JPH094412A - タービン発電機の周波数制御装置 - Google Patents

タービン発電機の周波数制御装置

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JPH094412A
JPH094412A JP7174264A JP17426495A JPH094412A JP H094412 A JPH094412 A JP H094412A JP 7174264 A JP7174264 A JP 7174264A JP 17426495 A JP17426495 A JP 17426495A JP H094412 A JPH094412 A JP H094412A
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Yasuhiro Saeki
泰宏 佐伯
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 複数台のタービン発電機01,02が並列接続さ
れた発電プラントにおいて、電力負荷の変動に拘わらず
発電周波数の一定化と各タービン発電機の負荷の均一化
とを可能にする。 【構成】 各タービン発電機01,02の蒸気または燃料の
各調節弁13の開度制御をP制御方式の周波数制御器1の
周波数補正制御信号1Aで行なうとともに、周波数制御
器1に、当該タービン発電機の負荷L1を平均負荷Lm
近づけるとともに目標周波数に近づける信号を発生する
周波数設定器2の出力と、当該タービン発電機の検出周
波数信号とを入力し、その偏差から周波数補正制御信号
1Aを演算させることにより、電力負荷の変動時の周波
数の変動を防止し、かつ各タービン発電機の負荷の均一
化を可能にした。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、同一の電力負荷に複数
台のタービン発電機が並列接続された発電プラントにお
ける上記各タービン発電機の周波数制御装置に関し、特
に各タービン発電機の原動機としての各タービン(蒸気
タービン,ガスタービン)の回転数を各別に制御して発
電電力の周波数制御を行なうようにした、タービン発電
機の周波数制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の技術を図3〜5により説明する。
従来、図3に示すように、同一の電力系統(電力負荷)
に2台の第1および第2タービン発電機01,02が並列接
続されており、これらの電力負荷が商用電力系統とかけ
離されているとき、各タービン発電機は次の周波数制御
装置により周波数制御(回転数制御)が行なわれるよう
になっている。
【0003】すなわち第1タービン発電機01のタービン
(蒸気タービンまたはガスタービン)には蒸気または燃
料の調節弁(タービン調節弁)13を経て蒸気または燃料
が供給されるとともに、タービン発電機01の周波数検出
器11の出力はP型またはPID型の周波数制御器1aへ
送られるようになっている。また周波数目標値信号f0
周波数設定器2aに送られ、周波数設定器2aの出力は
周波数制御器1aへ送られて、周波数制御器1aから出
力される補正制御信号1Aによりタービン調節弁13の開
閉制御を行ない、第1タービン発電機01の回転数制御す
なわち周波数制御が行なわれるようになっている。符号
3は周波数目標値設定器を示している。
【0004】また第2タービン発電機02のタービン調節
弁13の制御のために、これと同様の周波数制御装置が設
けられている。そして、各周波数制御器1aで入力の偏
差に応じてPまたはPID演算され、補正制御信号1A
が各タービン調節弁13へ送られ、各タービン調節弁13が
制御される。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところで、タービン発
電機01,02を並列運転するとき、複数の周波数制御器に
PID制御器(比例+積分+微分制御)を採用すること
はできないため、すべてのタービン発電機の周波数制御
器にP制御器(比例制御)を採用する制御方式が一応考
えられる。
【0006】この場合、各タービン発電機の負荷(発電
出力)をほぼ等しくすることが可能であるものの、周波
数設定値(タービン回転数設定値,周波数設定器2aの
出力信号)と計測周波数(周波数検出器11の出力信号)
との間には、そのタービン発電機の負荷に比例した偏差
が残り、負荷が増加すれば偏差は大きくなる(図4参
照)。したがってこの制御方式の場合、負荷に拘わらず
周波数を一定とすることはできないという問題点があ
る。
【0007】一方、1台(例えば第1タービン発電機0
1)の周波数制御器にのみPID制御方式のものを採用
し、他のすべての(例えば第2タービン発電機02)の周
波数制御器をP制御方式のものとする制御方式も考えら
れる。この場合、PID制御方式を採用したタービン発
電機では、周波数設定値と計測周波数との偏差をゼロと
するよう負荷を加減する制御が行なわれるため、周波数
を一定とすることができる(図5参照)。しかしPID
制御方式の周波数制御器をそなえた第1タービン発電機
のみが負荷制御され、P制御方式の周波数制御器をそな
えた第2タービン発電機では負荷が一定となるため、各
タービン発電機の負荷が等しくならない、という問題点
がある。
【0008】すなわち上述の従来の周波数制御装置に
は、次のような問題点がある。 (a) 各タービン発電機の負荷が等しくなるよう、各ター
ビン発電機にP制御方式を採用すれば、周波数が負荷に
応じて変化する。 (b) 負荷が変わっても周波数が一定となるよう、1台の
タービン発電機の制御のみをPID制御方式とし、他の
タービン発電機の制御をP制御方式とすれば、各タービ
ン発電機の負荷が等しくならない。 本発明はこのような問題点の解決をはかろうとするもの
である。
【0009】
【課題を解決するための手段】そのため、本発明のター
ビン発電機の周波数制御装置は、複数台のタービン発電
機が並列接続された発電プラントにおいて、上記各ター
ビン発電機が、タービン調節弁,周波数設定器,周波数
検出器,上記の周波数設定器および周波数検出器の各出
力を受け補正制御信号を上記タービン調節弁へ出力する
P制御方式の周波数制御器をそれぞれそなえ、上記各タ
ービン発電機にそれぞれ負荷検出器が設けられる一方、
同各負荷検出器の出力と上記タービン発電機の台数とか
ら平均負荷を算出する一台の平均負荷演算器が設けら
れ、さらに上記各タービン発電機にそれぞれ上記平均負
荷演算器および当該タービン発電機の上記負荷検出器の
出力を受けて負荷補正信号を当該タービン発電機の上記
周波数設定器へ送る負荷補正器と、当該タービン発電機
の周波数目標値信号および上記周波数検出器の出力を受
け周波数補正信号を当該タービン発電機の上記周波数設
定器へ送る周波数補正器とが設けられ、上記周波数設定
器が、当該タービン発電機の上記負荷補正信号と上記周
波数補正信号とに応じた補正周波数設定値信号を出力す
るように構成されていることを特徴としている。
【0010】
【作用】上述の本発明のタービン発電機の周波数制御装
置では、1台の平均負荷演算器が、並列運転して発電し
ている全タービン発電機の各負荷検出器の出力信号およ
び運転台数信号を受け、タービン発電機1台当りの平均
負荷Lmを出力する。負荷補正器は、自己のタービン発
電機の負荷L1および平均負荷Lmを入力され、L1<Lm
ならば「+」の負荷補正信号を出力し、またL1>Lm
らば「−」の負荷補正信号を出力する。すなわちL1
mとなる(L1をLmに近づける)ような負荷補正信号
を出力する。
【0011】周波数補正器は、周波数目標値f0および
自己のタービン発電機の周波数検出器の出力(検出周波
数)f1を受け、f1<f0ならば「+」の周波数補正信
号を出力し、f1>f0ならば「−」の周波数補正信号を
出力する。すなわちf1がfOとなる(f1をf0に近づけ
る)ような周波数補正信号を出力する。周波数設定器は
負荷補正器および周波数補正器の上記各補正信号を受
け、それぞれの補正信号が「+」入力のときは増加し、
「−」入力のときは減少する補正周波数設定値を出力す
る。
【0012】P制御方式の周波数制御器は自己の周波数
検出器の出力f1および補正周波数設定値を受け、その
偏差のP演算により補正制御信号を自己のタービン調節
弁へ送る。補正制御信号によりタービン調節弁の開閉度
が、自己のタービン発電機の負荷が平均値に近づき、か
つ周波数が目標値に近づくよう調節される。したがって
並列運転する各タービン発電機の負荷はそれぞれ等しく
増減し、かつ周波数が周波数目標値に維持される。
【0013】
【実施例】以下、図面により本発明の一実施例としての
タービン発電機の周波数制御装置について説明すると、
図1はその系統図、図2はその作用説明図である。なお
図1中図3と同じ符号はほぼ同一の部材を示している。
この実施例においても、第1タービン発電機01および第
2タービン発電機02が同じ電力負荷に対して並列接続さ
れて発電が行なわれるようになっている。
【0014】第1および第2の各タービン発電機01,02
には、負荷検出器12がそれぞれ設けられていて、タービ
ン発電機01,02の各負荷検出器12の出力は加算器7を経
て除算器8へ送られ、各タービン発電機の平均負荷が演
算される。なお除算器8の除数Nは並列運転して発電し
ている全タービン発電機の台数であり、除算器8の出力
は負荷補正器5を経て周波数設定器2へ送られる。符号
6は平均負荷演算器を示しており、加算器7と除算器8
とで構成され、平均負荷演算器6は並列運転されるター
ビン発電機の台数に拘わらず、設置台数は1台である。
【0015】負荷補正器5は、第1タービン発電機01の
負荷検出器12で検出された負荷L1と平均負荷Lmとの比
較を行なう負荷比較器5aをそなえ、負荷比較器5aに
おいてL1>Lmのときには「−」の負荷補正信号が、ま
たL1<Lmのときには「+」の負荷補正信号が出力され
る。
【0016】符号4は周波数補正器を示しており、この
周波数補正器4は周波数目標値設定器3で設定された周
波数目標値f0と、第1タービン発電機01の周波数検出
器11で検出された周波数f1(第1タービン発電機01で
発電された電力の周波数)とを比較する周波数比較器4
aをそなえ、周波数比較器4aにおいてf1>f0のとき
には「−」の周波数補正信号が、またf1<f0のときに
は「+」の周波数補正信号が出力される。
【0017】そして、負荷補正器5の「−」または
「+」の周波数補正信号および周波数補正器4の「−」
または「+」の周波数補正信号がそれぞれ周波数設定器
2に入力されるようになっている。周波数制御器1はP
制御器として構成されていて、このP制御方式の周波数
制御器1に、周波数設定器2の補正周波数設定値信号2
Aおよび第1タービン発電機01の周波数検出器11からの
周波数信号がそれぞれ入力されて、両信号の比較が行な
われる。
【0018】一方第2タービン発電機02のタービン調節
弁13の制御系にも、上述の第1タービン発電機01の制御
系における周波数補正器4,周波数設定器2および周波
数制御器1のそれぞれと同じ構成の、周波数補正器,周
波数設定器および(P制御方式の)周波数制御器(いず
れも図示せず)が設けられている。上述の構成におい
て、全タービン発電機に対し1台の平均負荷演算器6
は、並列運転して発電を行なっている全タービン発電機
の各負荷検出器12の出力を受け、各タービン発電機1台
当たりの平均負荷Lmを出力する。
【0019】負荷補正器5は各タービン発電機01,02に
それぞれ設けられていて、自己の各タービン発電機の負
荷L1および平均負荷Lmがそれぞれ入力され、L1<Lm
ならば「+」の負荷補正信号を出力する。またL1>Lm
ならば「−」の負荷補正信号を出力する。つまり各負荷
補正器5は、それぞれL1がLmとなるように負荷補正信
号を出力する。
【0020】周波数補正器4も各タービン発電機01,02
にそれぞれ設けられていて、各周波数補正器4は周波数
目標値設定器3の出力f0および自己の各タービン発電
機の各周波数検出器11の出力f1をそれぞれ受けて、f1
<f0ならば「+」の周波数補正信号を出力し、またf1
>f0ならば「−」の周波数補正信号をそれぞれの周波
数設定器2に出力する。つまり各周波数補正器4は、そ
れぞれf1がf0となるような周波数補正信号を各周波数
設定器2に出力する。
【0021】周波数設定器2も各タービン発電機01,02
にそれぞ設けられていて、それぞれの負荷補正器5およ
び周波数補正器4からの出力を受け、それぞれ「+」入
力のときは増加し、「−」入力のときは減少する補正周
波数設定値信号2Aを出力する。P制御方式の周波数制
御器1も各タービン発電機01,02にそれぞれ設けられて
いて、自己のタービン発電機の周波数検出器11の出力f
1および補正周波数設定値2の信号それぞれを受け、そ
の偏差のP演算により周波数補正制御信号1Aを自己の
タービン発電機のタービン調節弁13へ送る。
【0022】各タービン調節弁13は各補正制御信号1A
により開閉して自己のタービンへの蒸気または燃料の供
給量を調節し、自己のタービン発電機の負荷を平均値に
近づけ、かつ周波数を目標値に近づけるようタービンの
回転数を調節する(図2参照)。このようにして、この
実施例のタービン発電機の周波数制御装置では、並列運
転される2台のタービン発電機01,02の負荷を等しくす
るとともに周波数を周波数目標値に近づけて維持する制
御が可能となる。
【0023】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明のタービン
発電機の周波数制御装置によれば、並列運転するタービ
ン発電機の電力負荷が変化しても、周波数が一定に制御
され、かつ並列運転して発電している各タービン発電機
の負荷が等しくなるように制御される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例としてのタービン発電機の周
波数制御装置の系統図。
【図2】同作用説明図。
【図3】従来例のタービン発電機の周波数制御装置の系
統図。
【図4】同作用説明図。
【図5】同作用説明図。
【符号の説明】
01 第1タービン発電機 02,第2タービン発電機 1,1a 周波数制御器 1A (周波数)補正制御信号 2,2a 周波数設定器 2A 補正周波数設定値(信号) 3 周波数目標値設定器 4 周波数補正器 5 負荷補正器 6 平均負荷演算器 7 加算器 8 除算器 11 周波数検出器 12 負荷検出器 13 タービン調節弁 f0 周波数目標値(信号) f1 周波数検出器の出力(検出周波数) L1 負荷 Lm 平均負荷

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数台のタービン発電機が並列接続され
    た発電プラントにおいて、 上記各タービン発電機が、タービン調節弁,周波数設定
    器,周波数検出器,上記の周波数設定器および周波数検
    出器の各出力を受け補正制御信号を上記タービン調節弁
    へ出力するP制御方式の周波数制御器をそれぞれそな
    え、 上記各タービン発電機にそれぞれ負荷検出器が設けられ
    る一方、同各負荷検出器の出力と上記タービン発電機の
    台数とから平均負荷を算出する一台の平均負荷演算器が
    設けられ、さらに上記各タービン発電機にそれぞれ上記
    平均負荷演算器および当該タービン発電機の上記負荷検
    出器の出力を受けて負荷補正信号を当該タービン発電機
    の上記周波数設定器へ送る負荷補正器と、当該タービン
    発電機の周波数目標値信号および上記周波数検出器の出
    力を受け周波数補正信号を当該タービン発電機の上記周
    波数設定器へ送る周波数補正器とが設けられ、上記周波
    数設定器が、当該タービン発電機の上記負荷補正信号と
    上記周波数補正信号とに応じた補正周波数設定値信号を
    出力するように構成されていることを特徴とする、ター
    ビン発電機の周波数制御装置。
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