JPS6230303B2 - - Google Patents

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JPS6230303B2
JPS6230303B2 JP55020770A JP2077080A JPS6230303B2 JP S6230303 B2 JPS6230303 B2 JP S6230303B2 JP 55020770 A JP55020770 A JP 55020770A JP 2077080 A JP2077080 A JP 2077080A JP S6230303 B2 JPS6230303 B2 JP S6230303B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
water turbine
guide vane
pump
load
power generation
Prior art date
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Expired
Application number
JP55020770A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS56118571A (en
Inventor
Tomotake Nagafuji
Junichi Kawamura
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Tokyo Shibaura Electric Co Ltd filed Critical Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
Priority to JP2077080A priority Critical patent/JPS56118571A/ja
Publication of JPS56118571A publication Critical patent/JPS56118571A/ja
Publication of JPS6230303B2 publication Critical patent/JPS6230303B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • 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

Landscapes

  • Control Of Water Turbines (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はタンデム式揚水発電所の制御方法の改
良に係り、特に運転モードを発電運転から揚水運
転に変更する場合におけるタンデム式揚水発電所
の制御方法に関する。
第1図に示すように、水車11とポンプ21を
同軸上に設置したタンデム式揚水発電所において
は、主機が発電運転を行なつている場合、水車1
1はガイドベーン12を開き、ランナ13の流路
内を流下する水のエネルギーによつて正規運転速
度で回転している。また、ポンプ21は吐出弁2
2を閉じ、インペラ23はその流路内の水を下方
に押下げ、空気中で回転している。この発電運転
から揚水運転にモード変更する場合には、水車1
1側ガイドベーンを閉成させて無負荷発電運転と
し、また、ポンプ側は系統からの電力供給を受け
て回転しつつ、インペラ23の流路内の空気を排
気することによつて、そこを水で充満させ、ポン
プ21を締切運転状態にさせる。ポンプ21が締
切運転状態になつた後、吐出弁22を開いて運転
モードを揚水運転に変換する。
上記の運転モード変更の過程において、ポンプ
駆動のために必要なポンプ入力は第2図1のよう
に変化する。即ち、インペラ23の流路内から空
気を排気する場合、aからbのようにポンプ入力
は増大して行き、インペラ流路内の空気が水と完
全に置換されて締切運転状態(b点)に至る近傍
では、ポンプ入力は急激に増大する。この運転状
態より、同図2のように吐出弁を徐々に開いて行
くとポンプ入力はb〜cのように変化し、ポンプ
が正規揚水運転に入つた後、ポンプ入力は安定す
る。
このように運転モード変換時に、ポンプ入力が
大幅に変動すると、発電電動機に並列されている
電力系統に大きな動揺を与え、同一系統に連なる
負荷側の各種装置に悪影響を及ぼすことになる。
これは特に、系統容量の小さい電力系や、系統容
量に対してポンプ入力の割合が大きな場合、はな
はだ不都合で、系統の安定度を低下させる一因と
なる。
本発明は従来の運転制御方法における上述の如
き不都合を除去すべくなされたもので、発電電動
機が系統と並列運転している状態で発電運転から
揚水運転へモード変換する過程において、空気運
転中のポンプが正規揚水運転に至るまでに必要と
する電力をポンプとタンデムに設置した水車を発
電運転することにより供給し、正規揚水運転状態
になつた後系統からポンプに徐々に電力を供給
し、この供給電力に見合う分だけ水車の発電出力
を漸次軽減させて行き、水車による発電出力が零
に近づいた際に水車側のガイドベーンを急速に閉
鎖して水車を空転運転状態にすることにより系統
に及ぼす電力動揺を極力低減させ、しかもこれを
簡単な制御シーケンスにより実行できるようにし
たタンデム式揚水発電所の制御方法を提供するこ
とを目的とするものである。
上記目的を達成するために、本発明は発電電動
機が系統と並列運転しているタンデム式揚水発電
所において、運転モードを発電運転から揚水運転
に変更する際、水車を一旦無負荷発電運転とした
後、再び負荷発電運転とすることによりポンプが
水面押下げ運転、締切運転および正規揚水運転へ
と移行する間、それに必要な入力を水車から供給
させ、しかる後、正規揚水運転に必要なポンプ入
力を系統より徐々に供給してそれに見合う分だけ
水車の発電出力を減らして水車を空転運転に至ら
しめるようにしたタンデム式揚水発電所の制御方
法において、水車の最高落差における無負荷運転
ガイドベーン開度と最低落差における無負荷運転
ガイドベーン開度の範囲内で任意の一定開度を設
定し、水車のガイドベーン開度がこの設定無負荷
運転ガイドベーン開度に達した際水車のガイドベ
ーンを急閉鎖し、しかる後、水車の水面押下げを
行なうようにしたことを特徴とするものである。
以下、図面を参照しつつ、本発明の詳細を設明
する。
第1図において、水車11により発電運転を行
なつている場合、前述と同様に水車11はガイド
ベーン12を開き、ランナ13の流路内を流下す
る水のエネルギーによつて正規運転速度で回転し
ている。また、ポンプ21は吐出弁22を全閉と
し、インペラ23の流路内の水は下方に押下げら
れ、インペラも空中で回転している。これらの状
態から揚水運転に変更する場合には、水車11は
ガイドベーンを閉じることによつて一旦無負荷発
電運転とし、ポンプ21が空転状態から揚水運転
に移行する際、水車のガイドベーンを開いてポン
プ入力に見合う発電運転を行ない、ポンプが正規
の揚水運転に達した後、再び水車11側のガイド
ベーンを徐々に閉じ、然る後水面押下げによつて
水車を空転させ、揚水運転への移行を完了させ
る。
これを第3図に基いて説明すると、水車のガイ
ドベーンを同図1に示すように〜間で一旦閉
じ、水車を無負荷発電運転とする。この条件は系
統への入/出力が零となることで検出できる。
点以降、ポンプのインペラ流路内の空気を徐々に
排気して行く。この過程では水車のガイドベーン
を徐々に開き、同図5に示すポンプ入力の増加分
を水車出力(同図3)が負担する。点で排気が
完了すると、ポンプは締切運転状態になるので、
以後、ポンプ吐出弁を同図2のように徐々に開
き、ポンプを揚水運転に至らせる。吐出弁の開度
が100%となり、ポンプが正規揚水運転状態に至
ると、そのポンプ入力を徐々に系統側に切換え
る。これは水車ガイドベーンを徐々に絞ることに
よつて行なわれる。即ち、ポンプが正規揚水運転
を行なつている場合のポンプ定格入力をPN、ポ
ンプへ供給される系統電力(第3図4)の増分を
ΔPとすると、水車はPN−ΔP分の発電出力を
生ずるようガイドベーンを制御する。やがて、
点に達すると、系統から供給される電力Pがポン
プ定格入力PNと等しくなり、水車からポンプへ
電力を供給する必要がなくなるので、点で調速
装置用ソレノイドを閉じ、点においてガイドベ
ーンを全閉に至らしめる。ガイドベーンの全閉
後、水車側は水面押下げによりランナは空転状態
とし、揚水運転へのモード変更は完了する。
上記の過程において、調速装置用ソレノイドを
閉じる時点で水車が無負荷発電運転であればガ
イドベーンを急閉鎖しても系統に対して電力動揺
を与えることはない。
しかしながら、この時点でポンプは系統から電
力を供給されて揚水運転を行なつているため、水
車の運転状態が無負荷であるか否かを水車の出力
によつてとらえることはできない。そこで、本発
明では、別途試験により求めた水車の有効落差と
ガイドベーン開度との関係に基いて、水車の運転
落差範囲内における水車の無負荷運転ガイドベー
ン開度の一定開度を調速装置用ソレノイド閉成点
として設定し、ガイドベーン開度が、この設定
点以下になつた際に調速装置用ソレノイドに閉信
号を送るようにしている。即ち、例えば第4図に
示すように、水車の運転落差がHminからHmax
で、それらの点での無負荷運転ガイドベーン開度
が夫々a1,a2である場合、第3図点の設定無負
荷運転ガイドベーン開度としてaを選び、その点
で調速装置用ソレノイドを閉じる。その際、水車
がHminの運転落差で運転されている場合には−
ΔP1の電力をモータ運転より入力しや断すること
となり、また、逆にHmaxの運転落差で運転され
ている場合にはΔP2相当分の電力を水車運転より
負荷しや断することとなり、従つてHminと
Hmaxの間隔が広い運転範囲を有する場合にはΔ
P1,ΔP2の絶対値が大きくなるため、電力動揺を
系統に与えることとなるが、ΔP1,ΔP2の電力動
揺を許容できるだけの系統容量がある場合や、変
落差が少い場合には、HminとHmax間における
任意の無負荷運転ガイドベーン開度の一点で点
を設定できるため、検出も容易で制御シーケンス
も簡単になる。
なお、本発明においては、水車の運転落差範囲
が広く、かつ、系統容量が電力動揺ΔP1,ΔP2に
比較して小さい場合には、点の設定無負荷運転
ガイドベーン開度を水車の運転落差に応じて調整
できるようにしておくことによりガイドベーンの
急閉鎖時に系統に及ぼす電力動揺を小さくするこ
ともできる。
上述の如く、本発明は、水車を一旦無負荷発電
運転とした後、再び負荷発電運転としてポンプが
必要とする電力を供給させながらポンプを揚水運
転させ、然る後、揚水運転に必要なポンプ入力を
系統より徐々に供給してその分だけ水車の発電出
力を減らし、ポンプ入力に相当する電力を系統よ
り供給することができるようになつた時点で水車
の調速装置用ソレノイドを閉じてガイドベーンを
急閉鎖する場合において、別途試験により求めた
水車の運転落差に応じた水車の無負荷運転ガイド
ベーン開度を水車の調速装置用ソレノイドの閉成
位置として設定しておくものであるから、電力系
統に対して急激な電力動揺を与えることなく安定
した状態で、発電運転から揚水運転へ運転モード
の変更を行なうことができ、しかもガイドベーン
の急閉鎖点の設定が容易で制御シーケーンスは簡
単である。
【図面の簡単な説明】
第1図はタンデム式揚水発電所を例示する横断
面図、第2図は発電運転から揚水運転にモード変
更する場合におけるポンプ入力とポンプ吐出弁開
度の関係を示すグラフ、第3図は本発明の方法に
おけるポンプ・水車の特性図、第4図は水車の無
負荷運転ガイドベーンの開度特性を示す特性図で
ある。 11……水車、12……ガイドベーン、13…
…ランナ、21……ポンプ、22……吐出弁、2
3……インペラ。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 運転モードを発電運転から揚水運転に変更す
    る際、水車を一旦無負荷発電運転とした後、再び
    負荷発電運転とすることによりポンプが水面押下
    げ運転、締切運転および正規揚水運転へと移行す
    る間、それに必要な入力を水車から供給させ、し
    かる後、正規揚水運転に必要なポンプ入力を系統
    より徐々に供給してそれに見合う分だけ水車の発
    電出力を減らして水車を空転運転に至らしめるよ
    うにしたタンデム式揚水発電所の制御方法におい
    て、水車の最高落差における無負荷運転ガイドベ
    ーン開度と最低落差における無負荷運転ガイドベ
    ーン開度との範囲内で任意の一定開度を設定し、
    水車のガイドベーン開度がこの設定無負荷運転ガ
    イドベーン開度に達した際水車のガイドベーンを
    急閉鎖し、しかる後、水車の水面押下げを行なう
    ようにしたことを特徴とするタンデム式揚水発電
    所の制御方法。 2 設定無負荷運転ガイドベーン開度を水車の運
    転落差に応じて任意に選択できるようにした特許
    請求の範囲第1項記載のタンデム式揚水発電所の
    制御方法。 3 ガイドベーンの急閉鎖が調速装置用ソレノイ
    ドの閉成により行なわれることを特徴とする特許
    請求の範囲第1項または第2項記載のタンデム式
    揚水発電所の制御方法。
JP2077080A 1980-02-21 1980-02-21 Method of controlling tandem system pumping-up power plant Granted JPS56118571A (en)

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JPS56118571A JPS56118571A (en) 1981-09-17
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH02156506A (ja) * 1988-12-08 1990-06-15 Matsushita Electric Ind Co Ltd 電圧非直線性抵抗体

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0610464B2 (ja) * 1986-02-12 1994-02-09 株式会社日立製作所 可変速水力機械の制御方法
WO2019171558A1 (ja) * 2018-03-08 2019-09-12 中国電力株式会社 揚水発電制御システム、揚水発電システム及び揚水発電の制御方法
CN120406097B (zh) * 2025-06-30 2025-10-03 中国长江电力股份有限公司 一种计及水头的水机后备保护主令接点位置控制系统及方法

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