JPH0984394A - 水力発電所用制御装置の制御方法 - Google Patents
水力発電所用制御装置の制御方法Info
- Publication number
- JPH0984394A JPH0984394A JP7238036A JP23803695A JPH0984394A JP H0984394 A JPH0984394 A JP H0984394A JP 7238036 A JP7238036 A JP 7238036A JP 23803695 A JP23803695 A JP 23803695A JP H0984394 A JPH0984394 A JP H0984394A
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- Control Of Eletrric Generators (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 オーバーシュートやアンダーシュートを生じ
ることなく電圧確立及び定格電圧保持の制御をする。 【解決手段】 発電機出力電圧を示す検出発電機電圧Ｖ
G と設定電圧Ｖ0 との偏差をＰＩ演算して設定界磁電流
Ｉf0を求める。また発電機界磁電流を示す検出界磁電流
Ｉf と設定界磁電流Ｉf0との偏差をＰＩ演算して界磁電
流指令ＩD を求め、このＩD を基に、サイリスタ制御部
Ｔｈによる励磁電流値が決定される。電圧Ｖ0 の値は、
初励磁電圧値から段階的に一定値づつ順次増加されて、
最終的に定格値になる。
ることなく電圧確立及び定格電圧保持の制御をする。 【解決手段】 発電機出力電圧を示す検出発電機電圧Ｖ
G と設定電圧Ｖ0 との偏差をＰＩ演算して設定界磁電流
Ｉf0を求める。また発電機界磁電流を示す検出界磁電流
Ｉf と設定界磁電流Ｉf0との偏差をＰＩ演算して界磁電
流指令ＩD を求め、このＩD を基に、サイリスタ制御部
Ｔｈによる励磁電流値が決定される。電圧Ｖ0 の値は、
初励磁電圧値から段階的に一定値づつ順次増加されて、
最終的に定格値になる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は水力発電所用制御装
置の制御方法に関し、オーバーシュートやアンダーシュ
ートを生じることなく安定した電圧制御ができるように
工夫したものである。
置の制御方法に関し、オーバーシュートやアンダーシュ
ートを生じることなく安定した電圧制御ができるように
工夫したものである。
【０００２】
【従来の技術】水力発電所用制御装置は、水力発電所の
調速制御や励磁制御や電圧制御や力率制御などの制御を
する。
調速制御や励磁制御や電圧制御や力率制御などの制御を
する。
【０００３】ここで水力発電所及びその制御装置を、図
１を参照して説明する。なお制御装置については界磁制
御系についてのみ示す。
１を参照して説明する。なお制御装置については界磁制
御系についてのみ示す。
【０００４】図１に示すように、発電機ＡＧは、水車Ｗ
Ｔにより回転させられて電力を発生し、一方、変圧器Ｔ
ｒで抜き出してサイリスタ制御部Ｔｈにより得た励磁電
流を、励磁機ＥＸに供給して発電機ＡＧの励磁をしてい
る。またガイドベーン機構Ｇが作動することにより、水
車ＷＴのガイドベーン開度が調整される。
Ｔにより回転させられて電力を発生し、一方、変圧器Ｔ
ｒで抜き出してサイリスタ制御部Ｔｈにより得た励磁電
流を、励磁機ＥＸに供給して発電機ＡＧの励磁をしてい
る。またガイドベーン機構Ｇが作動することにより、水
車ＷＴのガイドベーン開度が調整される。
【０００５】制御装置１００では、電圧設定器９０Ｒに
より設定電圧Ｖ0 が設定される。設定電圧Ｖ0 の値は、
定格値を１００［％］としたパーセント値として設定さ
れる。また発電機電圧検出器１０１は、計器用変圧器Ｐ
Ｔを介して発電機電圧を検出し検出発電機電圧Ｖ
G ［％］を出力する。進み遅れ補償器１０２は、検出発
電機電圧ＶG の進みや遅れの補償を行なって補償した検
出発電機電圧ＶGCを出力する。なお進み遅れ補償は次式
（１）を用いて行なっている。
より設定電圧Ｖ0 が設定される。設定電圧Ｖ0 の値は、
定格値を１００［％］としたパーセント値として設定さ
れる。また発電機電圧検出器１０１は、計器用変圧器Ｐ
Ｔを介して発電機電圧を検出し検出発電機電圧Ｖ
G ［％］を出力する。進み遅れ補償器１０２は、検出発
電機電圧ＶG の進みや遅れの補償を行なって補償した検
出発電機電圧ＶGCを出力する。なお進み遅れ補償は次式
（１）を用いて行なっている。
【０００６】
【数１】
【０００７】また界磁電流検出器１０３は、サイリスタ
制御部Ｔｈから出力される界磁電流を検出して検出界磁
電流Ｉf を出力する。なお、発電をするときには界磁遮
断器４１−１，４１−２が投入される。
制御部Ｔｈから出力される界磁電流を検出して検出界磁
電流Ｉf を出力する。なお、発電をするときには界磁遮
断器４１−１，４１−２が投入される。
【０００８】減算器１０４は、設定電圧Ｖ0 から検出発
電機電圧ＶGCを減算して偏差電圧ΔＶを出力する。リミ
ッタ付の比例積分演算器１０５は偏差電圧ΔＶを比例積
分演算して設定界磁電流Ｉf0を求める。なお設定界磁電
流Ｉf0の値は、あらかじめ設定された上限値を越えない
よう制限されている。
電機電圧ＶGCを減算して偏差電圧ΔＶを出力する。リミ
ッタ付の比例積分演算器１０５は偏差電圧ΔＶを比例積
分演算して設定界磁電流Ｉf0を求める。なお設定界磁電
流Ｉf0の値は、あらかじめ設定された上限値を越えない
よう制限されている。
【０００９】減算器１０６は、設定界磁電流Ｉf0から検
出界磁電流Ｉf を減算して偏差界磁電流ΔＩf を求め
る。リミッタ付の比例積分演算器１０７は、偏差界磁電
流ΔＩ f を比例積分演算して界磁電流指令ＩD を求め
る。なお界磁電流指令ＩD の値は、あらかじめ設定され
た上限値を越えないよう制限されている。この界磁電流
指令ＩD は、Ｄ／Ａ変換器１０８によりアナログ信号に
変換され、サイリスタ制御部Ｔｈに送られる。
出界磁電流Ｉf を減算して偏差界磁電流ΔＩf を求め
る。リミッタ付の比例積分演算器１０７は、偏差界磁電
流ΔＩ f を比例積分演算して界磁電流指令ＩD を求め
る。なお界磁電流指令ＩD の値は、あらかじめ設定され
た上限値を越えないよう制限されている。この界磁電流
指令ＩD は、Ｄ／Ａ変換器１０８によりアナログ信号に
変換され、サイリスタ制御部Ｔｈに送られる。
【００１０】サイリスタ制御部Ｔｈは、界磁電流指令Ｉ
D に応じて、界磁電流の制御をする。このように界磁電
流制御をすることにより、発電機ＡＧの電圧値（検出発
電機電圧ＶG ）が設定電圧Ｖ0 に等しくなる。
D に応じて、界磁電流の制御をする。このように界磁電
流制御をすることにより、発電機ＡＧの電圧値（検出発
電機電圧ＶG ）が設定電圧Ｖ0 に等しくなる。
【００１１】上述した制御装置による発電機電圧制御と
しては、次の２通りのモードがある。 （１）無電圧から定格電圧にまで電圧を上昇させる電圧
確立制御モード。 （２）定格電圧になった後に出力電圧を定格値に保持す
るよう制御する定格電圧保持モード。
しては、次の２通りのモードがある。 （１）無電圧から定格電圧にまで電圧を上昇させる電圧
確立制御モード。 （２）定格電圧になった後に出力電圧を定格値に保持す
るよう制御する定格電圧保持モード。
【００１２】電圧確立制御モードにおいては、設定電圧
Ｖ0 と検出発電機電圧ＶG （ＶGC）との差が大きく、偏
差電圧ΔＶの値は大きい。一方、定格電圧保持モードに
おいては、設定電圧Ｖ0 と検出発電機電圧ＶG （ＶGC）
との差が大きく、偏差電圧ΔＶの値は小さい。
Ｖ0 と検出発電機電圧ＶG （ＶGC）との差が大きく、偏
差電圧ΔＶの値は大きい。一方、定格電圧保持モードに
おいては、設定電圧Ｖ0 と検出発電機電圧ＶG （ＶGC）
との差が大きく、偏差電圧ΔＶの値は小さい。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】上記制御装置１００に
おいて、電圧確立制御モードのときに最適な速応性と安
定性が得られるように、各制御ブロックの時定数やゲイ
ンをチューニングしておくと（時定数を１，ゲインを１
以上）、定格電圧保持モードに移行したときに制御応答
がオーバーシュートしたりアンダーシュートしてしま
う。また逆に定格電圧保持モードのときに最適な速応性
と安定性が得られるように、各制御ブロックの時定数や
ゲインをチューニングしておくと（時定数を１，ゲイン
を１）、電圧確立制御モードのときに制御応答がオーバ
ーシュートしたりアンダーシュートしてしまう。なお従
来では、電圧確立制御モードのときに最適な制御ができ
るようにチューニングしている。
おいて、電圧確立制御モードのときに最適な速応性と安
定性が得られるように、各制御ブロックの時定数やゲイ
ンをチューニングしておくと（時定数を１，ゲインを１
以上）、定格電圧保持モードに移行したときに制御応答
がオーバーシュートしたりアンダーシュートしてしま
う。また逆に定格電圧保持モードのときに最適な速応性
と安定性が得られるように、各制御ブロックの時定数や
ゲインをチューニングしておくと（時定数を１，ゲイン
を１）、電圧確立制御モードのときに制御応答がオーバ
ーシュートしたりアンダーシュートしてしまう。なお従
来では、電圧確立制御モードのときに最適な制御ができ
るようにチューニングしている。
【００１４】なお現在では、電圧確立時のオーバーシュ
ート量が１０［％］以下であれば、そのときのチューニ
ングが良好であると判断している。
ート量が１０［％］以下であれば、そのときのチューニ
ングが良好であると判断している。
【００１５】本発明は、上記従来技術に鑑み、発電電圧
を無電圧から定格電圧にまで上昇させていく電圧確立制
御モードであっても、また、発電電圧を定格電圧に確立
した後に定格電圧に保持するよう制御する定格電圧保持
モードであっても、オーバーシュートやアンダーシュー
トすることなく電圧制御をすることのできる水力発電所
用制御装置の制御方法を提供することを目的とする。
を無電圧から定格電圧にまで上昇させていく電圧確立制
御モードであっても、また、発電電圧を定格電圧に確立
した後に定格電圧に保持するよう制御する定格電圧保持
モードであっても、オーバーシュートやアンダーシュー
トすることなく電圧制御をすることのできる水力発電所
用制御装置の制御方法を提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明は、設定電圧を設定する電圧設定器と、発電機出力電
圧を示す検出発電機電圧を求める発電機電圧検出器と、
発電機の界磁電流を示す検出界磁電流を求める界磁電流
検出器と、前記設定電圧と前記検出発電機電圧との差を
基に設定界磁電流を求める第１の演算手段と、前記検出
界磁電流と前記設定界磁電流との差を基に界磁電流指令
を求める第２の演算手段とを有する水力発電所用制御装
置において、前記設定電圧の値を、まず初励磁電圧値に
設定し、その後は定格値になるまで、前記設定電圧の値
を段階的に一定値づつ増加させていくことを特徴とす
る。
明は、設定電圧を設定する電圧設定器と、発電機出力電
圧を示す検出発電機電圧を求める発電機電圧検出器と、
発電機の界磁電流を示す検出界磁電流を求める界磁電流
検出器と、前記設定電圧と前記検出発電機電圧との差を
基に設定界磁電流を求める第１の演算手段と、前記検出
界磁電流と前記設定界磁電流との差を基に界磁電流指令
を求める第２の演算手段とを有する水力発電所用制御装
置において、前記設定電圧の値を、まず初励磁電圧値に
設定し、その後は定格値になるまで、前記設定電圧の値
を段階的に一定値づつ増加させていくことを特徴とす
る。
【００１７】本発明では設定電圧の値を初励磁電圧値か
ら順次一定値づつ増加させて定格値とするため、オーバ
ーシュートやアンダーシュートなく電圧制御ができる。
ら順次一定値づつ増加させて定格値とするため、オーバ
ーシュートやアンダーシュートなく電圧制御ができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施例を説明す
る。本実施例の制御装置１００の構成は図１に示すとお
り従来と同じであるが、本実施例では、図２のフローチ
ャートに示すように、電圧設定器９０Ｒにより設定する
設定電圧Ｖ0 の値を制御している。またゲイン１、時定
数を１とするようにチューニングしている。
る。本実施例の制御装置１００の構成は図１に示すとお
り従来と同じであるが、本実施例では、図２のフローチ
ャートに示すように、電圧設定器９０Ｒにより設定する
設定電圧Ｖ0 の値を制御している。またゲイン１、時定
数を１とするようにチューニングしている。
【００１９】即ち制御を開始したら、界磁遮断器４１−
１，４１−２が投入されているかどうか判定する（ステ
ップＳ１）。界磁遮断器４１−１，４１−２は、主機
（発電機ＡＧや水車ＷＴ）の回転速度が定格速度の約８
０％以上となったら投入される。
１，４１−２が投入されているかどうか判定する（ステ
ップＳ１）。界磁遮断器４１−１，４１−２は、主機
（発電機ＡＧや水車ＷＴ）の回転速度が定格速度の約８
０％以上となったら投入される。
【００２０】界磁遮断器４１−１，４１−２が投入され
ている場合には、次に、検出発電機電圧ＶG の値が安定
しているかどうか判定する（ステップＳ２）。電圧が安
定しているとは、検出発電機電圧ＶG の電圧が定格電圧
の８０％程度になっていることをいう。
ている場合には、次に、検出発電機電圧ＶG の値が安定
しているかどうか判定する（ステップＳ２）。電圧が安
定しているとは、検出発電機電圧ＶG の電圧が定格電圧
の８０％程度になっていることをいう。
【００２１】検出発電機電圧ＶG の値が安定している場
合には、ステップＳ３に移り、電圧設定器９０Ｒによる
設定する設定電圧Ｖ0 の値を初励磁電圧値αとする。こ
の初励磁電圧値は、初励磁抵抗の大きさによって若干異
なるが、通常は定格電圧の８０％相当の値である。この
初励磁電圧値は、専用ツールにより電圧設定器９０Ｒに
プリセットされている。
合には、ステップＳ３に移り、電圧設定器９０Ｒによる
設定する設定電圧Ｖ0 の値を初励磁電圧値αとする。こ
の初励磁電圧値は、初励磁抵抗の大きさによって若干異
なるが、通常は定格電圧の８０％相当の値である。この
初励磁電圧値は、専用ツールにより電圧設定器９０Ｒに
プリセットされている。
【００２２】設定電圧Ｖ0 の値を初励磁電圧値αに設定
した後は、設定電圧Ｖ0 の値を、初励磁電圧値αから段
階的に増加値βだけ順次増加させていき、最終的に設定
電圧Ｖ0 の値が定格値［１００％］になったら、設定電
圧Ｖ0 の値を定格値に保持する（ステップＳ４，Ｓ
５）。なお増加値βは専用ツールにより電圧設定器９０
Ｒにプリセットされている。
した後は、設定電圧Ｖ0 の値を、初励磁電圧値αから段
階的に増加値βだけ順次増加させていき、最終的に設定
電圧Ｖ0 の値が定格値［１００％］になったら、設定電
圧Ｖ0 の値を定格値に保持する（ステップＳ４，Ｓ
５）。なお増加値βは専用ツールにより電圧設定器９０
Ｒにプリセットされている。
【００２３】上記増加値βは、次式（２）により求めた
ものである。なお式（２）において、Ｔは界磁遮断器４
１−１，４１−２が投入されてから電圧が定格になるま
での時間、τは演算周期である。
ものである。なお式（２）において、Ｔは界磁遮断器４
１−１，４１−２が投入されてから電圧が定格になるま
での時間、τは演算周期である。
【００２４】
【数２】
【００２５】このように本実施例では、設定電圧Ｖ0 の
値を段階的に増加させているため、偏差電圧ΔＶが一定
となり、進み遅れ補償の時定数の値によって制御が大き
く変化することなく、オーバーシュートやアンダーシュ
ートを生じることなく短時間で電圧確立ができ安定した
制御が実施できる。
値を段階的に増加させているため、偏差電圧ΔＶが一定
となり、進み遅れ補償の時定数の値によって制御が大き
く変化することなく、オーバーシュートやアンダーシュ
ートを生じることなく短時間で電圧確立ができ安定した
制御が実施できる。
【００２６】しかも時間Ｔを変えることにより、電圧確
立までの時間を可変にすることができる。
立までの時間を可変にすることができる。
【００２７】もちろん定格電圧となった後も安定した制
御ができる。
御ができる。
【００２８】図３は本実施例における電圧確立制御の特
性を示し、図４は本実施例において設定電圧Ｖ0 を１０
０％→９０％→１００％としたときのインディシャル応
答を示す。図３，図４からわかるように本実施例によれ
ば電圧確立制御モードにおいても定格電圧保持モードに
おいても、安定した電圧制御ができることがわかる。
性を示し、図４は本実施例において設定電圧Ｖ0 を１０
０％→９０％→１００％としたときのインディシャル応
答を示す。図３，図４からわかるように本実施例によれ
ば電圧確立制御モードにおいても定格電圧保持モードに
おいても、安定した電圧制御ができることがわかる。
【００２９】
【発明の効果】以上実施例と共に具体的に説明したよう
に本発明によれば、設定電圧の値を、初励磁電圧の値か
ら段階的に増加値だけ順次増加させていき最終的に定格
値とするようにしたので、アンダーシュートやオーバー
シュートを生じることなく短時間で電圧確立ができると
共に、定格電圧となった後も安定した電圧制御ができ
る。
に本発明によれば、設定電圧の値を、初励磁電圧の値か
ら段階的に増加値だけ順次増加させていき最終的に定格
値とするようにしたので、アンダーシュートやオーバー
シュートを生じることなく短時間で電圧確立ができると
共に、定格電圧となった後も安定した電圧制御ができ
る。
【図１】水力発電所用制御装置を示すブロック構成図。
【図２】本発明による制御手順を示すフローチャート。
【図３】本発明による電圧確立制御を示す特性図。
【図４】本発明によるインディシャル応答を示す特性
図。
図。
４１−１，４１−２ 界磁遮断器 ９０Ｒ 電圧設定器 １００ 制御装置 １０１ 発電機電圧検出器 １０２ 進み遅れ補償器 １０３ 界磁電流検出器 １０４，１０６ 減算器 １０５，１０７ 比例積分演算器 １０８ Ｄ／Ａ変換器 Ｖ0 設定電圧 ＶG 検出発電機電圧 ΔＶ 偏差電圧 Ｉf 検出界磁電流 Ｉf0 設定界磁電流 ΔＩf 偏差界磁電流 ＩD 界磁電流指令 ＡＧ 発電機 ＷＴ 水車 Ｔｒ 変圧器 Ｔｈ サイリスタ制御部 ＥＸ 励磁機 Ｇ ガイドベーン機構 ＰＴ 計器用変圧器
Claims (1)
- 【請求項１】 設定電圧を設定する電圧設定器と、発電
機出力電圧を示す検出発電機電圧を求める発電機電圧検
出器と、発電機の界磁電流を示す検出界磁電流を求める
界磁電流検出器と、前記設定電圧と前記検出発電機電圧
との差を基に設定界磁電流を求める第１の演算手段と、
前記検出界磁電流と前記設定界磁電流との差を基に界磁
電流指令を求める第２の演算手段とを有する水力発電所
用制御装置において、 前記設定電圧の値を、まず初励磁電圧値に設定し、その
後は定格値になるまで、前記設定電圧の値を段階的に一
定値づつ増加させていくことを特徴とする水力発電所用
制御装置の制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7238036A JPH0984394A (ja) | 1995-09-18 | 1995-09-18 | 水力発電所用制御装置の制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7238036A JPH0984394A (ja) | 1995-09-18 | 1995-09-18 | 水力発電所用制御装置の制御方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0984394A true JPH0984394A (ja) | 1997-03-28 |
Family
ID=17024226
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7238036A Pending JPH0984394A (ja) | 1995-09-18 | 1995-09-18 | 水力発電所用制御装置の制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0984394A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009189195A (ja) * | 2008-02-08 | 2009-08-20 | Meidensha Corp | 発電機電圧確立時及び確立後の自動電圧制御方法 |
-
1995
- 1995-09-18 JP JP7238036A patent/JPH0984394A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009189195A (ja) * | 2008-02-08 | 2009-08-20 | Meidensha Corp | 発電機電圧確立時及び確立後の自動電圧制御方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040210 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20040629 |