JPH09317624A - 交流励磁同期機の運転制御装置 - Google Patents
交流励磁同期機の運転制御装置Info
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- JPH09317624A JPH09317624A JP8130442A JP13044296A JPH09317624A JP H09317624 A JPH09317624 A JP H09317624A JP 8130442 A JP8130442 A JP 8130442A JP 13044296 A JP13044296 A JP 13044296A JP H09317624 A JPH09317624 A JP H09317624A
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- excitation synchronous
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- 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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- Control Of Water Turbines (AREA)
- Control Of Eletrric Generators (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 交流励磁同期機の運転制御において、スベリ
零付近で運転する危険があったり、ガバナフリー運転を
すると、系統周波数により大幅に電力が変化して安定し
た運転ができなかったり、回転数や落差によって出力が
定格値をオーバーするなどの課題があった。 【解決手段】 励磁装置Ａとガバナ装置Ｂとを有する交
流励磁同期機の運転制御装置において、前記交流励磁同
期機の運用範囲を、発電運転の場合は定格回転より一定
回転低い回転数以下とし、反対に揚水運転の場合は定格
回転より一定回転高い回転数以上とする回転数演算手段
８を前記ガバナ装置Ｂに備えたものである。
零付近で運転する危険があったり、ガバナフリー運転を
すると、系統周波数により大幅に電力が変化して安定し
た運転ができなかったり、回転数や落差によって出力が
定格値をオーバーするなどの課題があった。 【解決手段】 励磁装置Ａとガバナ装置Ｂとを有する交
流励磁同期機の運転制御装置において、前記交流励磁同
期機の運用範囲を、発電運転の場合は定格回転より一定
回転低い回転数以下とし、反対に揚水運転の場合は定格
回転より一定回転高い回転数以上とする回転数演算手段
８を前記ガバナ装置Ｂに備えたものである。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、交流励磁同期機
の二次側に接続された励磁用変換器を制御し、その交流
励磁同期機を可変速運転する交流励磁同期機の運転制御
装置に関するものである。
の二次側に接続された励磁用変換器を制御し、その交流
励磁同期機を可変速運転する交流励磁同期機の運転制御
装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図１３は例えば電気学会、電力技術研究
会（昭和６２年７月２８日、於名古屋）、発表論文「可
変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」、Ｐ２６〜Ｐ２９、または日本電気協会
誌、昭和６２年１２月号「世界初の可変速発電システム
について」に示された従来の可変速揚水発電システムの
回路図であり、図において、１０１は交流励磁同期機
（可変速揚水機）の電機子（一次コイル）、１０２は交
流励磁同期機の回転子（２次コイル）、１０３は回転子
１０２のシャフト、１０４は励磁用変圧器、１０５は２
次励磁装置（励磁用変換器）、１０６は回転子１０２の
回転位置／回転数検出器、１０７は２次励磁装置１０５
を制御する制御器、１０８は電機子１０１に接続された
変流器、１０９は計器用変圧器、１１０は界磁遮断器、
１１１は発電機遮断器である。
会（昭和６２年７月２８日、於名古屋）、発表論文「可
変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」、Ｐ２６〜Ｐ２９、または日本電気協会
誌、昭和６２年１２月号「世界初の可変速発電システム
について」に示された従来の可変速揚水発電システムの
回路図であり、図において、１０１は交流励磁同期機
（可変速揚水機）の電機子（一次コイル）、１０２は交
流励磁同期機の回転子（２次コイル）、１０３は回転子
１０２のシャフト、１０４は励磁用変圧器、１０５は２
次励磁装置（励磁用変換器）、１０６は回転子１０２の
回転位置／回転数検出器、１０７は２次励磁装置１０５
を制御する制御器、１０８は電機子１０１に接続された
変流器、１０９は計器用変圧器、１１０は界磁遮断器、
１１１は発電機遮断器である。
【０００３】次に動作について説明する。交流励磁同期
機を可変速で運転するには、この交流励磁同期機を２次
励磁する方式が通常採用され、この交流励磁同期機の回
転数が変わっても、系統周波数と一致するようにスベリ
分だけ２次励磁により周波数を補正すれば、系統との並
列運転が可能である。
機を可変速で運転するには、この交流励磁同期機を２次
励磁する方式が通常採用され、この交流励磁同期機の回
転数が変わっても、系統周波数と一致するようにスベリ
分だけ２次励磁により周波数を補正すれば、系統との並
列運転が可能である。
【０００４】従って、電機子１０１が接続される系統の
電圧、電流を計器用変圧器１０９および変流器１０８で
検出し、これらと回転位置／回転数検出器１０６の出力
とに基づいて、制御器１０７により２次励磁装置１０５
を制御することで、上記並列運転が可能になる。
電圧、電流を計器用変圧器１０９および変流器１０８で
検出し、これらと回転位置／回転数検出器１０６の出力
とに基づいて、制御器１０７により２次励磁装置１０５
を制御することで、上記並列運転が可能になる。
【０００５】一方、２次励磁装置としては、交流から直
接に交流を作るサイクロコンバータ方式や交流から一度
直流に変換し、さらに交流を作るコンバータとインバー
タからなる方式などが採用され、これらを用いて設定さ
れた電圧、回転数、電力になるように２次励磁装置１０
５を制御器１０７により制御して、交流励磁同期機を揚
水発電電動機として運転する。なお、上記の従来例に関
連する先行技術として、例えば、特公平３−５１９１０
号公報、特公平４−４７１５０号公報、特開昭６２−７
７０８２号公報、特開昭６４−７４０９６号公報、特開
平１−３１８５９６号公報に記載されたものがある。
接に交流を作るサイクロコンバータ方式や交流から一度
直流に変換し、さらに交流を作るコンバータとインバー
タからなる方式などが採用され、これらを用いて設定さ
れた電圧、回転数、電力になるように２次励磁装置１０
５を制御器１０７により制御して、交流励磁同期機を揚
水発電電動機として運転する。なお、上記の従来例に関
連する先行技術として、例えば、特公平３−５１９１０
号公報、特公平４−４７１５０号公報、特開昭６２−７
７０８２号公報、特開昭６４−７４０９６号公報、特開
平１−３１８５９６号公報に記載されたものがある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】従来の交流励磁同期機
の運転制御装置は以上のように構成されているので、制
御器により指令電力になるように励磁用変換器を制御す
ることになり、この励磁用変換器が長時間運転すること
ができないスベリ零付近で運転する危険があった。ま
た、図１４に示すように、周波数ｆが上がれば発電電力
Ｐを下げ、周波数ｆが下がれば発電電力Ｐを増加させる
ようなガバナフリー運転をすると、系統周波数により大
幅に電力が変化して安定に運転ができなかったり、回転
数や落差によって出力が定格値をオーバーするなどの課
題があった。
の運転制御装置は以上のように構成されているので、制
御器により指令電力になるように励磁用変換器を制御す
ることになり、この励磁用変換器が長時間運転すること
ができないスベリ零付近で運転する危険があった。ま
た、図１４に示すように、周波数ｆが上がれば発電電力
Ｐを下げ、周波数ｆが下がれば発電電力Ｐを増加させる
ようなガバナフリー運転をすると、系統周波数により大
幅に電力が変化して安定に運転ができなかったり、回転
数や落差によって出力が定格値をオーバーするなどの課
題があった。
【０００７】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、スベリ零付近での運転を防止でき
る交流励磁同期機の運転制御装置を得ることを目的とす
る。また、この発明は系統周波数が大幅に変化しても安
定した運転が継続できる交流励磁同期機の運転制御装置
を得ることを目的とする。さらに、この発明は回転数、
落差が変わっても常に出力が定格値をオーバーしない交
流励磁同期機の運転制御装置を得ることを目的とする。
めになされたもので、スベリ零付近での運転を防止でき
る交流励磁同期機の運転制御装置を得ることを目的とす
る。また、この発明は系統周波数が大幅に変化しても安
定した運転が継続できる交流励磁同期機の運転制御装置
を得ることを目的とする。さらに、この発明は回転数、
落差が変わっても常に出力が定格値をオーバーしない交
流励磁同期機の運転制御装置を得ることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明に係
る交流励磁同期機の運転制御装置は、交流励磁同期機の
運用範囲を、発電運転の場合は定格回転より一定回転低
い回転数以下とし、反対に揚水運転の場合は定格回転よ
り一定回転高い回転数以上とする回転数演算手段を前記
ガバナ装置に備えたものである。
る交流励磁同期機の運転制御装置は、交流励磁同期機の
運用範囲を、発電運転の場合は定格回転より一定回転低
い回転数以下とし、反対に揚水運転の場合は定格回転よ
り一定回転高い回転数以上とする回転数演算手段を前記
ガバナ装置に備えたものである。
【０００９】請求項２記載の発明に係る交流励磁同期機
の運転制御装置は、指定運転出入力と落差または揚程で
決まる最適回転数が禁止帯内であるか否かを判定する回
転数演算手段をガバナ装置に備え、前記最適回転数が禁
止帯内であれば禁止帯外とすべく、禁止帯外に制御する
近い方の入出力になるように設定する入出力設定手段を
励磁装置に備えたものである。
の運転制御装置は、指定運転出入力と落差または揚程で
決まる最適回転数が禁止帯内であるか否かを判定する回
転数演算手段をガバナ装置に備え、前記最適回転数が禁
止帯内であれば禁止帯外とすべく、禁止帯外に制御する
近い方の入出力になるように設定する入出力設定手段を
励磁装置に備えたものである。
【００１０】請求項３記載の発明に係る交流励磁同期機
の運転制御装置は、運転回転数が禁止帯以下の運転中に
禁止帯内に入った場合は回転数を禁止帯下限に維持して
運転し、演算指定回転数が禁止帯上限以上になったら禁
止帯上限に回転数を移行させて運転を継続し、反対に禁
止帯上限以上の運転中に禁止帯内に入った場合は回転数
を禁止帯上限に維持して運転し、演算指定回転数が禁止
帯下限以下になったら禁止帯下限以下に回転数を移行さ
せて運転を継続する回転演算手段をガバナ装置に備えた
ものである。
の運転制御装置は、運転回転数が禁止帯以下の運転中に
禁止帯内に入った場合は回転数を禁止帯下限に維持して
運転し、演算指定回転数が禁止帯上限以上になったら禁
止帯上限に回転数を移行させて運転を継続し、反対に禁
止帯上限以上の運転中に禁止帯内に入った場合は回転数
を禁止帯上限に維持して運転し、演算指定回転数が禁止
帯下限以下になったら禁止帯下限以下に回転数を移行さ
せて運転を継続する回転演算手段をガバナ装置に備えた
ものである。
【００１１】請求項４記載の発明に係る交流励磁同期機
の運転制御装置は、発電運転時はガバナ装置で電力制御
を、励磁装置で回転数制御を実施し、ガバナフリー補正
信号に折線特性を持たせて前記ガバナ装置でガバナフリ
ー運転を実施し、揚水運転時は前記ガバナ装置で回転数
制御、前記励磁装置で電力制御を実施し、ガバナフリー
補正信号に折線特性を持たせて前記励磁装置でガバナフ
リー運転を実施する折線特性手段を備えたものである。
の運転制御装置は、発電運転時はガバナ装置で電力制御
を、励磁装置で回転数制御を実施し、ガバナフリー補正
信号に折線特性を持たせて前記ガバナ装置でガバナフリ
ー運転を実施し、揚水運転時は前記ガバナ装置で回転数
制御、前記励磁装置で電力制御を実施し、ガバナフリー
補正信号に折線特性を持たせて前記励磁装置でガバナフ
リー運転を実施する折線特性手段を備えたものである。
【００１２】請求項５記載の発明に係る交流励磁同期機
の運転制御装置は、ガバナ装置で電力制御、励磁装置で
回転数制御を実施する場合は、ガバナフリー補正信号に
折線特性を持たせて前記ガバナ装置でガバナフリー運転
を実施し、前記ガバナ装置で回転数制御、前記励磁装置
で電力制御を実施する場合は、ガバナフリー補正信号に
折線特性を持たせて前記励磁装置でガバナフリー運転を
実施する折線特性手段を備えたものである。
の運転制御装置は、ガバナ装置で電力制御、励磁装置で
回転数制御を実施する場合は、ガバナフリー補正信号に
折線特性を持たせて前記ガバナ装置でガバナフリー運転
を実施し、前記ガバナ装置で回転数制御、前記励磁装置
で電力制御を実施する場合は、ガバナフリー補正信号に
折線特性を持たせて前記励磁装置でガバナフリー運転を
実施する折線特性手段を備えたものである。
【００１３】請求項６記載の発明に係る交流励磁同期機
の運転制御装置は、最高落差時にポンプ水車のガイドベ
ーンの最大開度を制限して出力を定格内に抑えるに当た
り、落差と運転中の回転数によってあらかじめ決められ
たアルゴリズムに従って関数演算して出力制限値を自動
的に変更する出力制限手段を備えたものである。
の運転制御装置は、最高落差時にポンプ水車のガイドベ
ーンの最大開度を制限して出力を定格内に抑えるに当た
り、落差と運転中の回転数によってあらかじめ決められ
たアルゴリズムに従って関数演算して出力制限値を自動
的に変更する出力制限手段を備えたものである。
【００１４】
実施の形態１．図１は横軸を出力Ｐ0 （ＭＷ）、縦軸を
回転数Ｎ0 （ｒｐｍ）とした発電特性図であり、出力や
落差のいかんに関係なく、回転数は常に定格回転数より
一定回転低い回転以下で運転される特性であることを示
す。
回転数Ｎ0 （ｒｐｍ）とした発電特性図であり、出力や
落差のいかんに関係なく、回転数は常に定格回転数より
一定回転低い回転以下で運転される特性であることを示
す。
【００１５】図２は横軸を入力Ｐ0 （ＭＷ）、縦軸を回
転数Ｎ0 （ｒｐｍ）とした揚水特性図であり、出力や落
差のいかんに関係なく、回転数は常に定格回転数より一
定回転高い回転以上で運転される特性であることを示
す。
転数Ｎ0 （ｒｐｍ）とした揚水特性図であり、出力や落
差のいかんに関係なく、回転数は常に定格回転数より一
定回転高い回転以上で運転される特性であることを示
す。
【００１６】図３はこの発明の実施の形態１を示す交流
励磁同期機の運転制御装置のブロック図であり、１は交
流励磁同期機である可変速揚水機、２は可逆式ポンプ水
車、３は発電機遮断機、４は二次励磁装置、５は入出力
設定器、６は可逆式ポンプ水車２の水量を調整する弁
（ガイドベーン）を駆動するガイドベーンサーボ、７は
回転数を指令値に補正するガイドベーン制御回路、８は
発電運転の場合は定格回転より一定回転低い回転数以下
とし、反対に揚水運転の場合は定格回転より一定回転高
い回転数以上とする回転数演算手段としての回転数演算
回路、９はガイドベーン開度の指令値を演算するガイド
ベーン開度演算回路である。そして、図３では二次励磁
装置４で励磁装置Ａを構成し、ガイドベーンサーボ６、
ガイドベーン制御回路７、回転数演算回路８、ガイドベ
ーン開度演算回路９でガバナ装置Ｂを構成している。
励磁同期機の運転制御装置のブロック図であり、１は交
流励磁同期機である可変速揚水機、２は可逆式ポンプ水
車、３は発電機遮断機、４は二次励磁装置、５は入出力
設定器、６は可逆式ポンプ水車２の水量を調整する弁
（ガイドベーン）を駆動するガイドベーンサーボ、７は
回転数を指令値に補正するガイドベーン制御回路、８は
発電運転の場合は定格回転より一定回転低い回転数以下
とし、反対に揚水運転の場合は定格回転より一定回転高
い回転数以上とする回転数演算手段としての回転数演算
回路、９はガイドベーン開度の指令値を演算するガイド
ベーン開度演算回路である。そして、図３では二次励磁
装置４で励磁装置Ａを構成し、ガイドベーンサーボ６、
ガイドベーン制御回路７、回転数演算回路８、ガイドベ
ーン開度演算回路９でガバナ装置Ｂを構成している。
【００１７】本実施の形態１では上記回転数演算回路８
に、発電運転時には前記図１に示す特性が適用され、揚
水運転時には前記図２に示す特性が適用されるようにし
たものである。
に、発電運転時には前記図１に示す特性が適用され、揚
水運転時には前記図２に示す特性が適用されるようにし
たものである。
【００１８】次に動作について説明する。入出力設定器
５の設定値Ｐ0 と実際の発電電力Ｐとの減算値を入力す
る二次励磁装置４によって、可変速揚水機１の入出力が
制御される。一方、回転数は入出力設定器５の設定値Ｐ
0 と落差Ｈとを入力する回転数演算回路８の出力値Ｎ0
に基づいて、発電運転時は図１の特性で運転され、揚水
運転時は図２の特性で運転される。この結果、スベリ零
付近の運転禁止帯での運転を避けることができる。
５の設定値Ｐ0 と実際の発電電力Ｐとの減算値を入力す
る二次励磁装置４によって、可変速揚水機１の入出力が
制御される。一方、回転数は入出力設定器５の設定値Ｐ
0 と落差Ｈとを入力する回転数演算回路８の出力値Ｎ0
に基づいて、発電運転時は図１の特性で運転され、揚水
運転時は図２の特性で運転される。この結果、スベリ零
付近の運転禁止帯での運転を避けることができる。
【００１９】実施の形態２．図４は横軸を出力Ｐ0 （Ｍ
Ｗ）、縦軸を回転数Ｎ0 （ｒｐｍ）とした発電特性図で
あり、スベリ零付近には運転禁止帯が設けられ、定格回
転より低回転のゾーン１と高回転のゾーン２に分かれて
いる。
Ｗ）、縦軸を回転数Ｎ0 （ｒｐｍ）とした発電特性図で
あり、スベリ零付近には運転禁止帯が設けられ、定格回
転より低回転のゾーン１と高回転のゾーン２に分かれて
いる。
【００２０】図５は横軸を入力Ｐ0 （ＭＷ）、縦軸を回
転数Ｎ0 （ｒｐｍ）とした揚水特性図であり、発電特性
と同様に運転禁止帯をはさんで定格回転より低回転のゾ
ーン１と高回転のゾーン２に別れている。
転数Ｎ0 （ｒｐｍ）とした揚水特性図であり、発電特性
と同様に運転禁止帯をはさんで定格回転より低回転のゾ
ーン１と高回転のゾーン２に別れている。
【００２１】本実施の形態２では図３の回転数演算回路
８に、発電運転時には前記図４に示す特性が適用され、
揚水運転時には前記図５に示す特性が適用される。
８に、発電運転時には前記図４に示す特性が適用され、
揚水運転時には前記図５に示す特性が適用される。
【００２２】次に動作について説明する。入出力設定器
５の設定値Ｐ0 と実際の発電電力Ｐとの減算値を入力す
る二次励磁装置４によって可変速揚水機の入出力が制御
される。一方、回転数は入出力設定器５の設定値Ｐ0 と
落差Ｈとを入力する回転数演算回路８の出力値Ｎ0 によ
り、発電運転時は図４の特性で運転され、揚水運転時は
図５の特性で運転される。この運転時、運転回転数が運
転禁止帯内の場合（例えば、運転回転数が基準回転数の
±１％以内に入ったことにより判断）は、その運転回転
数が基準回転数より上なら上側ゾーン２に、その運転回
転数が基準回転数より下なら下側ゾーン１に設定する。
この結果、スベリ零付近の運転禁止帯での運転を避ける
ことができる。
５の設定値Ｐ0 と実際の発電電力Ｐとの減算値を入力す
る二次励磁装置４によって可変速揚水機の入出力が制御
される。一方、回転数は入出力設定器５の設定値Ｐ0 と
落差Ｈとを入力する回転数演算回路８の出力値Ｎ0 によ
り、発電運転時は図４の特性で運転され、揚水運転時は
図５の特性で運転される。この運転時、運転回転数が運
転禁止帯内の場合（例えば、運転回転数が基準回転数の
±１％以内に入ったことにより判断）は、その運転回転
数が基準回転数より上なら上側ゾーン２に、その運転回
転数が基準回転数より下なら下側ゾーン１に設定する。
この結果、スベリ零付近の運転禁止帯での運転を避ける
ことができる。
【００２３】実施の形態３．図６（ａ）は可変速揚水機
の回転数の変化の一例を本実施の形態（実線）と従来例
（点線）とを対比して示したものであり、図６（ｃ）は
同様の他の一例である。図６（ｂ）は本実施の形態によ
っていかに禁止帯の運転を避けて運用しているかを履歴
的に示した図であり、履歴特性によって前記図３の回転
数演算回路８から回転数が指令される。
の回転数の変化の一例を本実施の形態（実線）と従来例
（点線）とを対比して示したものであり、図６（ｃ）は
同様の他の一例である。図６（ｂ）は本実施の形態によ
っていかに禁止帯の運転を避けて運用しているかを履歴
的に示した図であり、履歴特性によって前記図３の回転
数演算回路８から回転数が指令される。
【００２４】次に動作について説明する。入出力設定器
５の設定値Ｐ0 と実際の発電電力Ｐとの減算値を入力す
る二次励磁装置４によって可変速揚水機の入出力が制御
される。一方、入出力設定器５の設定値Ｐ0 と落差Ｈと
を入力する回転数演算回路８は、上記図６（ｂ）に示し
た履歴特性の運転を自動的にできるように構成する。こ
の結果、スベリ零付近の運転禁止帯での運転を避けるこ
とができる。
５の設定値Ｐ0 と実際の発電電力Ｐとの減算値を入力す
る二次励磁装置４によって可変速揚水機の入出力が制御
される。一方、入出力設定器５の設定値Ｐ0 と落差Ｈと
を入力する回転数演算回路８は、上記図６（ｂ）に示し
た履歴特性の運転を自動的にできるように構成する。こ
の結果、スベリ零付近の運転禁止帯での運転を避けるこ
とができる。
【００２５】実施の形態４．図７は発電運転時にはガバ
ナで電力制御を実施し、励磁装置で回転数制御を実施す
る交流励磁同期機の運転制御装置のブロック図であり、
図において、１は可変速揚水機、２は可逆式ポンプ水
車、４は二次励磁装置、５は入出力設定器、６はガイド
ベーンサーボ、８は回転数演算回路、１２は回転数制御
回路、７はガイドベーン制御回路、１０は実際の周波数
ｆと発電電力Ｐを入力する折線特性回路であり、この折
線特性回路１０における発電運転時の折線特性図を図８
に示す。そして、図７では二次励磁装置４、回転数演算
回路８、回転数制御回路１２で励磁装置Ａを構成し、入
出力設定器５、ガイドベーンサーボ６、ガイドベーン制
御回路７、折線特性回路１０でガバナ装置Ｂを構成して
いる。
ナで電力制御を実施し、励磁装置で回転数制御を実施す
る交流励磁同期機の運転制御装置のブロック図であり、
図において、１は可変速揚水機、２は可逆式ポンプ水
車、４は二次励磁装置、５は入出力設定器、６はガイド
ベーンサーボ、８は回転数演算回路、１２は回転数制御
回路、７はガイドベーン制御回路、１０は実際の周波数
ｆと発電電力Ｐを入力する折線特性回路であり、この折
線特性回路１０における発電運転時の折線特性図を図８
に示す。そして、図７では二次励磁装置４、回転数演算
回路８、回転数制御回路１２で励磁装置Ａを構成し、入
出力設定器５、ガイドベーンサーボ６、ガイドベーン制
御回路７、折線特性回路１０でガバナ装置Ｂを構成して
いる。
【００２６】次に動作について説明する。図７において
は、入出力設定器５の設定値および折線特性回路１０の
出力に従い、ガイドベーン制御回路７、ガイドベーンサ
ーボ６によって可逆式ポンプ水車２を制御し、電力制御
を実施する。
は、入出力設定器５の設定値および折線特性回路１０の
出力に従い、ガイドベーン制御回路７、ガイドベーンサ
ーボ６によって可逆式ポンプ水車２を制御し、電力制御
を実施する。
【００２７】一方、回転数は、入出力設定器５の設定値
を回転数演算回路８に入力して最適回転数を演算し、回
転数制御回路１２、二次励磁装置４によって制御され
る。ここで折線特性回路１０には図８の特性を持たせて
いる。この結果、ガバナフリー運転は系統擾乱等により
周波数が変動しても安定した運転を継続することができ
る。
を回転数演算回路８に入力して最適回転数を演算し、回
転数制御回路１２、二次励磁装置４によって制御され
る。ここで折線特性回路１０には図８の特性を持たせて
いる。この結果、ガバナフリー運転は系統擾乱等により
周波数が変動しても安定した運転を継続することができ
る。
【００２８】図９は揚水運転時にはガバナを回転数制御
で実施し、励磁装置で電力制御を実施する交流励磁同期
機の運転制御装置のブロック図であり、図において、１
は可変速揚水機、２は可逆式ポンプ水車、４は二次励磁
装置、５は入出力設定器、６はガイドベーンサーボ、９
はガイドベーン開度演算回路、８は回転数演算回路、７
はガイドベーン制御回路、１０は折線特性回路であり、
この折線特性回路１０における揚水運転時の折線特性図
を図１０に示す。１１は電力制御回路である。そして、
図９では二次励磁装置４、入出力設定器５、折線特性回
路１０、電力制御回路１１で励磁装置Ａを構成し、ガイ
ドベーンサーボ６、ガイドベーン開度演算回路９、回転
数演算回路８、ガイドベーン制御回路７でガバナ装置Ｂ
を構成している。
で実施し、励磁装置で電力制御を実施する交流励磁同期
機の運転制御装置のブロック図であり、図において、１
は可変速揚水機、２は可逆式ポンプ水車、４は二次励磁
装置、５は入出力設定器、６はガイドベーンサーボ、９
はガイドベーン開度演算回路、８は回転数演算回路、７
はガイドベーン制御回路、１０は折線特性回路であり、
この折線特性回路１０における揚水運転時の折線特性図
を図１０に示す。１１は電力制御回路である。そして、
図９では二次励磁装置４、入出力設定器５、折線特性回
路１０、電力制御回路１１で励磁装置Ａを構成し、ガイ
ドベーンサーボ６、ガイドベーン開度演算回路９、回転
数演算回路８、ガイドベーン制御回路７でガバナ装置Ｂ
を構成している。
【００２９】次に動作について説明する。図９において
は、入出力設定器５の設定値に従って、電力制御回路１
１、二次励磁装置４を制御し、電力制御を実施する。
は、入出力設定器５の設定値に従って、電力制御回路１
１、二次励磁装置４を制御し、電力制御を実施する。
【００３０】一方、回転数は入出力設定器５の信号を回
転数演算回路８に入力して最適回転数を演算し、この演
算値に従いガイドベーン制御回路７、ガイドベーンサー
ボ６によって制御される。ここで折線特性回路１０には
図１０の特性を持たせている。この結果、ガバナフリー
運転は系統擾乱等により周波数が変動しても安定した運
転を継続することができる。
転数演算回路８に入力して最適回転数を演算し、この演
算値に従いガイドベーン制御回路７、ガイドベーンサー
ボ６によって制御される。ここで折線特性回路１０には
図１０の特性を持たせている。この結果、ガバナフリー
運転は系統擾乱等により周波数が変動しても安定した運
転を継続することができる。
【００３１】実施の形態５．実施の形態４では、発電運
転時はガバナ装置で電力制御、励磁装置で回転数制御、
一方、揚水運転時はガバナ装置で回転数制御、励磁装置
で電力制御と決められていたが、ガバナ装置と励磁装置
のいずれでも、選択によって電力制御できるようにする
こともできる。
転時はガバナ装置で電力制御、励磁装置で回転数制御、
一方、揚水運転時はガバナ装置で回転数制御、励磁装置
で電力制御と決められていたが、ガバナ装置と励磁装置
のいずれでも、選択によって電力制御できるようにする
こともできる。
【００３２】実施の形態６．図１１は縦軸をガイドベー
ンの許容最大開度、横軸を落差とした出力制限特性図で
あり、図において、５１は可変速運転の最大回転時、５
２は定格回転時、５３は最低回転時の落差に応じたガイ
ドベーンの許容最大開度を示している。図１２は実回転
数によって、図１１に示した出力制限特性を実現する一
例を示しており、落差より回転数５１，５２，５３のガ
イドベーンの許容最大開度を比例補間で求めていること
を示している。
ンの許容最大開度、横軸を落差とした出力制限特性図で
あり、図において、５１は可変速運転の最大回転時、５
２は定格回転時、５３は最低回転時の落差に応じたガイ
ドベーンの許容最大開度を示している。図１２は実回転
数によって、図１１に示した出力制限特性を実現する一
例を示しており、落差より回転数５１，５２，５３のガ
イドベーンの許容最大開度を比例補間で求めていること
を示している。
【００３３】次に動作について説明する。従来の定速機
の場合は回転数が一定であったので、特性も図１１，１
２の回転数ＮN の一定のみで良かったが、可変速揚水機
では回転数によって図１１，１２の特性を持たせるた
め、出力制限値も変わる。そこで、前記図１１，１２の
特性に従って、その時の運転回転数と落差を入力するガ
イドベーン開度演算回路９で予め決められたアルゴリズ
ムに従って関数演算して、ガイドベーン開度演算回路９
の出力を自動的に制限するようにしたもので、出力を常
に定格内に抑えることができる。
の場合は回転数が一定であったので、特性も図１１，１
２の回転数ＮN の一定のみで良かったが、可変速揚水機
では回転数によって図１１，１２の特性を持たせるた
め、出力制限値も変わる。そこで、前記図１１，１２の
特性に従って、その時の運転回転数と落差を入力するガ
イドベーン開度演算回路９で予め決められたアルゴリズ
ムに従って関数演算して、ガイドベーン開度演算回路９
の出力を自動的に制限するようにしたもので、出力を常
に定格内に抑えることができる。
【００３４】
【発明の効果】以上のように、請求項１記載の発明によ
れば、あらかじめスベリ零付近の運転にならないよう
に、発電運転時と揚水運転時で運転指令回転数範囲をス
ベリ零付近から夫々異なる方向に遠ざけるように構成し
たので、励磁用変換器が長時間運転することができない
スベリ零付近で運転する危険を防止できる効果がある。
れば、あらかじめスベリ零付近の運転にならないよう
に、発電運転時と揚水運転時で運転指令回転数範囲をス
ベリ零付近から夫々異なる方向に遠ざけるように構成し
たので、励磁用変換器が長時間運転することができない
スベリ零付近で運転する危険を防止できる効果がある。
【００３５】請求項２記載の発明によれば、スベリ零付
近の禁止帯内に入れば、禁止帯外になるように入出力を
設定するように構成したので、スベリ零付近で運転する
危険を防止できる効果がある。
近の禁止帯内に入れば、禁止帯外になるように入出力を
設定するように構成したので、スベリ零付近で運転する
危険を防止できる効果がある。
【００３６】請求項３記載の発明によれば、スベリ零付
近の禁止帯内に入れば、禁止帯外になるように回転数を
設定するように構成したので、スベリ零付近で運転する
危険を防止できる効果がある。
近の禁止帯内に入れば、禁止帯外になるように回転数を
設定するように構成したので、スベリ零付近で運転する
危険を防止できる効果がある。
【００３７】請求項４記載の発明によれば、発電運転時
はガバナフリー補正信号に折線特性を持たせてガバナ装
置でガバナフリー運転を実施し、揚水運転時はガバナフ
リー補正信号に折線特性を持たせて励磁装置でガバナフ
リー運転を実施するように構成したので、ガバナフリー
運転時に系統動揺が発生して周波数が大幅に変動しても
安定した運転を継続することができる効果がある。
はガバナフリー補正信号に折線特性を持たせてガバナ装
置でガバナフリー運転を実施し、揚水運転時はガバナフ
リー補正信号に折線特性を持たせて励磁装置でガバナフ
リー運転を実施するように構成したので、ガバナフリー
運転時に系統動揺が発生して周波数が大幅に変動しても
安定した運転を継続することができる効果がある。
【００３８】請求項５記載の発明によれば、ガバナ装置
で電力制御する場合は、ガバナフリー補正信号に折線特
性を持たせてガバナ装置でガバナフリー運転を実施し、
励磁装置で電力制御する場合は、ガバナフリー補正信号
に折線特性を持たせて励磁装置でガバナフリー運転を実
施するように構成したので、周波数が大幅に変化しても
安定した運転を継続することができる効果がある。
で電力制御する場合は、ガバナフリー補正信号に折線特
性を持たせてガバナ装置でガバナフリー運転を実施し、
励磁装置で電力制御する場合は、ガバナフリー補正信号
に折線特性を持たせて励磁装置でガバナフリー運転を実
施するように構成したので、周波数が大幅に変化しても
安定した運転を継続することができる効果がある。
【００３９】請求項６記載の発明によれば、最高落差時
にポンプ水車のガイドベーンの最大開度を制限し、出力
を定格内に抑えるに当たり、落差と運転中の回転数によ
ってあらかじめ決められたアルゴリズムに従って関数演
算して出力制限値を自動的に変更するように構成したの
で、回転数と落差が変化しても出力を常に定格内に抑え
ることができる効果がある。
にポンプ水車のガイドベーンの最大開度を制限し、出力
を定格内に抑えるに当たり、落差と運転中の回転数によ
ってあらかじめ決められたアルゴリズムに従って関数演
算して出力制限値を自動的に変更するように構成したの
で、回転数と落差が変化しても出力を常に定格内に抑え
ることができる効果がある。
【図１】 この発明の実施の形態１における発電電力−
回転数特性図である。
回転数特性図である。
【図２】 この発明の実施の形態１における揚水入力−
回転数特性図である。
回転数特性図である。
【図３】 この発明の実施の形態１における交流励磁同
期機の運転制御装置を示すブロック図である。
期機の運転制御装置を示すブロック図である。
【図４】 この発明の実施の形態２における発電電力−
回転数特性図である。
回転数特性図である。
【図５】 この発明の実施の形態２における揚水入力−
回転数特性図である。
回転数特性図である。
【図６】 この発明の実施の形態３における制御動作説
明図である。
明図である。
【図７】 この発明の実施の形態４、実施の形態５にお
ける交流励磁同期機の運転制御装置を示す発電運転時の
ブロック図である。
ける交流励磁同期機の運転制御装置を示す発電運転時の
ブロック図である。
【図８】 この発電運転時の折線特性図である。
【図９】 この発明の実施の形態４、実施の形態５にお
ける交流励磁同期機の運転制御装置を示す揚水運転時の
ブロック図である。
ける交流励磁同期機の運転制御装置を示す揚水運転時の
ブロック図である。
【図１０】 この揚水運転時の折線特性図である。
【図１１】 この発明の実施の形態６における出力制限
特性図である。
特性図である。
【図１２】 この発明の実施の形態６における実回転数
と落差からガイドベーンの最大許容開度を算出するアル
ゴリズム図である。
と落差からガイドベーンの最大許容開度を算出するアル
ゴリズム図である。
【図１３】 従来の交流励磁同期機の運転制御装置を示
すブロック図である。
すブロック図である。
【図１４】 ガバナフリー運転の説明図である。
Ａ 励磁装置、Ｂ ガバナ装置、８ 回転数演算回路
（回転数演算手段）、９ガイドベーン開度演算回路。
（回転数演算手段）、９ガイドベーン開度演算回路。
Claims (6)
- 【請求項１】 励磁装置とガバナ装置とを有する交流励
磁同期機の運転制御装置において、前記交流励磁同期機
の運用範囲を、発電運転の場合は定格回転より一定回転
低い回転数以下とし、反対に揚水運転の場合は定格回転
より一定回転高い回転数以上とする回転数演算手段を前
記ガバナ装置に備えたことを特徴とする交流励磁同期機
の運転制御装置。 - 【請求項２】 励磁装置とガバナ装置とを有する交流励
磁同期機の運転制御装置において、指定運転出入力と落
差または揚程で決まる最適回転数が禁止帯内であるか否
かを判定する回転数演算手段を前記ガバナ装置に備え、
前記最適回転数が禁止帯内であれば禁止帯外とすべく、
禁止帯外に制御する近い方の入出力になるように設定す
る入出力設定手段を前記励磁装置に備えたことを特徴と
する交流励磁同期機の運転制御装置。 - 【請求項３】 励磁装置とガバナ装置とを有する交流励
磁同期機の運転制御装置において、運転回転数が禁止帯
以下の運転中に禁止帯内に入った場合は回転数を禁止帯
下限に維持して運転し、演算指定回転数が禁止帯上限以
上になったら禁止帯上限に回転数を移行させて運転を継
続し、反対に禁止帯上限以上の運転中に禁止帯内に入っ
た場合は回転数を禁止帯上限に維持して運転し、演算指
定回転数が禁止帯下限以下になったら禁止帯下限以下に
回転数を移行させて運転を継続する回転演算手段を前記
ガバナ装置に備えたことを特徴とする交流励磁同期機の
運転制御装置。 - 【請求項４】 励磁装置とガバナ装置とを有する交流励
磁同期機の運転制御装置において、発電運転時は前記ガ
バナ装置で電力制御を、前記励磁装置で回転数制御を実
施し、ガバナフリー補正信号に折線特性を持たせて前記
ガバナ装置でガバナフリー運転を実施し、揚水運転時は
前記ガバナ装置で回転数制御、前記励磁装置で電力制御
を実施し、ガバナフリー補正信号に折線特性を持たせて
前記励磁装置でガバナフリー運転を実施する折線特性手
段を備えたことを特徴とする交流励磁同期機の運転制御
装置。 - 【請求項５】 励磁装置とガバナ装置とを有する交流励
磁同期機の運転制御装置において、前記ガバナ装置で電
力制御、前記励磁装置で回転数制御を実施する場合は、
ガバナフリー補正信号に折線特性を持たせて前記ガバナ
装置でガバナフリー運転を実施し、前記ガバナ装置で回
転数制御、前記励磁装置で電力制御を実施する場合は、
ガバナフリー補正信号に折線特性を持たせて前記励磁装
置でガバナフリー運転を実施する折線特性手段を備えた
ことを特徴とする交流励磁同期機の運転制御装置。 - 【請求項６】 励磁装置とガバナ装置とを有する交流励
磁同期機の運転制御装置において、最高落差時にポンプ
水車のガイドベーンの最大開度を制限して出力を定格内
に抑えるに当たり、落差と運転中の回転数によってあら
かじめ決められたアルゴリズムに従って関数演算して出
力制限値を自動的に変更する出力制限手段を備えたこと
を特徴とする交流励磁同期機の運転制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13044296A JP3853426B2 (ja) | 1996-05-24 | 1996-05-24 | 交流励磁同期機の運転制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13044296A JP3853426B2 (ja) | 1996-05-24 | 1996-05-24 | 交流励磁同期機の運転制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09317624A true JPH09317624A (ja) | 1997-12-09 |
| JP3853426B2 JP3853426B2 (ja) | 2006-12-06 |
Family
ID=15034349
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13044296A Expired - Fee Related JP3853426B2 (ja) | 1996-05-24 | 1996-05-24 | 交流励磁同期機の運転制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3853426B2 (ja) |
-
1996
- 1996-05-24 JP JP13044296A patent/JP3853426B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3853426B2 (ja) | 2006-12-06 |
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