JP2585220B2 - 可変速揚水装置 - Google Patents
可変速揚水装置Info
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-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J15/00—Systems for storing electric energy
- H02J15/003—Systems for storing electric energy in the form of hydraulic energy
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P9/00—Arrangements for controlling electric generators for the purpose of obtaining a desired output
- H02P9/42—Arrangements for controlling electric generators for the purpose of obtaining a desired output to obtain desired frequency without varying speed of the generator
-
- 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
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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
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- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
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- Power Engineering (AREA)
- Control Of Water Turbines (AREA)
- Control Of Eletrric Generators (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は可変速揚水装置にかかり、特に交流電力系統
に接続され、揚水時のガバナフリー運転制御が可能にな
ると共に、ポンプ水車の回転速度を安定に制御可能にし
た可変速揚水装置に関する。
に接続され、揚水時のガバナフリー運転制御が可能にな
ると共に、ポンプ水車の回転速度を安定に制御可能にし
た可変速揚水装置に関する。
従来の揚水発電システムは、揚水時に負荷の調整が出
来ない欠点があつた。
来ない欠点があつた。
第９図は、従来の直流励磁の同期機を用いた揚水装置
の実施例を示す。以下本図を用いて従来例の説明を行
う。
の実施例を示す。以下本図を用いて従来例の説明を行
う。
ポンプ水車４を回転駆動する同期機２には位置検出器
28及び回転速度検出器５が直結される。周波数変換器制
御装置35は、位置検出器28の出力信号に応じて電力変換
装置３の出力周波数を制御する一方、速度制御器６の出
力信号により同期機の軸出力を増減するよう電力変換装
置３を制御する。
28及び回転速度検出器５が直結される。周波数変換器制
御装置35は、位置検出器28の出力信号に応じて電力変換
装置３の出力周波数を制御する一方、速度制御器６の出
力信号により同期機の軸出力を増減するよう電力変換装
置３を制御する。
以下、停止状態から揚水始動を経て定常運転状態まで
の動作について説明する。
の動作について説明する。
停止時、開閉器61及び62は閉路、63及び64は開路状態
にあり、同期機２は電力変換器３により駆動されるよう
に回路が構成される。また、この時ポンプ水車は水面押
し下げの状態にあり、切替器19は開路、17は閉路で、ガ
イドベーン開度指令Y0は零である。
にあり、同期機２は電力変換器３により駆動されるよう
に回路が構成される。また、この時ポンプ水車は水面押
し下げの状態にあり、切替器19は開路、17は閉路で、ガ
イドベーン開度指令Y0は零である。
このあと、ポンプ回転速度指令N0は予め決められたパ
ターンに従つて上昇し、その後一定速度運転にはいり、
開閉器61,62が開路、63,64が閉路して同期並入され、同
期速度での定速運転にはいる。次に、水面押下げ指令を
解除して揚水プライミング水圧確認を条件にガイドベー
ン開度指令を０からYSまで立ち上げ、これにより揚水運
転が開始される。ここに至つて切替器19を閉路、17を開
路して、揚程Ｈに対する最高効率を与えるY0にて揚水運
転を行う。
ターンに従つて上昇し、その後一定速度運転にはいり、
開閉器61,62が開路、63,64が閉路して同期並入され、同
期速度での定速運転にはいる。次に、水面押下げ指令を
解除して揚水プライミング水圧確認を条件にガイドベー
ン開度指令を０からYSまで立ち上げ、これにより揚水運
転が開始される。ここに至つて切替器19を閉路、17を開
路して、揚程Ｈに対する最高効率を与えるY0にて揚水運
転を行う。
ポンプ水車入力は、ほぼ回転数で決まつてしまうた
め、系統からの入力電力を調整する機能はない。
め、系統からの入力電力を調整する機能はない。
このため、従来の同期機に替えて２次励磁付の誘導機
で運転する可変速システムとすることにより負荷調整を
実現する為の研究が進められている。例えば昭和60年電
気関係学会関西支部連合大会論文「可変速揚水発電シス
テムの研究開発」などの論文では原理については述べら
れているが具体的な制御方式については触れられていな
い。
で運転する可変速システムとすることにより負荷調整を
実現する為の研究が進められている。例えば昭和60年電
気関係学会関西支部連合大会論文「可変速揚水発電シス
テムの研究開発」などの論文では原理については述べら
れているが具体的な制御方式については触れられていな
い。
上記公知例では、揚水システムを可変速化することに
より、揚水運転時にも有効電力調整が可能となる事実に
ついては述べられているが、具体的制御方法については
触れられていない。
より、揚水運転時にも有効電力調整が可能となる事実に
ついては述べられているが、具体的制御方法については
触れられていない。
本発明の目的は可変速揚水装置において、電動機負荷
を調節可能にしてAFC運転等の電力系統安定化機能を持
たせると共に、ポンプ水車の回転速度を安定に制御可能
にすることにある。
を調節可能にしてAFC運転等の電力系統安定化機能を持
たせると共に、ポンプ水車の回転速度を安定に制御可能
にすることにある。
上記目的を達成するために、本発明においては回転電
気機械と周波数変換位置とから成る交流系統に接続され
た可変速駆動装置と、この可変速駆動装置により回転駆
動されるポンプ水車と、このポンプ水車の回転速度を検
出する速度検出器と、交流系統から前記可変速駆動装置
に給電される有効電力を検出する電力検出器とから成る
可変速揚水装置において、電力検出器の有効電力検出値
と指令値との偏差が零となるように周波数変換装置を制
御する制御装置と、回転速度検出器からの回転速度検出
信号が予め設定された回転速度範囲を超えた時にこの速
度範囲からの偏差に応じて制御装置に入力される有効電
力指令信号を調整する装置とを設けたことを特徴とする
ものである。
気機械と周波数変換位置とから成る交流系統に接続され
た可変速駆動装置と、この可変速駆動装置により回転駆
動されるポンプ水車と、このポンプ水車の回転速度を検
出する速度検出器と、交流系統から前記可変速駆動装置
に給電される有効電力を検出する電力検出器とから成る
可変速揚水装置において、電力検出器の有効電力検出値
と指令値との偏差が零となるように周波数変換装置を制
御する制御装置と、回転速度検出器からの回転速度検出
信号が予め設定された回転速度範囲を超えた時にこの速
度範囲からの偏差に応じて制御装置に入力される有効電
力指令信号を調整する装置とを設けたことを特徴とする
ものである。
〔作用〕 本発明によれば、揚水運転中にも電力系統が安定にな
るように電動機負荷が調節可能になると共に、ポンプ水
車の回転速度が可変速幅をはずれそうになるおそれがあ
る場合でも電動機負荷を調節することにより回転を可変
速幅に収めることが可能になる。
るように電動機負荷が調節可能になると共に、ポンプ水
車の回転速度が可変速幅をはずれそうになるおそれがあ
る場合でも電動機負荷を調節することにより回転を可変
速幅に収めることが可能になる。
本発明は可変速揚水装置の定常運転時には系統への負
荷がポンプ回転数によつて殆ど定まる事を利用する。即
ち可変速駆動装置を入力指令に対する偏差を０とする様
に制御しても×入力指令の上下限で定まるポンプ回転数
範囲内に運転回転数は収まるため、安定に運転すること
ができるからである。
荷がポンプ回転数によつて殆ど定まる事を利用する。即
ち可変速駆動装置を入力指令に対する偏差を０とする様
に制御しても×入力指令の上下限で定まるポンプ回転数
範囲内に運転回転数は収まるため、安定に運転すること
ができるからである。
また、ポンプ水車の効率は回転数、揚程及びガイドベ
ーン開度で定まる。このため、回転数及び揚程から、最
高効率となるようガイドベーン開度を制御することがで
きる。
ーン開度で定まる。このため、回転数及び揚程から、最
高効率となるようガイドベーン開度を制御することがで
きる。
ポンプ水車の回転数は、電動機出力とポンプ出力との
差によるトルクで定まるが、過渡的には回転数が許され
る可変速範囲を超える可能性がある。ポンプ水車の回転
数が予め設定された範囲を超えた時に限りその範囲から
の偏差に応じて電動機入力を調整すれば、可変速範囲か
らの逸脱を抑えることができ安定な運転を行うことがで
きる。
差によるトルクで定まるが、過渡的には回転数が許され
る可変速範囲を超える可能性がある。ポンプ水車の回転
数が予め設定された範囲を超えた時に限りその範囲から
の偏差に応じて電動機入力を調整すれば、可変速範囲か
らの逸脱を抑えることができ安定な運転を行うことがで
きる。
以下、本発明の実施例を、図面を用いて説明する。
第１図は、特許請求範囲第１項に対応するもので、可
変速駆動装置の回転電気機械として同期機２を、また、
同期機と交流系統１の間に電力変換装置３を置いた場合
の実施例を示す。この例では第９図と異なり、電力変換
装置３は始動時であると否とを問わず常に同期機２に接
続される。
変速駆動装置の回転電気機械として同期機２を、また、
同期機と交流系統１の間に電力変換装置３を置いた場合
の実施例を示す。この例では第９図と異なり、電力変換
装置３は始動時であると否とを問わず常に同期機２に接
続される。
ポンプ水車４を回転駆動する同期機２には位置検出器
28が直結される。周波数変換器制御装置35は、位置検出
器28の出力信号に応じて電力変換装置３の出力周波数を
制御する一方、速度制御器６または電力制御器８の出力
信号により同期機の軸出力を増減するよう電力変換装置
３を制御する。電力制御器８からも制御される点が第９
図の従来例との差異である。
28が直結される。周波数変換器制御装置35は、位置検出
器28の出力信号に応じて電力変換装置３の出力周波数を
制御する一方、速度制御器６または電力制御器８の出力
信号により同期機の軸出力を増減するよう電力変換装置
３を制御する。電力制御器８からも制御される点が第９
図の従来例との差異である。
電力制御器８は、電力検出器７の出力である有効電力
検出信号と、後述の同波数制御器34の出力ΔPE01によつ
て補正された有効電力指令信号PE01の偏差をゼロならし
めるように動作する。
検出信号と、後述の同波数制御器34の出力ΔPE01によつ
て補正された有効電力指令信号PE01の偏差をゼロならし
めるように動作する。
一方、速度制御器６は、加速パターン発生器30の出力
である、ポンプ回転速度指令信号N0と、ポンプに直結し
た速度検出器５の出力であるポンプ回転速度検出信号Ｎ
との偏差を零ならしめるよう動作する。
である、ポンプ回転速度指令信号N0と、ポンプに直結し
た速度検出器５の出力であるポンプ回転速度検出信号Ｎ
との偏差を零ならしめるよう動作する。
以下、停止状態から揚水始動を経て定常運転状態まで
の動作について説明する。
の動作について説明する。
停止時、切替器15は閉路状態、16は開路状態にあり、
ポンプは回転速度Ｎが指令値N0に等しくなるように速度
制御される状態にある。この時ポンプ水車は水面押し下
げの状態にあり、ガイドベーン開度指令Y0は零である。
ポンプは回転速度Ｎが指令値N0に等しくなるように速度
制御される状態にある。この時ポンプ水車は水面押し下
げの状態にあり、ガイドベーン開度指令Y0は零である。
このあと、ポンプ回転速度指令N0は予め決められたパ
ターンに従つて上昇し、その後一定速度運転に移る。こ
の状態で水面押し下げ指令を解除し、揚水プライミング
水圧確立確認を条件にガイドベーン開度指令を０からYS
まで立ち上げ、これにより揚水運転が開始され、切替器
15を開路、16を閉路してAFC運転にはいる。
ターンに従つて上昇し、その後一定速度運転に移る。こ
の状態で水面押し下げ指令を解除し、揚水プライミング
水圧確立確認を条件にガイドベーン開度指令を０からYS
まで立ち上げ、これにより揚水運転が開始され、切替器
15を開路、16を閉路してAFC運転にはいる。
特許請求範囲第１項はAFC運転に関わるもので、その
特徴は、系統周波数の偏差に対して有効電力が応動す
る、いわゆるガバナフリー機能にある。
特徴は、系統周波数の偏差に対して有効電力が応動す
る、いわゆるガバナフリー機能にある。
周波数検出器33の出力である系統周波数検出信号f
Lは、設定周波数f0との間で偏差をとられ、周波数制御
器34によつて、有効電力指令PE0に対する補正信号ΔPE
01となる。
Lは、設定周波数f0との間で偏差をとられ、周波数制御
器34によつて、有効電力指令PE0に対する補正信号ΔPE
01となる。
第２図は、周波数制御器34の一実施例を示す。周波数
偏差（f0−fL）は、比例演算器40と積分演算器41とによ
つてPI制御される。両者の出力の和をフイードバツク要
素43に通して（f0−fL）との差をとることにより、周波
数偏差が０の時はこの系の出力を０ならしめることがで
きる。この系の出力ΔPE01を外部より与えられる有効電
力指令PE0に加算することにより、電力制御器８に対す
る指令値PE01を作る構成としている。
偏差（f0−fL）は、比例演算器40と積分演算器41とによ
つてPI制御される。両者の出力の和をフイードバツク要
素43に通して（f0−fL）との差をとることにより、周波
数偏差が０の時はこの系の出力を０ならしめることがで
きる。この系の出力ΔPE01を外部より与えられる有効電
力指令PE0に加算することにより、電力制御器８に対す
る指令値PE01を作る構成としている。
このような構成とすることにより、負荷の増加分（減
少分）を、可変速機で補い、可変速機以外の同期機の回
転数、即ち周波数の低下（上昇）を抑えて、周波数を一
定に保つことができる。
少分）を、可変速機で補い、可変速機以外の同期機の回
転数、即ち周波数の低下（上昇）を抑えて、周波数を一
定に保つことができる。
第３図は、他の一実施例を示す図である。
第３図の、第１図に対する相違点は、ポンプ回転速度
検出信号Ｎ及び揚程Ｈを入力とし、効率が最高となるガ
イドベーン開度指令信号Y0を発生するポンプ特性関数発
生器10及び切替器17,19を設けた点である。
検出信号Ｎ及び揚程Ｈを入力とし、効率が最高となるガ
イドベーン開度指令信号Y0を発生するポンプ特性関数発
生器10及び切替器17,19を設けた点である。
停止時は、切替器19は開路、17は閉路状態にあり、全
ての条件は第１図における停止時と同じである。このあ
と、Y0がYSに達してAFC運転にはいる時点で切替器19が
閉路、17が開路して、ガイドベーン開度指令信号Y0はポ
ンプ特性関数発生器10の出力に切替わる。
ての条件は第１図における停止時と同じである。このあ
と、Y0がYSに達してAFC運転にはいる時点で切替器19が
閉路、17が開路して、ガイドベーン開度指令信号Y0はポ
ンプ特性関数発生器10の出力に切替わる。
ポンプ特性関数発生器の動作につき以下説明を加え
る。
る。
一般に、揚水発電機には、フランシス水車が使用さ
れ、水車出力Ｐと効率ηとの関係は、第４図のように示
される。同図は、横軸に水車出力、縦軸に効率をとり、
回転数をパラメータとして示したものである。P1,P2は
水車出力をη1,η２は効率を、N1,N2は回転数を、Y1,Y2
はガイドベーン開度を示す。出力P1では回転数N1、ガイ
ドベーン開度Y1で、出力P2では回転数N2、ガイドベーン
開度Y2で、それぞれの出力における最高効率η1,η２と
なることを示している。このように、出力によつて、効
率が最高となる回転数は異なつており、これらの最高効
率の点で運転しようとすることが本願の主旨である。
れ、水車出力Ｐと効率ηとの関係は、第４図のように示
される。同図は、横軸に水車出力、縦軸に効率をとり、
回転数をパラメータとして示したものである。P1,P2は
水車出力をη1,η２は効率を、N1,N2は回転数を、Y1,Y2
はガイドベーン開度を示す。出力P1では回転数N1、ガイ
ドベーン開度Y1で、出力P2では回転数N2、ガイドベーン
開度Y2で、それぞれの出力における最高効率η1,η２と
なることを示している。このように、出力によつて、効
率が最高となる回転数は異なつており、これらの最高効
率の点で運転しようとすることが本願の主旨である。
第５図は、回転数及び揚程より最高効率となるガイド
ベーン開度を求めるポンプ特性関数発生器の例で、揚程
Ｈをパラメータとして、ポンプ回転数Ｎから最適ガイド
ベーン開度Y0を求めるものである。なお、この図で揚程
H1＞揚程H2の場合である。この図で、揚程H1で運転中に
回転数がN1からN2に変化した場合には、弁開度はY1から
Y2に制御する必要のあることを示している。
ベーン開度を求めるポンプ特性関数発生器の例で、揚程
Ｈをパラメータとして、ポンプ回転数Ｎから最適ガイド
ベーン開度Y0を求めるものである。なお、この図で揚程
H1＞揚程H2の場合である。この図で、揚程H1で運転中に
回転数がN1からN2に変化した場合には、弁開度はY1から
Y2に制御する必要のあることを示している。
第３図に示す実施例ではガバナフリー運転も併せて行
う構成となつており、これにより、揚水時のガバナフリ
ー運転を、系統よりの入力電力の任意の値に対して、水
車の最高効率点で行うことができる。
う構成となつており、これにより、揚水時のガバナフリ
ー運転を、系統よりの入力電力の任意の値に対して、水
車の最高効率点で行うことができる。
第６図は、他の実施例を示す図である。本実施例は、
ガバナフリー運転及び水車最高効率点での運転の機能を
併せて実施した例である。
ガバナフリー運転及び水車最高効率点での運転の機能を
併せて実施した例である。
以下、第３図との相違点を中心に第６図の実施例の動
作を説明する。第３図と共通の記号で表わされた要素は
第３図，第６図とも同一作用を成す要素である。
作を説明する。第３図と共通の記号で表わされた要素は
第３図，第６図とも同一作用を成す要素である。
第６図では、第３図に対して、新たに、速度検出器５
の出力Ｎを入力とし、Ｎが可変速幅の中心からある範囲
にある場合は出力が零で可変速幅の端近くで出力を生ず
る不動帯回路36と、この出力を演算するトルク補正回路
37、及びこの出力である有効電力指令補正信号ΔPE02を
有効電力指令PE0から減算する機能を備えたことが特徴
である。
の出力Ｎを入力とし、Ｎが可変速幅の中心からある範囲
にある場合は出力が零で可変速幅の端近くで出力を生ず
る不動帯回路36と、この出力を演算するトルク補正回路
37、及びこの出力である有効電力指令補正信号ΔPE02を
有効電力指令PE0から減算する機能を備えたことが特徴
である。
有効電力指令PE0が一定で、系統周波数の偏差（f0−f
L）が０であつてポンプ回転速度Ｎが変化しない定常状
態では、有効電力指令PE0が、可変速幅の上下限に対応
する入力有効電力PEの間にはいつていればポンプは問題
なく運転を継続することができる。しかし、有効電力指
令PE0が変化したり、周波数が急変するなどした場合、
過渡的には必ずしも回転速度が可変速幅にはいる保証は
ない。
L）が０であつてポンプ回転速度Ｎが変化しない定常状
態では、有効電力指令PE0が、可変速幅の上下限に対応
する入力有効電力PEの間にはいつていればポンプは問題
なく運転を継続することができる。しかし、有効電力指
令PE0が変化したり、周波数が急変するなどした場合、
過渡的には必ずしも回転速度が可変速幅にはいる保証は
ない。
有効電力指令補正信号ΔPE02は、このような過渡時等
に、ポンプ回転速度Ｎが可変速幅を逸脱することがない
よう電動機トルクに補正を加えようとするものである。
即ち、ポンプが過速度側に可変速幅をはずれそうな場合
は電動機入力を減少させ、減速トルクを電動機トルクに
付勢し、逆に低速側に可変速幅をはずれそうな場合は電
動機入力を増加せしめて加速トルクを電動機トルクに付
勢する。しかも、可変速幅の端以外では不動帯回路36の
出力は零であるから、有効電力PEは指令信号PE0に一致
する（但しガバナフリーに対応する補正値ΔPE01を除
く）よう制御される。また、このように速度制御系を、
速度偏差を電力指令に変換して、有効電力の制御ループ
に常に接続しているため、速度制御と電力制御の切替に
伴うやつかいな処理が不要で、システムの構成が簡単に
なる利点がある。
に、ポンプ回転速度Ｎが可変速幅を逸脱することがない
よう電動機トルクに補正を加えようとするものである。
即ち、ポンプが過速度側に可変速幅をはずれそうな場合
は電動機入力を減少させ、減速トルクを電動機トルクに
付勢し、逆に低速側に可変速幅をはずれそうな場合は電
動機入力を増加せしめて加速トルクを電動機トルクに付
勢する。しかも、可変速幅の端以外では不動帯回路36の
出力は零であるから、有効電力PEは指令信号PE0に一致
する（但しガバナフリーに対応する補正値ΔPE01を除
く）よう制御される。また、このように速度制御系を、
速度偏差を電力指令に変換して、有効電力の制御ループ
に常に接続しているため、速度制御と電力制御の切替に
伴うやつかいな処理が不要で、システムの構成が簡単に
なる利点がある。
第７図は、不動帯回路36の一実施例を示すブロツク図
である。N01及びN02は、それぞれ可変速幅の上下限を示
すポンプ回転速度を、N11及びN12は、不動帯の上下限を
示すポンプ回転速度である。このように、可変速幅の上
下限より狭い範囲に不動帯を設定することによりポンプ
回転数を可変速幅の中に入れることができる。
である。N01及びN02は、それぞれ可変速幅の上下限を示
すポンプ回転速度を、N11及びN12は、不動帯の上下限を
示すポンプ回転速度である。このように、可変速幅の上
下限より狭い範囲に不動帯を設定することによりポンプ
回転数を可変速幅の中に入れることができる。
第８図はトルク補正回路37の一実施例を示すブロツク
図である。不動帯回路36の出力ΔPE′01は、比例演算器
50と積分演算器51とによつてPI制御される。両者の出力
の和をフイードバツク要素53に通してΔPE′02との差を
とることにより、ΔPE′02が０の時はこの系の出力ΔPE
02を０ならしめることができる。
図である。不動帯回路36の出力ΔPE′01は、比例演算器
50と積分演算器51とによつてPI制御される。両者の出力
の和をフイードバツク要素53に通してΔPE′02との差を
とることにより、ΔPE′02が０の時はこの系の出力ΔPE
02を０ならしめることができる。
本発明によれば揚水運転中にも外部からの指令信号に
応じてポンプ駆動装置入力を調整可能となり、今まで全
くできなかつたAFC等の電力系統制御が適用可能にな
る。その上、所定の可変速幅の中で安定に可変速運転が
継続できる。
応じてポンプ駆動装置入力を調整可能となり、今まで全
くできなかつたAFC等の電力系統制御が適用可能にな
る。その上、所定の可変速幅の中で安定に可変速運転が
継続できる。
系統の変動負荷をまかなうために昼間は発電，夜間は
揚水として運転する揚水発電システムにおいて、揚水運
転時にも系統より求められる電力調整に対しても効率よ
く対応できるため、経済的効果は極めて大きい。
揚水として運転する揚水発電システムにおいて、揚水運
転時にも系統より求められる電力調整に対しても効率よ
く対応できるため、経済的効果は極めて大きい。
第１図は本発明の特許請求範囲第１項の実施例を示すブ
ロツク図、第２図は第１図中の周波数制御器の一実施例
を示すブロツク図、第３図は特許請求範囲第２項の実施
例を示すブロツク図、第４図はフランシス水車の効率対
ポンプ出力特性の一例を示す特性曲線、第５図は第３図
中のポンプ特性関数発生器の入出力関係を示す特性曲
線、第６図は特許請求範囲第３項の実施例を示すブロツ
ク図、第７図は不動帯回路の実施例を示す特性曲線、第
８図はトルク補正回路の実施例を示すブロツク図、第９
図は固定速機による揚水装置の実施例を示すブロツク図
である。 １……電力系統、２……同期機、３……周波数変換装
置、４……ポンプ水車、５……速度検出器、６……速度
制御器、７……電力検出器、８……電力制御器、９……
ガイドベーン制御器、10……ポンプ特性関数発生器、1
5,16,17,19……切替器、18……ガイドベーン開度指令パ
ターン発生器、28……位置検出器、30……加速パターン
発生器、31……電流検出器、32……電圧検出器、33……
周波数検出器、34……周波数制御器、35……周波数変換
器制御装置、36……不動帯回路、37……トルク補正回
路、40,50……比例演算器、41,51……積分演算器、42,5
2……リミツタ、43,53……フイードバツク要素、61,62,
63,64……開閉器、PE0……有効電力指令信号、ΔPE01,
ΔPE02……有効電力指令補正信号、PE……有効電力検出
信号、f0……周波数設定値、fL……周波数検出信号、Ｈ
……揚程、Ｎ……ポンプ回転速度検出信号、N0……ポン
プ回転速度指令信号、Y0……ガイドベーン開度指令信
号。
ロツク図、第２図は第１図中の周波数制御器の一実施例
を示すブロツク図、第３図は特許請求範囲第２項の実施
例を示すブロツク図、第４図はフランシス水車の効率対
ポンプ出力特性の一例を示す特性曲線、第５図は第３図
中のポンプ特性関数発生器の入出力関係を示す特性曲
線、第６図は特許請求範囲第３項の実施例を示すブロツ
ク図、第７図は不動帯回路の実施例を示す特性曲線、第
８図はトルク補正回路の実施例を示すブロツク図、第９
図は固定速機による揚水装置の実施例を示すブロツク図
である。 １……電力系統、２……同期機、３……周波数変換装
置、４……ポンプ水車、５……速度検出器、６……速度
制御器、７……電力検出器、８……電力制御器、９……
ガイドベーン制御器、10……ポンプ特性関数発生器、1
5,16,17,19……切替器、18……ガイドベーン開度指令パ
ターン発生器、28……位置検出器、30……加速パターン
発生器、31……電流検出器、32……電圧検出器、33……
周波数検出器、34……周波数制御器、35……周波数変換
器制御装置、36……不動帯回路、37……トルク補正回
路、40,50……比例演算器、41,51……積分演算器、42,5
2……リミツタ、43,53……フイードバツク要素、61,62,
63,64……開閉器、PE0……有効電力指令信号、ΔPE01,
ΔPE02……有効電力指令補正信号、PE……有効電力検出
信号、f0……周波数設定値、fL……周波数検出信号、Ｈ
……揚程、Ｎ……ポンプ回転速度検出信号、N0……ポン
プ回転速度指令信号、Y0……ガイドベーン開度指令信
号。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 阪東 明 日立市幸町３丁目１番１号 株式会社日 立製作所日立工場内 (72)発明者 小野 健一 日立市幸町３丁目１番１号 株式会社日 立製作所日立工場内 (72)発明者 酒寄 彰廣 日立市幸町３丁目１番１号 株式会社日 立製作所日立工場内 (72)発明者 人見 一郎 日立市幸町３丁目１番１号 株式会社日 立製作所日立工場内 (72)発明者 湊 正博 大阪市北区中之島３丁目３番22号 関西 電力株式会社内 (72)発明者 林 茂明 大阪市北区中之島３丁目３番22号 関西 電力株式会社内 (56)参考文献 特開 昭60−90991（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−17375（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−77092（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】回転電気機械と周波数変換装置とから成る
交流系統に接続された可変速駆動装置と、この可変速駆
動装置により回転駆動されるポンプ水車と、このポンプ
水車の回転速度を検出する速度検出器と、交流系統から
前記可変速駆動装置に給電される有効電力を検出する電
力検出器とから成る可変速揚水装置において、前記電力
検出器の有効電力検出値と指令値との偏差が零となるよ
うに前記周波数変換装置を制御する制御装置と、前記回
転速度検出器からの回転速度検出信号が予め設定された
回転速度範囲を超えた時にこの速度範囲からの偏差に応
じて前記制御装置に入力される有効電力指令信号を調整
する装置とを設けたことを特徴とする可変速揚水装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61099844A JP2585220B2 (ja) | 1986-04-30 | 1986-04-30 | 可変速揚水装置 |
| CA000535797A CA1308459C (en) | 1986-04-30 | 1987-04-28 | Variable speed pumping-up electrical power system |
| US07/044,789 US4743827A (en) | 1986-04-30 | 1987-04-29 | Variable speed pumping-up electrical power system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61099844A JP2585220B2 (ja) | 1986-04-30 | 1986-04-30 | 可変速揚水装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62282169A JPS62282169A (ja) | 1987-12-08 |
| JP2585220B2 true JP2585220B2 (ja) | 1997-02-26 |
Family
ID=14258111
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61099844A Expired - Lifetime JP2585220B2 (ja) | 1986-04-30 | 1986-04-30 | 可変速揚水装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4743827A (ja) |
| JP (1) | JP2585220B2 (ja) |
| CA (1) | CA1308459C (ja) |
Families Citing this family (18)
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|---|---|---|---|---|
| EP0243937B1 (en) * | 1986-04-30 | 1991-05-29 | Hitachi, Ltd. | Variable-speed pumped-storage power generating system |
| JPS62282172A (ja) * | 1986-05-12 | 1987-12-08 | Hitachi Ltd | 可変速水車発電装置 |
| JP2614242B2 (ja) * | 1987-10-23 | 1997-05-28 | 東京電力株式会社 | 交流励磁同期機の揚水運転停止制御方法 |
| JP2680009B2 (ja) * | 1987-12-18 | 1997-11-19 | 株式会社日立製作所 | 可変速発電装置 |
| JP3144451B2 (ja) * | 1993-12-24 | 2001-03-12 | 株式会社日立製作所 | 可変速揚水発電装置 |
| CA2158187C (en) * | 1994-09-19 | 2000-10-17 | Kiyoshi Oka | Electrical power generating installation and method of operating same |
| US5953225A (en) * | 1995-04-21 | 1999-09-14 | General Electric Co. | Power flow control and power recovery with rotary transformers |
| EP0740387B1 (en) | 1995-04-21 | 2002-06-12 | General Electric Company | Interconnection system for transmitting power between electrical systems |
| US5952816A (en) * | 1995-04-21 | 1999-09-14 | General Electric Co. | Compensation for power transfer systems using variable rotary transformer |
| US6456021B1 (en) | 2000-06-30 | 2002-09-24 | General Electric Company | Rotating variable frequency transformer with high voltage cables |
| CA2351895C (en) | 2000-06-30 | 2009-12-15 | General Electric Company | Slip-ring mounting assembly for high-power rotary current collector system |
| US6469414B2 (en) | 2000-06-30 | 2002-10-22 | General Electric Company | Slip-ring mounting assembly for high-power rotary current collector system |
| JP4007268B2 (ja) * | 2003-07-22 | 2007-11-14 | 株式会社日立製作所 | 風力発電装置 |
| ES2690579T3 (es) * | 2014-12-04 | 2018-11-21 | Ge Renewable Technologies | Procedimiento para estabilizar la velocidad de rotación de una máquina hidráulica con características S e instalación para convertir energía hidráulica en energía eléctrica |
| WO2017109921A1 (ja) * | 2015-12-24 | 2017-06-29 | 日立三菱水力株式会社 | 可変速揚水発電装置 |
| EP4105475B1 (en) * | 2020-02-10 | 2025-04-16 | Hitachi Mitsubishi Hydro Corporation | Variable speed pumping system |
| FR3112039B1 (fr) * | 2020-06-30 | 2025-01-31 | Supergrid | Système de transfert de puissance entre un réseau à courant alternatif et une turbine hydraulique réversible |
| US12289076B2 (en) * | 2020-09-11 | 2025-04-29 | Hitachi Mitsubishi Hydro Corporation | Method of controlling power generation apparatus and pumped storage power generation apparatus |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2648150C2 (de) * | 1976-10-25 | 1982-09-30 | Danfoss A/S, 6430 Nordborg | Anordnung zur Steuerung der Drehzahl eines über einen Zwischenkreisumrichter gespeisten Asynchronmotors |
| US4200833A (en) * | 1977-10-31 | 1980-04-29 | Wilkerson A W | Power maximization circuit |
| US4276505A (en) * | 1980-03-31 | 1981-06-30 | General Electric Company | Microcomputer-based control apparatus for a load-commutated inverter synchronous machine drive system |
| JPS6090991A (ja) * | 1983-10-26 | 1985-05-22 | Hitachi Ltd | 可変速発電電動装置 |
| JPS6217375A (ja) * | 1985-07-17 | 1987-01-26 | Toshiba Corp | ポンプまたはポンプ水車の運転制御方法 |
-
1986
- 1986-04-30 JP JP61099844A patent/JP2585220B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1987
- 1987-04-28 CA CA000535797A patent/CA1308459C/en not_active Expired - Lifetime
- 1987-04-29 US US07/044,789 patent/US4743827A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62282169A (ja) | 1987-12-08 |
| US4743827A (en) | 1988-05-10 |
| CA1308459C (en) | 1992-10-06 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |