JPS6355372A - 可変速水力発電装置の運転制御方法 - Google Patents
可変速水力発電装置の運転制御方法Info
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- JPS6355372A JPS6355372A JP61198398A JP19839886A JPS6355372A JP S6355372 A JPS6355372 A JP S6355372A JP 61198398 A JP61198398 A JP 61198398A JP 19839886 A JP19839886 A JP 19839886A JP S6355372 A JPS6355372 A JP S6355372A
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- 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)
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】
〔発明の目的〕
（産業上の利用分野）
本発明は水車またはポンプ水車（以下、単に水車という
）の可変速運転が可能な水力発電装置の運転制御方法に
関する。
）の可変速運転が可能な水力発電装置の運転制御方法に
関する。
（従来の技術）
水車と、これに直結された発電機または発電電動機（以
下、単に発電機という）−とからなる水力発電装置は、
一部の低落差機の場合を除き、長大な水路に設置される
ことが多い。
下、単に発電機という）−とからなる水力発電装置は、
一部の低落差機の場合を除き、長大な水路に設置される
ことが多い。
このような長大な水路に複数台の水車を設置する場合に
は、水路構築に要する土木工事費を低減させるため、上
池から途中の分岐部までの水路を全水車に共通の一条管
路とし、前記分岐部から各水車を経て下池に至る水路を
複数条の分岐管路で構成することが多い。
は、水路構築に要する土木工事費を低減させるため、上
池から途中の分岐部までの水路を全水車に共通の一条管
路とし、前記分岐部から各水車を経て下池に至る水路を
複数条の分岐管路で構成することが多い。
第６図は２条の分岐管路を備えた水力発電所の概略構成
を示すもので、上池１と下池２の間を結ぶ水路は、上池
１から分岐部３までは一条管路４とされ、分＃１部３と
各水車５ａ、５ｂの間は分岐管路５ａ、５ｂとされてお
り、各水車５ａ、５ｂで仕事を終えた水は排水管路７ａ
、７ｂを経て下池２に送られる。また、分岐部３の近く
には、管路内の水圧変動を抑制するためサージタンク８
が設置されている。
を示すもので、上池１と下池２の間を結ぶ水路は、上池
１から分岐部３までは一条管路４とされ、分＃１部３と
各水車５ａ、５ｂの間は分岐管路５ａ、５ｂとされてお
り、各水車５ａ、５ｂで仕事を終えた水は排水管路７ａ
、７ｂを経て下池２に送られる。また、分岐部３の近く
には、管路内の水圧変動を抑制するためサージタンク８
が設置されている。
上述のように構成した水力発電所においては、−台の水
車の運転状態の変化が他の水車に影響を及ぼすという欠
点がある。
車の運転状態の変化が他の水車に影響を及ぼすという欠
点がある。
すなわち、例えば第６図の水力発電所において、−台の
水車５ａが発電運転中で、他方の水車５ｂが無負荷開度
で￥１機運転中の場合に、電力系統からの要求に基づい
て待機運転中の水車５ｂを発電運転に移行させるため水
車５ｂの水口開度を開いていくと、発電運転中の水車５
ａの水車出力が急激に減少し、場合によってはモーター
運転となり、系統が電力を要求しているにも拘らず、逆
に系統からの電力を消費し、系統に悪影響を与えること
がある。
水車５ａが発電運転中で、他方の水車５ｂが無負荷開度
で￥１機運転中の場合に、電力系統からの要求に基づい
て待機運転中の水車５ｂを発電運転に移行させるため水
車５ｂの水口開度を開いていくと、発電運転中の水車５
ａの水車出力が急激に減少し、場合によってはモーター
運転となり、系統が電力を要求しているにも拘らず、逆
に系統からの電力を消費し、系統に悪影響を与えること
がある。
この時の運転状態の変化の様子を第７図を参照して説明
する。同図において、自号機は第６図の水車５ａに、他
号機は第６図の水車５ｂに相当するものとする。
する。同図において、自号機は第６図の水車５ａに、他
号機は第６図の水車５ｂに相当するものとする。
他号機を待機運転から発電運転へ移行させるため、時刻
Ｔｏで他号機の水口開度ａ２が開き始めると他号機５ｂ
側の管路６ｂの流量が急激に増加するためサージタンク
８の水位Ｗ、は第７図に示すように初期水位Ｗｓｏから
低下する。
Ｔｏで他号機の水口開度ａ２が開き始めると他号機５ｂ
側の管路６ｂの流量が急激に増加するためサージタンク
８の水位Ｗ、は第７図に示すように初期水位Ｗｓｏから
低下する。
この場合、発電運転中の１号１１５ａの水口開度ａ １
回転速度Ｎ１はともに一定であるが、水車の有効落差Ｈ
は第６図に示すようにサージタンク８の水位と下池２の
水位の差に近似的に等しいため、サージタンクの水位Ｗ
ｓが低下すると、水車の有効落差Ｈも低下することにな
り、そのため下池の水車出力は時刻Ｔｏ以降、第７図の
曲線Ｐ１のように変化する。すなわち、時刻Ｔ１で水車
出力Ｐ は零となり、時刻Ｔ２で最小出力（この場合は
負の出力）となる。
回転速度Ｎ１はともに一定であるが、水車の有効落差Ｈ
は第６図に示すようにサージタンク８の水位と下池２の
水位の差に近似的に等しいため、サージタンクの水位Ｗ
ｓが低下すると、水車の有効落差Ｈも低下することにな
り、そのため下池の水車出力は時刻Ｔｏ以降、第７図の
曲線Ｐ１のように変化する。すなわち、時刻Ｔ１で水車
出力Ｐ は零となり、時刻Ｔ２で最小出力（この場合は
負の出力）となる。
時刻Ｔ２からはサージタンクの水位Ｗ、に転するため水
車出力Ｐ１も増加し、時刻Ｔ３で正の出力となり、時刻
Ｔ４で当初の出力Ｐ１ｉ１．：復帰するが、その後もし
ばらくの間、サージタンク水位Ｗ が上界するため水車
出力Ｐ１もさらに増加し、時刻Ｔ５で屋大となる。以後
、サージタンクの水位撮動に応じて自号機の水車出力Ｐ
１も撮動しつつ次第に新しい定常状態に向けて収斂して
行くことになる。
車出力Ｐ１も増加し、時刻Ｔ３で正の出力となり、時刻
Ｔ４で当初の出力Ｐ１ｉ１．：復帰するが、その後もし
ばらくの間、サージタンク水位Ｗ が上界するため水車
出力Ｐ１もさらに増加し、時刻Ｔ５で屋大となる。以後
、サージタンクの水位撮動に応じて自号機の水車出力Ｐ
１も撮動しつつ次第に新しい定常状態に向けて収斂して
行くことになる。
上述のように、一条管路に連なる分岐管路に設置されて
発電運転を行っている水車（自号機）は同一の一条管路
に連なる他の分岐管路に設置された水車（他号機）が待
機運転からの発電運転へ移行する際、その水口開度が開
いた影響で自号機の水車出力を減少せしめられ、時刻Ｔ
１〜Ｔ３の間、モーター運転となって系統からの電力を
消費することになる。
発電運転を行っている水車（自号機）は同一の一条管路
に連なる他の分岐管路に設置された水車（他号機）が待
機運転からの発電運転へ移行する際、その水口開度が開
いた影響で自号機の水車出力を減少せしめられ、時刻Ｔ
１〜Ｔ３の間、モーター運転となって系統からの電力を
消費することになる。
こうした現象が発生する原因は、第８図に示す水車のト
ルク特性からも説明することができる。
ルク特性からも説明することができる。
第８図の曲線ｍ 、 ｍ 、 ｍ３は、水車の発生
トルクをＴｏ、そのときの有効落差をＨ１回転速度をＮ
とするとき、自号機の水口開度ａ１をパラメータとして
Ｎ／ｍ対するＴ／Ｈの変化の様子を示したしので、図中
のＴ −Ｔ６は第７図中のＴ 〜Ｔ６にそれぞれ対応
している。
トルクをＴｏ、そのときの有効落差をＨ１回転速度をＮ
とするとき、自号機の水口開度ａ１をパラメータとして
Ｎ／ｍ対するＴ／Ｈの変化の様子を示したしので、図中
のＴ −Ｔ６は第７図中のＴ 〜Ｔ６にそれぞれ対応
している。
同図において、水口開度ａ１が一定な下池の運転状態は
曲線ｍ２上を変化することになるが、時刻Ｔ。の初期状
態（◎印で示す）からサージタンク水位Ｗ が低下する
と、それに伴って水車の有効落差Ｈも減少するため、運
転点はＮ ／ 口ら（大きくなる方向に変化する。この
ため、Ｔ ／ Ｈの値が小さくなり、時刻Ｔ１において
、Ｔ／Ｈ＝Ｏとなり、水車出力は零となる。
曲線ｍ２上を変化することになるが、時刻Ｔ。の初期状
態（◎印で示す）からサージタンク水位Ｗ が低下する
と、それに伴って水車の有効落差Ｈも減少するため、運
転点はＮ ／ 口ら（大きくなる方向に変化する。この
ため、Ｔ ／ Ｈの値が小さくなり、時刻Ｔ１において
、Ｔ／Ｈ＝Ｏとなり、水車出力は零となる。
時刻Ｔ１以降、水車の有効落差Ｈがさらに減少するため
、水車のトルクＴは負となり、系統からの電力を消費す
ることになる。Ｎ ／Ｅ■ｒ最大となる時刻Ｔ２は第７
図の水車出力最低点に相当する。
、水車のトルクＴは負となり、系統からの電力を消費す
ることになる。Ｎ ／Ｅ■ｒ最大となる時刻Ｔ２は第７
図の水車出力最低点に相当する。
時刻Ｔ２以降は水車の有効落差Ｈが大きくなるため運転
点はＮ／Ｊ′Ｔｔｆｉ小さくなる方向に移動し、Ｔ３．
Ｔ４を経て水車出力Ｐ１が最大となる点Ｔ５に至る。
点はＮ／Ｊ′Ｔｔｆｉ小さくなる方向に移動し、Ｔ３．
Ｔ４を経て水車出力Ｐ１が最大となる点Ｔ５に至る。
上述の様に時刻Ｔ１〜Ｔ３の間、水車は負トルクで運転
されることになるが、この負トルク領域では振動やキャ
ビテーションが増加し、水車およびその付属機構に損害
を与えるおそれがある上、前述のように系統が電力の供
給を要求しているにも拘らず、逆に電力を消費してしま
うという重大な欠点がある。
されることになるが、この負トルク領域では振動やキャ
ビテーションが増加し、水車およびその付属機構に損害
を与えるおそれがある上、前述のように系統が電力の供
給を要求しているにも拘らず、逆に電力を消費してしま
うという重大な欠点がある。
なお、以上の説明では自号機の水口開度は変化せず、他
号機の水口開度が開いた場合について説明したが、自号
機の水口開度が急激に開いた場合にもサージタンクの水
位が変化するため、上記と類似の現象が発生する。
号機の水口開度が開いた場合について説明したが、自号
機の水口開度が急激に開いた場合にもサージタンクの水
位が変化するため、上記と類似の現象が発生する。
次ぎに、自号機と他号機が共に発電運転中に他号機で負
荷遮断が発生し、水口開度を全開とされる場合の現象に
つき、第９図と第１０図を参照して説明する。
荷遮断が発生し、水口開度を全開とされる場合の現象に
つき、第９図と第１０図を参照して説明する。
第９図において、時刻Ｔｏで他号機で負荷’ｌｌＸ％が
発生し、その水口開度ａ２が急速に閉鎖すると、第６図
中の°分岐管路６ｂを流れる水の流伍が減少するため、
サージタンクの水位Ｗ、は第９図に示すように急上昇す
る。
発生し、その水口開度ａ２が急速に閉鎖すると、第６図
中の°分岐管路６ｂを流れる水の流伍が減少するため、
サージタンクの水位Ｗ、は第９図に示すように急上昇す
る。
そのため、自号機（第６図中の５ａ）の水車出力Ｐ１は
水ロ開度ａ１．回転速度Ｎ１が共に変化していないにも
拘らず増加し、サージタンクの水位Ｗ８が初期水位Ｗｓ
ｏよりも大幅に高くなる時刻Ｔ１〜Ｔ３の間、水車の定
格最大出力を越えて運転されることになる。
水ロ開度ａ１．回転速度Ｎ１が共に変化していないにも
拘らず増加し、サージタンクの水位Ｗ８が初期水位Ｗｓ
ｏよりも大幅に高くなる時刻Ｔ１〜Ｔ３の間、水車の定
格最大出力を越えて運転されることになる。
第１０図は第９図のような現象が何枚発生するかを水車
のトルク特性から説明するもので、自号機の水口開度ａ
１が一定の場合、水車の有効落差Ｈが増加すると、運転
点は曲線ｍ３上をＮ／４ Ｈ−が小さくなる方向へ移動
してＴ／Ｈが大きくなると共に、トルクＴの値も有効落
差Ｈの増加分に対応して大きくなることが分る。
のトルク特性から説明するもので、自号機の水口開度ａ
１が一定の場合、水車の有効落差Ｈが増加すると、運転
点は曲線ｍ３上をＮ／４ Ｈ−が小さくなる方向へ移動
してＴ／Ｈが大きくなると共に、トルクＴの値も有効落
差Ｈの増加分に対応して大きくなることが分る。
ところで近年は、半導体ｉ、Ｉｌｌ素子回路技術の進歩
に伴い、巻線形誘導発電撮をサイクロコンバータ装置で
制御することによって水車の回転速度を広範囲に亘って
任意に変化させることができる可変速水力発電装置が注
目されるようになってきた。
に伴い、巻線形誘導発電撮をサイクロコンバータ装置で
制御することによって水車の回転速度を広範囲に亘って
任意に変化させることができる可変速水力発電装置が注
目されるようになってきた。
こうした可変速水力発電装置においては、上池と下池の
水位を測定して水車に作用する有効落差を篩部し、この
有効落差に応じて水車の回転速度を制ｍａすることによ
って水車を常に高い効率で運転する制御方法が提案され
ている（例えば、特開昭４８−２１０４５号、同５７−
１１３’９７１号等）。
水位を測定して水車に作用する有効落差を篩部し、この
有効落差に応じて水車の回転速度を制ｍａすることによ
って水車を常に高い効率で運転する制御方法が提案され
ている（例えば、特開昭４８−２１０４５号、同５７−
１１３’９７１号等）。
このような運転制御方法によれば、水車の回転速度を落
差に応じて変えることにより、どのよう、 な落差にお
いても水車を安定に、しかも高い効率で運転することが
できる。しかしながら第７図や第９図で説明したように
、水路系の過渡的な状態変化によって水車の有効落差が
変化するような場合には、可変速形の水車を用いても、
従来の運転制御方法を用いる限り、一定回転速度の水中
と同僅の機能しか発揮しない。
差に応じて変えることにより、どのよう、 な落差にお
いても水車を安定に、しかも高い効率で運転することが
できる。しかしながら第７図や第９図で説明したように
、水路系の過渡的な状態変化によって水車の有効落差が
変化するような場合には、可変速形の水車を用いても、
従来の運転制御方法を用いる限り、一定回転速度の水中
と同僅の機能しか発揮しない。
（発明が解決しようとする問題点）
上述の如く、共通の一条管路に連なる分岐管路に設置さ
れ°た水車では、他号機や自号機の運転状態の急激な変
化により水車がモーター運転に陥ったり過負荷で運転さ
れるおそれがあるが、従来の運転制御方法では、可変速
運転が可能な水車においても有効な対策を講することか
できながった。
れ°た水車では、他号機や自号機の運転状態の急激な変
化により水車がモーター運転に陥ったり過負荷で運転さ
れるおそれがあるが、従来の運転制御方法では、可変速
運転が可能な水車においても有効な対策を講することか
できながった。
また、モーター運転や過負荷運転に対しては自号機の水
口開度を調整する方法も考えられるが、急激な水口開度
の変化はサージングを助長し、水車の運転状態をかえっ
て悪い方向へ移行させる危険性が大きいため、実用に供
されてはいない。
口開度を調整する方法も考えられるが、急激な水口開度
の変化はサージングを助長し、水車の運転状態をかえっ
て悪い方向へ移行させる危険性が大きいため、実用に供
されてはいない。
（問題点を解決するための手段）
本発明は背景技術における上述のごとき欠点を除去づべ
くなされたもので、一条管路から分岐する複数条の分岐
管路に可変速水力発電装置を設置した水力発電所におい
て、各５！電機の出力を発電機出力検出器によって検出
し、この検出値が設定上限出力を上回るか、あるいは設
定下限出力を下回った際、回転速度上げ指令または回転
速度下げ指令を出力させて水力発電装置の目標回転速度
を変化させることを特徴とする。
くなされたもので、一条管路から分岐する複数条の分岐
管路に可変速水力発電装置を設置した水力発電所におい
て、各５！電機の出力を発電機出力検出器によって検出
し、この検出値が設定上限出力を上回るか、あるいは設
定下限出力を下回った際、回転速度上げ指令または回転
速度下げ指令を出力させて水力発電装置の目標回転速度
を変化させることを特徴とする。
（作 用）
上述のように構成した本発明の運転制御方法においては
、発電機出力が設定上限出力または設定下限出力を越え
た際には回転速度上げ指令または回転速度下げ指令が優
先的に回転速度制御装置に与えられて発電機の回転速度
を制御するので、他号機や自号機の運転状態が急激に変
化しても水車がモーター運転や過負荷運転に陥ることを
防止できる。
、発電機出力が設定上限出力または設定下限出力を越え
た際には回転速度上げ指令または回転速度下げ指令が優
先的に回転速度制御装置に与えられて発電機の回転速度
を制御するので、他号機や自号機の運転状態が急激に変
化しても水車がモーター運転や過負荷運転に陥ることを
防止できる。
すなわら、第８図や第１０図における横軸座標Ｎ／ｆｌ
上での水車の運転点の変化を少なくすることができ、発
電機出力の上限値や下限値からの逸脱量を低減させて電
力系統運用上のトラブルを防止することができる。
上での水車の運転点の変化を少なくすることができ、発
電機出力の上限値や下限値からの逸脱量を低減させて電
力系統運用上のトラブルを防止することができる。
（実施例）
以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。
第１図において、管路６の上端は第６図にて説明した一
条管路４に接続されており、また、水車５の吐出側゛に
接続した排水管路の下端は下池に通じている。
条管路４に接続されており、また、水車５の吐出側゛に
接続した排水管路の下端は下池に通じている。
水車５の主軸にはカップリング９を介して発電Ｉｆｉ１
０が直結されている。この発電機とじては通常、可変速
運転が可能な巻線形誘導発電機が使用 ゛され、その
出力はサイクロコンバータ装置（図示せず）などを介し
て電力系統に接続されている。
０が直結されている。この発電機とじては通常、可変速
運転が可能な巻線形誘導発電機が使用 ゛され、その
出力はサイクロコンバータ装置（図示せず）などを介し
て電力系統に接続されている。
発電機１０にはその出力を検出する発電機出力検出器１
１が取付けられており、この発電機出力検出器から出力
される発電機出力Ｐ１は比較器１２に導かれ、設定上限
出力ＰＨと比較されて偏差値ΔＰ、を生じ、また比較器
１３に導かれ、設定下限出力Ｐ と比較されて偏差値Δ
Ｐ、を生じる。 これらの偏差値ΔＰ および偏差値Δ
Ｐ。
１が取付けられており、この発電機出力検出器から出力
される発電機出力Ｐ１は比較器１２に導かれ、設定上限
出力ＰＨと比較されて偏差値ΔＰ、を生じ、また比較器
１３に導かれ、設定下限出力Ｐ と比較されて偏差値Δ
Ｐ、を生じる。 これらの偏差値ΔＰ および偏差値Δ
Ｐ。
■
はそれぞれ上限出力検出器１４．下限出力検出器１５に
導かれる。
導かれる。
上限出力検出器１４はΔＰ０が正の時、すなわち発電機
出力信号Ｐ１が設定上限出力Ｐ、を上まわった時に回転
速度上げ指令Ｎ０を出力する。また、下限出力検出器１
５は△ＰＬが負の時ずなわち充電機出力信＠Ｐ Ｓ設定
下限出力ＰＬを下回りた時に回転速度下げ指令ＮＬを出
力する。
出力信号Ｐ１が設定上限出力Ｐ、を上まわった時に回転
速度上げ指令Ｎ０を出力する。また、下限出力検出器１
５は△ＰＬが負の時ずなわち充電機出力信＠Ｐ Ｓ設定
下限出力ＰＬを下回りた時に回転速度下げ指令ＮＬを出
力する。
一方、発電機１０の平常時の回転速度を設定する回転速
度設定器１６には要求出力Ｐ１水ロ開度ａ、および水位
Ｗ等が入力され、最適回転速度Ｎ を出力している。
度設定器１６には要求出力Ｐ１水ロ開度ａ、および水位
Ｗ等が入力され、最適回転速度Ｎ を出力している。
ｐｔ
この最適回転速Ｉ！！Ｎ ＯＰｔと、上述の回転速度上
げ指令Ｎ および回転速度下げ指令Ｎ、は目標回転速没
設定器１７に入力され、目標回転速度ＮＱを出力する。
げ指令Ｎ および回転速度下げ指令Ｎ、は目標回転速没
設定器１７に入力され、目標回転速度ＮＱを出力する。
回転速度制御装置１８は目標回転速度Ｎ。を入力し、発
電機１０がその目標回転速度となるよう制御する。
電機１０がその目標回転速度となるよう制御する。
上述の目標回転速度設定器１７は常時は最適回転速度Ｎ
を目標回転速度Ｎ。とじて出力する。ｐｔ が、回転速度上げ指令Ｎｌまたは回転速度下げ指令ＮＬ
が入力された際には、それらの信号を優先させる機能を
備えている。
を目標回転速度Ｎ。とじて出力する。ｐｔ が、回転速度上げ指令Ｎｌまたは回転速度下げ指令ＮＬ
が入力された際には、それらの信号を優先させる機能を
備えている。
前記したΔＰｌ＋や△Ｐ［に対する回転速度上げ指令Ｎ
Ｈまたは回転速度下げ指令Ｎ［の値は一般的にはΔＰ
□、ΔＰ、の比例値、微分値および積分値の組み合せで
輝部される。すなわち、 ′ □Ｎ）ｌ”Ａ１１×Δｐ
Ｈ＋Ｂ、Ｘｄ／ｄｔ ＜Δｐ、、＞＋ＣｘｆΔｐ ｄ
ｔ −（１） ＩＩ ）１ 〜 ＝ＡＬ×ΔＰ１ ＋ＢＬ ｘｄ／ｄ ｔ （ΔＰ１
）＋ＣｘｆΔｐ ｄｔ −（２） Ｌ Ｌ とすればよい。これらの式中、Ａ、Ｂ、Ｃ，、、Ｈ ＡＬ、Ｂ 、Ｃ，は水車の特性、回転体の時定数、［ 管路内の水の慣性などの諸因子に応じて設定される定数
である。
Ｈまたは回転速度下げ指令Ｎ［の値は一般的にはΔＰ
□、ΔＰ、の比例値、微分値および積分値の組み合せで
輝部される。すなわち、 ′ □Ｎ）ｌ”Ａ１１×Δｐ
Ｈ＋Ｂ、Ｘｄ／ｄｔ ＜Δｐ、、＞＋ＣｘｆΔｐ ｄ
ｔ −（１） ＩＩ ）１ 〜 ＝ＡＬ×ΔＰ１ ＋ＢＬ ｘｄ／ｄ ｔ （ΔＰ１
）＋ＣｘｆΔｐ ｄｔ −（２） Ｌ Ｌ とすればよい。これらの式中、Ａ、Ｂ、Ｃ，、、Ｈ ＡＬ、Ｂ 、Ｃ，は水車の特性、回転体の時定数、［ 管路内の水の慣性などの諸因子に応じて設定される定数
である。
上記（１）、（２）式は理論的ではあるが、実際上は各
定数の値を正確に定めることが難しいことが多い。その
様な場合には実用上、発電機゛１０の周波数を変換する
サイクロコンバータ装置などの能力の制約により、実際
に運転できる発電様の回転速度の上限値Ｎ と下限値
Ｎ 、 が定まつｗａｘ ｍ
＋ ｎているので、 Δｐ ＞ｏのとき：Ｎ、、＝Ｎｌａｘ ・ （３）Δ
Ｐ く０のとき：ＮＬ＝Ｎ ・ ・・・（４）Ｉｆ
ｒｎ ＋ ｎを上記（１）、（
２）式の替わりに用いるようにしてもよい。
定数の値を正確に定めることが難しいことが多い。その
様な場合には実用上、発電機゛１０の周波数を変換する
サイクロコンバータ装置などの能力の制約により、実際
に運転できる発電様の回転速度の上限値Ｎ と下限値
Ｎ 、 が定まつｗａｘ ｍ
＋ ｎているので、 Δｐ ＞ｏのとき：Ｎ、、＝Ｎｌａｘ ・ （３）Δ
Ｐ く０のとき：ＮＬ＝Ｎ ・ ・・・（４）Ｉｆ
ｒｎ ＋ ｎを上記（１）、（
２）式の替わりに用いるようにしてもよい。
上述のように構成した可変速水力発電装置の運転、制御
装置において、発電機１０の出力Ｐ、が設定上限出力Δ
ＰＨと設定下限出力ΔＰ［の間の値であるときは上限出
力検出器１４と下限出力検出器１５は出力Ｎ、Ｎ、を生
じないので、目標回■ 転速置設定器１７は回転速度設定器１６からの信号Ｎ
と同一の目標回転速度Ｎ。を回転速度制ｐｔ 御装置１８に向けて出力し、発電機１０を目標回転速度
となるよう制御する。
装置において、発電機１０の出力Ｐ、が設定上限出力Δ
ＰＨと設定下限出力ΔＰ［の間の値であるときは上限出
力検出器１４と下限出力検出器１５は出力Ｎ、Ｎ、を生
じないので、目標回■ 転速置設定器１７は回転速度設定器１６からの信号Ｎ
と同一の目標回転速度Ｎ。を回転速度制ｐｔ 御装置１８に向けて出力し、発電機１０を目標回転速度
となるよう制御する。
このような状態において、例えば、待機運転中の他号機
の水口開度が系統からの指令によって急に開き、そのた
め自号機の発電機出力Ｐ１が設定下値出力Ｐ、を下回っ
た場合の作動を第２図に示す。
の水口開度が系統からの指令によって急に開き、そのた
め自号機の発電機出力Ｐ１が設定下値出力Ｐ、を下回っ
た場合の作動を第２図に示す。
同図において時刻Ｔｏで他号機の水口開度ａ２が開口を
開始すると、第２図につき説明したと同様の理由によっ
てサージタンクの水位Ｗ３と自号機の水車出力（−発電
機出力）Ｐｌが減少し始める。
開始すると、第２図につき説明したと同様の理由によっ
てサージタンクの水位Ｗ３と自号機の水車出力（−発電
機出力）Ｐｌが減少し始める。
時刻Ｔ１において、自号機の水車出力Ｐ１が設定下限出
力ＰＬよりも下回ると、下限出力検出器１５が作動して
回転速度下げ指令Ｎ、が出力され、これにより目標回転
速度設定器１７の出力は時刻Ｔ で最低回転速度Ｍ ・
となる（前述の（４）１ ｍａｎ 式による場合）。
力ＰＬよりも下回ると、下限出力検出器１５が作動して
回転速度下げ指令Ｎ、が出力され、これにより目標回転
速度設定器１７の出力は時刻Ｔ で最低回転速度Ｍ ・
となる（前述の（４）１ ｍａｎ 式による場合）。
これにより、回転速度制御装置１８は水車の回転速度が
Ｎ ・ となるように制御を開始するが、１ｎ 実際の回転３１度は回転体の時定数の影響で曲線Ｎ、の
ように徐々に低下する。
Ｎ ・ となるように制御を開始するが、１ｎ 実際の回転３１度は回転体の時定数の影響で曲線Ｎ、の
ように徐々に低下する。
この場合、回転速度が下回るため、自号機の水車出力は
、回転速度が一定の第７図の場合に比較してゆっくりし
たものとなり、水車出力Ｐ１の最低値は負出力にはなら
ない。
、回転速度が一定の第７図の場合に比較してゆっくりし
たものとなり、水車出力Ｐ１の最低値は負出力にはなら
ない。
その理由を第３図のトルク特性に基づいて説明すると、
時刻Ｔｏでサージタンク水位が低下した場合、水車の有
効落差Ｈも低下するため、水車の運転点は曲線ｍ２上を
Ｎ／ｎ増大する方向へ移動する。
時刻Ｔｏでサージタンク水位が低下した場合、水車の有
効落差Ｈも低下するため、水車の運転点は曲線ｍ２上を
Ｎ／ｎ増大する方向へ移動する。
しかしながら、時刻Ｔ１以降は下限出力検出器１５が作
動し、水車の回転速度Ｎが低下するため、有効溝ｆｆＨ
が大きく低下しても時刻Ｔ までのＮ／ＶｍＴ７）低下
は僅かであり、最低出力点（Ｔ ）ｔよトルクＴ／Ｈ
が正の領域に保たれることになる。
動し、水車の回転速度Ｎが低下するため、有効溝ｆｆＨ
が大きく低下しても時刻Ｔ までのＮ／ＶｍＴ７）低下
は僅かであり、最低出力点（Ｔ ）ｔよトルクＴ／Ｈ
が正の領域に保たれることになる。
次ぎに、本発明の運転制御方法において、他号機の水口
開度が急激に減少し、下池の発電機出力が設定下限出力
ＰＨを上回った時の作動を第４図および第５図を参照し
て説明する。
開度が急激に減少し、下池の発電機出力が設定下限出力
ＰＨを上回った時の作動を第４図および第５図を参照し
て説明する。
負荷遮断などにより、時刻Ｔ において他号機の水口開
度ａ２が急激に低下し始めると、サージタンクの水位Ｗ
が上昇し、自号機の発電機出力Ｐ も増加する。時刻
Ｔ１において発電機出力Ｐ１が設定上限値出力Ｐ□を超
過すると、上限出力検出器１４が作動し、回転速度上げ
指令Ｎ）ｌが発せられる。これにより目標回転速度設定
器１７の出力Ｎ は時刻Ｔ にて最高回転速度Ｎ
（＝Ｎ ）に切換えられるが、実際の水車回転速度Ｎ１
は回転体の時定数の影響で、第４図中の曲線Ｎ で示す
ように時刻■１以降ゆっくりと上昇すす ることになる。
度ａ２が急激に低下し始めると、サージタンクの水位Ｗ
が上昇し、自号機の発電機出力Ｐ も増加する。時刻
Ｔ１において発電機出力Ｐ１が設定上限値出力Ｐ□を超
過すると、上限出力検出器１４が作動し、回転速度上げ
指令Ｎ）ｌが発せられる。これにより目標回転速度設定
器１７の出力Ｎ は時刻Ｔ にて最高回転速度Ｎ
（＝Ｎ ）に切換えられるが、実際の水車回転速度Ｎ１
は回転体の時定数の影響で、第４図中の曲線Ｎ で示す
ように時刻■１以降ゆっくりと上昇すす ることになる。
このように、本発明においては自号機の回′・転速度が
上昇するため、その水車の出力は回転速度が一定の第９
図の場合に比較してゆっくりしたものとなり、その最大
□出力値も低く押えられる。
上昇するため、その水車の出力は回転速度が一定の第９
図の場合に比較してゆっくりしたものとなり、その最大
□出力値も低く押えられる。
その理由を第５−を参照して説明すると、時刻Ｔｏ−Ｔ
１の間は回転速度が一定のため、サージタンクの水位Ｗ
８の上界に伴う有効落差Ｈの増加分だけ水車の運転点は
Ｎ ／ （’Ｔｎｆｉ小”さくなる方向へ移動する。し
かしながら、時刻Ｔ１以降は前述のように上限出力検出
器１４が作動して水車の目標回転速度を上昇させるため
、有効落差Ｈが増加しても運転点のＮ／ Ｅ■１回転速
度が一定の場合と比較すると余り低下せず、その結果水
車のトルクもさほど増大せず、水車出力の増加は抑制さ
れることになる。
１の間は回転速度が一定のため、サージタンクの水位Ｗ
８の上界に伴う有効落差Ｈの増加分だけ水車の運転点は
Ｎ ／ （’Ｔｎｆｉ小”さくなる方向へ移動する。し
かしながら、時刻Ｔ１以降は前述のように上限出力検出
器１４が作動して水車の目標回転速度を上昇させるため
、有効落差Ｈが増加しても運転点のＮ／ Ｅ■１回転速
度が一定の場合と比較すると余り低下せず、その結果水
車のトルクもさほど増大せず、水車出力の増加は抑制さ
れることになる。
上記した説明からも明らかなように、本発明の運転制御
方法においては、発電殿出力Ｐ を検出し、これが設定
上限出力ＰＨを上まわるか、設定下限出力Ｐ、を下まわ
った際には、回転速度上げ指令Ｎｉ１または回転速度下
げ指令Ｎ、を出力させて目標回転速度Ｎ。を変化させる
ようにしたので、水車ひいては発電機の出力を小幅な変
動範囲内に保持することができ、水車が系統の電力を消
費するモーター運転状態や、最大定格出力を越える過負
荷運転状態に陥るのを回避できる。
方法においては、発電殿出力Ｐ を検出し、これが設定
上限出力ＰＨを上まわるか、設定下限出力Ｐ、を下まわ
った際には、回転速度上げ指令Ｎｉ１または回転速度下
げ指令Ｎ、を出力させて目標回転速度Ｎ。を変化させる
ようにしたので、水車ひいては発電機の出力を小幅な変
動範囲内に保持することができ、水車が系統の電力を消
費するモーター運転状態や、最大定格出力を越える過負
荷運転状態に陥るのを回避できる。
上述の如く、本発明の運転制御方法によれば、信号はの
作動変更時に水車がモーター運転や過負荷運転状態に陥
るのを回避できるので、異常な運転状態による水車自身
やその付属設備の損傷を防止することができ、また、電
力系統運用上のトラブルの発生を防止することができる
。
作動変更時に水車がモーター運転や過負荷運転状態に陥
るのを回避できるので、異常な運転状態による水車自身
やその付属設備の損傷を防止することができ、また、電
力系統運用上のトラブルの発生を防止することができる
。
第１図は本発明の可変速水力発電装置の運転制御方法の
実施例を示す説明図、第２図ないし第５図はその作動を
示す作動説明図とトルク特性図、第６図は一条管路に２
条の分岐管・路が接続された水力発電所の概略構成を示
す概略図、第７図ないし第１０図は従来の水力発電装訝
の作動を示す作動説明図とトルク特性図である。 １・・・上池、２・・・下池、３・・・分岐部、４・・
・一条管路、５．５ａ・・・水車、６．６ａ、６ｂ・・
・管路、７．７ａ、７ｂ・・・排水管路、８・・・サー
ジタンク。 出願人代理人 佐 藤 −雄 第１図 第２図 第５図 時刻Ｔ 第７図 □ 第８図 時刻Ｔ 第９図
実施例を示す説明図、第２図ないし第５図はその作動を
示す作動説明図とトルク特性図、第６図は一条管路に２
条の分岐管・路が接続された水力発電所の概略構成を示
す概略図、第７図ないし第１０図は従来の水力発電装訝
の作動を示す作動説明図とトルク特性図である。 １・・・上池、２・・・下池、３・・・分岐部、４・・
・一条管路、５．５ａ・・・水車、６．６ａ、６ｂ・・
・管路、７．７ａ、７ｂ・・・排水管路、８・・・サー
ジタンク。 出願人代理人 佐 藤 −雄 第１図 第２図 第５図 時刻Ｔ 第７図 □ 第８図 時刻Ｔ 第９図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、一条管路から分岐する複数状の分岐管路に可変速水
力発電装置を設置した水力発電所において、各発電機の
出力を発電機出力検出器によって検出し、この検出値が
設定上限出力を上回るか、あるいは設定下限出力を下回
った際、回転速度上げ指令または回転速度下げ指令を出
力させて水力発電装置の目標回転速度を変化させること
を特徴とする可変速水力発電装置の運転制御方法。 ２、発電機出力と設定上限出力とを比較器に入力して比
較し、それらの偏差値を上限出力検出器に導いて回転速
度上げ指令を出力させ、また前記発電機出力と設定下限
出力とを比較器に入力して比較し、それらの偏差値を下
限出力検出器に導いて回転速度下げ指令を出力させ、こ
れらの指令により水力発電装置の目標回転速度を変化さ
せることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の可変
速水力発電装置の運転制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61198398A JPH0718406B2 (ja) | 1986-08-25 | 1986-08-25 | 可変速水力発電装置の運転制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61198398A JPH0718406B2 (ja) | 1986-08-25 | 1986-08-25 | 可変速水力発電装置の運転制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6355372A true JPS6355372A (ja) | 1988-03-09 |
| JPH0718406B2 JPH0718406B2 (ja) | 1995-03-06 |
Family
ID=16390467
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61198398A Expired - Fee Related JPH0718406B2 (ja) | 1986-08-25 | 1986-08-25 | 可変速水力発電装置の運転制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0718406B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105604993A (zh) * | 2016-03-02 | 2016-05-25 | 湖州优创科技有限公司 | 一种镗孔机的液压站 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4878905U (ja) * | 1971-12-28 | 1973-09-28 | ||
| JPS4928814A (ja) * | 1972-07-12 | 1974-03-14 |
-
1986
- 1986-08-25 JP JP61198398A patent/JPH0718406B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4878905U (ja) * | 1971-12-28 | 1973-09-28 | ||
| JPS4928814A (ja) * | 1972-07-12 | 1974-03-14 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105604993A (zh) * | 2016-03-02 | 2016-05-25 | 湖州优创科技有限公司 | 一种镗孔机的液压站 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0718406B2 (ja) | 1995-03-06 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |