JPS6229803B2 - - Google Patents

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JPS6229803B2
JPS6229803B2 JP53044227A JP4422778A JPS6229803B2 JP S6229803 B2 JPS6229803 B2 JP S6229803B2 JP 53044227 A JP53044227 A JP 53044227A JP 4422778 A JP4422778 A JP 4422778A JP S6229803 B2 JPS6229803 B2 JP S6229803B2
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JP
Japan
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control
time
pulse
ctb
period
Prior art date
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JP53044227A
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English (en)
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JPS54136617A (en
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Ryuzo Hirano
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Hitachi Ltd
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Hitachi Ltd
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Publication date
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  • Feedback Control In General (AREA)
  • Control Of Electric Motors In General (AREA)
  • Control Of Eletrric Generators (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、電力系統の制御、例えば発電有効電
力制御(ALR)、無効電力制御(AQR)、電力制
御(AVR)等に使用される電動機を制御するの
に好適な方法に関する。
従来の技術 電力系統制御における発電有効電力制御
(ALR)を例にして従来の技術を述べると、第1
図のように与えられた目標発電有効電力値P0と、
発電有効電力の計測値Pの偏差ΔPを求め、電動
機制御装置1によつて連続的にΔPに応じた制御
信号に変換し、ガバナー電動機2を駆動させて、
ガバナーを制御し発電機3の出力を変化させるも
のであつた。電動機制御装置1の出力である制御
信号は、第2図に示すごとく、偏差ΔPに応じて
パルス周期が異なる。ΔPの絶対値が小さいほ
ど、Tは大きくパルス列は粗になり、ΔPの絶対
値が大きくなるほど、Tは小さくなりパルス列は
密になる。
この制御パルス列は、制御装置のアルゴリズム
で決められている不感帯に入るまで、連続的に加
えられる。これに対して帰還信号となる計測発電
有効電力Pの応答は、系統負荷によつても異なる
が、数秒の遅れをもつている。又、ガバナー電動
機及び、ガバナー電動機に接続されているガバナ
ーも大きな慣性を持つており、応答の立ち上り特
性が悪い。一方、応答しはじめると応答遅れの間
に受けとつた制御パルス信号が積分量として作用
し、急激に立ち上がり、第3図のaのように、オ
ーバーシユートをひきおこし、不安定な制御系と
なつていた。これを防ぐため、第3図のbのよう
にΔPの不感帯を大きく取り、PがP0に達する直
前に制御信号を停止して積分量を不感帯で吸収す
る方式をとつていた。
発明が解決しようとする問題点 上記従来の方法によれば、被制御系の応答遅れ
が大きいときには制御が不安定となり、また、制
御系の不感帯を小さくすることが困難であつた。
本発明の目的は上記の欠点を解決し、被制御系
の応答遅れに対しても安定であり、制御系の不感
帯を小さくとることができる精度の良い制御方法
を提供することにある。
問題点を解決するための手段 上記目的を達成するために本発明の特徴とする
ところは、対象機器を制御すべきパルス信号を所
定の制御テーブル(CTB)を用い、第7図及び
第8図に示した手順に従つて作成し、用いる点に
ある。
すなわち、CTBに現在時点での制御情報を記
憶するとともに、次回の制御時間にはCTBの内
容をCTB上過去を示す方向にシフトし、それと
ともにサンプリング時間ごとに目標値と実測値の
偏差量から必要とされるパルス幅、パルス周期及
び制御持続時間を算出し、前回の上記制御情報と
比較しながらCTBの内容を変更し、その内容に
基づき制御を行うものである。
作 用 本発明によれば、制御対象に対して出力すべき
パルスの幅、周期及び出力の持続時間をCTBに
一定時間記憶させて制御するので、応答遅れの大
きな制御系に対しても安定した制御が可能とな
る。
実施例 以下本発明の実施例を第4図ないし第10図を
参照して説明する。
本実施例で用いられる装置は、第4図に示す如
く目標発電有効電力P0と、電力変換器で計測され
た計測発電有効電力Pとを比較して、その偏差Δ
Pに応じた制御パルスをガバナー電動機2を駆動
する増幅器6又は7に印加するマイクロコンピユ
ータを中核としたデイジタル電動機制御装置5を
有する。制御装置5で用いられるロジツクは、一
定周期ごとに計測量をサンプリングしそれに基づ
いて制御量を決定する制御量決定ロジツクと、決
定された制御量に基づいて制御パルスを出力する
パルス制御ロジツクから構成される。
制御量決定ロジツクの起動周期T1は、一般的
にデイジタル制御装置によるサンプリング制御の
場合、要求される制御スピードの1/5〜1/10の時
間として与えられる。この周期T1ごとに、制御
量決定ロジツクにより、P0とPの偏差ΔPを求
め、ΔPからパルス幅PWと、パルス周期TPと、
この制御条件を持続させる制御時間TCを決定す
る。パルス幅PWは、第5図のステツプ状のパル
ス幅カーブより決定する。このパルス幅カーブ
は、ΔPの絶対値が大きくなるほどパルス幅が大
きくなるようにされている。
パルス周期TPは、制御系の安定性を考慮し
て、ΔPの絶対値が小さくなるほど大きくなる非
線形カーブを使用し、下式(1)の対数カーブ又は(2)
の2次カーブを使用する。
P=K・e−|ΔP| ……(1) TP=a・|ΔP|+b・|ΔP|+c
……(2) なお、k,a,b,cは、制御特性定数であ
る。
制御時間TCは、上記で決定したTP,PWを何
時迄継続するかを決定するもので、下式(3)で与え
られる。
C=(ΔP/PF)×TF ……(3) ここで、PF:0〜最大発電有効電力値迄のバ
ンド値 TF:最小のパルス周期で、最大のパ
ルス幅で、0〜最大発電有効電
力値迄で制御したときの時間 以上のPW,TP,TCによつて第6図の制御テ
ーブルCTBを作成する。CTBは過去の制御履歴
を残す部分と未来の制御パルスフラグをセツトす
る部分からなる。又、このCTBの1メモリの時
間(t〜t+1の時間)として、最大パルス幅
(第5図のPW1となる)を与えておくことによ
り、TP≦PWの場合、CTBの各メモリにはすべ
て制御パルスフラグがセツトされ、連続パルスを
得ることができるようにしておく。
今、制御テーブルCTBに、制御パルスフラグ
をセツトする場合、前回CTBにセツトした時の
P(t′)と今回ほTP(t)と比較しその結果に
よつて次のように制御を行うものとする。
1 TP(t′)≦TP(t)の場合: 現在の制御条件で|ΔP|が小さくなる方向
のため、制御テーブルCTBに従つて、CTBの
フラグが全て過去にシフトされるまで、CTB
をかき換えず制御を行う。
2 TP(t′)>TP(t)の場合: |ΔP|が発散方向にあるため、今回のT
P,PW,TCによつてCTBを書きかける。
この場合、前回のパルス出力した時間と連続
性をもたすため、前回パルス出力した時間を
CTBのt−1〜t−mから求め、その位置か
らTPの周期でCTBに制御パルスフラグをTC
の時間迄セツトする。
上記の制御量決定ロジツクのフローを第7図に
示す。又、パルスを出力するパルス制御ロジツク
のフローを第8図に示す。パルス制御ロジツク
は、制御テーブルCTBの1メモリの時間(t〜
t+1の時間)と同期をとりCTBのtの位置に
制御パルスフラグをセツトされておれば、PW
パルス幅のパルス信号を、信号増幅器6を経由し
てガバナー電動機2に印加し、CTBを1メモリ
左方向へシフトするものである。
以下第7図、第8図のフローについて例をあげ
て説明する。
まず第7図の制御量決定ロジツクのブロツク7
1では目標発電有効電力P0と計測発電有効電力P
の偏差ΔPを求める。
ΔP=|P0−P| ……(4) ブロツク72では、(4)式の結果より、第5図の
カーブより、パルス周期TP、パルス幅PWを求め
る。
例としてΔP=3.0MWのとき、TP=1500ms、
W=500msが得られたとする。
ブロツク73では、制御時間TCを前述の(3)式
を利用して求める。例としてPB=20.0MW、TB
=80secとすると TC=(3.0〜20.0)×80=12sec となる。
次にブロツク74では、前回時刻t′で制御テー
ブルCTBを作成したときのTP(t′)と現在時刻
tのΔP(t)より作成したTP(t)とを比較
する。
1 TP(t′)≦TP(t)のとき: ΔPが小さくなる方向であるため、CTBに
制御パルスフラグがまだ残つているかチエツク
するブロツク75にジヤンプする。
2 TP(t′)>TP(t)のとき: ΔPが大きくなり、密度の濃いパルスが要求
されているため、新しいTP(t),PW(t)
C(t)に従つてCBTを書き換えるルーチン
のブロツク76にジヤンプする。
ブロツク75では、第6図のt〜t+nの内容
をチエツクし、制御パルスフラグがセツトされて
いる場合はまだ前回の制御量が残つていると判断
し、次回のサンプリング起動時間T1をセツトす
る処理ブロツク77へジヤンプする。
制御パルスフラグがセツトされていない場合
は、現在時刻tのTP(t),PW(t),TC
(t)でCTBを作成する必要がありブロツク78
へジヤンプする。
ブロツク76では、CTBの内容が不連続にな
るのを避けるため、第6図のt−1〜t−mの方
向に制御パルスフラグがセツトされてるかをチエ
ツクしそこからの経過時間を見る。過去最新のパ
ルスが出力された時刻をt−m′とするとパルス
が出力されてからの時間T3は、t″=m′×T2とな
る。
ただし、T2はパルス制御ロジツクの起動周期
である。
1 TP>T3のとき 前回制御パルス出力してTP時間経過してい
ないので、t−m′を起点として、CTBを作成
する処理ブロツク35をジヤンプする。
2 TP≦T3のとき 現在時刻tを起点として、CTBを作成する
処理ブロツク78へジヤンプする。
ブロツク35ではCTBのt−m′を起点とし
て、TPの周期で制御パルスフラグをTCの時間ま
で、セツトする。この例を第9図のbに示す。な
お、第9図のaは、時刻tにおいて制御量決定ロ
ジツクフローが動作する以前の状態を示し、TP
=2500ms、PW=300msの例である。
ブロツク78は、第6図の制御テーブルCTB
のt〜t+mの間に制御パルスフラグがないか、
(第9図のcの状態)、又は、前回パルスを出力し
た時刻t−m′から現在の時刻t迄の間がすでに
P以上経過している場合(第9図のdの状態)
である。従つて現在時刻tを起点として、制御パ
ルスフラグをCTBにセツトする。この例を第9
図のeに示す。なお、第9図のc,dのTP,PW
は、aにおけると同一としている。
以上の処理終了後、ブロツク77では、次回起
動時の周期時刻T1をセツトして、制御量決定ロ
ジツクの処理フローは終了する。
第8図のパルス制御ロジツクフローは、T2
期毎に起動がかかる。ブロツク50では、制御テ
ーブルCTBの、現在時刻tの位置に、制御パル
スフラグがセツトされているかを判断する。
制御パルスフラグがセツトされていないときは
ブロツク70へジヤンプする。
制御パルスフラグがセツトされているときは、
Wのパルス幅でもつて、制御を必要とするため
ブロツク55へジヤンプする。
ブロツク55では、目標発電有効電力P0と計測
発電有効電力Pの偏差の符号を判定して、出力増
加方向か、出力減少方向か判断する。
出力増加の場合ブロツク60へジヤンプする。
ブロツク60では、第7図の制御量決定ロジツク
で計算されたパルス幅PWの制御パルスを、第4
図の出力増加方向信号増幅器6へ出力する。出力
減少の場合、ブロツク65で、ブロツク60と同
様のパルス幅PWの制御パルスを第4図の出力減
少方向信号増幅器7へ出力する。
ブロツク70では、時刻tから始まつた制御が
終了したため制御テーブルCTB1メモリ過去の方
向(第6図では左方向)へシフトし、T2後の起
動の準備する。
ブロツク75では、次回のパルス制御ロジツク
フローの起動周期T2をセツトし全体フローが終
了する。
第10図は本発明の他の実施例を示すものであ
り、ここでは複数台の電動機を本方法で制御する
場合を示す。この場合、制御テーブルCTBを制
御対象の電動機台数分持つことにより、制御量決
定ロジツク、及びパルス制御ロジツクを台数分ル
ープさせることにより、同一処理で制御できる。
又、複数台の電動機を含めた制御系の特性が異
なる場合でも、本方式によれば、第5図の制御パ
ルス周期TPとパルス幅PWを決定する定数を、特
性の異なる制御系ごとにもつだけで、制御ロジツ
クを、追加することなく、コンパクトで、経済的
な制御システムが構成でき、かつ、調整するパラ
メータも、第5図のTPとPWを決定する定数のみ
で良く、容易に調整を行うことができる。
発明の効果 以上説明したように、本発明によれば、目標値
と計測値との偏差量に応じて制御量の絶対値を決
定し、一定時間、その状態を持続する予測制御機
能であるため、被制御系の大きな応答遅れに対し
ても安定でかつ、制御系の不感帯を小さくとるこ
とができるため、精度の良い制御が出来る。
又、本方法は従来のアナログ量を扱つたワイヤ
ードロジツクの制御装置ではなく、デイジタルマ
イクロコンピユータ等のメモ暦機能を有したデイ
ジタル制御装置に組み込むことが出来るため、コ
ンパクトでかつ経済的な制御装置が提供できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は発電有効電力制御ブロツク図、第2図
は従来の制御方式による信号出力状態図、第3図
は従来の制御方式の制御特性図、第4図は本発明
による制御方法を導入した発電有効電力制御シス
テムブロツク図、第5図はパルス周期及びパルス
幅決定特性線図、第6図は制御テーブル図、第7
図は制御量決定ロジツクフロー図、第8図はパル
ス制御ロジツクフロー図、第9図は制御テーブル
作成法を説明する図、第10図は本発明の他の実
施例を説明する図である。 1……電動機制御装置、2……ガバナー電動
機、3……発電機、4……系統、P0……目標有効
電力値。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 制御量を所定の幅、周期及び持続時間を有す
    るパルス信号の形態で被制御機器に対して付与
    し、それによつて被制御機器の運転を制御する方
    法において、所定のサンプリング周期によつて制
    御量の目標値及び実測値の偏差を算出し、これに
    基づいて第回の制御時間における被制御機器に
    付与すべきパルス信号の幅、周期及び持続時間を
    含む制御情報を算出して記憶手段に設けられた制
    御テーブル上に格納保持するとともにその内容に
    従つて被制御機器の運転を制御し、第(+1)
    回の制御時間には上記制御テーブル上に格納され
    る第回時点における上記制御情報の格納位置を
    制御テーブル上の過去を示す方向に移動させると
    ともに、記偏差に基づいて第(+1)回におけ
    る上記パルス信号の幅、周期及び持続時間を算出
    し、第回における制御情報と比較しながら上記
    制御テーブルの内容を変更し、その内容に従つて
    被制御機器の運転を制御することを特徴とするデ
    イジタル制御方法。
JP4422778A 1978-04-17 1978-04-17 Digital control of motor Granted JPS54136617A (en)

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