JPS62225132A - 発電機の軸ねじれ抑制のための直流送電装置の制御装置 - Google Patents
発電機の軸ねじれ抑制のための直流送電装置の制御装置Info
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- JPS62225132A JPS62225132A JP61065783A JP6578386A JPS62225132A JP S62225132 A JPS62225132 A JP S62225132A JP 61065783 A JP61065783 A JP 61065783A JP 6578386 A JP6578386 A JP 6578386A JP S62225132 A JPS62225132 A JP S62225132A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
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Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は直流送電制御装置に係り、特に発電機と直流送
電との干渉による発を機のねじれを抑制するのに好適な
直流送電装置の制御装置。
電との干渉による発を機のねじれを抑制するのに好適な
直流送電装置の制御装置。
1977年アメリカのスケアビュート直流送電設備の順
変換所近傍にある発電所において、低周波の軸ねじれ共
振現象が発生した。これを契機として直流送電と発電機
との干渉による軸ねじれ共振現象の解明と抑制対策の検
討が急務となっている。
変換所近傍にある発電所において、低周波の軸ねじれ共
振現象が発生した。これを契機として直流送電と発電機
との干渉による軸ねじれ共振現象の解明と抑制対策の検
討が急務となっている。
これまでの検討結果によれば、この現象が直流送電系統
の制御に起因していることは解明されつつあるが、系統
状態による共振現象発生の判別や軸ねじれ共振現象の抑
制対策等に関しては、今後の検討を待つところが多い。
の制御に起因していることは解明されつつあるが、系統
状態による共振現象発生の判別や軸ねじれ共振現象の抑
制対策等に関しては、今後の検討を待つところが多い。
第2図(a)に本発明の対象とした直流送電系統を示ス
。図中、1はタービン、2は発電機、3はタービン1と
発電機2を結ぶ軸、4は交流送電線の 。
。図中、1はタービン、2は発電機、3はタービン1と
発電機2を結ぶ軸、4は交流送電線の 。
インピーダンス、51,52は交直変換装置で、51は
交流を直流に変換する順変換装置、52は直流を交流に
変換する逆変換装置である。53゜54は各々順変換装
置51及び逆変換装置52の制御装置で、Ipは直流送
電系統の送電電力を指令する電流指令値であり、順変換
装置及び逆変換装置に各々与えられるが、逆変換装置は
既によく知られているようにニブよシミ流マージンl工
だけ小さい電流指令値が制御装置54で作られて逆変換
装f152の電流指令値として与えられるものとする。
交流を直流に変換する順変換装置、52は直流を交流に
変換する逆変換装置である。53゜54は各々順変換装
置51及び逆変換装置52の制御装置で、Ipは直流送
電系統の送電電力を指令する電流指令値であり、順変換
装置及び逆変換装置に各々与えられるが、逆変換装置は
既によく知られているようにニブよシミ流マージンl工
だけ小さい電流指令値が制御装置54で作られて逆変換
装f152の電流指令値として与えられるものとする。
第2図(b)に制御装置53及び54の詳細ブロック図
を示す。501は電流指令値IP (上述したように逆
変換装置の制御回路ではIpjIが指令値として与えら
れる)と直流送電系統に流れる実電流の検出値Itとの
差をとる加算器、502は演算増幅回路で501と50
2によシ定電流制御回路′!!−構成する。503はI
tと変換装置にかかる交流電圧の大きさの検出値Etと
から変換装置が安定な転流動作を行うに必要な余裕角に
相当する制御角指令値を算出する定余裕角制御回路、5
04は演算増幅回路502と定余裕角制御回路303の
出力のうちの最適な値を選択する信号選択回路、505
は504によシ選択された信号の大きさに応じてパルス
を出力する位相制御回路で、入力信号(制御信号)と出
力パルスの位相角との関係を第2図(C)に示す。信号
選択回路では通常、順変換装置では定電流制御回路、逆
変換装置では定余裕角制御回路が選択され、各々の変換
装eを制御する。
を示す。501は電流指令値IP (上述したように逆
変換装置の制御回路ではIpjIが指令値として与えら
れる)と直流送電系統に流れる実電流の検出値Itとの
差をとる加算器、502は演算増幅回路で501と50
2によシ定電流制御回路′!!−構成する。503はI
tと変換装置にかかる交流電圧の大きさの検出値Etと
から変換装置が安定な転流動作を行うに必要な余裕角に
相当する制御角指令値を算出する定余裕角制御回路、5
04は演算増幅回路502と定余裕角制御回路303の
出力のうちの最適な値を選択する信号選択回路、505
は504によシ選択された信号の大きさに応じてパルス
を出力する位相制御回路で、入力信号(制御信号)と出
力パルスの位相角との関係を第2図(C)に示す。信号
選択回路では通常、順変換装置では定電流制御回路、逆
変換装置では定余裕角制御回路が選択され、各々の変換
装eを制御する。
周、この種の装置として関連するものには例えば、 r
HVDc 8YSTEM C0NT几Of、FOR
DAMPING OF 5UB8YNdronus。
HVDc 8YSTEM C0NT几Of、FOR
DAMPING OF 5UB8YNdronus。
oscillations、 IEEE Trans、
Vol PAS−101凰7.1982Jが挙げら
れる。
Vol PAS−101凰7.1982Jが挙げら
れる。
このような系統において、今、交流送電線または直流送
′!!!線で事故が発生して発電機の電気的トルクが余
ったとすると、発電機は加速し交流系統の周波数が−ヒ
る。しかし直流送電系統では一般に定電流制御されるの
が通常であるため、電気的トルクの余シは発電機とター
ビンを結ぶ軸にストレスとしてかかり、軸ねじれが生じ
る。また事故によシ発電機の電気的トルクが不足した場
合も同様に軸にストレスがかかる。このストレスが大き
いと軸が破壊するといった重大事故となる。
′!!!線で事故が発生して発電機の電気的トルクが余
ったとすると、発電機は加速し交流系統の周波数が−ヒ
る。しかし直流送電系統では一般に定電流制御されるの
が通常であるため、電気的トルクの余シは発電機とター
ビンを結ぶ軸にストレスとしてかかり、軸ねじれが生じ
る。また事故によシ発電機の電気的トルクが不足した場
合も同様に軸にストレスがかかる。このストレスが大き
いと軸が破壊するといった重大事故となる。
本発明の目的は上述した従来技術の問題点を除き、定常
的・過渡的にも安定に送電できる直流送電の制御装置を
提供することにある。
的・過渡的にも安定に送電できる直流送電の制御装置を
提供することにある。
発電機と直流送電系統との干渉によシ軸ねじれ現象が発
生するのは、直流送電系統が通常、定電力制御で運転さ
れることに原因の一つがある。即ち定電力制御のため発
電機の電気的制御係数(=発電機の角速度の変化に対す
る電気的なトルクの変化)が零または負になシ、発電機
の過渡振動を抑えることができないため、軸固有の振動
数で振動し不安定現象を生じる。この対策として発電機
と直流送電系統との固有値解析の結果、発電機の角速度
に相当する信号(更にその積分値である発電機の位相角
に相当する信号を加えるとさらに良い)の状態フィード
バックによシ直流送電電力を制御すれば、直流送電系統
の電気的制御係数が正となシ、発電機の電気的トルクに
過不足が生じても過渡振動は減衰し軸ねじれ現象が生じ
ない。また、状態フィードバックの最適な係数値(ゲイ
ン)が直流送電電力によって変わるので、直流送電電力
に相当する信号によってその係数値を変化するようにす
る。
生するのは、直流送電系統が通常、定電力制御で運転さ
れることに原因の一つがある。即ち定電力制御のため発
電機の電気的制御係数(=発電機の角速度の変化に対す
る電気的なトルクの変化)が零または負になシ、発電機
の過渡振動を抑えることができないため、軸固有の振動
数で振動し不安定現象を生じる。この対策として発電機
と直流送電系統との固有値解析の結果、発電機の角速度
に相当する信号(更にその積分値である発電機の位相角
に相当する信号を加えるとさらに良い)の状態フィード
バックによシ直流送電電力を制御すれば、直流送電系統
の電気的制御係数が正となシ、発電機の電気的トルクに
過不足が生じても過渡振動は減衰し軸ねじれ現象が生じ
ない。また、状態フィードバックの最適な係数値(ゲイ
ン)が直流送電電力によって変わるので、直流送電電力
に相当する信号によってその係数値を変化するようにす
る。
定電流制御回路の電流指令値を、送電系統の状態量全係
数(ゲイン)倍した信号で補正することによシ、電気的
制御係数が正となシ、軸ねじれ現象が生じない。
数(ゲイン)倍した信号で補正することによシ、電気的
制御係数が正となシ、軸ねじれ現象が生じない。
第1図に本発明の一実施例を示す。前回と同じ番号のも
のは同じものを示すので異ったものについて説明すると
、第1図(a)中、55は発゛電機2に接続された交流
電圧を検出するための電圧変成器、56は検出値Ewと
電流指令値IPとから新しい電流指令値It’を作成す
る電流指令値作成回路である。この出力が前記制御架[
53に導かれる。
のは同じものを示すので異ったものについて説明すると
、第1図(a)中、55は発゛電機2に接続された交流
電圧を検出するための電圧変成器、56は検出値Ewと
電流指令値IPとから新しい電流指令値It’を作成す
る電流指令値作成回路である。この出力が前記制御架[
53に導かれる。
電流指令値作成回路56の内部の詳細制御ブロック図を
第1図(b)に示す。図中506は交流電圧検出値Ew
から発電機の角速度の大きさに相当する信号を検出する
角速度検出回路、507は506の検出値を設定された
旭だけゲイン倍するアンプ、508は前述の゛電流指令
値Itとアンプ507の出力を加算する加算器で、この
出力が新しい電流指令値IP’となシ、前記加算器50
1に導かれる。この制御装置の動作を説明すると、今、
交流送電線(または直流送電線)で事故が発生し発電機
の電気的トルク゛が余って発電機が加速すると、角速度
検出回路506の出力が大きくなり、この値は指定ゲイ
ン倍されて電流指令値IPに加算される。従って直流送
電系統では発電機の角速度の増加分に比例した量だけ送
電電力が増加し、発電機の余剰電気的トルクを吸いとる
。このため発電機とタービンを結ぶ軸にはストレスはか
からない。
第1図(b)に示す。図中506は交流電圧検出値Ew
から発電機の角速度の大きさに相当する信号を検出する
角速度検出回路、507は506の検出値を設定された
旭だけゲイン倍するアンプ、508は前述の゛電流指令
値Itとアンプ507の出力を加算する加算器で、この
出力が新しい電流指令値IP’となシ、前記加算器50
1に導かれる。この制御装置の動作を説明すると、今、
交流送電線(または直流送電線)で事故が発生し発電機
の電気的トルク゛が余って発電機が加速すると、角速度
検出回路506の出力が大きくなり、この値は指定ゲイ
ン倍されて電流指令値IPに加算される。従って直流送
電系統では発電機の角速度の増加分に比例した量だけ送
電電力が増加し、発電機の余剰電気的トルクを吸いとる
。このため発電機とタービンを結ぶ軸にはストレスはか
からない。
逆に交流送電線の事故によシ発電機の電気的トルクが不
足した場合は発電機は減速し、角速度検出回路506の
出力が小さくなるので直流送′¥EL電力が減少し、発
′gL機の不足した電気的トルクを補う。
足した場合は発電機は減速し、角速度検出回路506の
出力が小さくなるので直流送′¥EL電力が減少し、発
′gL機の不足した電気的トルクを補う。
このため発電機とタービンを結ぶ軸にストレスはかから
ない。
ない。
本発明のもう1つの本発明の実施例を第3図に示す。第
3図は第1図で述べた直流送電系統の電流指令値にさら
に発電機の位相角に相当する状態フィードバックを導入
した装置である。前図と同じ番号のものは同じものを表
わしているので異った新しいものについて説明すると、
509は前記角速度検出回路506の出力全積分する積
分器、510は積分器の出力を設定された値だけ係数倍
するアンプである。このアンプ510の出力は前記加算
器508に導かれて電流指令値Ipに加算され、新しい
電流指令値Ip’を作る。
3図は第1図で述べた直流送電系統の電流指令値にさら
に発電機の位相角に相当する状態フィードバックを導入
した装置である。前図と同じ番号のものは同じものを表
わしているので異った新しいものについて説明すると、
509は前記角速度検出回路506の出力全積分する積
分器、510は積分器の出力を設定された値だけ係数倍
するアンプである。このアンプ510の出力は前記加算
器508に導かれて電流指令値Ipに加算され、新しい
電流指令値Ip’を作る。
この制御装置によれば角速度検出値が積分されて発電機
の位相角に相当する信号によっても直流送電系統の電流
指令値IPが変更されるので、系統事故により発電機の
電気的トルクが変動して発電機の角速度は変化しないが
位相角が変化した場合も変化量に比例して直流送電系統
の送電電力が変化される。従って前述の実施例よりさら
にきめめ細かい直流送電系統の制御が行え、発電機とタ
ービンとを結ぶ軸のねじれを防止できる。
の位相角に相当する信号によっても直流送電系統の電流
指令値IPが変更されるので、系統事故により発電機の
電気的トルクが変動して発電機の角速度は変化しないが
位相角が変化した場合も変化量に比例して直流送電系統
の送電電力が変化される。従って前述の実施例よりさら
にきめめ細かい直流送電系統の制御が行え、発電機とタ
ービンとを結ぶ軸のねじれを防止できる。
第4図にさらにもう1つの本発明の実施例を示す。第4
図は第1図に述べた制御装置のアンプのゲインを直流送
電電力に応じて変えるようにした回路が導入されている
。これは最適な状態量(この場合1発電機の角速度及び
位相角に相当する信号)のフィードバックゲインが直流
送電電力によって変わることを考慮し九ものである。図
中、前図と同じ番−号のものは同じものを表しているの
で異ったものについて説明すると、511は直流送電電
力の大きさに相当した信号COMによってアンプのゲイ
ンが変わる可変ゲインアンプである。
図は第1図に述べた制御装置のアンプのゲインを直流送
電電力に応じて変えるようにした回路が導入されている
。これは最適な状態量(この場合1発電機の角速度及び
位相角に相当する信号)のフィードバックゲインが直流
送電電力によって変わることを考慮し九ものである。図
中、前図と同じ番−号のものは同じものを表しているの
で異ったものについて説明すると、511は直流送電電
力の大きさに相当した信号COMによってアンプのゲイ
ンが変わる可変ゲインアンプである。
信号COMとしては実際の直流送電電力の検出値、電流
指令値Ip、電流検出値Itsいずれでも良い。計算に
よる検討結果では、信号COMの大きさとアンプゲイン
との関係は第5図に概略図を示すように、直流送電電力
の大きいとき即ちCOMの大きいときゲインは小さく、
小さいときはゲインは大きくすると良い。
指令値Ip、電流検出値Itsいずれでも良い。計算に
よる検討結果では、信号COMの大きさとアンプゲイン
との関係は第5図に概略図を示すように、直流送電電力
の大きいとき即ちCOMの大きいときゲインは小さく、
小さいときはゲインは大きくすると良い。
伺、第4図では第1図の実施例に基づいたものを示した
が、この考えは第3図の実施例に基づいたものにも応用
できることは明らかであるので詳細の制御ブロック図は
省略している。
が、この考えは第3図の実施例に基づいたものにも応用
できることは明らかであるので詳細の制御ブロック図は
省略している。
以上述べた如く本発明によれば、簡単な制御回路の追加
によシ発電機と直流送電系統の干渉による不安定現象を
防止できるので、発電機のエネルギを直流で安定に送電
できる効果がある。
によシ発電機と直流送電系統の干渉による不安定現象を
防止できるので、発電機のエネルギを直流で安定に送電
できる効果がある。
第1図は本発明の発電機の軸ねじれ抑制のための制御装
置を備えた直流送電設備の説明図、第2図は本発明の対
象とする直流送電系統の説明図。 第3図及び第4図は本発明の他の実施例による制御装e
k示す図、第5図は第4図中の可変ゲインアンプの特性
図である。 1・・・タービン、2・・・発電機、3・・・軸、4・
・・交流送電線のインピーダンス、51,52・・・交
直変換装置、53.54・・・制御装置、55・・・電
圧変成器、 。 56・・・直流指令値作成回路、501,508・・・
加算器、502・・・演算増幅器、503・・・定余裕
角制御回路、504・・・信号選択回路、505・・・
位相制御回路、506・・・角速度検出回路、507,
510茅1 固 、、 (b) $2 固 (b) $3 固 15″g
置を備えた直流送電設備の説明図、第2図は本発明の対
象とする直流送電系統の説明図。 第3図及び第4図は本発明の他の実施例による制御装e
k示す図、第5図は第4図中の可変ゲインアンプの特性
図である。 1・・・タービン、2・・・発電機、3・・・軸、4・
・・交流送電線のインピーダンス、51,52・・・交
直変換装置、53.54・・・制御装置、55・・・電
圧変成器、 。 56・・・直流指令値作成回路、501,508・・・
加算器、502・・・演算増幅器、503・・・定余裕
角制御回路、504・・・信号選択回路、505・・・
位相制御回路、506・・・角速度検出回路、507,
510茅1 固 、、 (b) $2 固 (b) $3 固 15″g
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、発電機の電気的エネルギを直流送電で負荷地へ送電
する送電系統の直流送電の制御装置において、定電流制
御回路の電流指令値を、送電系統の状態量を係数倍した
信号で補正することを特徴とする発電機の軸ねじれ抑制
のための直流送電装置の制御装置。 2、特許請求の範囲第1項において送電系統の状態量と
して、発電機の角速度またはそれに相当する信号とした
ことを特徴とする発電機の軸ねじれ抑制のための直流送
電装置の制御装置。 3、特許請求の範囲第1項において、送電系統の状態量
として、発電機の角速度またはそれに相当する信号及び
発電機の位相角またはそれに相当する信号としたことを
特徴とする発電機の軸ねじれ抑制のための直流送電装置
の制御装置。 4、特許請求の範囲第1項または第2項において、信号
を係数倍する係数値を直流送電の送電電力に応じて変え
ることを特徴とする発電機の軸ねじれ抑制のための直流
送電装置の制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61065783A JPH0691706B2 (ja) | 1986-03-26 | 1986-03-26 | 発電機の軸ねじれ抑制のための直流送電装置の制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61065783A JPH0691706B2 (ja) | 1986-03-26 | 1986-03-26 | 発電機の軸ねじれ抑制のための直流送電装置の制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62225132A true JPS62225132A (ja) | 1987-10-03 |
| JPH0691706B2 JPH0691706B2 (ja) | 1994-11-14 |
Family
ID=13296977
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61065783A Expired - Fee Related JPH0691706B2 (ja) | 1986-03-26 | 1986-03-26 | 発電機の軸ねじれ抑制のための直流送電装置の制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0691706B2 (ja) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57211937A (en) * | 1981-06-19 | 1982-12-25 | Tokyo Electric Power Co | Operation controller for dc transmission system |
| JPS58198120A (ja) * | 1982-05-12 | 1983-11-18 | 東京電力株式会社 | 直流送電制御装置 |
| JPS5953025A (ja) * | 1982-09-20 | 1984-03-27 | 東京電力株式会社 | 直流送電の制御装置 |
-
1986
- 1986-03-26 JP JP61065783A patent/JPH0691706B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57211937A (en) * | 1981-06-19 | 1982-12-25 | Tokyo Electric Power Co | Operation controller for dc transmission system |
| JPS58198120A (ja) * | 1982-05-12 | 1983-11-18 | 東京電力株式会社 | 直流送電制御装置 |
| JPS5953025A (ja) * | 1982-09-20 | 1984-03-27 | 東京電力株式会社 | 直流送電の制御装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0691706B2 (ja) | 1994-11-14 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |