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JP5490503B2 - Control device and control method for synchronous generator - Google Patents
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JP5490503B2 - Control device and control method for synchronous generator - Google Patents

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JP5490503B2 JP2009275171A JP2009275171A JP5490503B2 JP 5490503 B2 JP5490503 B2 JP 5490503B2 JP 2009275171 A JP2009275171 A JP 2009275171A JP 2009275171 A JP2009275171 A JP 2009275171A JP 5490503 B2 JP5490503 B2 JP 5490503B2
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Description

本発明は、同期発電機の電力系統への同期並入に際して、制御遅れおよびそれに起因する弊害を生じない同期発電機の調速制御装置および調速制御方法に関する。   The present invention relates to a speed control device and a speed control method for a synchronous generator that do not cause a control delay and a problem caused by the control delay when the synchronous generator is synchronized with a power system.

原動機に連結された同期発電機を電力系統に同期並入(以下、単に並入という。)するには、同期発電機出力の電圧、周波数および位相がそれぞれ電力系統のそれらと略合致しているという同期並列許可条件を満足する必要がある。同期発電機を設置する発電プラントでは、通常、自動同期装置が設置されており、同期発電機の発電出力の電圧、周波数及び位相をそれぞれ監視するとともに、予め設定された整定値の範囲内にあるか否かにより前記同期並列許可条件の具備不備を判定している。この自動同期装置には、自動電圧平衡調整器(60)、速度調整装置(15)および同期検出装置(25)が内蔵されている。なお、前記のように自動同期装置内の制御機器には、その機器名称とともに制御機器番号を括弧内に入れて併記している(以下同様)。   In order to synchronously connect a synchronous generator connected to a prime mover to a power system (hereinafter simply referred to as parallel input), the voltage, frequency and phase of the output of the synchronous generator substantially match those of the power system. It is necessary to satisfy the synchronous parallel permission condition. In a power plant where a synchronous generator is installed, an automatic synchronizer is usually installed, and the voltage, frequency, and phase of the power generation output of the synchronous generator are monitored, and are within a preset set value range. Whether or not the synchronous parallel permission condition is satisfied is determined based on whether or not the synchronous parallel permission condition is satisfied. This automatic synchronizer includes an automatic voltage balance adjuster (60), a speed adjuster (15), and a synchronism detector (25). As described above, the control device number in the automatic synchronizer includes the device name and the control device number in parentheses (the same applies hereinafter).

図2は、従来の同期発電機の電力系統への並入制御システムにおける周波数制御(調速制御)の概略を示すブロック図である。この図に示すシステムでは、原動機2に連結された同期発電機4の出力側は、遮断器8を介して電力系統6に接続されており、また電力系統6は計器用変圧器10を介して前記の自動電圧平衡調整器(60)13、速度調整装置(15)14および同期検出装置(25)15を内蔵する自動同期装置12に接続されている。   FIG. 2 is a block diagram showing an outline of frequency control (speed regulation control) in a conventional parallel control system for a synchronous generator power system. In the system shown in this figure, the output side of the synchronous generator 4 connected to the prime mover 2 is connected to the power system 6 via the circuit breaker 8, and the power system 6 is connected to the instrument transformer 10. The automatic voltage balance adjuster (60) 13, the speed adjuster (15) 14, and the automatic synchronizer (25) 15 are connected to the automatic synchronizer 12 having the built-in function.

図2に示す従来の並入制御システムでは、以下に示すように調速制御が行われる。電力系統6から計器用変圧器10を経た系統周波数信号は、自動同期装置12内の速度調整装置(15)14に入力される。一方、原動機2の回転速度(周波数)の測定信号(不図示)もまた自動同期装置内の速度調整装置(15)14に入力される。速度調整装置(15)14では、入力された系統周波数信号と発電機回転信号との間の偏差が検出される。偏差が所定の整定値の範囲内にある場合には、その他の同期並列許可条件(電圧および位相)を満たすことで、自動同期装置12から遮断器8に対して投入動作信号が発せられる。   In the conventional parallel control system shown in FIG. 2, speed control is performed as shown below. A system frequency signal from the power system 6 through the instrument transformer 10 is input to the speed adjustment device (15) 14 in the automatic synchronizer 12. On the other hand, a measurement signal (not shown) of the rotational speed (frequency) of the prime mover 2 is also input to the speed adjusting device (15) 14 in the automatic synchronizer. The speed adjustment device (15) 14 detects a deviation between the input system frequency signal and the generator rotation signal. When the deviation is within a predetermined settling value range, a closing operation signal is issued from the automatic synchronizer 12 to the circuit breaker 8 by satisfying other synchronous parallel permission conditions (voltage and phase).

他方、所定の整定値の範囲外であり偏差が検出された場合には、その偏差量に応じた回転速度変更指令が速度調整装置(15)14から速度/負荷設定器(65F/65P)16に送られる。速度/負荷設定器(65F/65P)では速度設定値が変更され、調速装置18では当該変更後の速度設定値に合致させるように、原動機制御操作部20に操作量信号を発する。この操作量信号の入力を受けた原動機制御操作部20では当該信号に応じてアクチュエータなどを動作させ、結果として原動機の回転速度が制御される。このような一連のステップは、偏差がなくなるまで連続して行われる。   On the other hand, when a deviation is detected outside the predetermined set value range, a rotation speed change command corresponding to the deviation amount is sent from the speed adjustment device (15) 14 to the speed / load setting device (65F / 65P) 16. Sent to. The speed / load setter (65F / 65P) changes the speed set value, and the speed governor 18 issues an operation amount signal to the prime mover control operation unit 20 so as to match the changed speed set value. In response to the input of the operation amount signal, the prime mover control operation unit 20 operates an actuator or the like according to the signal, and as a result, the rotational speed of the prime mover is controlled. Such a series of steps is continuously performed until there is no deviation.

このように、原動機(同期発電機)の調速制御では、目標値に対して現在値に偏差が発生した場合、その偏差を打ち消すように制御するネガティブフィードバック制御方式が採用される。そして、調速装置18における不図示の調節部(図2、符号34参照)では、通常、PID制御が用いられ、各制御動作に必要とされるパラメータが外部から変更できるようになっている。   In this way, in the speed control of the prime mover (synchronous generator), when a deviation occurs in the current value with respect to the target value, a negative feedback control method is employed in which control is performed so as to cancel the deviation. In the adjusting unit (not shown) in the speed governor 18 (see reference numeral 34 in FIG. 2), PID control is usually used, and parameters required for each control operation can be changed from the outside.

特開平9−215394号公報JP-A-9-215394 特開2003−134897号公報JP 2003-134897 A

しかし、前記のような従来の調速制御では、自動同期装置が制御系に介在し、当該装置に入力された発電機の回転数測定信号および系統周波数信号を比較、判定し、その結果を調速機に出力していたために、制御遅れが発生するという問題があった。この制御遅れは、例えば火力発電所の発電機の並入に際して蒸気量のロスが増加し、また水力発電所における発電機の並入に際しては、有効利用されずに消費される水量が増加するという問題があった。特に、後者の水力発電所の場合、水車(回転体)の慣性力が大きい、あるいは水管の亘長が長いために発生する、速度変動に対する水量調整制御の追従性が悪さなどといった原因に起因して生じる制御遅れをさらに助長することにもなりかねない。   However, in the conventional speed control as described above, an automatic synchronizer is present in the control system, and the generator speed measurement signal and the system frequency signal input to the device are compared and determined, and the result is adjusted. There was a problem that control delay occurred due to the output to the speed machine. This delay in control means that, for example, the loss of steam volume increases when a generator at a thermal power plant is installed, and the amount of water consumed without being effectively used increases when a generator is installed at a hydropower plant. There was a problem. In particular, in the case of the latter hydropower plant, this is due to the fact that the water turbine (rotating body) has a large inertial force or the length of the water pipe is long, and the followability of the water amount adjustment control with respect to the speed fluctuation is poor. This may further contribute to the control delay that occurs.

そこで、本発明は、前記課題を解決し、同期発電機の調速制御において、制御遅れによる燃料または水量のロスを生じさせないで同期発電機を電力系統に並入可能な同期発電機の調速制御装置および調速制御方法を提供することを目的とする。   Therefore, the present invention solves the above-mentioned problem, and in the speed control of the synchronous generator, the speed control of the synchronous generator capable of inserting the synchronous generator into the power system without causing loss of fuel or water due to control delay. It is an object to provide a control device and a speed control method.

前記目的は、本発明の一局面によれば、原動機と、これに連結された同期発電機と、電力系統に設けられ、当該同期発電機の電力系統への並入時に投入される遮断器と、速度/負荷設定器と、調速装置と、原動機制御操作部とを備え、前記速度/負荷設定器は、前記遮断器の投入、遮断と連動して開閉動作可能で、かつ前記遮断器が投入状態か遮断状態かによって前記電力系統からの系統周波数信号と前記速度/負荷設定器からの目標値信号とを切換え可能な切換スイッチを有し、前記調速装置は、前記切換スイッチにより、前記遮断器が遮断状態にあるときには、前記電力系統から直接、目標値として系統周波数の入力を受け、前記遮断器が投入状態にあるときには、目標値として、前記速度/負荷設定器からの目標値信号の入力を受け、当該目標値に前記原動機の回転速度を一致させるように前記原動機制御操作部への操作量信号を送出するように構成されたことを特徴とする同期発電機の調速制御装置によって達成される。 According to one aspect of the present invention, the object is provided with a prime mover, a synchronous generator coupled thereto, a circuit breaker provided in the power system and inserted when the synchronous generator enters the power system, and A speed / load setting device, a speed governor, and a prime mover control operation unit, wherein the speed / load setting device can be opened and closed in conjunction with turning on and off of the circuit breaker, and the circuit breaker is It has a changeover switch capable of switching between a system frequency signal from the power system and a target value signal from the speed / load setter depending on whether it is in the on state or the cutoff state, and the speed governor is When the circuit breaker is in the cut-off state, the system frequency is directly input from the power system as a target value. When the circuit breaker is in the on-state, the target value signal from the speed / load setter is used as the target value. receiving the input, Is achieved by the governor control system for a synchronous generator, characterized in that it is configured to deliver a manipulated variable signal to the engine control operating unit to match the rotational speed of the prime mover to the target value.

また、前記目的は、本発明の別の局面によれば、原動機と、これに連結された同期発電機と、その電力系統への並入運転時に投入される遮断器と、当該遮断器の投入、遮断と連動して開閉動作可能な切換スイッチを有する速度/負荷設定器と、調速装置と、原動機制御操作部とを備えた同期発電機の調速制御装置における調速制御方法であって、前記切換スイッチにより、前記遮断器が遮断状態にあるときには、前記電力系統から直接、系統周波数を、また前記遮断器が投入状態にあるときには、前記速度/負荷設定器からの目標値信号を目標値として前記調速装置に入力し、該調速装置では前記目標値に前記原動機の回転速度を一致させるように前記原動機制御操作部への制御動作信号を送出するようにしたことを特徴とする調速制御方法によって達成される。 Furthermore, the object is achieved according to another aspect of the present invention, the prime mover and a synchronous generator connected thereto, a circuit breaker is turned on during parallel input operation to that the power system, the input of the circuit breaker A speed control method in a speed control device for a synchronous generator comprising a speed / load setter having a changeover switch that can be opened and closed in conjunction with a shutoff, a speed control device, and a prime mover control operation unit. When the circuit breaker is in the cut-off state by the changeover switch , the system frequency is directly selected from the power system, and when the circuit breaker is in the on-state, the target value signal from the speed / load setter is set as the target. A value is input to the speed governor as a value, and the speed governor sends a control operation signal to the prime mover control operation unit so that the rotational speed of the prime mover matches the target value. Speed control method Thus it is achieved.

本発明の調速制御装置は、自動同期装置における速度制御装置を介さずに直接、系統周波数信号を目標値として調速機に導入して調速制御に用いることとしたので、従来技術のような制御遅れが生じず、結果として発電機の電力系統への並入までの間の蒸気量や水量のロスを低減することができる。   Since the speed control device of the present invention is used for speed control by directly introducing the system frequency signal as a target value into the speed governor without using the speed control device in the automatic synchronizer, as in the prior art. As a result, it is possible to reduce the loss of steam and water until the generator enters the power system.

本発明の同期発電機の調速制御装置の一例を示す構成図である。It is a block diagram which shows an example of the speed control apparatus of the synchronous generator of this invention. 従来の同期発電機の調速制御の一例を示す構成図である。It is a block diagram which shows an example of the speed control of the conventional synchronous generator.

以下、添付の図1を参照して、本発明の同期発電機の調速制御装置の実施形態について詳細に説明する。図1は、図2に示す従来例を改良して得られた本発明の同期発電機の調速制御装置の一例を示す構成図を示している。この図において、2は原動機、4は同期発電機、6は同期発電機を並入しようとする系統母線、8は発電機遮断器、10は系統電圧をそれに比例する小勢力の電圧信号(周波数信号)に変成する計器用変圧器、22は周波数、電圧変換器(以下、F/V変換器という。)、24は切換スイッチ、16は速度/負荷設定器、16aは速度/負荷設定部、18は調速機、20は原動機制御操作部、30は回転検出器である。なお、図1では、本発明に直接関係しない各部や接続線については図示を省略するが、必要な場合には以下で説明することとする。また、図1において図2と同一または共通の各部については、同一の符号で示している。また、図1において、回転検出器30は、同期発電機4に設置されているように図示しているが、原動機2または同期発電機4のいずれかに設置されてその回転速度を検出するものとする。   Hereinafter, an embodiment of a speed control device for a synchronous generator according to the present invention will be described in detail with reference to FIG. FIG. 1 is a block diagram showing an example of a speed control device for a synchronous generator according to the present invention obtained by improving the conventional example shown in FIG. In this figure, 2 is a prime mover, 4 is a synchronous generator, 6 is a system bus to which a synchronous generator is inserted, 8 is a generator breaker, and 10 is a voltage signal (frequency) of a small force proportional to the system voltage. Signal transformer, 22 is a frequency, voltage converter (hereinafter referred to as F / V converter), 24 is a changeover switch, 16 is a speed / load setting unit, 16a is a speed / load setting unit, Reference numeral 18 denotes a governor, 20 denotes a prime mover control operation unit, and 30 denotes a rotation detector. In FIG. 1, the illustration of components and connection lines not directly related to the present invention is omitted, but will be described below when necessary. Further, in FIG. 1, the same or common parts as in FIG. 2 are denoted by the same reference numerals. In FIG. 1, the rotation detector 30 is illustrated as being installed in the synchronous generator 4, but is installed in either the prime mover 2 or the synchronous generator 4 to detect the rotation speed. And

図1に示すように、本発明の同期発電機の調速制御装置が、従来例を示す図2と大きく相違するのは、以下の2点である。
(1)同期発電機4が電力系統6に並入されていない状態で、自動同期装置12を介さずに直接、系統周波数信号を調速機18に導入し、原動機の調速制御における目標値とした点。
(2)切換スイッチ24を用い、同期発電機4が電力系統6に並入されているか否かにより調速制御の目標値を変更するようにした点。
As shown in FIG. 1, the synchronous generator speed control device of the present invention is greatly different from FIG. 2 showing the conventional example in the following two points.
(1) In a state where the synchronous generator 4 is not juxtaposed to the power system 6, the system frequency signal is directly introduced into the governor 18 without going through the automatic synchronizer 12, and the target value in the speed control of the prime mover The point.
(2) The changeover switch 24 is used to change the target value of the speed control depending on whether the synchronous generator 4 is inserted in the power system 6 or not.

系統周波数信号は、電力系統6の系統電圧が計器用変圧器10において系統周波数を備えた小勢力の電圧信号に変成され、さらにF/V変換器22において入力されることで、系統周波数に相当する電圧信号(電流信号)に変換されたものである。ここで、F/V変換器22としては、所定の周波数を有する電圧信号を当該周波数に応じた直流電圧出力または直流電流出力に変換する機能を備えた従来公知の機器を用いることができる。出力を直流電流信号にするか直流電圧信号にするかは、当該信号が送られる機器に入力可能な信号の種類によって適宜決定できるが、本実施形態においては直流電圧信号で出力されるものとする。   The system frequency signal is equivalent to the system frequency when the system voltage of the power system 6 is transformed into a small power voltage signal having the system frequency in the instrument transformer 10 and further input in the F / V converter 22. Converted into a voltage signal (current signal). Here, as the F / V converter 22, a conventionally known device having a function of converting a voltage signal having a predetermined frequency into a DC voltage output or a DC current output corresponding to the frequency can be used. Whether the output is a DC current signal or a DC voltage signal can be determined as appropriate depending on the type of signal that can be input to the device to which the signal is sent. In this embodiment, the output is a DC voltage signal. .

本発明における調速装置18としては、従来公知のものを使用できる。調速装置18は、通常、速度検出部31、速度調定率設定部32、偏差検出部33、調節部34、原動機制御信号処理部36を少なくとも含む構成とされる。速度検出部31は、原動機2または同期発電機4に設けられた回転検出器30からの出力信号を実際の回転速度に比例する電気信号(本実施形態では直流電圧信号とする。系統周波数信号の種類に合致させるようにするのがよい。)に変換して偏差検出部33に出力する機能を備えている。また、偏差検出部33は、加減算回路であり、速度検出部31からの出力信号と、入力される系統周波数信号との大きさを比較するとともに、さらに速度調定率設定部32からの出力信号の大きさをも減算して偏差を求める機能を備えている。なお、速度調定率とは、例えば原動機が水力発電におけるタービン水車の場合には、電力系統への並入時に負荷の分担を決定する重要な定数であり、設定部32では、原動機制御操作部20からの出力信号に基づいて速度調定率が設定されている。   As the speed control device 18 in the present invention, a conventionally known device can be used. The speed governor 18 is usually configured to include at least a speed detection unit 31, a speed regulation rate setting unit 32, a deviation detection unit 33, an adjustment unit 34, and a prime mover control signal processing unit 36. The speed detection unit 31 uses an output signal from the rotation detector 30 provided in the prime mover 2 or the synchronous generator 4 as an electrical signal proportional to the actual rotation speed (in this embodiment, a DC voltage signal, which is a system frequency signal). It is preferable to match the type.) And output to the deviation detector 33. The deviation detection unit 33 is an addition / subtraction circuit that compares the magnitude of the output signal from the speed detection unit 31 with the input system frequency signal and further outputs the output signal from the speed regulation rate setting unit 32. It has a function for subtracting the size to find the deviation. Note that the speed regulation rate is an important constant that determines the sharing of the load when the motor is a turbine turbine in hydropower generation, for example, when entering the power system. In the setting unit 32, the motor control operation unit 20 The speed regulation rate is set based on the output signal from.

調節部34は、原動機2の回転速度の制御を目標値である系統周波数信号とこれからの出力信号とを比較することで行うフィードバック制御、特にはPID制御を行う機能を備えている。PID制御動作のためのパラメータは適宜設定可能であり、通常は該パラメータはあらかじめ設定しておく。また、原動機制御信号処理部36は、原動機制御操作部20に出力する制御動作信号の増幅などを行うように構成されている。なお、調節部34の原動機制御信号処理部36に至る出力経路には、必要に応じてさらに信号選択器などの機器を設けることができる。   The adjustment unit 34 has a function of performing feedback control, particularly PID control, in which the control of the rotational speed of the prime mover 2 is performed by comparing the system frequency signal, which is a target value, with the output signal from now on. Parameters for the PID control operation can be set as appropriate. Normally, the parameters are set in advance. The prime mover control signal processing unit 36 is configured to amplify a control operation signal output to the prime mover control operation unit 20. Note that an apparatus such as a signal selector can be further provided in the output path leading to the motor control signal processing unit 36 of the adjusting unit 34 as necessary.

速度/負荷設定器(65F/65P)16は、図1に示すように、その本来の機能を果たす速度/負荷設定部16aと切換スイッチ24とを備えている。速度/負荷設定部16aは、電力系統6から系統周波数の入力を受け(不図示)、これにさらに予め設定された周波数差に相当する分を加減算して目標値信号として出力するものである。また、切換スイッチ24は、a接点スイッチ部24aとb接点スイッチ部24bとを有しており、これら各部がそれぞれ発電機遮断器8の投入、遮断と連動して開閉動作するうように構成されている。電力系統に並入後には、前記目標値信号が切換スイッチ24のa接点スイッチ部24aを介して速度/負荷設定器(65F/65P)16から調速装置18に送出される。なお、本実施形態においては、速度/負荷設定器16が切換スイッチ24を備える構成としているが、両者は別体の機器として構成することもできる。   As shown in FIG. 1, the speed / load setting device (65F / 65P) 16 includes a speed / load setting unit 16a that performs its original function and a changeover switch 24. The speed / load setting unit 16a receives an input of a system frequency from the power system 6 (not shown), and further adds / subtracts an amount corresponding to a preset frequency difference to output it as a target value signal. The changeover switch 24 has an a-contact switch section 24a and a b-contact switch section 24b, and these sections are configured to open and close in conjunction with the turning on and off of the generator breaker 8, respectively. ing. After entering the power system, the target value signal is sent from the speed / load setting device (65F / 65P) 16 to the speed governor 18 via the a contact switch 24a of the changeover switch 24. In the present embodiment, the speed / load setting device 16 includes the changeover switch 24, but both can be configured as separate devices.

次に、本発明の同期発電機の調速制御装置の作用について説明する。電力系統6に同期発電機4を並入していない状態では、遮断器8は未投入で開放状態にあり、これに連動して切換スイッチのb接点スイッチ部24bは閉じた状態、a接点スイッチ部24aは開いた状態とされている(図1参照)。電力系統6から計器用変圧器10を介して系統周波数を有する小勢力の交流電圧信号に変成された周波数信号は、F/V変換器22により系統周波数信号として直流電圧信号に変換され、b接点スイッチ部24bを経て調速装置18内に送られる。   Next, the operation of the synchronous generator speed control device of the present invention will be described. When the synchronous generator 4 is not juxtaposed to the power system 6, the circuit breaker 8 is not turned on and is open, and in conjunction with this, the b contact switch 24b of the changeover switch is closed, the a contact switch The part 24a is in an open state (see FIG. 1). The frequency signal transformed from the power system 6 through the instrument transformer 10 into a small power AC voltage signal having a system frequency is converted into a DC voltage signal by the F / V converter 22 as a system frequency signal, and the contact b It is sent into the speed governor 18 through the switch unit 24b.

一方、同期発電機4の回転速度は、これに配置された回転検出器30によって検出され、この検出器から当該回転速度に比例する回転速度信号が調速装置18に向けて出力される。回転速度信号は、調速装置18内の速度検出部31において原動機の実際の回転速度に相当する直流電圧信号に変換され、偏差検出部33に出力される。偏差検出部33では、系統周波数信号と原動機の実回転速度に相当する信号と、速度調定率設定器32の出力信号との間で加減算が行われ、これらの信号間の偏差が検出される。この偏差は、偏差検出器33から偏差信号として出力され、調節部34に送られる。   On the other hand, the rotation speed of the synchronous generator 4 is detected by a rotation detector 30 disposed therein, and a rotation speed signal proportional to the rotation speed is output from the detector toward the governor 18. The rotation speed signal is converted into a DC voltage signal corresponding to the actual rotation speed of the prime mover by the speed detection unit 31 in the speed governor 18 and output to the deviation detection unit 33. In the deviation detector 33, addition / subtraction is performed between the system frequency signal, the signal corresponding to the actual rotational speed of the prime mover, and the output signal of the speed regulation rate setting unit 32, and a deviation between these signals is detected. This deviation is output as a deviation signal from the deviation detector 33 and sent to the adjustment unit 34.

調節部34では、この偏差信号の入力を受けて、予め設定されたPID制御パラメータやその他の設定値に基づいて制御演算され、当該偏差をなくすように操作量信号が原動機制御信号処理部36に向けて出力される。原動機制御信号処理部36では、この操作量信号を原動機制御操作部20に送出するに当たり、当該信号に適宜増幅などの処理が施される。   In response to the input of the deviation signal, the adjustment unit 34 performs a control calculation based on a preset PID control parameter and other set values, and an operation amount signal is sent to the prime mover control signal processing unit 36 so as to eliminate the deviation. Is output. In the prime mover control signal processing unit 36, when the manipulated variable signal is sent to the prime mover control operation unit 20, the signal is appropriately subjected to processing such as amplification.

原動機制御操作部20では、操作量信号の入力を受け、その大きさに応じてアクチュエータなどの動作機器を動作させる。例えば、通常の水力、火力、原子力などの発電プラントでは、このような動作機器は、水管や蒸気管に設けられた制御弁に連結されており、操作量信号の大きさに応じて動作機器を動作させることで、制御弁がその分開閉操作され、流水量や蒸気流量を増減することができる。その結果、タービン水車や蒸気タービンなどの原動機2、ひいてはこれに連結された同期発電機4の回転速度が制御されることになる。   The prime mover control operation unit 20 receives an operation amount signal and operates an operation device such as an actuator in accordance with the magnitude. For example, in an ordinary power plant such as hydropower, thermal power, and nuclear power, such an operating device is connected to a control valve provided in a water pipe or a steam pipe, and the operating equipment is selected according to the magnitude of an operation amount signal. By operating the control valve, the control valve is opened and closed accordingly, and the amount of water flow and the steam flow rate can be increased or decreased. As a result, the rotational speed of the prime mover 2 such as a turbine turbine or a steam turbine, and consequently the synchronous generator 4 connected thereto, is controlled.

前記の一連の制御動作が連続して行われることで、原動機2の回転速度は系統周波数についての整定値の範囲内に落ち着き、系統周波数に略合致する。   By performing the series of control operations continuously, the rotational speed of the prime mover 2 settles within the range of the set value for the system frequency and substantially matches the system frequency.

同期発電機4の発電出力の周波数が所定の整定値の範囲に入って系統周波数と略合致し、電圧および位相に関する同期並列条件も満たされた場合、自動同期装置12は遮断器8に対して投入司令信号を発する。この指令信号により、遮断器8が投入され、電力系統6に同期発電機4が並入されると、切り替えスイッチ24ではb接点スイッチ部24bが開き、a接点スイッチ部24aが閉じる。これにより、以降は、速度/負荷設定器16から出力される目標値信号と原動機入力(流量制御弁の開度信号など)との間に偏差がなくなるように、原動機2の調速制御が行われることになる。   When the frequency of the power generation output of the synchronous generator 4 falls within a predetermined set value range and substantially matches the system frequency, and the synchronous parallel condition regarding voltage and phase is also satisfied, the automatic synchronizer 12 is connected to the circuit breaker 8. Issue input command signal. In response to this command signal, when the circuit breaker 8 is turned on and the synchronous generator 4 is inserted into the power system 6, in the changeover switch 24, the b contact switch 24 b is opened and the a contact switch 24 a is closed. Thus, thereafter, the speed control of the prime mover 2 is performed so that there is no deviation between the target value signal output from the speed / load setter 16 and the prime mover input (such as the opening signal of the flow control valve). It will be.

なお、本発明における原動機としては、例えば、水力発電プラントにおけるタービン水車、火力発電プラントや原子力発電プラントにおける蒸気タービンなどのほか、エンジン発電機におけるエンジンなどが挙げられる。   Examples of the prime mover in the present invention include a turbine turbine in a hydroelectric power plant, a steam turbine in a thermal power plant and a nuclear power plant, and an engine in an engine generator.

以上説明したように、本発明の同期発電機の調速制御装置及び調速制御方法によれば、従来のように自動同期装置を介さずに直接、系統周波数信号を調速装置に入力し、原動機の回転速度信号と比較判定するようにしたので、従来のような制御遅れが生じず、結果として発電プラントにおける流水量や蒸気流量などのロスを大幅に低減できる。   As described above, according to the speed control device and the speed control method of the synchronous generator of the present invention, the system frequency signal is directly input to the speed control device without using the automatic synchronization device as in the prior art, Since the determination is made in comparison with the rotational speed signal of the prime mover, the conventional control delay does not occur, and as a result, the loss of the flowing water amount and the steam flow rate in the power plant can be greatly reduced.

また、本発明の同期発電機の調速制御装置は、同期発電機が電力系統に並入されているか否かで、切換スイッチにより当該同期発電機の調速制御の目標値を系統周波数と既設の速度/負荷設定器からの出力とを切換え、電力系統への並入運転時には、従来の揃速制御を実施することができる。このように、従来の調速制御装置の一部を改良するだけで本発明を実施できるので、改造費用も安価に抑えることができる。   Also, the synchronous generator speed control device according to the present invention sets the target value of the speed control of the synchronous generator by the changeover switch and the existing system frequency depending on whether the synchronous generator is installed in the power system. The output from the speed / load setter is switched, and the conventional uniform speed control can be performed during parallel operation to the power system. As described above, the present invention can be implemented only by improving a part of the conventional speed control device, so that the remodeling cost can be suppressed at a low cost.

本発明の同期発電機の調速制御装置および調速制御方法は、火力発電所、水力発電所、原子力発電所または各種自家用発電装置などにおいて電力系統に同期並列しなければならない同期発電機の調速制御に適用可能である。   The synchronous generator speed control device and the speed control method of the present invention provide a synchronous generator control method that must be synchronously parallel to the power system in a thermal power plant, a hydroelectric power plant, a nuclear power plant, or various private power generators. Applicable to speed control.

2 原動機
4 同期発電機
6 系統母線
8 遮断器
10 計器用変圧器
22 周波数、電圧変換器(F/V変換器)
24 切換スイッチ
16 速度/負荷設定器
18 調速機
20 原動機制御操作部
30 回転検出器
31 速度検出部
33、35 偏差演算部
34 調節部
36 原動機制御信号処理部
2 prime mover
4 Synchronous generator 6 System bus 8 Circuit breaker 10 Instrument transformer 22 Frequency, voltage converter (F / V converter)
24 selector switch 16 speed / load setting device 18 speed governor 20 prime mover control operation unit 30 rotation detector 31 speed detection unit 33, 35 deviation calculation unit 34 adjustment unit 36 prime mover control signal processing unit

Claims (2)

原動機と、これに連結された同期発電機と、電力系統に設けられ、当該同期発電機の電力系統への並入時に投入される遮断器と、速度/負荷設定器と、調速装置と、原動機制御操作部とを備え、
前記速度/負荷設定器は、前記遮断器の投入、遮断と連動して開閉動作可能で、かつ前記遮断器が投入状態か遮断状態かによって前記電力系統からの系統周波数信号と前記速度/負荷設定器からの目標値信号とを切換え可能な切換スイッチを有し、
前記調速装置は、
前記切換スイッチにより、前記遮断器が遮断状態にあるときには、前記電力系統から直接、目標値として系統周波数の入力を受け、
前記遮断器が投入状態にあるときには、目標値として、前記速度/負荷設定器からの目標値信号の入力を受け、
当該目標値に前記原動機の回転速度を一致させるように前記原動機制御操作部への操作量信号を送出するように構成されたことを特徴とする同期発電機の調速制御装置。
A prime mover, a synchronous generator connected thereto, a circuit breaker provided in the power system and inserted when the synchronous generator enters the power system, a speed / load setting device, and a speed governor; A motor control operation unit,
The speed / load setting device can be opened and closed in conjunction with turning on / off the circuit breaker, and the system frequency signal from the power system and the speed / load setting depending on whether the circuit breaker is turned on or off. Has a changeover switch that can be switched between the target value signal from the instrument,
The speed governor is
When the circuit breaker is in a cut-off state by the changeover switch, the system frequency is directly input as a target value from the power system,
When the circuit breaker is in the on state, a target value signal from the speed / load setting device is received as a target value,
A speed control device for a synchronous generator configured to send an operation amount signal to the prime mover control operation unit so as to make the rotational speed of the prime mover coincide with the target value.
原動機と、これに連結された同期発電機と、その電力系統への並入運転時に投入される遮断器と、当該遮断器の投入、遮断と連動して開閉動作可能な切換スイッチを有する速度/負荷設定器と、調速装置と、原動機制御操作部とを備えた同期発電機の調速制御装置における調速制御方法であって、
前記切換スイッチにより、前記遮断器が遮断状態にあるときには、前記電力系統から直接、系統周波数を、また前記遮断器が投入状態にあるときには、前記速度/負荷設定器からの目標値信号を目標値として前記調速装置に入力し、該調速装置では前記目標値に前記原動機の回転速度を一致させるように前記原動機制御操作部への制御動作信号を送出するようにしたことを特徴とする調速制御方法。
Speed / speed having a prime mover, a synchronous generator connected thereto, a circuit breaker that is turned on during parallel operation to the power system, and a changeover switch that can be opened and closed in conjunction with turning on and off of the circuit breaker. A speed control method in a speed control device for a synchronous generator including a load setting device, a speed control device, and a prime mover control operation unit,
When the circuit breaker is in the cut-off state by the changeover switch , the system frequency is directly output from the power system, and when the circuit breaker is in the on-state, the target value signal from the speed / load setter is set to the target value. Is input to the speed governor, and the speed governor sends a control operation signal to the prime mover control operation unit so as to make the rotational speed of the prime mover coincide with the target value. Speed control method.
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