| 【発明の名称】 |
ポンプ水車運転制御システム |
| 【発明者】 |
【氏名】成澤 聡
【氏名】吉田 正博
【氏名】牧野 正廸
【氏名】田中 正広
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| 【要約】 |
【課題】揚水発電所の揚水運転から発電運転への運転切り替え又は、揚水運転の停止に関して、電力系統に対して電力衝撃を緩和させる。
【解決手段】可変速型発電電動機に接続されたポンプ水車２台を具備する揚水発電所において、１台のポンプ水車が揚水運転モードであり他方のポンプ水車が発電運転モードである。２つの運転モードが同時に存在する運転制御があり、２台の可変速型発電電動機の入出力合計電力が時間に対して連続に変化するように、もしくは入出力合計電力が時間に対して不連続であっても電力系統のもつ許容され得る電力動揺範囲内であるように各々の可変速型発電電動機の運転を制御する。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】電力系統に接続された複数台のポンプ水車を備えたポンプ水車運転制御システムにおいて、揚水運転を行っている１台のポンプ水車を停止する時に、他のポンプ水車を発電運転させ、揚水停止以前の前記ポンプ水車への入力と、発電運転を行っている前記ポンプ水車からの入出力の電力が零となるように構成したことを特徴とするポンプ水車運転制御システム。
【請求項２】請求項１のポンプ水車運転制御システムにおいて、前記揚水運転を行っている１台のポンプ水車が可変速型発電電動機で構成されていることを特徴とするポンプ水車運転制御システム。
【請求項３】請求項１のポンプ水車運転制御システムにおいて、前記複数台のポンプ水車が可変速型発電電動機で構成されていることを特徴とするポンプ水車運転制御システム。
【請求項４】電力系統に接続された複数台のポンプ水車を備えたポンプ水車運転制御システムにおいて、少なくとも１台の前記ポンプ水車が揚水運転から発電運転へと移行するときに、前記電力系統に対して電力入出力状態が零になる状態を設けずに、前記ポンプ水車を揚水運転から発電運転へと移行することを特徴とするポンプ水車運転制御システム。
【請求項５】電力系統に接続された複数台のポンプ水車を備えたポンプ水車運転制御システムにおいて、可変速型発電電動機に接続された２台のポンプ水車のうち１台または２台が揚水運転を行っている状態から発電運転を行う状態への運転切り替えにおいて、上記可変速型発電電動機に接続されたポンプ水車のうち少なくともどちらか１台のポンプ水車が常に電力系統へ接続している状態をつくり、上記ポンプ水車の揚水運転停止または発電運転開始に伴う電力の急変を補償することを特徴とするポンプ水車運転制御システム。
【請求項６】請求項５のポンプ水車運転制御システムにおいて、上記ポンプ水車のうち１台が揚水運転モードであり、且つ、他の１台のポンプ水車が発電運転モードである、２つの運転モードが同時に存在することを特徴とするポンプ水車運転制御システム。
【請求項７】電力系統に接続された複数台のポンプ水車を備えたポンプ水車運転制御システムにおいて、少なくとも１台の前記ポンプ水車が揚水運転から発電運転へと移行するときに、前記電力系統に対して電力入出力状態が停滞する期間を設けずに、前記ポンプ水車を揚水運転から発電運転へと移行することを特徴とするポンプ水車運転制御システム。
【請求項８】電力系統に接続された複数台のポンプ水車を備えたポンプ水車運転制御システムにおいて、少なくとも１台の前記ポンプ水車が揚水運転から発電運転へと移行するときに、該ポンプ水車が揚水運転モードである時に、他のポンプ水車が発電運転モードを行う２つの運転モードが同時に存在することを特徴とするポンプ水車運転制御システム。
【請求項９】電力系統に接続された複数台のポンプ水車を備えたポンプ水車運転制御システムにおいて、発電運転を行っているポンプ水車の発電電力および揚水運転を行っているポンプ水車の入力電力の合計電力を測定する合計電力測定手段と、前記合計電力の変動が前記電力系統のもつ電力動揺許容範囲内であることを特徴とするポンプ水車運転制御システム。
【請求項１０】請求項９のポンプ水車運転制御システムにおいて、前記発電運転を行っているポンプ水車、または前記揚水運転を行っているポンプ水車を可変速型発電電動機で構成した場合に、前記合計電力の変動が該可変速型発電電動機のもつ入出力許容範囲内であることを特徴とするポンプ水車運転制御システム。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、複数台のポンプ水車を備えたポンプ水車の運転制御システムに係り、特に揚水運転から発電運転への運転切り替えを行う時に生じる電力系統への電力衝撃を緩和させるポンプ水車の運転制御システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】ポンプ水車の揚水運転を停止させる際、揚水運転停止・電力系統からの解列に伴う電力系統への衝撃を可変速型発電電動機の特性を利用して減じるまたは吸収する停止・解列方法は、例えば特開平1−44905号公報や特開平7−145775 号公報に開示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、可変速型発電電動機に接続されたポンプ水車を揚水運転から発電運転への運転切り替えを行うときに生じる電力系統への衝撃を減じた運転制御方法についての記載は見当らない。
【０００４】本発明の目的は、揚水運転から発電運転へ運転の切り替えを行う際、電力系統に対して電力衝撃を緩和させるようにしたポンプ水車の運転制御システムの提供にある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するために、本発明は電力系統に接続された複数台のポンプ水車を備えたポンプ水車運転制御システムにおいて、揚水運転を行っている１台のポンプ水車を停止する時に、他のポンプ水車を発電運転させ、揚水停止以前の前記ポンプ水車への入力と、発電運転を行っている前記ポンプ水車からの入出力の電力が零となるようにしたものである。
【０００６】また、上記目的を達成するために、本発明は電力系統に接続された複数台のポンプ水車を備えたポンプ水車運転制御システムにおいて、少なくとも１台の前記ポンプ水車が揚水運転から発電運転へと移行するときに、前記電力系統に対して電力入出力状態が零になる状態を設けずに、前記ポンプ水車を揚水運転から発電運転へと移行するようにしたものである。
【０００７】また、上記目的を達成するために、本発明では電力系統に接続された複数台のポンプ水車を備えたポンプ水車運転制御システムにおいて、可変速型発電電動機に接続された２台のポンプ水車のうち１台または２台が揚水運転を行っている状態から発電運転を行う状態への運転切り替える時に、上記可変速型発電電動機に接続されたポンプ水車のうち少なくともどちらか１台のポンプ水車が常に電力系統へ接続している状態をつくり、上記ポンプ水車の揚水運転停止または発電運転開始に伴う電力の急変を補償するようにしたものである。また、上記目的を達成するために、本発明では電力系統に接続された複数台のポンプ水車を備えたポンプ水車運転制御システムにおいて、少なくとも１台の前記ポンプ水車が揚水運転から発電運転へと移行するときに、電力系統に対して電力入出力状態が停滞する期間を設けずに、ポンプ水車を揚水運転から発電運転へと移行するようにしたものである。
【０００８】また、上記目的を達成するために、本発明では電力系統に接続された複数台のポンプ水車を備えたポンプ水車運転制御システムにおいて、少なくとも１台の前記ポンプ水車が揚水運転から発電運転へと移行するときに、該ポンプ水車が揚水運転モードである時に、他のポンプ水車が発電運転モードを行うようにしたものである。
【０００９】また、上記目的を達成するために、本発明では電力系統に接続された複数台のポンプ水車を備えたポンプ水車運転制御システムにおいて、発電運転を行っているポンプ水車の発電電力および揚水運転を行っているポンプ水車の入力電力の合計電力を測定する合計電力測定手段を備え、この合計電力の変動が電力系統のもつ電力動揺許容範囲内であるようにしたものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下に本発明の一実施例を図面を用いて説明する。
【００１１】図２は本実施例の概要を示したもので、一般的な２台のポンプ水車を具備する揚水発電所を示したものである。図２において、同期器を用いた定速型発電電動機２１１，２１２は各々ポンプ水車２１３，２１４に連結されている。また、制御装置２０１，２０６はそれぞれ定速型発電電動機２１１，２１２に設けられている。
【００１２】開閉器２０２，２０７，２０８は電力系統２０９と定速型発電電動機２１１，２１２の間に接続されている。
【００１３】システムコントローラ２０３は定速型発電電動機２１１，２１２に対して電力系統２０９の要求に応じた最適な運転状態を決定し、各々を制御する働きをする。
【００１４】電力量検出器２０４，２０５は、定速型発電電動機２１１，２１２の入出力電力量を検出して、この検出値をシステムコントローラ２０３に送る。
【００１５】図３は本実施例のシステムの全体構成を示したものである。
【００１６】本実施のシステムは上池３０６，下池３０３の間に設けられ、上池３０６からの流水が共有の導圧管路３１０を介して運ばれ、発電電動機２１１，２１２への直前で分岐管路３０１，３０２を介して導水されている。そして、ポンプ水車２１３，２１４を過ぎて、ケーシング３０４，３０５を介し、放水路を経由して下池３０３に放水される構成となっている。
【００１７】図１は揚水運転及び発電運転する各々のポンプ水車の時間に対する入出力チャートを示したものである。本実施例では、定速型発電電動機２１１は、図１(ａ)の揚水運転機に示す入出力チャートに従って運転され、定速型発電電動機２１２は図１（ｂ）の発電運転機に示す入出力チャートに従って運転される。また、図１（ｃ）の合計電力とは揚水運転機と発電運転機の入出力電力の合計であり、電力系統２０９から見たシステムの電力入出力状況を示している。
【００１８】ところで、或る時点（図１のＴ０）において、定速型発電電動機２１１は入力Ｐ０により電動機として運転し、定速型発電電動機２１２は運転停止している。定速型発電電動機２１１及びポンプ水車２１３が揚水運転を停止制御に入る前に、図１のＴ１において、定速型発電電動機２１２は発電運転の動作を制御装置２０６を介して起動する。そして、図１のＴ２において、定速型発電電動機212は発電電力はＰ０となり、合計電力は零となる。
【００１９】図１のＴ３より定速型発電電動機２１１は揚水運転停止制御に入り、時間と共に定速型発電電動機２１１への入力を減じる。定速型発電電動機２１１の入力変化は電力検出器２０４を通じてシステムコントローラ２０３に送られ、システムコントローラ２０３では定速型発電電動機２１１，２１２の合計電力が零を保持するように制御命令を制御装置２０６に与え、定速型発電電動機２１２の発電量を調整する。
【００２０】定速型発電電動機２１１への入力を減じ、図１のＴ４において開閉器２０８を開くことにより、定速型発電電動機２１１，２１２を同時に電力系統２０９から解列することができる。また、電力系統２０９から解列するとき、定速型発電電動機２１１，２１２の合計電力が零であるから、電力系統２０９への衝撃は生じない。
【００２１】以上の実施例は２台の発電電動機が共に定速型発電電動機であったが、本発明ではどちらか片方が可変速型発電電動機である場合、また、２台とも可変速型発電電動機である場合でもよい。更に、上述の実施例では、２台のポンプ水車を具備する揚水発電所に適用したものであったが、３台以上のポンプ水車を具備する揚水発電所に適用することもできる。
【００２２】図４，図５は図２の発電電動機２１１に可変速型発電電動機を採用した例を示している。そして図４は可変速型発電電動機の制御回路を示したものであり（尚、電力制御のための交流励磁回路についての詳細は本発明に直接関係しないので図示していない。）システムコントローラ２０３からの電力指令ＰO とその時の総落差ＨST（ポンプの上下貯水槽の単純な水位差を示す。これに対し実揚程Ｈは総落差ＨSTと該揚水系統の水路損失を加算したものと定義される。該揚水系統の立地条件により運転時の水位変動(ＨST変動)がない場合は、このＨSTを省略してもよい。以下入力信号として定義するＨSTは同様である。）を入力としてその時の適正回転速度ＮOPTを演算する回転速度回数発生器２５２からの出力信号OPTと実際の回転速度Ｎを比較する比較器２６８と電力制御補正信号発生器256 ，電力制御器２４７，電力周波数変換器２４３，電動機２５１，慣性モーメントＧＤ2よりなる第１の周波数変換器制御手段の制御ループを負帰還回路に構成し、電動機２５１の電力入力状態は、システムコントローラ２０３へ伝達される。
【００２３】尚ＧＤ2 は電動機とポンプが有する慣性モーメントの作用を示すためのブロックで特別な別個の装置がある訳ではない。又ＮOPT とＮの偏差をゼロにするために電力制御補正信号発生器２５６には積分要素が含まれる。電力制御補正信号発生器２５６の出力である補正信号εは電力指令ＰO と加算されこの合成信号ＰO＋εと実際の電動機出力ＰM が比較される。
【００２４】電力制御器２４７，電力変換器２４３，発電電動機２５１及び実際の電動器出力ＰM の復元回路よりなる第２の周波数変換器制御手段の電力制御ループは負帰回路に構成され電力制御器２４７には（ＰO ＋ε）とＰM の偏差をゼロにするため積分要素が含まれる。負荷指令ＰO と総落差ＨSTを入力としてその時の適正案内羽根開度ＹOPT を演算する案内羽根開度関数発生器２６３とその出力信号ＹOPT と実際の案内羽根開度Ｙを比較する比較器２６７と案内羽根制御器２５９で実際の案内羽根開度Ｙの復元よりなる制御ループを負帰還回路に構成し、案内羽根制御器２５９に含まれる積分要素によりＹOPT とＹの偏差がゼロとなるように案内羽根が制御される。かくして前記回転速度制御回路によりＮ＝ＮOPT ，前記電力制御回路によりＰM ＝ＰO ＋ε，前記案内羽根制御回路によりＹ＝ＹOPTとすることができる。ここでポンプが要求する入力ＰP と実際の電動機への入力ＰM の偏差は電動機及びポンプの慣性モーメント（ＧＤ2 ）に入力される。ところで慣性モーメントは一種の積分要素と見なせる。
【００２５】又前述の通り電力制御補正信号発生器２５６，電力制御器２４７，電力周波数変換器２４３，電動機２５１，ＧＤ2 と実際の回転数Ｎの復元よりなる回転速度制御回路は負帰還回路に構成されているのでＰM とＰP の偏差がゼロとなるように制御される。即ちＰM ＝ＰP 、また前記関数発生器の誤差を無視すればＹOPT＝ＰO 相当、であるのでＰP は元々ＰO 相当に、即ちＰP ＝ＰO に制御されているはずである。以上まとめるとＰO ＝ＰP ＝ＰM ＝ＰO ＋εとなり、電力補正信号εは最終的にはゼロにされる。以上より外部からの電力指令ＰO に応じて実際の入力ＰM を制御することができる。
【００２６】図４の例に対する上記説明をグラフに示したのが図６である。時点ｔ0 でシステムコントローラ２０３からの駆動出力指令ＰO がステップ状に立上がった場合の応答を示す。まず電動機出力ＰM はわずかの遅れをもってグラフｇの如く立上がる。又案内羽根開度回数発生器の出力ＹOPT や回転速度関数発生器ＮOPT の出力は関数発生器が個有に持っている時定数や特別に与えた追加時定数によって各々グラフｂ，ｃの如く応答する。グラフｂのＹOPT に対する実際の案内羽根開度Ｙの応答は比較的速くｄの様になる。尚Ｙの応答に直線部分があるのは案内羽根が案内羽根サーボモーターの開速度制限（これは案内羽根用配圧弁のストローク制限等で与える）によって制限を受けている場合を示す。ポンプの回転速度Ｎはグラフｇの電動機出力ＰM とグラフｅのポンプ入力ＰP の差によって加速されグラフｆの様に上昇し最終的にＮ＝ＮOPT に達した時点で上昇が止む。尚そのポンプ入力ＰP は案内羽根開度Ｙの上昇と回転速度Ｎの上昇の両方による増分が加算されグラフｅの如く増大する。グラフｆでは回転速度Ｎの動きはゆっくりながら安定であるが、これは電力補正信号発信器２５６に充分なダンピング作用を与えたためである。これは例えば電力補正信号器２５６を比例要素と積分要素の並列回路で構成し、それらのゲインを適切に選ぶことによって動作速度を変化させることが可能になる。これにより、高速に外部からの駆動出力指令に応答することが可能になるので、図１（ａ）に示した入力指令に追従した制御が行えるようになる。
【００２７】図５は上記図４の制御回路により巻線形誘導機２５１を可変速電動機として用いた可変速揚水システムの構成を示す一例である。図中同一番号は同一品で示す。巻線形誘導機２５１の１次側が電力系統２０９および他の発電電動機に接続され、２次側は電力変換器２４３に接続される。誘導機２５１の入力は電力変換器２４３による交流励磁電流の位相や電圧制御により制御される。実際の入力ＰMは電力検出器２０４により検出された比較器２４２へ又実際の回転速度Ｎは回転速度検出器２５５により検出された比較器２６８へ各々入力され、そして、回転数設定器２５２，開度設定器２６３などにより制御装置２０１を構成する。
【００２８】図７，図８は発電電動機２１２に可変速型発電電動機を採用した例を示している。
【００２９】図７において、巻線型誘導機５５１は回転子に直結された水車によって回転駆動されると共に誘導機の２次巻線５５１ｂには電力変換器５４３により誘導機５５１の回転速度に応じて所定の位相に調整された交流励磁電流が供給され、誘導機の１次巻線５５１ａからは交流電力系統２０９と等しい周波数の交流電力が出力されるように可変速運転が行われる。水車特性関数発生器５５２はシステムコントローラ２０３から与えられる発電出力指令ＰO と水位検出信号Ｈ（水位変動が少ない場合は入力不要）を入力して最高効率で運転するための最適回転速度指令ＮOPTを出力する。水車のガイドベーン開度制御装置は最適回転数指令ＮOPTと回転速度検出器５５５で検出される実回転速度信号Ｎを比較したΔＮを入力してガイドベーン開度を制御する。
【００３０】一方、システムコントローラ２０３からの発電出力指令Ｐ１は水車特性関数発生器５５２に入力されると共に電力制御装置５４７，電力変換器５４３への発電出力指令として入力される。
【００３１】この様に構成された本実施例の制御装置において、いま時点ｔ０で例えば発電出力Ｐをステップ状に上昇させようとして発電出力指令ＰO を図８（ａ）に示すようにステップ状に上昇させると誘導機５５１の発電出力Ｐは図８（ｇ）に示すように発電出力指令ＰO の変化に追従して上昇する。一方、案内弁開度指令Ｙaは最適回転速度指令Ｎa が図８（ｃ）に示すようにステップ状に上昇するために図８（ｂ）のようにステップ状に変化する。しかしながら案内弁の開度Ｙの応答は前述の発電出力指令ＰO に対する誘導機出力Ｐの応答速度よりも遅い。このため誘導機出力Ｐよりも水車出力ＰT の方が小さくなり回転速度Ｎは発電出力指令ＰO の急変後一時的に減速され、その後時点ｔ１で発電出力Ｐと水車出力ＰT が等しくなり回転速度Ｎは極小さなる。なお時点ｔ１では速度偏差ΔＮは正なので案内弁開度指令は上昇を続ける。このため案内弁開度Ｙは上昇を続け、時点ｔ２で回転速度Ｎは最適回転速度指令Ｎa と等しくなり、案内弁開度Ｙa は極大となる。その後、案内弁開度Ｙと回転速度Ｎは減衰振動しながら回転速度Ｎは最適回転速度指令Ｎa に整定する。図８の時点ｔ３とｔ５で水車出力ＰT と発電出力Ｐは等しく、時点ｔ４では回転速度Ｎと最適回転速度指令Ｎa が等しい。
【００３２】以上より発電出力指令ＰO の変化に対して案内弁の応答よりも速く発電出力Ｐを追従させ、回転速度Ｎを最適回転速度Ｎa に整定させることが可能である。これは発電出力指令ＰO の変化に対して発電出力Ｐを追従させるために最初に回転運動エネルギーを用い、誘導機５１１の出力Ｐを発電出力指令ＰO に保つ一方で最適回転速度指令Ｎa に回転速度Ｎを調整するに必要な回転運動エネルギーは案内弁を制御して供給することで実現するものである。このように高速に外部からの発電出力指令に高速に応答することが可能になるので、図１（ｂ）に示したように出力指令に追従した制御が行えるようになる。
【００３３】次に本発明の他の実施例を図９，図１０を用いて説明する。
【００３４】この実施例は、図１０に示した２台のポンプ水車を具備する揚水発電所に適用したもので、可変速型発電電動機６１１，６１２は各々ポンプ水車ランナ６１３，６１４に連結される。また、制御装置６０１，６０２はそれぞれ可変速型発電電動機６１１，６１２に接続され、可変速型発電電動機６１１，６１２は発電動作時、揚水動作時に前述の図５、又は図７に示したシステム構成を備えている。そして、電力系統６０９と可変速型発電電動機６１１，６１２の間には開閉器６０６，６０７が設けられている。
【００３５】システムコントローラ６０３は可変速型発電電動機６１１，６１２に対して電力系統６０９の要求に応じた最適な運転状態を決定し、各々の装置を制御する。入出力電力検出器６０４，６０５は可変速型発電電動機６１１，６１２の入出力電力を検出する。合計電力算出器６１８は、入出力電力検出器６０４，６０５によって検出された各々の電力値の合計を算出する働きがある。
【００３６】回転速度検出器６１６，６１７はポンプ水車ランナ６１３，６１４の回転速度を検出する。
【００３７】合計電力監視システム６１５は、回転速度検出器６１６，６１７，合計電力検出器６１８の各出力値及び電力系統周波数６２０を入力値として、図１０に示される揚水発電所の合計電力の変動が、電力系統のもつ許容され得る電力動揺範囲内、もしくは可変速型発電電動機のもつ許容され得る入出力変動範囲内であることを監視する働きがある。
【００３８】図９は各々の可変速型発電電動機６１１，６１２の時間に対する電力の入出力チャートを示す。図９のＰn （ｎは１≦ｎ≦８なる整数）は可変速型発電電動機の入出力電力の絶対値を示し、揚水運転時の電力すなわち入力電力は（＋）、発電運転時の電力すなわち出力電力は（−）の符号を付して表す。
【００３９】本実施例では、可変速型発電電動機６１１は、図９（Ａ）の揚水運転機に示す入出力チャートに従って運転され、可変速型発電電動機６１２は図９（Ｂ）の発電運転機に示す入出力チャートに従って運転される。図９（Ｃ）の合計電力とは可変速型発電電動機６１１及び６１２の入出力電力の合計であり、合計電力算出器６１８の出力値である。
【００４０】ところで、或る時点（図９のＴ０）において、可変速型発電電動機６１１は電力＋Ｐ１で電動機として運転し、可変速型発電電動機６１２は電力＋Ｐ４で電動機として運転している。従って合計電力＋Ｐ８＝＋(Ｐ１＋Ｐ４）となる。
【００４１】時刻Ｔ１において可変速型発電電動機６１１に接続されたポンプ水車ランナ６１３が揚水運転を停止制御に入り、可変速型発電電動機６１１への入力電力を＋Ｐ２まで減じる。また、可変速型発電電動機６１２に接続されたポンプ水車ランナ６１４は揚水運転を継続させる。
【００４２】時刻Ｔ２において、可変速型発電電動機６１１を電力系統６０９より解列するが、前述の図５に示した、揚水システム構成を備えることにより、この時可変速型発電電動機６１１への入力電力は＋Ｐ２から零に瞬時に変化させることが可能になる。この変化によって電力系統６０９に与える電力衝撃が同様に前述の図７に示した、発電システム構成を備えることにより可変速型発電電動機６１２のもつステップ応答による入出力変動の許容範囲内、もしくは電力系統１７がもつ電力動揺の許容範囲内であることを合計電力監視システム６１５にて監視及び確認する。
【００４３】時刻Ｔ２において、可変速型発電電動機６１１は開閉器６０６を開いて電力系統６０９より解列させる。次に、電力系統６０９より解列した可変速型発電電動機６１１の発電運転準備を開始させる。時刻Ｔ３に開閉器６０６を閉じて電力系統６０９に並列し発電運転させ、発電出力を−Ｐ７まで次第に増加させる。
【００４４】時刻Ｔ５において、可変速型発電電動機６１２及びポンプ水車６１４を揚水運転の停止制御に入る。
【００４５】時刻Ｔ６において、可変速型発電電動機６１２を電力系統６０９より解列するが、この時可変速型発電電動機６１２への入力電力は＋Ｐ５から零に瞬時に変化する。この変化によって電力系統６０９に与える電力衝撃が、可変速型発電電動機６１１のもつステップ応答による入出力変動の許容範囲内、もしくは電力系統６０９がもつ電力動揺の許容範囲内であることを合計電力監視システム６１５にて監視及び確認する。
【００４６】時刻Ｔ６において、可変速型発電電動機６１２は開閉器６０７を開いて電力系統６０９より解列させる。
【００４７】上述したように可変速型発電電動機６１１及び６１２の運転制御を行った場合、各可変速型発電電動機の合計電力は図９（Ｃ）になり、時刻Ｔ４までが揚水運転であり、時刻Ｔ４以降は発電運転となる。従って、揚水発電所全体としては揚水運転から発電運転への運転切り替えを連続的に行うことが可能となる。
【００４８】以上の実施例は、２台の可変速型発電電動機の入出力合計電力が図９（Ｃ）に示すように時刻Ｔ１からＴ６まで一次関数的に変化するよう２台の可変速型発電電動機の運転制御を行っているが、図１１（Ａ）に示すように入出力合計電力が時間に対して連続であればよい。または、図１１（Ｂ）に示すように、時刻Ｔにおいて入出力合計電力が不連続であっても、時刻Ｔにおける電力系統のもつ許容され得る電力動揺範囲内であればよい。
【００４９】また、上述した実施例では可変速型発電電動機に接続されたポンプ水車を２台具備した揚水発電所に適用したものであったが、可変速型発電電動機に接続するポンプ水車を少なくとも２台具備している３台以上のポンプ水車を具備する揚水発電所に適用することもできる。
【００５０】さらに、複数台のポンプ水車のうち、１台を可変速型発電電動機を用いたポンプ水車とし、他のポンプ水車を同期器を用いた定速機で構成しても本発明を適用することが可能である。
【００５１】そして、上述した実施例では可変速型発電電動機として、二次巻線を電力変換器で交流励磁する可変速型発電電動機を用いて説明したが、一次巻線と電力系統の間に電力変換器を有する可変速型発電電動機を用いても本発明を適用することは可能である。
【００５２】
【発明の効果】本発明によれば、ポンプ水車が揚水運転を停止させる時、停止していた他のポンプ水車を発電運転させ、その発電出力と停止させるポンプ水車の入力との合計電力を零に制御しながら電力系統から解列するので、電力系統に衝撃を与えない安定した揚水運転停止が可能になる。
【００５３】また、本発明によれば、同じ電力系統に接続された複数台の可変速型発電電動機の入出力合計電力が時間に対して連続に変化するように、もしくは入出力合計電力が時間に対して不連続であっても電力系統のもつ許容され得る電力動揺範囲内であるように各々の可変速型発電電動機の運転を制御するので、電力系統の安定運用が可能になるという効果がある。
【００５４】さらに、本発明によれば、同じ電力系統に接続された複数台の可変速型発電電動機の入出力合計電力が時間に対して連続に変化することを可能にしているので、発電所から電力系統への入出力電力を入力電力状態から出力電力状態へと急速に変化させることが可能になる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００５１０８
【氏名又は名称】株式会社日立製作所
【識別番号】０００２１３２９７
【氏名又は名称】中部電力株式会社
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| 【出願日】 |
平成１２年３月２７日（２０００．３．２７） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００７５０９６
【弁理士】
【氏名又は名称】作田 康夫
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| 【公開番号】 |
特開２００１−２７１７３６（Ｐ２００１−２７１７３６Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１３年１０月５日（２００１．１０．５） |
| 【出願番号】 |
特願２０００−９０６９４（Ｐ２０００−９０６９４） |
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