０に近づくよう自動的に変化させる式
（４）の如く伝達関数の演算を行う。
【００３３】 Ｇ（Ｓ）＝Ｋ2 Ｓ／（１＋Ｔ2 Ｓ）・・・式（４） Ｋ2 ＝Ｋ3 ×Ｋ6 ×Ｋ2 ′・・・・・式（５） Ｔ2 ＝Ｋ3 ×Ｔ2 ′・・・・・・・・式（６） ここで、Ｋ2 ′：並列補償ゲイン無負荷時値（固定値） Ｔ2 ′：並列補償時定数無負荷時値（固定値）
【００３４】同期発電機１１の伝達関数が図２の２３ａ
〜２３ｃの如く変化した場合、上記動作により、並列補
償の特性は図２の２１ａ〜２１ｃに示す如くになり、系
の応答は同図の２２に示す如くになる。図２中で図４と
同一符号を記したものは同一のものを表す。図２中２１
ａは本発明の無負荷時並列補償特性、２１ｂは本発明の
発電機単独運転時並列補償特性、２１ｃは本発明の系統
連系時並列補償特性、２２は本発明の各運転時励磁系応
答特性を表す。
〜２３ｃの如く変化した場合、上記動作により、並列補
償の特性は図２の２１ａ〜２１ｃに示す如くになり、系
の応答は同図の２２に示す如くになる。図２中で図４と
同一符号を記したものは同一のものを表す。図２中２１
ａは本発明の無負荷時並列補償特性、２１ｂは本発明の
発電機単独運転時並列補償特性、２１ｃは本発明の系統
連系時並列補償特性、２２は本発明の各運転時励磁系応
答特性を表す。
【００３５】図２の本発明の各運転時励磁系応答特性２
２を見ると、各運転時とも同一の特性を有するので交差
角周波数ωｃは一定である。つまり、応答速度が一定で
あるということである。且つその点を−２０ｄＢ／ｄｅ
ｃａｄｅで交差しておりその前後１０ｄＢ以内に０ｄＢ
／ｄｅｃａｄｅの部分が存在しない。よって、前述の通
り、最も望ましい安定な系であるといえる。
２を見ると、各運転時とも同一の特性を有するので交差
角周波数ωｃは一定である。つまり、応答速度が一定で
あるということである。且つその点を−２０ｄＢ／ｄｅ
ｃａｄｅで交差しておりその前後１０ｄＢ以内に０ｄＢ
／ｄｅｃａｄｅの部分が存在しない。よって、前述の通
り、最も望ましい安定な系であるといえる。
【００３６】本発明の他の実施例（請求項２対応）とし
て、上記実施例の説明では並列補償ゲイン時定数演算回
路をハードウェアで構成しているが、その一部または全
部をマイクロコンピュータのソフトウェアで実現するよ
うにしてもよい。
て、上記実施例の説明では並列補償ゲイン時定数演算回
路をハードウェアで構成しているが、その一部または全
部をマイクロコンピュータのソフトウェアで実現するよ
うにしてもよい。
【００３７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の請求項１
の並列補償方式自動電圧調整装置によると、発電機の伝
達関数が変化しても、それに伴い並列補償の伝達関数が
変化するので交差角周波数ωｃは一定、すなわち応答速
度は一定となり且つ系は安定である。
の並列補償方式自動電圧調整装置によると、発電機の伝
達関数が変化しても、それに伴い並列補償の伝達関数が
変化するので交差角周波数ωｃは一定、すなわち応答速
度は一定となり且つ系は安定である。
【００３８】本発明の請求項２の並列補償方式自動電圧
調整装置によると、第１項記載の並列補償方式自動電圧
調整装置の並列補償ゲイン時定数演算回路の一部または
全部をマイクロコンピュータのソフトウェアにより実現
するので、並列補償方式自動電圧調整装置の価格低減を
実現できる。
調整装置によると、第１項記載の並列補償方式自動電圧
調整装置の並列補償ゲイン時定数演算回路の一部または
全部をマイクロコンピュータのソフトウェアにより実現
するので、並列補償方式自動電圧調整装置の価格低減を
実現できる。
【図１】本発明の実施例であるシステム構成図。
【図２】本発明の周波数応答特性図。
【図３】従来のシステム構成図。
【図４】従来の周波数応答特性図。
【図５】系統連系時システムベクトル図。
１１…同期発電機、１２…励磁機、１３，３３…並列補
償方式自動電圧調整装置、１３ａ…並列補償ゲイン時定
数演算回路、１３ｂ…並列補償回路、１３ｃ…発電機端
子電圧検出回路、１３ｄ…基準電圧、１３ｅ…誤差増幅
回路、１４…発電機伝達関数演算回路、１５…インピー
ダンス検出装置、１６…負荷、１７…無限大母線、１８
…系統インピーダンス、１９…励磁機界磁電流検出用Ｃ
Ｔ、２１ａ…無負荷時並列補償特性、２１ｂ…発電機単
独運転時並列補償特性、２１ｃ…系統連系時並列補償特
性、２２…各運転時励磁系応答特性、２３ａ…無負荷時
発電機特性、２３ｂ…発電機単独運転時発電機特性、２
３ｃ…系統連系時発電機特性、４１…並列補償特性、４
２ａ…無負荷時励磁系応答特性、４２ｂ…発電機単独運
転時励磁系応答特性、４２ｃ…系統連系時励磁系応答特
性、５１…受電点電圧（＊Ｖｔ2 ）、５２…受電点電流
（＊Ｉｔ2 ）、５３…無限大母線電圧（＊ＶB ）、５４
…系統リアクタンス両端電圧（＊Ｖｘ）、５５…受電点
位相角（θ）、１１０…励磁機整流装置、１１１…受電
点遮断器、１１２…発電機側遮断器、１１３…負荷遮断
器。
償方式自動電圧調整装置、１３ａ…並列補償ゲイン時定
数演算回路、１３ｂ…並列補償回路、１３ｃ…発電機端
子電圧検出回路、１３ｄ…基準電圧、１３ｅ…誤差増幅
回路、１４…発電機伝達関数演算回路、１５…インピー
ダンス検出装置、１６…負荷、１７…無限大母線、１８
…系統インピーダンス、１９…励磁機界磁電流検出用Ｃ
Ｔ、２１ａ…無負荷時並列補償特性、２１ｂ…発電機単
独運転時並列補償特性、２１ｃ…系統連系時並列補償特
性、２２…各運転時励磁系応答特性、２３ａ…無負荷時
発電機特性、２３ｂ…発電機単独運転時発電機特性、２
３ｃ…系統連系時発電機特性、４１…並列補償特性、４
２ａ…無負荷時励磁系応答特性、４２ｂ…発電機単独運
転時励磁系応答特性、４２ｃ…系統連系時励磁系応答特
性、５１…受電点電圧（＊Ｖｔ2 ）、５２…受電点電流
（＊Ｉｔ2 ）、５３…無限大母線電圧（＊ＶB ）、５４
…系統リアクタンス両端電圧（＊Ｖｘ）、５５…受電点
位相角（θ）、１１０…励磁機整流装置、１１１…受電
点遮断器、１１２…発電機側遮断器、１１３…負荷遮断
器。
Claims (2)
- 【請求項１】 同期発電機の界磁電流を検出し、同期発
電機の特性補償を行う並列補償回路を装備した同期発電
機の並列補償方式自動電圧調整装置において、前記同期
発電機の運転状況（無負荷運転，単独運転，系統連系運
転）に応じて負荷インピーダンス或いは系統インピーダ
ンスを検出するインピーダンス検出装置と、前記インピ
ーダンス検出装置より検出されたインピーダンスＸｅと
前記同期発電機の直軸過渡リアクタンスＸｄ′と直軸同
期リアクタンスＸｄ及び内部位相角δt0とを入力して前
記同期発電機の運転状況に応じたゲインＫ3 ＝（Ｘｅ＋
Ｘｄ′）／（Ｘｅ＋Ｘｄ），ゲインＫ6 ＝Ｘｅ／（Ｘｅ
＋Ｘｄ′）×Ｃｏｓδt0を演算する発電機伝達関数演算
装置と、前記発電機伝達関数演算装置で演算されたゲイ
ンＫ3 ，Ｋ6 を入力して前記並列補償回路の時定数Ｔ2
＝Ｋ3 ×Ｔ2 ′（並列補償回路の無負荷時の設定時定
数）をゲインＫ3 ×Ｔd0′（前記同期発電機の時定数）
と同一になるように変化させ、また並列補償回路のゲイ
ンＫ2 ＝Ｋ3×Ｋ6 ×Ｋ2 ′をゲインＫ3 とＫ6 との積
算値が１に近づくほど無負荷時の設定ゲイン値Ｋ2 ′に
近づけ、積算値がゼロに近づくほどゼロに近づけるよう
に変化させる並列補償ゲイン時定数演算回路とを設けた
ことを特徴とする並列補償方式自動電圧調整装置。 - 【請求項２】 請求項１記載の並列補償方式自動電圧調
整装置において、並列補償ゲイン調整回路の一部または
全部をマイクロコンピュータのソフトウェアにより実現
することを特徴とする並列補償方式自動電圧調整装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8007490A JP2869628B2 (ja) | 1996-01-19 | 1996-01-19 | 並列補償方式自動電圧調整装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8007490A JP2869628B2 (ja) | 1996-01-19 | 1996-01-19 | 並列補償方式自動電圧調整装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09201098A true JPH09201098A (ja) | 1997-07-31 |
| JP2869628B2 JP2869628B2 (ja) | 1999-03-10 |
Family
ID=11667220
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8007490A Expired - Fee Related JP2869628B2 (ja) | 1996-01-19 | 1996-01-19 | 並列補償方式自動電圧調整装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2869628B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20030035273A (ko) * | 2001-10-30 | 2003-05-09 | 한국전력공사 | 교류여자기 계자시정수 보정제어기 |
| CN115356911A (zh) * | 2022-08-01 | 2022-11-18 | 中国核电工程有限公司 | 一种柴油机电子调速系统时间常数的标定系统及方法 |
-
1996
- 1996-01-19 JP JP8007490A patent/JP2869628B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20030035273A (ko) * | 2001-10-30 | 2003-05-09 | 한국전력공사 | 교류여자기 계자시정수 보정제어기 |
| CN115356911A (zh) * | 2022-08-01 | 2022-11-18 | 中国核电工程有限公司 | 一种柴油机电子调速系统时间常数的标定系统及方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2869628B2 (ja) | 1999-03-10 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |