JPS6275030A - 発電機用原動機の速度・負荷制御装置 - Google Patents
発電機用原動機の速度・負荷制御装置Info
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- JPS6275030A JPS6275030A JP21298185A JP21298185A JPS6275030A JP S6275030 A JPS6275030 A JP S6275030A JP 21298185 A JP21298185 A JP 21298185A JP 21298185 A JP21298185 A JP 21298185A JP S6275030 A JPS6275030 A JP S6275030A
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は、発電機川原動機の速度・負荷制御装置しこ係
し)、特に系統に連絡されてガバナフリーで運転される
発電機用原動機に好適な速度・負荷側御装置に関する。
し)、特に系統に連絡されてガバナフリーで運転される
発電機用原動機に好適な速度・負荷側御装置に関する。
従来のこの種の発電機Jホ動機の速度・負荷制御装置は
負荷の大小の変動にかかわらず一率の速度調定率特性で
あるため、比較的有限的な電力網においては負荷変動に
対える周波数の変動の幅が人きく良質な周波数が得られ
ないという問題があった。また、従来の調定率iil調
の電気式ガバナや速度調整装置は状況に応じて外部から
設定を変更しなれけばならず、また多段調定率特性をも
つ電気式ガバナにおいては調定率特性の段差があるとこ
ろではステップ的に周波数が1−11または降下すると
いう欠点があり、急激な負荷変動に対して周波数の変化
幅を小さく抑えるには困難な点があった。
負荷の大小の変動にかかわらず一率の速度調定率特性で
あるため、比較的有限的な電力網においては負荷変動に
対える周波数の変動の幅が人きく良質な周波数が得られ
ないという問題があった。また、従来の調定率iil調
の電気式ガバナや速度調整装置は状況に応じて外部から
設定を変更しなれけばならず、また多段調定率特性をも
つ電気式ガバナにおいては調定率特性の段差があるとこ
ろではステップ的に周波数が1−11または降下すると
いう欠点があり、急激な負荷変動に対して周波数の変化
幅を小さく抑えるには困難な点があった。
なお、この種の装置として関連するものには例えば特公
昭4fi−18203号、特公昭38−54130号、
特公昭38−70281 、特公昭42−6082号等
が挙げられる。
昭4fi−18203号、特公昭38−54130号、
特公昭38−70281 、特公昭42−6082号等
が挙げられる。
本発明の目的は、負荷状態にかかわらず発電周波数を安
定に維持できる発電機用原動機の速度・負荷制御装置を
提供することにある。
定に維持できる発電機用原動機の速度・負荷制御装置を
提供することにある。
本発明の概要は、速度調定率をもつ速度・負荷制御にお
いて負荷変動に対する周波数変化蓋を小さく抑えるため
に、周波数変動幅が小さい範囲では基本となる速度調定
率パターンに従わせて運転し、周波数変動幅が大きくな
る範囲では基本となる速度調定率よりも小さな調定率パ
ターンに連続的に移行させて周波数の変化にを抑制する
ものである。また、本発明は、1−記要素に系統の事故
によって所内単独になった場合は調定率を零とすること
によって等速運転に切替するような要素を加え、所内の
負荷が変動しても定格周波数の維持ができるように一つ
の原動機に対し複数の速度調定 −重粘性を備λ、た
ものである。
いて負荷変動に対する周波数変化蓋を小さく抑えるため
に、周波数変動幅が小さい範囲では基本となる速度調定
率パターンに従わせて運転し、周波数変動幅が大きくな
る範囲では基本となる速度調定率よりも小さな調定率パ
ターンに連続的に移行させて周波数の変化にを抑制する
ものである。また、本発明は、1−記要素に系統の事故
によって所内単独になった場合は調定率を零とすること
によって等速運転に切替するような要素を加え、所内の
負荷が変動しても定格周波数の維持ができるように一つ
の原動機に対し複数の速度調定 −重粘性を備λ、た
ものである。
本発明の作用はおおむね次のとおりである。
原動機の基本となる速度調定率において、負荷変動によ
って速度に変化が生じた場合は、基本調定率に従ってガ
スタービンの速度が増減するが、この基本速度調定率特
性パターン上に制限点を設け、この制限点を越えてなお
も速度の増減が続く場合には、この制限点を原点とする
別の速度調定率パターンに移行さ田る。この制限点を原
点どする速度調定率パターンは基本速度調定率パターン
の傾きよりも小さな値としである。負荷変動幅が大きく
速度の変化が基本速度調定率パターンの範囲内で整定せ
ず、この制限点を越λる場合には基本調定率特性から速
度調定率の小さい方へ連続的に移行し、この結果、発電
機周波数特性定数にの値が大きくなり負荷変化に対する
速度の変動が抑制される。また、所内り1独運転となっ
た場合はその要因である送電線しゃ断器解列信!)によ
って菰本速度調定率制御回路の速度・負荷設定信号と調
定率設定信号の入力を1111 t l、、原動機の速
度信号と基準速度信号の2人力加算だけにして調定型室
、すなわち等速運転にするようにしている。
って速度に変化が生じた場合は、基本調定率に従ってガ
スタービンの速度が増減するが、この基本速度調定率特
性パターン上に制限点を設け、この制限点を越えてなお
も速度の増減が続く場合には、この制限点を原点とする
別の速度調定率パターンに移行さ田る。この制限点を原
点どする速度調定率パターンは基本速度調定率パターン
の傾きよりも小さな値としである。負荷変動幅が大きく
速度の変化が基本速度調定率パターンの範囲内で整定せ
ず、この制限点を越λる場合には基本調定率特性から速
度調定率の小さい方へ連続的に移行し、この結果、発電
機周波数特性定数にの値が大きくなり負荷変化に対する
速度の変動が抑制される。また、所内り1独運転となっ
た場合はその要因である送電線しゃ断器解列信!)によ
って菰本速度調定率制御回路の速度・負荷設定信号と調
定率設定信号の入力を1111 t l、、原動機の速
度信号と基準速度信号の2人力加算だけにして調定型室
、すなわち等速運転にするようにしている。
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明するが、そ
の説明の前に、本発明の理解の一助とするため、系統と
並列される発電機の出力と周波数の関係、すなわち発電
機周波数特定数Kについて詳記する。
の説明の前に、本発明の理解の一助とするため、系統と
並列される発電機の出力と周波数の関係、すなわち発電
機周波数特定数Kについて詳記する。
一般に、電力系統と連絡される発電機は、負荷変動に対
して安定的な運転を得るためにガバナフリー運転として
いるが、系統全体に接続されている発電機の総出力とそ
れぞれガバナフリー運転している発電機原動機の調定率
との関係で、その系の周波数特性定数Kが決定される。
して安定的な運転を得るためにガバナフリー運転として
いるが、系統全体に接続されている発電機の総出力とそ
れぞれガバナフリー運転している発電機原動機の調定率
との関係で、その系の周波数特性定数Kが決定される。
この周波数特性定数には下式で表される。
(i) 発電機1台の場合、
Δl?li”Nδ
ここで、ΔP二二重電機出力変化
量F:周波数の変化量
PN 二重電機の定格出力
FN :発電機の定格周波数
δ:発電機原動機の速度調定率で下
式で与えられる。
o−FH
δ= −X 100 (%)
FN
ドo :発電機無負Iiノ「出力に対J、?;する周波
数 (ii)n台運転の場合 n台a列運転の場合の該定数には系統の発t11m周波
特性Knと呼ばれF式で表される。
数 (ii)n台運転の場合 n台a列運転の場合の該定数には系統の発t11m周波
特性Knと呼ばれF式で表される。
ΔF’j−lト”Ntδ1
ここで、PN+:i発電機の定格出力
r”Nt:i発電機の定格周波数
δt+1発電機の速度調定率
この特性Kr+は調定率運転の台数が多いほど大きくな
る。また、この特性Koの値が大きいほど負荷変動に対
する周波数の変化が小さくなる。大賽鼠の系統において
はこの特性K t+の値が非常に大きいため、多少の0
4に変動が生じても周波数はあまり動じることなく安定
しているが、系統解列等によって有限的な電力網になる
と、この特性Kaの値が小さくなり、0荷の変動に対す
る周波数の変化幅が犬きくな−)で周波数の安定化が困
随になってくる。
る。また、この特性Koの値が大きいほど負荷変動に対
する周波数の変化が小さくなる。大賽鼠の系統において
はこの特性K t+の値が非常に大きいため、多少の0
4に変動が生じても周波数はあまり動じることなく安定
しているが、系統解列等によって有限的な電力網になる
と、この特性Kaの値が小さくなり、0荷の変動に対す
る周波数の変化幅が犬きくな−)で周波数の安定化が困
随になってくる。
本発明の実施例は、系統の事故等によって有限的な電力
網となって、負荷の変動による周波数の変化幅が大きく
なった場合、原動機の調定率を自動的に小さくし、1−
述した特性Kaの値を大きくするごとによって周波数の
安定を得ようとしたもので、以下第1図〜第73図によ
って説明する。
網となって、負荷の変動による周波数の変化幅が大きく
なった場合、原動機の調定率を自動的に小さくし、1−
述した特性Kaの値を大きくするごとによって周波数の
安定を得ようとしたもので、以下第1図〜第73図によ
って説明する。
第1図は本発明に係るガスタービン発電機の速度・負荷
制御装置を示す系統図である。ガスタービン発電設備は
、コンプレッサ13、ガスタービン15、発電機16か
らなり、発電機16は昇圧変圧器17および発電機しゃ
断器18を介して発電端母線36に接続され、さらに主
変圧器37および送電線しゃ断器38を介して無限大糸
紐39へ連系されている。
制御装置を示す系統図である。ガスタービン発電設備は
、コンプレッサ13、ガスタービン15、発電機16か
らなり、発電機16は昇圧変圧器17および発電機しゃ
断器18を介して発電端母線36に接続され、さらに主
変圧器37および送電線しゃ断器38を介して無限大糸
紐39へ連系されている。
ガスタービン速度・負荷制御装置は、三つの速度・負荷
制御回路から構成されている。
制御回路から構成されている。
玉つの速度・負荷制御回路のうちの一つば、基本となる
速度・負荷制御回路で、これはガスタービンの速度(+
q号1と定格周波数相当の100%速度基準信号2が加
算点3へ入力される。また設定率運転とするために速度
・負荷設定信号19と4%の速度設定車設定Np120
との借りは加算点3X□3でつき合わされ、インターロ
ック接点34を介して前記した速度信シ)の加算点3へ
入力される。インターロック接点34は、送電線し、や
断器が投入されているときONするようになっている。
速度・負荷制御回路で、これはガスタービンの速度(+
q号1と定格周波数相当の100%速度基準信号2が加
算点3へ入力される。また設定率運転とするために速度
・負荷設定信号19と4%の速度設定車設定Np120
との借りは加算点3X□3でつき合わされ、インターロ
ック接点34を介して前記した速度信シ)の加算点3へ
入力される。インターロック接点34は、送電線し、や
断器が投入されているときONするようになっている。
加算点3の加算信号は異符号演算増幅器4および低値選
択(T、、OW)バリューゲート5を介してガスタービ
ン燃料信号バス6へ供給されるようになっている。
択(T、、OW)バリューゲート5を介してガスタービ
ン燃料信号バス6へ供給されるようになっている。
三つの速度・負荷制御回路のうちの二つ目は−上限側速
度・負荷制御回路で、これもガスタービンの速度信号1
と1−限周波数相当の100.4%速度基準信号24と
、速度・負荷設定信号19と、2%の速度調定率設定器
25からの信号とが加算点23に入力され、この加W(
Ft号は異符号演算増幅器26および■、OWバリュー
ゲート27を介してガスタービン燃料信号バス6へ供給
されるようになっている。
度・負荷制御回路で、これもガスタービンの速度信号1
と1−限周波数相当の100.4%速度基準信号24と
、速度・負荷設定信号19と、2%の速度調定率設定器
25からの信号とが加算点23に入力され、この加W(
Ft号は異符号演算増幅器26および■、OWバリュー
ゲート27を介してガスタービン燃料信号バス6へ供給
されるようになっている。
三つの速度・負荷制御回路のうらの二つ目lj下眼側速
度・負荷制御回路で、これも同様に、ガスタービンの速
度信号1と、下限周波数相当の99.6%速度基準信号
29と、速度・負荷設定信号19と、2%の速度調定率
設定器30とが加算点28に人力され、この加算信号は
異符号演算増幅器31才Sよびr、 o wバリューゲ
ート32を介してガスタービン燃料信号バス6へ供給さ
れるようになっている。
度・負荷制御回路で、これも同様に、ガスタービンの速
度信号1と、下限周波数相当の99.6%速度基準信号
29と、速度・負荷設定信号19と、2%の速度調定率
設定器30とが加算点28に人力され、この加算信号は
異符号演算増幅器31才Sよびr、 o wバリューゲ
ート32を介してガスタービン燃料信号バス6へ供給さ
れるようになっている。
ガスタービンの燃料量は、この燃料制御信号ガス6の電
位に比例した燃料流量になるように制御される。この燃
料制御信号6は、最終的に燃料制御演算器7に供給され
るようになっており、この演算器7からの信号8に応じ
て燃料流量バイパス弁9を開閉制御することによって燃
料流量を調節している。この燃料流量バイパス弁9を絞
り込むと、主燃料ポンプ11によって吸い込まれる燃料
のバイパス量(戻り燃料)が減りガスタービン側へ供給
される燃料量が増加するので、発電機出力が増大する。
位に比例した燃料流量になるように制御される。この燃
料制御信号6は、最終的に燃料制御演算器7に供給され
るようになっており、この演算器7からの信号8に応じ
て燃料流量バイパス弁9を開閉制御することによって燃
料流量を調節している。この燃料流量バイパス弁9を絞
り込むと、主燃料ポンプ11によって吸い込まれる燃料
のバイパス量(戻り燃料)が減りガスタービン側へ供給
される燃料量が増加するので、発電機出力が増大する。
以にが本発明によるガスタービン速度・負荷側御装置の
構成である。
構成である。
次に本発明の実施例の動作について記述する。
本実施例の各調定率回路の設定は50 IIi系におい
て下記のようにしであるものとする。。
て下記のようにしであるものとする。。
(A) 基準速度・負荷制御回路
基準速度信号=100γ、(5(’)II〆)調定率:
4% (B) 、h眼側速度・負荷制御回路基準速度信号(
1・限設定):l110.4%(5(1,2HX) 調定率:2% (C)下限側速度・負荷制御回路 基準速度信号(下限設定):99.6 %(49,8
11X) 調定率:2% 基準調定率4%の場合、ガスタービン定格速度(定格周
波数)において、速度・負荷設定信号19が100%の
とき発電機出力O%であり、設定率104%のとき発電
機出力が100%になるようにしである。また、1・限
調定率2%は、定格速度の100.4%をみかけ上の基
準速度としである。
4% (B) 、h眼側速度・負荷制御回路基準速度信号(
1・限設定):l110.4%(5(1,2HX) 調定率:2% (C)下限側速度・負荷制御回路 基準速度信号(下限設定):99.6 %(49,8
11X) 調定率:2% 基準調定率4%の場合、ガスタービン定格速度(定格周
波数)において、速度・負荷設定信号19が100%の
とき発電機出力O%であり、設定率104%のとき発電
機出力が100%になるようにしである。また、1・限
調定率2%は、定格速度の100.4%をみかけ上の基
準速度としである。
さらに、下限調定率2%は定格速度の99.6 %をみ
かけ1−の基準速度としである。これらの調定率特性カ
ーブは第2図のようになる。第2図において、Y軸はガ
スタービン速度(周波数)、X軸は発電機の出力で、X
軸と交差する斜線は速度調定率曲線を示す。本実施例の
動作説明のため、発電機は100%出力で系統と並列に
運転されていて、かつ発電機の出力と負荷は平衡してい
るものとする。このときの周波数は定格の5oIt、で
第2図の特性カーブLはPN点での運転となっている。
かけ1−の基準速度としである。これらの調定率特性カ
ーブは第2図のようになる。第2図において、Y軸はガ
スタービン速度(周波数)、X軸は発電機の出力で、X
軸と交差する斜線は速度調定率曲線を示す。本実施例の
動作説明のため、発電機は100%出力で系統と並列に
運転されていて、かつ発電機の出力と負荷は平衡してい
るものとする。このときの周波数は定格の5oIt、で
第2図の特性カーブLはPN点での運転となっている。
このような運転状態下では第1図のガスタービン速度・
負荷制御装置の三つの速度・負荷制御回路のうち、]二
二側側速度負荷制御の加算点23は、(1−限の速度設
定信号)〉(ガスタービン速度信号)の偏差を生じ、異
符号演算増幅器26の出力はプラス電位で飽和している
。また下限側速度・負荷制御の加算点28は、(下限の
速度設定信号)〈(ガスタービン速度信号)の偏差を生
じ、最終段の異符号演算増幅器31の出゛力はプラス電
位で飽和している。したがって、これら1;限および下
限の速度制御回路はL (’) Wバリューゲート27
゜32によって制御系から除ダされ、ガスタ・−ビンの
速度・負荷制御は残る基本どなる速度・負荷制御回路に
よってなされることにある。系統の負荷が減ると系統の
周波数が1−昇、すなわちガスタービンの速度倍シ)1
が1.封する。これによって基本となる速度・負荷制御
回路の加算点3の入力総和にプラスの偏差が生じ異符号
演算増幅器4の出力信号はマイナスとなってT、OWバ
リューゲート5を通じて燃料制御信号バス6の電位が低
fし、ガスタービンの燃料量が減じられる。
負荷制御装置の三つの速度・負荷制御回路のうち、]二
二側側速度負荷制御の加算点23は、(1−限の速度設
定信号)〉(ガスタービン速度信号)の偏差を生じ、異
符号演算増幅器26の出力はプラス電位で飽和している
。また下限側速度・負荷制御の加算点28は、(下限の
速度設定信号)〈(ガスタービン速度信号)の偏差を生
じ、最終段の異符号演算増幅器31の出゛力はプラス電
位で飽和している。したがって、これら1;限および下
限の速度制御回路はL (’) Wバリューゲート27
゜32によって制御系から除ダされ、ガスタ・−ビンの
速度・負荷制御は残る基本どなる速度・負荷制御回路に
よってなされることにある。系統の負荷が減ると系統の
周波数が1−昇、すなわちガスタービンの速度倍シ)1
が1.封する。これによって基本となる速度・負荷制御
回路の加算点3の入力総和にプラスの偏差が生じ異符号
演算増幅器4の出力信号はマイナスとなってT、OWバ
リューゲート5を通じて燃料制御信号バス6の電位が低
fし、ガスタービンの燃料量が減じられる。
ここで、定板的な説明とするため、下記の電力網を仮定
する。
する。
・系統に連絡され発電機群は本発明と同一の速度調定率
を有するものとする。
を有するものとする。
・系統全体の発電機周波数特性定数は一500%とする
。
。
・系統周波数は501■zとする。
このような電力網において、系統全体の負荷が50%だ
け減じたとすると系統全体の周波数は両式より、 K (−5()0) すなオ)ち、周波数でO,]、Hz、ガスタービン速度
で0.2 %上昇する。これによって基本速度・制御回
路の加算点3の入力総和にプラスの偏差を生じ異符号演
算増幅器4の出力信号はマイナスとなり、■、OWバリ
ューゲート5を通じて燃料制御信号バス6の電位が低下
し燃料量が減じられる。ここで負荷が減少しても速度・
負荷設定信号19をi#1節しない限りこの入力信号レ
ベルには変化はない。したがって、燃料量の減少は、速
度・負荷設定信号19と速度調定率設定器20との和、
およびガスタービン速度信号1と100%速度基準設定
器2との総和に偏差がなくなるまで持続される。
け減じたとすると系統全体の周波数は両式より、 K (−5()0) すなオ)ち、周波数でO,]、Hz、ガスタービン速度
で0.2 %上昇する。これによって基本速度・制御回
路の加算点3の入力総和にプラスの偏差を生じ異符号演
算増幅器4の出力信号はマイナスとなり、■、OWバリ
ューゲート5を通じて燃料制御信号バス6の電位が低下
し燃料量が減じられる。ここで負荷が減少しても速度・
負荷設定信号19をi#1節しない限りこの入力信号レ
ベルには変化はない。したがって、燃料量の減少は、速
度・負荷設定信号19と速度調定率設定器20との和、
およびガスタービン速度信号1と100%速度基準設定
器2との総和に偏差がなくなるまで持続される。
すなわち、第2図に示す4%の速度調定率カーブに沿っ
て出力が減少し、ガスタービンの速度が100.2%(
50゜I Hz)上昇したところで発電機に与えられる
機械的人力と発電機出力が3V衡し、基本速度・負荷制
御回路の加W点:3の入力総和1零となる。ごのNIZ
衡点の発電機出力は4%調定率ゆえ、 FNδ F)011XX0.04すなわち、系統
周波数0.IH〆I[によって発電機出力が95%に減
じられて出力と周波数の関係が整定する。
て出力が減少し、ガスタービンの速度が100.2%(
50゜I Hz)上昇したところで発電機に与えられる
機械的人力と発電機出力が3V衡し、基本速度・負荷制
御回路の加W点:3の入力総和1零となる。ごのNIZ
衡点の発電機出力は4%調定率ゆえ、 FNδ F)011XX0.04すなわち、系統
周波数0.IH〆I[によって発電機出力が95%に減
じられて出力と周波数の関係が整定する。
負荷が増大した場合は、この逆の制御となる。
このように負荷変動による周波数の変動幅は前記の発電
機周波数特性定数にで決定される。
機周波数特性定数にで決定される。
次に系統の事故によって電源制限等の系統分離がなされ
前記した発電機周波数特性定数Kが500%から200
%まで低下したとする。このような縮小された電力網に
おいて、系統負荷が60%減少すると系統全体の周波数
は重代より すなわち、周波数で0.3IIXガスタ一ビン速度で0
.6 %F−昇しようとする。これによってガスタービ
ン速度信号1が増加し前記と同様にガスタービンの燃料
量は減じられる。ガスタービンの速度は4%の基本調定
率特性カーブに沿って100.6%(50、3Hz)ま
で上昇しようとするが、上昇過程において100.4%
を越えると上限側速度・負荷制御にかかり、これまでの
基本速度・負荷制御回路の異符号演算増幅器4の出力信
号よりも、上限側の異符号演算増幅器26の出力信号の
電位が低くなるため、■、OWバリューゲート27によ
って基本調定率制御(4%)から上限調定率制御(2%
)へ移行する。この上限2%調定率の速度・負荷制御回
路は前記の通りタービン速度の100.4%(5(’)
、2Hz)をみかけ上の基準速度としである。
前記した発電機周波数特性定数Kが500%から200
%まで低下したとする。このような縮小された電力網に
おいて、系統負荷が60%減少すると系統全体の周波数
は重代より すなわち、周波数で0.3IIXガスタ一ビン速度で0
.6 %F−昇しようとする。これによってガスタービ
ン速度信号1が増加し前記と同様にガスタービンの燃料
量は減じられる。ガスタービンの速度は4%の基本調定
率特性カーブに沿って100.6%(50、3Hz)ま
で上昇しようとするが、上昇過程において100.4%
を越えると上限側速度・負荷制御にかかり、これまでの
基本速度・負荷制御回路の異符号演算増幅器4の出力信
号よりも、上限側の異符号演算増幅器26の出力信号の
電位が低くなるため、■、OWバリューゲート27によ
って基本調定率制御(4%)から上限調定率制御(2%
)へ移行する。この上限2%調定率の速度・負荷制御回
路は前記の通りタービン速度の100.4%(5(’)
、2Hz)をみかけ上の基準速度としである。
2)−f
210%すなわち定格の90%がみかけ−Lの定格出力
どなる。これによって上限2%調定率の発電機周波数特
性定数に′は下式になる。
どなる。これによって上限2%調定率の発電機周波数特
性定数に′は下式になる。
Pn′
Fn’X δ′
ただし、p nt :みかけ−ヒの発電機出力(定格
の90%) Fn′:みかけ1−の定格周波数 (50,2Hz) δ′ :調定率(2%) ここで、みかけ−Fの発電機出力は次のようになる。
の90%) Fn′:みかけ1−の定格周波数 (50,2Hz) δ′ :調定率(2%) ここで、みかけ−Fの発電機出力は次のようになる。
・4%調定率全体系統の発電機周波数特性定数により系
統全体の定格発電機出力P0を求める。
統全体の定格発電機出力P0を求める。
P、=K −F、・δ
=200%・50■Iz・4%
=40000[%]
・よってみかけ−ヒの発電機出力PIl′ は、P、
’ =0.9Pn =:0,9 X40000 :36000% したがって、上限2%調定率の発電機周波数特性に′は
、 Fn’xδ′ 50.2 X 2 =359[%] 基本調定率から上限2%調定率への移行によって4%調
定率のときの発電機周波数特性定数には200%であっ
たものが359%に増加する。
’ =0.9Pn =:0,9 X40000 :36000% したがって、上限2%調定率の発電機周波数特性に′は
、 Fn’xδ′ 50.2 X 2 =359[%] 基本調定率から上限2%調定率への移行によって4%調
定率のときの発電機周波数特性定数には200%であっ
たものが359%に増加する。
本発明の実施例は最初に説明した通り、このKの値が大
きいほど周波数の変化幅を小さくできることを説明した
が、この移行結果系統負荷60%の減少によって最終的
に整定する周波数Δfは下記のようになる。
きいほど周波数の変化幅を小さくできることを説明した
が、この移行結果系統負荷60%の減少によって最終的
に整定する周波数Δfは下記のようになる。
Δf=ΔF+ΔF′
に′
に′
ここで、ΔF:4%調定率ラインで変化する周波数分(
上限基準速度設定)、 Δ■):系統負荷変動分、 ΔF’ I+’ : 2 %、調調定系系統才言Jる
発電機周波数特性定数、 K’:2’に調定率系統における発電機周波数特性定数
、 α:みかけトの発電機出力換算係数 よって、八fは、 K′ となり、数値をt4λれば、 コ359 = 0.2 + 0.0 Fi =0.25 (11z) この結果、系統負荷が60%減少したことによる系統周
波数の変化は4%調定率のままであれば、0.3Hz分
まで一1〕封しようとするが、本発明の実層側によって
、(1,25Hxのl−昇に11.ぬることができる、
。
上限基準速度設定)、 Δ■):系統負荷変動分、 ΔF’ I+’ : 2 %、調調定系系統才言Jる
発電機周波数特性定数、 K’:2’に調定率系統における発電機周波数特性定数
、 α:みかけトの発電機出力換算係数 よって、八fは、 K′ となり、数値をt4λれば、 コ359 = 0.2 + 0.0 Fi =0.25 (11z) この結果、系統負荷が60%減少したことによる系統周
波数の変化は4%調定率のままであれば、0.3Hz分
まで一1〕封しようとするが、本発明の実層側によって
、(1,25Hxのl−昇に11.ぬることができる、
。
このiφのケースとして系統の負荷が60%増加すれば
、0.3TIz周波数低下するところを0.25の低J
りに抑えることができる。この系統の負荷変動が一時的
なもので、その後の経過として変動前の負荷状態に戻る
と、例えば60%減ったものが再び60%の負荷が加わ
ると周波数が低下し、ガスタービン発電機は始めに2%
調定率ライン、そして4%調定率ラインという順を追っ
てカスタービンの燃料制御がなされ、変動前と同じポイ
ントで出力と周波数が整定する。
、0.3TIz周波数低下するところを0.25の低J
りに抑えることができる。この系統の負荷変動が一時的
なもので、その後の経過として変動前の負荷状態に戻る
と、例えば60%減ったものが再び60%の負荷が加わ
ると周波数が低下し、ガスタービン発電機は始めに2%
調定率ライン、そして4%調定率ラインという順を追っ
てカスタービンの燃料制御がなされ、変動前と同じポイ
ントで出力と周波数が整定する。
次に、系統の事故等によって発電機が系統と解列される
と、自己の所内動力を負荷とする所内m独運転になるが
、一般にこのような突発的な所内単独運転になると負荷
の急減によってガスタービンの速度が急−1−封するた
め、しゃ断器解列信号によってガスタービンの出力を急
激に絞り込みし過速度トリップにならないように配慮さ
れている。
と、自己の所内動力を負荷とする所内m独運転になるが
、一般にこのような突発的な所内単独運転になると負荷
の急減によってガスタービンの速度が急−1−封するた
め、しゃ断器解列信号によってガスタービンの出力を急
激に絞り込みし過速度トリップにならないように配慮さ
れている。
本例ではしゃ断器解列信号によってガスタービンの速度
・負荷設定信号19を強制的に100.3%に設定して
いる。
・負荷設定信号19を強制的に100.3%に設定して
いる。
本発明の実施例では、系統と連絡されるしゃ断器38の
解列信号が人力されると、第1図に示す回路は、基本速
度・負荷制御回路の速度・負荷設定信号19と4%調定
率設定信号20との加算信号33がインターロック接点
34によって除外される構成となる。すなオ)ち、第1
3図(Δ)に示すように、所内単独運転時の速度・負荷
制御回路は、ガスタービン速度信号1どl (10%基
準信号2の2人力加算だけとなり、調定率運転モードか
ら等速運転モードに切vlられ、他の上限おJ:び上限
の速度・制御回路はr、0wバリューゲート5によって
制御除外となっている。
解列信号が人力されると、第1図に示す回路は、基本速
度・負荷制御回路の速度・負荷設定信号19と4%調定
率設定信号20との加算信号33がインターロック接点
34によって除外される構成となる。すなオ)ち、第1
3図(Δ)に示すように、所内単独運転時の速度・負荷
制御回路は、ガスタービン速度信号1どl (10%基
準信号2の2人力加算だけとなり、調定率運転モードか
ら等速運転モードに切vlられ、他の上限おJ:び上限
の速度・制御回路はr、0wバリューゲート5によって
制御除外となっている。
このような等速運転モード(調定率0%)で1台の運転
の発電機周波数特性定数には]:記となる。
の発電機周波数特性定数には]:記となる。
50 )Tに×0
Kが無限大であるということは、負荷変動に対して周波
数は全く動しないことを意味している。
数は全く動しないことを意味している。
第3図(B’)は等速運転制御の速度・負荷特性カーブ
を示したものである。所内り1独切替時の負荷が10%
、P点で発電機の出力と平衡しているとする。所内負荷
:35が5%に減少すると、負荷5%に対し発電機出力
が10%であるので、出力過剰用だけガスタービン速度
信号1が上昇する。
を示したものである。所内り1独切替時の負荷が10%
、P点で発電機の出力と平衡しているとする。所内負荷
:35が5%に減少すると、負荷5%に対し発電機出力
が10%であるので、出力過剰用だけガスタービン速度
信号1が上昇する。
これによって、10(’1%速度基準設定信号2との間
にプラスの偏差が生じ異符号演算増幅器4の出力はマイ
ナスとなりr、owバリューゲート5を通じて燃料制御
信号バス6の電位が低下し、燃料流線が減じられる。こ
れは、二つの入力との偏差が零になる点、すなわち発電
機出力が負荷と同じ5%(F)2点)になるまで持続す
る。所内負荷が増大した場合はこの逆となり、所内動力
が変動しても常に定格周波数が得られる。本発明の基本
、−上限、下限の調定率はいずれも可調で任意の値に設
定できる。尚、この例の動作特性を第4図に示す。
にプラスの偏差が生じ異符号演算増幅器4の出力はマイ
ナスとなりr、owバリューゲート5を通じて燃料制御
信号バス6の電位が低下し、燃料流線が減じられる。こ
れは、二つの入力との偏差が零になる点、すなわち発電
機出力が負荷と同じ5%(F)2点)になるまで持続す
る。所内負荷が増大した場合はこの逆となり、所内動力
が変動しても常に定格周波数が得られる。本発明の基本
、−上限、下限の調定率はいずれも可調で任意の値に設
定できる。尚、この例の動作特性を第4図に示す。
第5図は、前記した速度・負荷制御装置に上限または下
限リミッタ−を設ける場合の回路である。
限リミッタ−を設ける場合の回路である。
第1図の回路と異なるところは、リミッタ−として、例
えば51..5Hzや441rTxの基準信号401T
又はr、と速度、負荷制御信号I9とを加算する加算点
4111又はI、と偏差を増幅する増幅器42H又は1
.と、r、owバリューゲー1−4314又は■、とを
新たに設け、上限側回路及び下限側回路を省略した点に
ある。
えば51..5Hzや441rTxの基準信号401T
又はr、と速度、負荷制御信号I9とを加算する加算点
4111又はI、と偏差を増幅する増幅器42H又は1
.と、r、owバリューゲー1−4314又は■、とを
新たに設け、上限側回路及び下限側回路を省略した点に
ある。
この回路による動作特性は、後述の第8図に示す。
第6図は、第1図の実施例においてに隔間定率を3%、
下限調定率を1%に設定した場合の速度・負荷特性を示
す。
下限調定率を1%に設定した場合の速度・負荷特性を示
す。
第7図は、第1図の実施例において1−隔間定率を2%
、下限調定率を0%に設定した場合の速度・負荷特性を
示す。
、下限調定率を0%に設定した場合の速度・負荷特性を
示す。
第8図は、第5図の実施例において、]−限下限を所定
の調定率にした場合の速度・負荷特性を示す。
の調定率にした場合の速度・負荷特性を示す。
本発明の実施例によれば、無限大nh線に接続さく23
) れ負荷変動に対して周波数変動の小さい範囲では従来通
りの4%の調定率で運転ができ、系統の事故等で有限的
な電力網になったことによって、負荷変動に対する周波
数の変動幅が大きくなる場合は、外部操作なしに調定率
が切替られるので、頻繁な周波数変動が生じても、安定
した周波数に抑えることができる。また、所内m独運転
となっても人的操作を全く必要とせずに定格周波数の維
持ができる。また、電力系統の発電機周波数特性Kに絡
み、基本調定率、上限、下限調定率はそれぞれ個別に可
調であるため、系統全体の周波数安定化にフレキシブル
に対応できる効果が得られる。
) れ負荷変動に対して周波数変動の小さい範囲では従来通
りの4%の調定率で運転ができ、系統の事故等で有限的
な電力網になったことによって、負荷変動に対する周波
数の変動幅が大きくなる場合は、外部操作なしに調定率
が切替られるので、頻繁な周波数変動が生じても、安定
した周波数に抑えることができる。また、所内m独運転
となっても人的操作を全く必要とせずに定格周波数の維
持ができる。また、電力系統の発電機周波数特性Kに絡
み、基本調定率、上限、下限調定率はそれぞれ個別に可
調であるため、系統全体の周波数安定化にフレキシブル
に対応できる効果が得られる。
以−1〕述べたように、本発明によれば、系統事故等で
全停の事故モードにつながる突発的な事故であっても系
統周波数低下の段階で発電機原動機の調定率が周波数低
下防止方向に自動的に切替られ。
全停の事故モードにつながる突発的な事故であっても系
統周波数低下の段階で発電機原動機の調定率が周波数低
下防止方向に自動的に切替られ。
残された有限電力網の発電機周波数特性定数Kが高める
働きをするようにしたので、系統周波数低下による事故
拡大の防止が図れ、しかも;φに系統の負荷解列等で突
発的に周波数が上昇しても同様に調定率の自動切替がな
されるので、過渡的な周波数変化に対して連込でき従来
の上昇よりも低く抑えることができる効果がある。さら
に、本発明によれば1発電機が系統から解列されて所内
m独運転となっても等速運転への切替によって負荷変動
に影響されることなく常に定格周波数が得られるという
効果がある。
働きをするようにしたので、系統周波数低下による事故
拡大の防止が図れ、しかも;φに系統の負荷解列等で突
発的に周波数が上昇しても同様に調定率の自動切替がな
されるので、過渡的な周波数変化に対して連込でき従来
の上昇よりも低く抑えることができる効果がある。さら
に、本発明によれば1発電機が系統から解列されて所内
m独運転となっても等速運転への切替によって負荷変動
に影響されることなく常に定格周波数が得られるという
効果がある。
第1図は本発明に係るガスタービン発電機の速度・負荷
制御装置の実施例を示す系統図、第2図はガスタービン
発電機の速度、負荷特性曲線を示す線図、第3図(A)
および(n)はガスタービン発電機の等速運転制御によ
る速度・負荷制御装置の回路状態と速度・負荷特性曲線
を示す線図、第4図は第1図の速度・負荷特性曲線を示
す線図、第5図は本発明の他の実施例を示す系統図、第
6図〜第7図は第1図の実施例における速度調定率設定
を変えた場合のガスタービン発電機の速度・負荷特性曲
線を示す線図、第8図は第5図の動作を説明するために
示す線図である。 1・・・ガスタービン速度信号、2・・・100%速度
基準信号、3・・基準側加算点、4・・・基準側異符号
演算増幅器、5・・・基準側■、OWバリューゲート、
6・・・燃料制御信号バス、7・・・燃料制御演算器、
8・・・燃料供給信号、9・・・燃料流量バイパス弁、
12・・燃料分配器、13・・・コンプレッサ、】4・
・・燃焼器、15・・・ガスタービン、16・・・発電
機、17・・・昇圧変圧器、18・・・発電機しゃ断器
、19・・速度・負荷設定信号、20・・・五本調定率
設定信号、23・・・上限側加算点、24・・・上限側
100.4%速度基準信号、25・・・上限側調定率設
定信号、26・・・1;眼側符号演算増幅器、27・・
・上限側T、OWバリューゲート、28・・・下限側加
算点、29・・・下限側99.6%速度基準信号、30
・・・下限側調定率設定信号、31・・・下限側異符号
演算増幅器、32・・・下限側T、 OW バリューゲ
ート、33加算点、34・・・インターロック接点、3
5・・・所内負荷、36・・発電端母線、37・・・主
変圧器、38・・・送電端しゃ断器、39・・・無限大
系統。
制御装置の実施例を示す系統図、第2図はガスタービン
発電機の速度、負荷特性曲線を示す線図、第3図(A)
および(n)はガスタービン発電機の等速運転制御によ
る速度・負荷制御装置の回路状態と速度・負荷特性曲線
を示す線図、第4図は第1図の速度・負荷特性曲線を示
す線図、第5図は本発明の他の実施例を示す系統図、第
6図〜第7図は第1図の実施例における速度調定率設定
を変えた場合のガスタービン発電機の速度・負荷特性曲
線を示す線図、第8図は第5図の動作を説明するために
示す線図である。 1・・・ガスタービン速度信号、2・・・100%速度
基準信号、3・・基準側加算点、4・・・基準側異符号
演算増幅器、5・・・基準側■、OWバリューゲート、
6・・・燃料制御信号バス、7・・・燃料制御演算器、
8・・・燃料供給信号、9・・・燃料流量バイパス弁、
12・・燃料分配器、13・・・コンプレッサ、】4・
・・燃焼器、15・・・ガスタービン、16・・・発電
機、17・・・昇圧変圧器、18・・・発電機しゃ断器
、19・・速度・負荷設定信号、20・・・五本調定率
設定信号、23・・・上限側加算点、24・・・上限側
100.4%速度基準信号、25・・・上限側調定率設
定信号、26・・・1;眼側符号演算増幅器、27・・
・上限側T、OWバリューゲート、28・・・下限側加
算点、29・・・下限側99.6%速度基準信号、30
・・・下限側調定率設定信号、31・・・下限側異符号
演算増幅器、32・・・下限側T、 OW バリューゲ
ート、33加算点、34・・・インターロック接点、3
5・・・所内負荷、36・・発電端母線、37・・・主
変圧器、38・・・送電端しゃ断器、39・・・無限大
系統。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、発電機用原動機に調速機能を有し、その調速機能を
制御する速度・負荷制御装置において、無限大の電力系
統に並列運転されている場合に用いる基本速度調定率パ
ターンで運転できる基本制御回路と、上記基本速度パタ
ーンの範囲外にこれより小さい上限および下限の速度調
定率パターンを設けそのパターンで運転できる上下限側
制御回路とを含んでなり、原動機の速度信号が一定幅内
のときは基本制御回路により、その速度信号が一定幅を
超えたときには上下限制御回路により、それぞれ調速機
能を制御するようにしたことを特徴とする発電機用原動
機の速度・負荷制御装置。 2、特許請求の範囲第1項において、上下限制御回路は
、一定の速度信号以上では一定の速度で運転できるリミ
ッターを設けたことを特徴とする発電機用原動機の速度
・負荷制御装置。 3、発電機用原動機に調速機能を有し、その調速機能を
制御する速度・負荷制御装置において、無限大の電力系
統に並列置転されている場合に用いる基本速度調定率パ
ターンで運転できる基本制御回路と、上記基本速度パタ
ーンの範囲外にこれより小さい上限および下限速度調定
率パターンを設けそのパターンで運転できる上下限制御
回路と、原動機の速度調定率を零に設定しこれをもつて
運転できる手段とを含んでなり、原動機の速度信号が一
定幅内のときは基本制御回路により、その速度信号が一
定幅を超えたときには上下限制御回路により、当該発電
機が系統より解列された場合には上記手段により、調速
機能を制御するようにしたことを特徴とする発電機用原
動機の速度・負荷制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21298185A JPS6275030A (ja) | 1985-09-26 | 1985-09-26 | 発電機用原動機の速度・負荷制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21298185A JPS6275030A (ja) | 1985-09-26 | 1985-09-26 | 発電機用原動機の速度・負荷制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6275030A true JPS6275030A (ja) | 1987-04-06 |
| JPH0444090B2 JPH0444090B2 (ja) | 1992-07-20 |
Family
ID=16631489
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21298185A Granted JPS6275030A (ja) | 1985-09-26 | 1985-09-26 | 発電機用原動機の速度・負荷制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6275030A (ja) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54158507A (en) * | 1978-04-25 | 1979-12-14 | Gen Electric | Control circuit |
| JPS5874834A (ja) * | 1981-10-30 | 1983-05-06 | Hitachi Ltd | ガスタ−ビン制御装置 |
-
1985
- 1985-09-26 JP JP21298185A patent/JPS6275030A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54158507A (en) * | 1978-04-25 | 1979-12-14 | Gen Electric | Control circuit |
| JPS5874834A (ja) * | 1981-10-30 | 1983-05-06 | Hitachi Ltd | ガスタ−ビン制御装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0444090B2 (ja) | 1992-07-20 |
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