(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
タービン発電機の検出電圧と電圧設定器の設定値の偏差の比例積分演算で界磁電流指令を得る電圧制御演算部と、前記界磁電流指令と前記発電機の界磁電流検出値との偏差に応じて前記発電機の界磁電流を制御する界磁電流制御演算部とを設け、前記発電機の電圧確立時には前記界磁電流制御演算部のみによる界磁電流制御を行う界磁電流設定器の設定値により発電機の電圧を上昇させ、電圧上昇後には前記電圧制御演算部からの界磁電流指令に切換えて自動的に電圧を制御するようにしたタービン発電機の自動電圧制御方法において、
発電機電圧が設定値以上になったか否かを判定し、電圧が設定値に達するまで、前記界磁電流設定器の設定値を界磁電流増加変更処理部の出力により変更して発電機の電圧確立時までは界磁電流を直線的に増加させ、電圧目標値に達したなら、前記電圧制御演算部からの界磁電流指令に切換えるとともに、その演算部に発電機の界磁電流検出値を与えて制御演算出力とする処理を繰り返し行い、
前記界磁電流増加変更処理部は、内部自動演算処理部とスイッチから構成され、内部自動演算処理部が、前記界磁電流設定器の設定値に時間当たりの増加分を加算処理するようにしたことを特徴とする発電機電圧確立時及び確立後の自動電圧制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タービン発電機のディジタル式自動電圧制御装置に係り、特に発電機の電圧確立時及び確立後の自動電圧制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
タービン発電機の自動電圧制御には、図４に示すような制御ブロック構成が使用される。図４において、１はタービン（Ｔ）で、このタービン１で駆動される発電機２の励磁巻線には、サイリスタ制御部から構成される励磁装置３により界磁電流が供給される。
【０００３】
４はディジタル式自動電圧制御装置（以下ＡＶＲと称す）で、このＡＶＲ４は、変成器ＰＴで検出する発電機電圧を、Ａ／Ｄ変換器５でディジタル信号に変換し、図示しない実効値変換部により実効値に変換し、電力動揺安定化装置６により位相の進み／遅れを調整し、９０Ｒからなる電圧設定器７との偏差を偏差器８で得た後、その偏差をリミッタ付き電圧制御演算部（第１ＬＰＩ）９により比例積分（ＰＩ）演算を行って界磁電流指令を得る。
【０００４】
切換スイッチ１０は、第１ＬＰＩ９からの界磁電流指令と、７０Ｅの界磁電流設定器１１からの界磁電流指令を切換えるものである。１２は、励磁装置３から発電機２の励磁巻線に供給する界磁電流Ｉｆを検出するＡ／Ｄ変換器で、このＡ／Ｄ変換器１２は、変流器ＣＴからの検出電流をディジタル信号に変換して、偏差器１３に前記界磁電流指令とディジタル信号に変換された界磁電流Ｉｆとが供給される。
【０００５】
この偏差器１３で界磁電流指令と界磁電流Ｉｆの偏差が取られ、その偏差はリミッタ付き界磁電流制御演算部（第２ＬＰＩ）１４で比例積分（ＰＩ）演算される。この演算結果は、Ｄ／Ａ変換器１５によりアナログ信号に変換され、図示しないゲート回路の励磁制御信号とし、ゲート回路により励磁装置３のサイリスタの位相制御が行われる。
【０００６】
上記の構成において、切換スイッチ１０を界磁電流設定器１１側に設定して発電機２の初期励磁を行い、その後に切換スイッチ１０を、第１ＬＰＩ９側に切換えて発電機２の自動電圧制御を開始し、発電機２の発電電圧が電圧設定器７の設定電圧（定格電圧）に一致するよう界磁電流を自動制御する。
【特許文献１】特開平１１−１５０９９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
タービン発電機の電圧確立の制御には、他励・自励の２方式があるが、現在は、他励方式が主流となっている。他励方式の場合には、「界磁遮断器＃４１（励磁入り）」信号がＯＮになると、サイリスタ制御部は、「＃４１Ｉ（初励）」をＯＮし、外部からの指令に基き制御を実施し、発電機電圧が設定値（約定格の８０％相当）以上になると「＃４１Ｉ」をＯＦＦし、ＡＶＲ４からの指令で制御を実施する。
【０００８】
このため、ＡＶＲ４は「＃４１」のＯＮから「＃４１Ｉ」がＯＦＦするまで開ループとなり、無制御状態と同じになり、図４で示した第１ＬＰＩ９の積分項が安定しない状態となってしまう。
【０００９】
従って、ＡＶＲ４に制御が変わった場合、発電機電圧制御が安定せずオーバーシュート・アンダーシュートを引き起こす問題がある。また、発電機電圧確立時に第１ＬＰＩ９を安定させるために、ゲインを小さくすると定常時の制御の応答性が低下してしまう問題もある。
【００１０】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、発電機電圧確立時及び確立後の制御の安定化を図ると共に、オーバーシュート・アンダーシュートを防止するようにした発電機電圧確立時及び確立後の自動電圧制御方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、上記課題を解決するために、第１の発明は、タービン発電機の検出電圧と電圧設定器の設定値の偏差の比例積分演算で界磁電流指令を得る電圧制御演算部と、前記界磁電流指令と前記発電機の界磁電流検出値との偏差に応じて前記発電機の界磁電流を制御する界磁電流制御演算部とを設け、前記発電機の電圧確立時には前記界磁電流制御演算部のみによる界磁電流制御を行う界磁電流設定器の設定値により発電機の電圧を上昇させ、電圧上昇後には前記電圧制御演算部からの界磁電流指令に切換えて自動的に電圧を制御するようにしたタービン発電機の自動電圧制御方法において、発電機電圧が設定値以上になったか否かを判定し、電圧が設定値に達するまで、前記界磁電流設定器の設定値を界磁電流増加変更処理部の出力により変更して発電機の電圧確立時までは界磁電流を直線的に増加させ、電圧目標値に達したなら、前記電圧制御演算部からの界磁電流指令に切換えるとともに、その演算部に発電機の界磁電流検出値を与えて制御演算出力とする処理を繰り返し行い、前記界磁電流増加変更処理部は、内部自動演算処理部とスイッチから構成され、内部自動演算処理部が、前記界磁電流設定器の設定値に時間当たりの増加分を加算処理するようにしたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、発電機電圧確立時の制御が安定し、オーバーシュート・アンダシュートを防止することが出来るとともに、発電機電圧確立後の制御も安定した制御を可能とし、各設定値が可変に設定できることにより、発電機の種類を問わず安定した制御を可能とした。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下本発明の実施の形態を図面に基づいて説明するに、図４と同一部分には、同一符号を付して述べる。図１において、発電機電圧が設定電圧以上になるまで、切換スイッチ１０は手動側に切換えて制御する際に、界磁電流設定器１１の設定値を変更し、界磁電流を目標値まで、設定時間にて直線的に増加させる界磁電流増加変更処理部２０からの値で制御して行く。
【００１５】
界磁電流増加変更処理部２０は、内部自動演算処理部２１とスイッチ２２から構成され、内部自動演算処理部２１は、界磁電流設定器１１の設定値に時間当たりの増加分を加算処理するものである。この加算処理した値と界磁電流Ｉｆとの偏差を偏差器１３から得て、その偏差を第２ＬＰＩ１４で制御して、Ｄ／Ａ変換器１５を介してＩＧＢＴ制御部３ａから発電機の励磁巻線に供給し、発電機電圧を確立する。
【００１６】
発電機電圧が確立したなら、ＡＶＲ４の切換スイッチ１０を自動側に切換えて、第１ＬＰＩ９からの制御にて行う。この時、第１ＬＰＩ９にＡ／Ｄ変換器１２から界磁電流Ｉｆを与えて、第１ＬＰＩ９の積分項を界磁電流検出値にする。これにより、ＡＶＲ４が自動に切り換るとき、オーバーシュート・アンダーシュートが発生しないようにできる。
【００１７】
図２は、上記実施の形態の動作フローチャートで、界磁遮断器＃４１をステップＳ１でＯＮしているかを判断し、「Ｙｅｓ」ならステップＳ２で発電機電圧は設定値以上かを判断し、「Ｎｏ」ならステップＳ３の処理に進む。ステップＳ３は、界磁電流設定器１１の設定値に内部自動演算処理部２１から時間当たりの増加分を加算する。この増加分は、界磁電流設定器１１の上限値×演算周期／設定時間である。
【００１８】
このステップＳ３の処理で、図３（ａ）に示すように界磁電流が直線的に増加し、目標値に達したなら、ステップＳ４の処理に進む。ステップＳ４は第１ＬＰＩ９演算積分項を界磁電流検出値にする処理で、この処理を行うことにより、図３（ｂ）に示すように電圧がオーバーシュートしていたのが、図３（ｃ）に示すようにオーバーシュートしないで制御することができるようになる。このステップＳ４の処理は、再びステップＳ２に戻り、ここで、電圧が設定値以上になったかを判断し、「Ｙｅｓ」ならステップＳ５の通常演算処理を行って処理を終了する。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施の形態を示すブロック構成図。
【図２】実施の形態の動作フローチャート。
【図３】（ａ）は界磁電流が目標値まで設定時間にて直線的に到達する波形図、（ｂ）はオーバーシュートがある場合の波形図、（ｃ）はオーバーシュートが発生しないときの波形図。
【図４】従来例のブロック構成図。
【符号の説明】
【００２０】
５…電圧検出用Ａ／Ｄ変換器
７…電圧設定器
９…リミッタ付き電圧制御演算部（第１ＬＰＩ）
１０…切換スイッチ
１１…界磁電流設定器
１２…界磁電流検出用Ａ／Ｄ変換器
１４…リミッタ付き界磁電流制御演算部（第２ＬＰＩ）
１５…Ｄ／Ａ変換器
２０…界磁電流増加変更処理部
２１…内部自動演算処理部
２２…スイッチ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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