(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ジェネレータおよび１つ以上の補助バスを有する火力発電所の補助電源システムで、電力を制御する方法を行うために、プロセッサによって実行するためのその上に格納されたコンピュータ可読命令を有するコンピュータ可読媒体であって、
各補助バスは、それに接続した１つ以上の調整可能な速度ドライブと、それに接続された１つ以上のキャパシタンス・ソースとを有し、
各調整可能な速度ドライブは、アクティブ整流器ユニットを有し、
前記方法は、
各補助バスの電圧をモニタすることと、
所定の力率値を有するように前記補助電源システムの前記力率を制御することであって、前記力率を制御することは、各調整可能な速度ドライブの無効電力および各キャパシタンス・ソースを制御することを具備する、前記力率を制御することと、
前記補助バスが、その電圧が所定範囲外にある電圧外乱によって影響される場合、前記補助電源システムの前記力率の制御を停止し、前記電圧を前記所定範囲へ移動させるように、前記影響を受けた補助バス上の前記電圧を制御することと、
を具備し、
前記電圧を制御することは、
前記影響を受けた補助バスの前記電圧が、前記所定範囲未満である場合、前記影響を受けた補助バスに接続された前記１つ以上の調整可能な速度ドライブの前記無効電力を増加することと、
前記影響を受けた補助バスの前記電圧が、前記所定範囲を超える場合、前記影響を受けた補助バスに接続された前記１つ以上の調整可能な速度ドライブの前記無効電力を減少することと、
を具備する、コンピュータ可読媒体。
【請求項２】
前記所定範囲は、セットポイント電圧のパーセンテージに基づく、請求項１のコンピュータ可読媒体。
【請求項３】
前記影響を受けた補助バス上の前記電圧を制御する工程は、 
前記電圧外乱の大きさを決定することと、
前記大きさが上限値以上である場合、前記無効電力を増加または減少するために、第１の制御アルゴリズムを使用することと、
前記大きさが前記上限値未満である場合、前記無効電力を増加または減少するために、第２の制御アルゴリズムを使用することと、
をさらに具備する、請求項２のコンピュータ可読媒体。
【請求項４】
前記第１の制御アルゴリズムは、前記影響を受けた補助バスの前記電圧を前記第２の制御アルゴリズムより速い前記セットポイントへ移動するよう機能する、請求項３のコンピュータ可読媒体。
【請求項５】
前記第１の制御アルゴリズムは、バング・バング制御アルゴリズムであり、前記第２の制御アルゴリズムは、比例積分制御アルゴリズムである、請求項４のコンピュータ可読媒体。
【請求項６】
前記所定範囲は、前記セットポイント電圧の９０％から１１０％である、請求項４のコンピュータ可読媒体。
【請求項７】
前記上限値は、前記セットポイント電圧のプラスマイナス１０％である、請求項６のコンピュータ可読媒体。
【請求項８】
前記電圧外乱の初期検出において、前記第１の制御アルゴリズムは、前記無効電力を増加または減少するために使用され、
前記初期検出後の時間後に、前記電圧外乱の前記大きさを決定する工程が行われる、請求項４のコンピュータ可読媒体。
【請求項９】
前記影響を受けた補助バス上の前記電圧を制御する工程は、前記電圧外乱が電圧降下である場合、前記１つ以上の調整可能な速度ドライブの回生制動を行うことをさらに具備する、請求項１のコンピュータ可読媒体。
【請求項１０】
前記影響を受けた補助バス上の前記電圧を制御する方法は、前記影響を受けた補助バス上に誘導無効電力を注入することを具備する、請求項１のコンピュータ可読媒体。
【請求項１１】
前記電圧外乱が消えた後、所定の力率値を有するように前記補助電源システムの前記力率を再び制御する、請求項１のコンピュータ可読媒体。
【請求項１２】
前記力率を制御することは、重い負荷状態中に前記ジェネレータの進み位相動作を改善するように行われ、軽い負荷状態中に前記ジェネレータの遅れ位相動作を改善するように行われる、請求項１のコンピュータ可読媒体。
【請求項１３】
各補助バスでは、各キャパシタンス・ソースは、コンデンサバンクを前記補助バスに分路して接続する制御可能スイッチを具備し、
各キャパシタンス・ソースの前記無効電力を制御することは、前記キャパシタンス・ソースの制御可能スイッチを開くまたは閉じることを具備する、請求項１のコンピュータ可読媒体。
【請求項１４】
前記補助電源システムの前記力率を制御することは、
各補助バスの所望の容量無効電力を決定することと、
各補助バスのために、前記所望の容量無効電力が、前記補助バスの前記１つ以上のキャパシタンス・ソースによって提供された前記容量無効電力未満かどうかを判断することと、
各補助バスのために、前記所望の容量無効電力が、前記１つ以上のキャパシタンス・ソースによって提供された前記容量無効電力未満である場合、
前記補助バスから前記コンデンサバンクの１つ以上を切断するために、前記制御可能スイッチの１つ以上を開き、
開かれた前記１つ以上の制御可能スイッチで前記所望の容量無効電力を前記補助バスに供給するのに必要な任意の容量無効電力を供給するために、前記１つ以上の調整可能な速度ドライブを制御し、
各補助バスのために、前記所望の容量無効電力が、前記１つ以上のキャパシタンス・ソースによって提供された前記容量無効電力より大きい場合、
前記補助バスに前記コンデンサバンクの１つ以上を接続するために、前記制御可能スイッチの１つ以上を閉じ、
閉じられた前記１つ以上の制御可能スイッチで前記所望の容量無効電力を前記補助バスに供給するのに必要な任意の容量無効電力を提供するために、前記１つ以上の調整可能な速度ドライブを制御する、
請求項１３のコンピュータ可読媒体。 
【請求項１５】
ジェネレータおよび１つ以上の補助バスを有する火力発電所の補助電源システムで、電力を制御するための装置であって、
前記装置は、
前記１つ以上の補助バスへの接続のための１つ以上の調整可能な速度ドライブと、各調整可能な速度ドライブは、アクティブ整流器ユニットを有する、
前記１つ以上の補助バスへの接続のための１つ以上のキャパシタンス・ソースと、
前記１つ以上の補助バス上の電圧および無効電力を測定するためのセンサと、
前記補助電源システムで電力を制御するための方法を行うように働くコントローラと、
を具備し、
前記方法は、
各補助バスの電圧をモニタすることと、
所定の力率値を有するように前記補助電源システムの前記力率を制御することと、前記力率を制御することは、各調整可能な速度ドライブの無効電力および各キャパシタンス・ソースを制御することを具備する、
前記補助バスが、その電圧が所定範囲外にある電圧外乱によって影響される場合、前記補助電源システムの前記力率の制御を停止し、前記電圧を前記所定範囲へ移動させるために、前記影響を受けた補助バス上の前記電圧を制御することと、
前記電圧を制御することは、
前記影響を受けた補助バスの前記電圧が、前記所定範囲未満である時、前記影響を受けた補助バスに接続された前記１つ以上の調整可能な速度ドライブの前記無効電力を増加することと、
前記影響を受けた補助バスの前記電圧が、前記所定範囲を超える場合、前記影響を受けた補助バスに接続された前記１つ以上の調整可能な速度ドライブの前記無効電力を減少することと、
を具備する、装置。
【請求項１６】
前記１つ以上の調整可能な速度ドライブは、複数の調整可能な速度ドライブを具備し、
各調整可能な速度ドライブは、マルチレベル中性点コンバータである、請求項１５の装置。
【請求項１７】
各キャパシタンス・ソースは、コンデンサバンクを前記補助バスに分路して接続する制御可能スイッチを具備し、
各キャパシタンス・ソースの前記無効電力を制御することは、前記キャパシタンス・ソースの制御可能スイッチを開くまたは閉じることを具備する、請求項１５の装置。
【請求項１８】
前記補助電源システムの前記力率を制御することは、
各補助バスの所望の容量無効電力を決定することと、
各補助バスのために、前記所望の容量無効電力が、前記補助バスの前記１つ以上のキャパシタンス・ソースによって提供された前記容量無効電力未満かどうかを判断することと、
各補助バスのために、前記所望の容量無効電力が、前記１つ以上のキャパシタンス・ソースによって提供された前記容量無効電力未満である場合、
前記補助バスから前記コンデンサバンクの１つ以上を切断するために、前記制御可能スイッチの１つ以上を開き、
開かれた前記１つ以上の制御可能スイッチで前記所望の容量無効電力を前記補助バスに供給するのに必要な任意の容量無効電力を供給するために、前記１つ以上の調整可能な速度ドライブの制御し、
各補助バスのために、前記所望の容量無効電力が、前記１つ以上のキャパシタンス・ソースによって提供された前記容量無効電力より大きい場合、
前記補助バスに前記コンデンサバンクの１つ以上を接続するために、前記制御可能スイッチの１つ以上を閉じ、
閉じられた前記１つ以上の制御可能スイッチで前記所望の容量無効電力を前記補助バスに供給するのに必要な任意の容量無効電力を供給するために、前記１つ以上の調整可能な速度ドライブを制御する、
請求項１７の装置。
【請求項１９】
前記所定範囲は、セットポイント電圧のパーセンテージに基づき、
前記影響を受けた補助バス上の前記電圧を制御する工程は、
前記電圧外乱の大きさを決定することと、
前記大きさが上限値以上である場合、前記無効電力を増加または減少するために、第１の制御アルゴリズムを使用することと、
前記大きさが前記上限値未満である場合、前記無効電力を増加または減少するために、第２の制御アルゴリズムを使用することと、
をさらに具備する、請求項１５の装置。
【請求項２０】
前記第１の制御アルゴリズムは、前記影響を受けた補助バスの前記電圧を前記第２の制御アルゴリズムより速い前記セットポイントへ移動するように機能する、請求項１９の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、火力発電所、特にそのようなプラント用の補助電源システムに関する。
【発明の背景技術】
【０００２】
一方向（完全なＡＣ波形サイクル以上）でのエネルギーの純移転（net transfer）に帰着する電力潮流（power flow）の一部は、有効電力（または有用またはアクティブ電力）として知られている。各サイクルのソースに返る負荷中の蓄積エネルギーによる電力潮流のその一部は、無効電力として知られている。皮相電力は、有効および無効電力のベクトル和である。
【０００３】
ＡＣ電源システムの力率は、有効電力対皮相電力の比率として定義され、０と１の間の数である。波形が純粋な正弦関数のところでは、力率は、電流および電圧正弦波形の間で位相角（φ）のコサインである。力率は、電圧と電流が同相である場合、１と等しく、電流が９０度ずつ電圧より進むまたは遅れる場合、０である。負荷が純粋に無効な場合、電圧と電流は、位相の９０度範囲外であり、最終的なエネルギーフローはない。力率は、位相角の符号を示すために「進む（leading）」または「遅れる（lagging）」として通常確認される。ここで、進むは、負符号を示す。
【０００４】
同じ量の有効電力を送信する２つのＡＣ電源システムについては、より低い力率を備えたシステムは、負荷中のエネルギー記憶からソースに返るエネルギーにより、より高い環流（circulating current）を有するだろう。電源システムのこれらのより高い電流は、より高いロスを生成し、全体的な伝送効率を縮小するだろう。より低い力率回路は、同じ量の有効電力転送用のより高い皮相電力およびより高いロスを有するだろう。したがって、ＡＣ電源システムの中で高力率を維持することが望ましい。
【０００５】
火力発電所は、補助プロセスに電力を供給するための補助電源システム、つまり、モータ駆動負荷、電力変換および信号分配装置、および機器および制御を有している。火力発電所の補助プロセスが、発電所によって生成された電力の５〜８％ぐらい一般的には消費するので、火力発電所の補助電源システムの力率は、重要である。ＳＯ２スクラバを有する石炭燃料火力発電所については、補助プロセスによる消費全電力は、プラントの総発電量の１０％と同じぐらい高いかもしれない。補助プロセスによって消費されたほとんどの電力（８０％以内）は、中間電圧スイッチヤード（medium voltage switchyard）に一般的に接続された大きな電気モータによる。それは、１つ以上の補助変圧器を通して電力が供給される。十分なネームプレートローディングにまたはそのローディングの近くで実行する電気モータは、アップロードまたはライトリーロードされて実行する電気モータより、はるかに大きな力率を有する。これおよび他の理由で、その定められ連続的な容量（capacity）でベース負荷発電所を操作することが望ましい。しかしながら、複数のベース負荷発電所は、増加したシステム営業準備金要件および競合エネルギー市場で、再生可能エネルギーソース（例えば、風車ファーム）の増加した存在により、それらの定格容量の５０−７０％だけで今作動する。そのため、電気モータによって駆動されたポンプとファンは、一般的に最も使用できる期間の間に部分的な負荷のみで実行する。発電所が全容量で実行している場合でさえ、ポンプとファンは、要求された設計マージンのために、それらの定格容量で一般的には実行しない。したがって、火力発電所の構内電力システムの力率は、一般的におよそ０．８０〜０．８５だけである。
【０００６】
本発明は、とりわけ、その補助電源システムの力率を改善して、火力発電所の全体的な動作を改善する方法および装置を対象とする。
【発明の概要】
【０００７】
本発明によれば、コンピュータ可読媒体は、ジェネレータおよび１つ以上の補助バスを有する火力発電所の補助電源システムで、電力を制御する方法を行うために、プロセッサによって実行するためのコンピュータ可読命令をその上に格納して提供される。各補助バスは、それに接続した１つ以上の調整可能な速度ドライブと、それに接続した１つ以上のキャパシタンス・ソースとを有している。各調整可能な速度ドライブは、アクティブ整流器ユニットを有している。その方法によれば、各補助バスの電圧は、モニタされる。補助電源システムの力率は、所定の力率値を有するように制御される。力率を制御することは、各調整可能な速度ドライブおよび各キャパシタンス・ソースの無効電力を制御することを含んでいる。補助バスが、その電圧が所定範囲外にある電圧外乱によって影響される場合、補助電源システムの力率の制御を停止し、影響を受けた補助バス上の電圧は、所定範囲へ電圧を移動させるように制御される。電圧の制御は、影響を受けた補助バスの電圧が所定範囲未満である場合、影響を受けた補助バスに接続された１つ以上の調整可能な速度ドライブの無効電力を増加することと、影響を受けた補助バスの電圧が所定範囲を超える場合、影響を受けた補助バスに接続された１つ以上の調整可能な速度ドライブの無効電力を減少することとを含んでいる。
【０００８】
さらに、本発明によれば、ジェネレータおよび１つ以上の補助バスを有する火力発電所の補助電源システムで電力を制御する装置が提供される。その装置は、１つ以上の補助バスへの接続のための１つ以上の調整可能な速度ドライブと、１つ以上の補助バスへの接続のための１つ以上のキャパシタンス・ソースと、１つ以上の補助バス上の電圧および無効電力を測定するためのセンサとを含んでいる。各調整可能な速度ドライブは、アクティブ整流器ユニットを有している。その装置は、さらに、補助電源システムで電力を制御するための記述された方法を行うように働くコントローラを含んでいる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
本発明の特徴、態様および利点は、次の説明、添付された請求項および添付の図面を考慮してさらによく理解されるようになるだろう。
【図１】図１は、本発明の方法および装置が利用されることが可能な発電所の略図である。
【図２】図２は、本発明の方法および装置で使用されることが可能な調整可能な速度ドライブの回路図である。
【図３ａ】図３ａは、発電所の補助バスで無効電力の制御を示すフェーザ図である。
【図３ｂ】図３ｂは、発電所の補助バスで無効電力の制御を示すフェーザ図である。
【図３ｃ】図３ｃは、発電所の補助バスで無効電力の制御を示すフェーザ図である。
【図４】図４は、定常状態の電圧制御およびダイナミック電圧サポートを提供している間、発電所の補助電源システムの力率を制御する補助電源制御プログラムの概略図である。
【図５ａ】図５ａは、補助電源制御プログラムの力率コントローラのフローチャートを示す。
【図５ｂ】図５ｂは、補助電源制御プログラムの力率コントローラのフローチャートを示す。
【図６】図６は、補助電源制御プログラムのダイナミック電圧コントローラのフローチャートを示す。
【実例となる実施形態の詳細な説明】
【００１０】
続く詳細な記述では、それらが本発明の異なる実施形態で示されるかどうかにかかわらず、同一のコンポーネントが同じ参照数字を有することに留意すべきである。本発明を明確および簡潔に示すために、図面が必ずしも縮尺で描かれる必要はなく、発明のある特徴は多少略図の形式で示されてもよいことに留意すべきである。
【００１１】
今図１を参照すると、そこには、本発明の方法および装置が利用されることが可能な発電所１０の略図が示される。発電所１０は、石炭火力発電所、原子力発電所、太陽熱発電所または地熱発電所のような火力発電所でもよい。発電所１０は、１つ以上の蒸気駆動タービン（示されない）によって供給された機械エネルギーから電気を生成するジェネレータ１２を含んでいる。逓昇主変圧器（step-up main transformer）１４は、ジェネレータ１２からの電力を送信にふさわしい電圧（例えば、１１０ｋＶを超える）に変換する。主変圧器１４からの電力は、送電網１８上の１つ以上のサブステーション１６に供給される。主変圧器１４は、メインサーキットブレーカ２０によって送電網１８に接続される。各サブステーション１６は、電圧を逓減し、配電網によってエンド・ユーザ顧客に生成された電力を供給する。
【００１２】
発電所１０は、１つ以上の逓減補助変圧器２４と１つ以上の補助バス２６を含んでいる補助電源システム２２を有する。各補助変圧器２４は、ジェネレータ１２の出力に接続され、ジェネレータ１２からの電力を電圧に変換する。それは、２，４００Ｖ、４，１６０Ｖまたは６，９００Ｖのような発電所１０中の補助負荷に適している。この電圧は、１つ以上の主な補助バス２６で補助負荷に供給される。図１に示される実施形態では、主な補助バス２６ａおよび主な補助バス２６ｂがある。主な補助バス２６ｂは、簡潔の目的のために記述されないが、主な補助バス２６ａのように、同じ構造および稼働容量を有し、同じ補助負荷をそれに接続する。主な補助バス２６ａにおいては、補助負荷は、１−５ＭＷの定格であってもよい電気モータ（電動機）２８ａ−ｚ、２９ａ−ｚを含んでいる。モータ２８ａ−ｚおよび２９ａ−ｚは、プラント１０の動作に必要なファン、コンプレッサおよびポンプのような、補助デバイスを駆動する。これらの補助デバイスは、ボイラーへ給水をくみ上げ、バーナーに燃焼用空気と燃料を供給するような仕事を行う。主な補助バス２６ａ上の電圧は、低電圧補助変圧器３０によって、低電圧（４８０Ｖのような）にさらに逓減してもよい。この低電圧は、小型モータおよび照明システムのような低電圧デバイスおよびシステムへ低電圧バス３２上に供給されてもよい。
【００１３】
本発明によれば、少なくとも、電気モータ２８ａ−ｚ、２９ａ−ｚの一部は、アクティブ整流器ユニット（ＡＲＵ）を有している調整可能な速度ドライブ（ＡＳＤ）３６ａ−ｚによって、主な補助バス２６ａに接続される。図１に示される実施形態では、モータ２８ａ−ｚ、２９ａ−ｚのうちのいくつかは、ＡＳＤによって補助バス２６ａに接続されず、一定速度で実行される。さらに具体的には、モータ２８ａ−ｚは、ＡＳＤ３６ａ−ｚに接続され、一方、モータ２９ａ−ｚは、ＡＳＤに接続されず、一定速度で実行される。モータ２８ａ−ｚは、最初は一定速度モータとして実行されている、または、固定された整流器を有する（つまり、ダイオードのみを利用する）従来の可変周波数ドライブによって電力を供給されている、ＡＳＤ３６ａ−ｚに組み込まれていてもよい。
【００１４】
使用されてもよいＡＳＤ３６の一例が、図２に示される。ＡＳＤ３６は、ＤＣリンクまたはブリッジ４０によってインバータユニット（ＩＮＵ）４２に接続されたＡＲＵ３８を含んでいる。ＡＲＵ３８およびＩＮＵ４０は、図２に示されるような同じ構造を有していてもよい。この実施形態では、ＡＳＤ３６は、３レベルを有している中性点クランプコンバータ（ＮＰＣ：neutral-point clamped converter）である。ＡＲＵ３８およびＩＮＵ４０の各々は、複数の制御可能なスイッチングデバイス４６を具備する。それは、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）または統合ゲート整流サイリスタ（ＩＧＣＴ）でもよい。ＤＣブリッジ４０は、直列に接続している１ペアのコンデンサ４８を具備する。他のＡＳＤトポロジーが、ＡＳＤ３６のために利用されてもよいことが理解されるべきである。例えば、２レベルまたは４レベル以上を有するＡＳＤが、使用されてもよい。
【００１５】
各ＡＳＤ３６は、４コードラント運転（four quadrant operation）が可能な再生式ドライブ（regenerative drive）であり、つまり、ＡＳＤ３６は、どちらの方向でも減速するのと同様、前方（forward）または後方（reverse）のどちらもその関連するモータ２８を回転することができる。前方および後方回転、前方および後方トルクの４つの組み合わせは、次のとおりである：（１．）前方回転／前方トルク（運転）、（２．）前方回転／後方トルク（再生）、（３．）後方回転／後方トルク（運転）、（４．）後方回転／前方トルク（再生）。（２．）および（４．）の組み合わせは、動作にブレーキをかけている。そこでは、モータ２８は、機械エネルギーを電気エネルギーに変換するジェネレータとして働く。制動中にモータ２８によって生成された電気エネルギーは、ＩＮＵ４０によって整流され、ＡＲＵ３８によって逆にされ、補助バス２６に戻される。ここで、それは、他のモータ２８および他の接続負荷によって使用されてもよい、または、将来の使用のために格納されてもよい。従って、ＡＳＤ３６によって行なわれたブレーキをかける動作は、回生制動（regenerative braking）と呼ばれる。それは、固定された整流器（純粋なダイオード）を有する従来のドライブによって行なわれた発電制動（dynamic braking）よりも、さらにエネルギー効率がよい。発電制動では、制動中にモータによって生成されたエネルギーは、それが熱として消される抵抗器バンクへ導かれる。
【００１６】
各ＡＳＤ３６は、パルス幅変調（ＰＷＭ）を使用して制御される。そこでは、スイッチングデバイス４６は、一連の電圧パルスを作成するために開閉され、平均電圧は、デューティーサイクルのピーク電圧回数、つまり、パルスの「オン」「オフ」回数である。このように、正弦波は、一連の正負電圧パルスの可変幅を使用して概算されることができる。正弦波の位相および振幅は、ＰＷＭパターンの変更によって変更することができる。したがって、各ＡＳＤ３６は、電流と電圧の間の位相シフトを引き起こすように制御することができる。それは、１（ユニット）の力率を提供するようにＡＳＤ３６が制御されることを可能にする。さらに、各ＡＳＤ３６は、主な補助バス２６ａの中の無効電力消費を補正するように制御することができる。より具体的には、各ＡＳＤ３６は、容量無効電力または誘導無効電力を注入するように制御することができる。ＡＳＤ３６が容量無効電力を注入する場合、ＡＳＤ３６およびその関連するモータ２８は、進み）￥力率（電流と電圧の間の負位相角）を有し、負無効電力を消費する、つまり、無効電力コンポーネントは、負である（フェーザ図で）。ＡＳＤ３６が誘導無効電力を注入する場合、ＡＳＤ３６およびその関連するモータ２８は、遅れ力率（電流と電圧の間の正位相角）を有し、正無効電力を消費する、つまり、無効電力コンポーネントは正である（フェーザ図で）。
【００１７】
各ＡＳＤ３６は、いくつかの予備容量（spare capacity）とその関連するモータ２８の定格によって分けられる。ＡＲＵ３８は、さらに無効電力補償が予想される場合、それらの関連するＩＮＵ４０より高い容量で分けられてもよい。全体として、ＡＳＤ３６は、発電所１０および送電網１８中の外乱を改善するために、電力損失ライドスルー（power-loss ride-through）および負荷遮断（load rejection）のように、十分な予備容量で分けられる。送電網１８上の深刻な負荷が発電所１０から分離される場合、負荷遮断が生じる。そのような外乱の場合には、ＡＲＤ３６は、一時的な過剰電圧またはそれについて結果として生じるかもしれないアンダー電圧を抑えるように、ダイナミック電圧コントローラ６６によって制御される。
【００１８】
図３ａ−ｃは、主な補助バス２６ａの中の無効電力をどのように制御することができるか示すフェーザ図である。図３ａでは、フェーザ図は、一定速度モータ２９の皮相電力（apparent power）を示す。ＰＣは、消費された有効電力を表す。ＱＣは、モータ２９ａ−ｚの中のコイルによるような消費された無効電力を表す。ＳＣは、結果として生じた皮相電力を表す。図３ｂでは、フェーザ図は、とりわけ一定速度モータ２９ａ−ｚによって消費された無効電力を補うために、制御されているＡＳＤ３６を備えたモータ２８の皮相電力を示す。ＰＡは、消費された有効電力を表す。ＱＡは、ＡＲＵ３８によって消費された無効電力を表す。また、ＳＡは、結果として生じた皮相電力を表す。ＱＡは、ＱＣと同じ長さを有するが、方向が反対であることに留意すべきである。図３ｃは、ＡＳＤ３６を備えた一定速度モータ２９ａ−ｚおよびモータ２８ａ−ｚのための結合した電力消費を示す。ＱＡおよびＱＣは、反対方向であるが等しいので、ＳＡとＳＣを使用してベクトル加算が行われる場合、その結果生じたベクトルＳＣ＋Ａは、ＰＣ＋Ａと等しい。言いかえれば、無効電力ＱＡは、無効電力ＱＣを除去する。
【００１９】
図２ｂの皮相電力ＳＡの別の角度が選ばれた場合、ＳＣ＋Ａは、純粋ではないだろうことは、図３ａ−ｃから明らかである。このように、結合した無効電力ＱＣ＋Ａは、ＳＡの角度を変えることによって、制御することができる。
【００２０】
ＡＳＤ３６ａ−ｚおよび一定速度モータ２９ａ−ｚに加えて、コンデンサバンク４４ａ−ｚは、主な補助バス２６ａに分路して接続される。各コンデンサバンク４４は、制御可能スイッチ４６によって、主な補助バス２６に接続される。
【００２１】
複数のセンサ５０は、補助電源システム２２に様々な場所で有効および無効電力を測定するために提供される。センサ５０のうちのいくつかは、ジェネレータ１２、主変圧器１４および補助変圧器２４用の防御デバイスに組み入れられてもよい。各センサ５０は、電圧計、電流計および位相角測定ユニットを具備してもよい。
【００２２】
ＡＳＤ３６ａ−ｚ、制御可能スイッチ４６ａ−ｚおよびセンサ５０は、データバス５６によって制御システム５４に接続される。制御システム５４は、コントローラ６０に関連したメモリ６３に格納された補助電源制御プログラム６２を実行するように働く１つ以上のコントローラ６０を含む。制御システム５４は、ボイラー、タービンおよびジェネレータ１２のようなジェネレータを含む全体のプラント１０を制御するように働く分散制御システムでもよい。制御システム５４は、モニタ、キーボードなどのような表示および入力デバイスを具備するヒューマンマシンインターフェース（ＨＭＩ）５８を有してもよい。
【００２３】
補助電源制御プログラム６２は、データバス５６から、次のプロセス変数を受け取り、モニタする。補助電源システム２２の有効電力および無効電力、各補助バス２６の電圧大きさ、コンデンサバンク４４の接続または切断状態、ＡＲＵ３８の有効および無効電力。先のプロセス変数を使用して、補助電源制御プログラム６２は、定常状態の電圧調整およびダイナミック電圧サポートを提供している間、補助電源システム２２の力率を制御する。図４に示されるように、補助制御プログラム６２は、一般に、５つのブロックまたはモジュール、力率コントローラ６４、ダイナミック電圧コントローラ６６、外乱検出器６８、ＡＲＵインタフェースユニット７０、コンデンサインタフェースユニット７２を具備している。
【００２４】
力率コントローラ６４は、定常状態の力率制御を提供する。力率コントローラ６４は、バランスのとれた母線電圧プロファイルを備えた所望値で、補助電源システム２２の総計の力率を維持するために、主な補助バス２６ａ、ｂ用のＡＲＵ３８のための無効電力基準値（セットポイント）および主な補助バス２６ａ、ｂ用のコンデンサバンク４４のためのスイッチング命令を算出する。
【００２５】
ダイナミック電圧コントローラ６６は、予期しない機器トリップを防ぐために、外乱の間に補助電源システム２２のダイナミック電圧サポートを提供するように働く。ダイナミック電圧コントローラ６６が、外乱の間に活性化される場合、ダイナミック電圧コントローラ６６は、力率コントローラ６４を無効にし、コンデンサバンク４４のためのスイッチ４６への開閉信号をブロックする。さらに、閉ループとラインサイド電圧調整器は、力率コントローラ６４の代わりに、ＡＲＵ３８のための基準値を生成する。各補助バス２６ａ、ｂのための電圧調整器がある。各電圧調整器は、外乱の激しさに依存して、高速制御アルゴリズムおよび低速制御アルゴリズムをインプリメントするように働く。名前が意味するように、高速制御アルゴリズムは、低速制御アルゴリズムより速く、影響を受けた補助バス２６ａまたは２６ｂの電圧をもとのセットポイント電圧に移動させる。しかしながら、典型的には、高速制御アルゴリズムは、さらにオーバシュートを有する。使用することが可能な高速制御アルゴリズムの一例は、バング・バング制御アルゴリズムである。そこでは、影響を受けた補助バス上の電圧降下の場合には、影響を受けた補助バスのＡＲＵ３８の全ては、直ちにできるだけ無効電力を注入することを命令される。そこでは、影響を受けた補助バス上の電圧スパイクの場合には、影響を受けた補助バスのＡＲＵ３８の全ては、直ちにできるだけ無効電力を縮小することを命令される。電圧降下の場合には、ＡＳＤ３６のうちのいくつかは、ＡＳＤ３６の負荷からエネルギーを抽出することにより、影響を受けた補助バス用の有効電力を生成する回生制動を行うことをさらに命令されてもよい。使用することが可能な低速制御アルゴリズムの例は、比例（Ｐ：proportional）制御アルゴリズム、比例積分（ＰＩ：proportional-integral）制御アルゴリズムおよび比例積分導関数（ＰＩＤ：proportional-integral-derivative）制御アルゴリズムを含んでいる。ＰＩ制御アルゴリズムは、一般的に、低速制御アルゴリズムに使用される。（高速または低速制御アルゴリズムのどちらかを使用して）電圧調整器の主な目的は、考案されたやり方で、出力（ＡＲＵ３８の無効電力基準）を変更することにより、セットポイント（影響を受けた補助バスの所定の電圧）とフィードバック値（影響を受けた補助バスの実電圧）の間のエラーを縮小することである。セットポイントがフィードバック（電圧降下）より高ければ、エラーは正だろう。ＡＲＵ３８が、既に容量無効電力を生産するモードであるとすると、電圧調整器の出力は、電圧降下を縮小または除去するように、影響を受けた補助バスへより多くの容量無効電力を注入するために、ＡＲＵ３８の無効電力基準を増加させるだろう。他方では、セットポイントが、フィードバック（電圧スパイク）より低い場合、エラーは負になるだろう。また、電圧調整器の出力は、電圧オーバシュートを縮小または除去するように、影響を受けた補助バスへより少ない容量無効電力を注入するために、ＡＲＵ３８の無効電力基準を減少させるだろう。そのような電圧オーバシュート状況で、電圧調整器は、誘導無効電力が影響を受けた補助バスに注入されるように、さらにＡＲＵ３８の無効電力基準を調整して���よい。
【００２６】
外乱検出器６８は、１組の所定の基準に基づいて、補助バス２６ａ、ｂ上の電圧外乱の出現および消失を検知するように自動的に働く。例えば、補助バス２６ａまたは２６ｂの電圧が、所定範囲外であれば、外乱は、その補助バスのために検知されるだろう。所定範囲は、定格電圧値またはセットポイントの９５％から１０５％、または電圧セットポイントの９７％から１０３％、電圧セットポイントの９８％から１０２％、または他のいくつかの電圧範囲でもよい。電圧外乱の検出に際して、外乱検出器６８は、ダイナミック電圧コントローラ６６を活性化する。それは、力率コントローラ６４の動作を無効にする。電圧外乱が消える場合、外乱検出器６８は、ダイナミック電圧コントローラ６６を非活性化する。それによって、力率コントローラ６４は、ＡＲＵの３８およびスイッチ４６を再度制御することを可能にする。さらに下に議論されるように、外乱検出器６８は、さらに補助バス２６ａ、ｂ上の電圧外乱の大きさを決定する。例えば、補助バス２６ａまたは２６ｂ上の電圧が上限の大きさ（セットポイント電圧の１０６％、１０７％、１０８％、１０９％または１１０％のような）以上である場合、または、下限の大きさ（セットポイント電圧の９４％、９３％、９２％、９１％または９０％のような）以下である場合、外乱検出器６８は、電圧外乱が激しいことを決定する。
【００２７】
ＡＲＵインタフェースユニット７０は、個々のＡＲＵ３８間の力率コントローラ６４によって算出された全体的な無効電力基準値を割り付ける。それは、追加のＡＲＵ３８の将来の設置を含むように、発明の方法および装置の柔軟な拡張を可能にする。
【００２８】
コンデンサインタフェースユニット７２は、コンデンサバンク４４間の力率コントローラ６４によって算出されたスイッチング命令を割り付ける。それは、追加のコンデンサバンク４４の将来の設置を含むように、発明の方法および装置の柔軟な拡張を可能にする。
【００２９】
今図５を参照すると、力率コントローラ６４のフローチャートが示される。フローチャートおよび下記の段落では、力率補正が、負荷（モータ２８）の誘導の性質により、典型的には容量無効電力の注入を含んでいるので、力率コントローラ６４の動作は、容量無効電力に関して記述される。したがって、無効電力に関する変数（例えば、Ｑａｕｘ＊、Ｑ＊など）は、容量無効電力が増加される場合は正値を有し、容量無効電力が減少される場合は負値を有する。
【００３０】
一般に、力率コントローラ６４の動作は、３つのステージを有する：全体的なステージ８０、バス割当てステージ８２および個々の割当てステージ８４。全体的なステージ８０では、全補助電源システム２２に関する無効電力要求Ｑａｕｘ＊は、全補助電源システム２２に関する所望の力率に基づいて決定される。バス割当てステージ８２では、所望の無効電力Ｑ＊は、それらの電圧プロファイルおよび利用可能な容量によって主な補助バス２６ａ、ｂの各々に割り付けられる。個々の割当てステージ８４では、所望の無効電力Ｑ＊は、ＡＲＵ３８とコンデンサバンク４４の間に割り付けられる。
【００３１】
全体的なステージ８０のステップ８６では、補助電源システム２２の無効電力要求Ｑａｕｘ＊は、（補助変圧器２４の入力に接続されたセンサ５０によって測定されたような）補助電源システム２２の現在の力率と、メモリ６３に格納された参照（セットポイント）力率との間の差に基づいて、算出される。しかしながら、参照力率は、ＨＭＩ６８によるオペレータによって手動で、または、別のソフトウェアプログラムによって自動で変更されてもよい。ステップ８６の後に、方法は、ステップ８８に移る。そこでは、ＡＲＵ３８ａ−ｚの全ての所望の増加の無効電力出力Ｑｃｔｒｌ＊および主な補助バス２６ａ、ｂのコンデンサバンク４４ａ−ｚの全てが、算出される。Ｑｃｔｒｌ＊は、Ｑａｕｘ＊（補助システムの無効電力基準）とＱａｕｘ（補助システムの無効電力のフィードバック値）の間のエラーである。したがって、Ｑｃｔｒｌ＊は、所望の力率を満たすためにどれだけの容量無効電力を増加または減少する必要があるか実際に示す。ステップ８８の後に、ステップ９０で、ＡＲＵ３８ａ−ｚの全ておよび主な補助バス２６ａ、ｂのコンデンサバンク４４ａ−ｚの全ての無効電力容量は、各補助母線２６ａ、ｂの制御可能な無効電力のマージンを決定するために算出される。このマージン計算は、所望の増加の無効電力をＡＲＵ３８ａ−ｚおよびコンデンサバンク４４ａ−ｚから提供することができるかどうかに関して、情報を提供する。ＡＲＵ３８については、このマージンは、ＡＲＵ３８の定格皮相電力とＡＲＵ３８の有効電力の間のベクトル差の算出により得ることができる。それは、ＡＲＵ３８に関連したセンサ５０によって測定される。
【００３２】
バス割当てステージ８２のステップ９２では、所望の増加の無効電力出力Ｑｃｔｒｌ＊がゼロ以上であろうとなかろうと、つまり、増加した容量無効電力が必要であろうとなかろうと、決定はなされる。所望の無効電力出力Ｑｃｔｒｌ＊がゼロを超える場合、主な補助バス２６ａ（＋ΔＱＡ＊）の無効電力の必要な変更（増加）および主な補助バス２６ｂ（＋ΔＱＢ＊）の無効電力の必要な変更（増加）は、主な補助バス２６ａ、ｂの上限電圧（upper voltage limits）および無効電力容量にそれぞれ基づいて、ステップ９４で算出される。しかしながら、所望の増加の無効電力出力Ｑｃｔｒｌ＊がゼロを超えない場合、必要な増加の無効電力Ｑｃｔｒｌ＊がゼロ未満であろうとなかろうと、つまり、増加した誘導無効電力が必要であろうとなかろうと、決定はステップ９６でなされる。Ｑｃｔｒｌ＊がゼロ未満の場合、主な補助バス２６ａ、ｂの下限電圧（lower voltage limits）および無効電力容量にそれぞれ基づいて、主な補助バス２６ａ（−ΔＱＡ＊）の容量無効電力の必要な変更（減少）および主な補助バス２６ｂ（−ΔＱＢ＊）の容量無効電力の必要な変更（減少）は、ステップ９８で算出される。ステップ９６で、Ｑｃｔｒｌ＊がゼロ未満でないと決定される場合、主な補助バス２６ａ（ΔＱＡ＊）の容量無効電力の必要な変更および主な補助バス２６ｂ（ΔＱＢ＊）の容量無効電力の必要な変更の両方が０に等しいことは、ステップ１００で決定される。ステップ１０２で、主な補助バス２６ａ、ｂの所望の無効電力出力ＱＡ＊、ＱＢ＊は、それぞれ決定される。所望の無効電力出力ＱＡ＊は、補助バス２６ａ（センサ５０ａによって検知された）の実際の無効電力出力の合計、および、ステップ９４、９８、１００の出力に基づいて決定される補助バス２６ａの増加の無効電力出力により、決定される。同様に、所望の無効電力出力ＱＢ＊は、補助バス２６ｂ（センサ５０ｂによって検知された）の実際の無効電力出力の合計、および、ステップ９４、９８、１００の出力に基づいて決定される補助バス２６ｂの増加の無効電力出力により、決定される。
【００３３】
方法は、ステップ１０２から、個々の割当てステージ８４のステップ１０６および１０８に移る。ステップ１０６で、ＱＡ＊が主な補助バス２６ａ中のコンデンサバンク４４から提供されている容量無効電力の全て未満であろうとなかろうと、決定はなされる。ステップ１０６の決定が「ｙｅｓ」である場合、方法は、ステップ１１０に移る。そこでは、主な補助バス２６ａに現在接続されるコンデンサバンク４４のいくつかまたはすべての切断を要求して、全体的なキャパシタンス（減少）要求が生成される。さらに、全体的な基準値は、コンデンサバンク４４が切断された後、ＱＡ＊を満たすのに必要かもしれない任意の容量無効電力を供給するために、ＡＲＵ３８のために生成される。ステップ１０６の決定が「ｎｏ」である場合、方法は、ステップ１１２に移る。そこでは、全体的なキャパシタンス（追加）要求は、主な補助バス２６ａから現在切断されるコンデンサバンク４４のいくつかまたはすべての接続を要求して、生成される。さらに、全体的な基準値は、コンデンサバンク４４が主な補助バス２６ａに接続された後、ＱＡ＊を満たすのに必要かもしれない任意の無効電力を供給するために、ＡＲＵ３８のために生成される。この点では、エネルギー効率の観点から見て、それは、コンデンサバンク４４によって生成された任意の過度の容量無効電力を補い、肯定的な無効電力を消費する（つまり、誘導無効電力を注入する）ために、ＡＲＵ３８に関して一般的に望ましくないことに留意する。したがって、ＡＲＵ３８は、一般的には、接続されたコンデンサバンク４４によって供給されない必要な付加的な容量無効電力のみを注入する。ステップ１０８、１１４および１１６は、主な補助バス２６ｂのためにそれらが行われること以外は同じで、上に記述されたステップ１０６、１１０、１１２と同じ方法で行われ、簡潔さの目的のために記述されないだろう。ＡＲＵ３８のための全体的な基準値は、個々のＡＲＵ３８への割当てのためのＡＲＵインタフェースユニット７０に送信される。また、全体的なキャパシタンス要件は、スイッチ４６への接続／切断信号を生成するためのコンデンサインタフェースユニット７２に送信される。
【００３４】
力率コントローラ６４の動作方法の先の記述から、ＡＲＵ３８の制御が、補助電源システム２２の無効電力に対する細かい調整を行うために使用される一方、コンデンサバンク４４のスイッチングが、補助電源システム２２の無効電力に対する全体の調整を行うために使用されることは、認識されるべきである。
【００３５】
力率コントローラ６４は、２つの補助バス２６ａ、ｂに関して記述されているが、バランスのとれた母線電圧プロファイルを備えた所望値で補助電源システムの合計の力率を維持する３台以上の補助バスまたは１つの補助バスのみで、電源コントローラ６４を利用することができることが認識されるべきである。
【００３６】
今図６に変わり、ダイナミック電圧コントローラ６６のフローチャートが示される。ステップ２００で、外乱が生じようとなかろうと（例えば、補助バス２６ａまたは２６ｂの電圧は、電圧セットポイントの９５％から１０５％の範囲外にある）、決定はなされる。外乱が検知される場合、方法は、ステップ２０２に移る。そこでは、ダイナミック電圧コントローラ６６のオペレーティングモードが有効になろうとなかろうと、決定はなされる。オペレーティングモードが有効にならない場合、方法は、ステップ２０４に移る。そこでは、個々の影響を受けた補助バスの電圧調整器用の電圧基準が、算出される。ステップ２０４の後、方法は、ステップ２０６に移る。そこでは、スイッチ４６の状態が、決定される。また、スイッチ４６は、それらの現況（つまり、場合に応じて開かれるまたは閉じられる）で維持される。その後、方法は、ステップ２０８に移る。そこでは、ダイナミック電圧コントローラ６６のオペレーティングモードは、有効になる。ステップ２０８の後、方法は、ステップ２１０に移る。個々の影響を受けた補助バスについては、ＡＲＵ３８のための無効電力基準は、高速制御アルゴリズム（例えば、バング・バング制御アルゴリズム）を使用して、電圧調整器によって算出され、ＡＲＵ３８に直接送信される。ステップ２１０から、方法は、ステップ２００に進む。高速制御アルゴリズムは、電圧降下を縮小するまたは望ましくない機器トリップをできるだけ多く回避してオーバシュートするように、電圧調整器が電圧外乱に十分に速く応答することができることを保証する。
【００３７】
ステップ２０２で、オペレーティングモードが有効であると決定がなされる場合、次に、方法は、ステップ２１２に移る。そこでは、外乱が激しいかどうか（例えば、影響を受けた補助バスの電圧は、電圧セットポイントの９０％以下または電圧セットポイントの１１０％以上である。）の決定がなされる。外乱が激しい場合、方法は、ステップ２１０に移る。しかしながら、外乱が激しくない場合、例えば、影響を受けた補助バスの電圧が、電圧セットポイントの１１０％未満であるが、まだ１０５％以上（それは、定常状態の動作の電圧上限である）である場合、方法は、ステップ２１４に移る。そこでは、影響を受けた補助バス中のＡＲＵ３８の全部のための無効電力基準は、低速制御アルゴリズム（例えば、ＰＩ制御アルゴリズム）を使用して、電圧調整器によって算出され、ＡＲＵ３８に直接送信される。ステップ２１４から、方法は、ステップ２００に進む。
【００３８】
ステップ２００で、外乱が検知されない場合、方法は、ステップ２２０に移る。そこでは、ダイナミック電圧コントローラ６６のオペレーティングモードは、無効になる。ステップ２２０の後、力率コントローラ６４のオペレーティングモードは、ステップ２２２で有効になる。ステップ２２２から、方法は、ステップ２００に進む。
【００３９】
先の記述から、補助電源制御プログラム６２が複数の利点を備えることは認識されるべきである。力率コントローラ６４によるコンデンサバンク４４およびＡＲＵ３８の調整された制御は、効率的なエネルギー消費を提供する基準値（０．９５から０．９９までの範囲の中でのような）で補助電源システム２２の全体的な力率が維持されることを可能にする。プラント補助システム２２の無効電力消費の削減によって、ジェネレータ１２は、まだ必要な無効電力容量を維持する間、送電網１８により複数の有効電力を供給することができる。補助システム２２の全体的な力率の基準値は、ＨＭＩ５８によるオペレータによって手動で、または、補助電源制御プログラム６２によって自動的に変更されてもよい。例えば、ピーク負荷時間（午前８：００から真夜中の１２：００のような）の間、補助電源システム２２の全体的な無効電力が、ジェネレータ１２の進み位相動作（負の力率）を改善し、オフピーク負荷時間（真夜中の１２：００から午前８：００までのような）の間、補助電源システム２２の全体的な無効電力は、ジェネレータ１２の遅れ位相動作（正の力率）を改善するように、補助電源制御プログラム６２は、自動的に（またはコマンドの受信で）補助電源システム２２の全体的な力率の基準値を変更してもよい。
【００４０】
主な補助バス２６ａ、ｂ上の電圧スパイクまたはたるみ（sag）がある場合、力率コントローラ６４の動作は、非活性化される。また、ダイナミック電圧コントローラ６６は、補助電源システム２２の無効電力を速く増加または減少するために、ＡＲＵ３８の制御を引き継ぐ。例えば、電圧たるみがあり、ＡＲＵ３８が容量無効電力を提供している場合、ＡＲＵ３８は、容量無効電力が増加するように制御され、一方、電圧スパイクがある場合、ＡＲＵ３８は、容量無効電力を減少するまたは誘導無効電力をさらに注入するように制御される。このように、ダイナミック電圧コントローラ６６は、モータ２８および２９のような負荷が、電圧スパイクまたはたるみの結果としてオフライン作動することを防ぐようにサポートする。一旦電圧スパイクまたはたるみが消えれば、力率コントローラ６４の動作は、再び活性化される。
【００４１】
本発明の先の典型的な実施形態の記述は、完全であるというよりむしろ単に実例であると意図されることが理解される。当業者は、添付された請求項によって定義されるように、発明の思想またはその範囲から逸脱することのなく、開示された主題の実施形態への特定の追加、削除および／または変更をなすことが可能である。
以下に、本願出願時の請求の範囲に記載された発明を付記する。
［１］ジェネレータおよび１つ以上の補助バスを有する火力発電所の補助電源システムで、電力を制御する方法を行うために、プロセッサによって実行するためのその上に格納されたコンピュータ可読命令を有するコンピュータ可読媒体であって、
各補助バスは、それに接続した１つ以上の調整可能な速度ドライブと、それに接続された１つ以上のキャパシタンス・ソースとを有し、
各調整可能な速度ドライブは、アクティブ整流器ユニットを有し、
前記方法は、
各補助バスの電圧をモニタすることと、
所定の力率値を有するように前記補助電源システムの前記力率を制御することと、前記力率を制御することは、各調整可能な速度ドライブの無効電力および各キャパシタンス・ソースを制御することを具備する、
前記補助バスが、その電圧が所定範囲外にある電圧外乱によって影響される場合、前記補助電源システムの前記力率の制御を停止し、前記電圧を前記所定範囲へ移動させるように、前記影響を受けた補助バス上の前記電圧を制御することと、
前記電圧を制御することは、
前記影響を受けた補助バスの前記電圧が、前記所定範囲未満である場合、前記影響を受けた補助バスに接続された前記１つ以上の調整可能な速度ドライブの前記無効電力を増加することと、
前記影響を受けた補助バスの前記電圧が、前記所定範囲を超える場合、前記影響を受けた補助バスに接続された前記１つ以上の調整可能な速度ドライブの前記無効電力を減少することと、
を具備する、コンピュータ可読媒体。
［２］前記所定範囲は、セットポイント電圧のパーセンテージに基づく、［１］のコンピュータ可読媒体。
［３］前記影響を受けた補助バス上の前記電圧を制御する工程は、
前記電圧外乱の大きさを決定することと、
前記大きさが上限値以上である場合、前記無効電力を増加または減少するために、第１の制御アルゴリズムを使用することと、
前記大きさが前記上限値未満である場合、前記無効電力を増加または減少するために、第２の制御アルゴリズムを使用することと、
をさらに具備する、［２］のコンピュータ可読媒体。
［４］前記第１の制御アルゴリズムは、前記影響を受けた補助バスの前記電圧を前記第２の制御アルゴリズムより速い前記セットポイントへ移動するよう機能する、［３］のコンピュータ可読媒体。
［５］前記第１の制御アルゴリズムは、バング・バング制御アルゴリズムであり、前記第２の制御アルゴリズムは、比例積分制御アルゴリズムである、［４］のコンピュータ可読媒体。
［６］前記所定範囲は、前記セットポイント電圧の９０％から１１０％である、［４］のコンピュータ可読媒体。
［７］前記上限値は、前記セットポイント電圧のプラスマイナス１０％である、［６］のコンピュータ可読媒体。
［８］前記電圧外乱の初期検出において、前記第１の制御アルゴリズムは、前記無効電力を増加または減少するために使用され、
前記初期検出後の時間後に、前記電圧外乱の前記大きさを決定する工程が行われる、［４］のコンピュータ可読媒体。
［９］前記影響を受けた補助バス上の前記電圧を制御する工程は、前記電圧外乱が電圧降下である場合、前記１つ以上の調整可能な速度ドライブの回生制動を行うことをさらに具備する、［１］のコンピュータ可読媒体。
［１０］前記影響を受けた補助バス上の前記電圧を制御する方法は、前記影響を受けた補助バス上に誘導無効電力を注入することを具備する、［１］のコンピュータ可読媒体。
［１１］前記電圧外乱が消えた後、所定の力率値を有するように前記補助電源システムの前記力率を再び制御する、［１］のコンピュータ可読媒体。
［１２］前記力率を制御することは、重い負荷状態中に前記ジェネレータの進み位相動作を改善するように行われ、軽い負荷状態中に前記ジェネレータの遅れ位相動作を改善するように行われる、［１］のコンピュータ可読媒体。
［１３］各補助バスでは、各キャパシタンス・ソースは、コンデンサバンクを前記補助バスに分路して接続する制御可能スイッチを具備し、
各キャパシタンス・ソースの前記無効電力を制御することは、前記キャパシタンス・ソースの制御可能スイッチを開くまたは閉じることを具備する、［１］のコンピュータ可読媒体。
［１４］前記補助電源システムの前記力率を制御することは、
各補助バスの所望の容量無効電力を決定することと、
各補助バスのために、前記所望の容量無効電力が、前記補助バスの前記１つ以上のキャパシタンス・ソースによって提供された前記容量無効電力未満かどうかを判断することと、
各補助バスのために、前記所望の容量無効電力が、前記１つ以上のキャパシタンス・ソースによって提供された前記容量無効電力未満である場合、
前記補助バスから前記コンデンサバンクの１つ以上を切断するために、前記制御可能スイッチの１つ以上を開き、
開かれた前記１つ以上の制御可能スイッチで前記所望の容量無効電力を前記補助バスに供給するのに必要な任意の容量無効電力を供給するために、前記１つ以上の調整可能な速度ドライブを制御し、
各補助バスのために、前記所望の容量無効電力が、前記１つ以上のキャパシタンス・ソースによって提供された前記容量無効電力より大きい場合、
前記補助バスに前記コンデンサバンクの１つ以上を接続するために、前記制御可能スイッチの１つ以上を閉じ、
閉じられた前記１つ以上の制御可能スイッチで前記所望の容量無効電力を前記補助バスに供給するのに必要な任意の容量無効電力を提供するために、前記１つ以上の調整可能な速度ドライブを制御する、
［１３］のコンピュータ可読媒体。
［１５］ジェネレータおよび１つ以上の補助バスを有する火力発電所の補助電源システムで、電力を制御するための装置であって、
前記装置は、
前記１つ以上の補助バスへの接続のための１つ以上の調整可能な速度ドライブと、各調整可能な速度ドライブは、アクティブ整流器ユニットを有する、
前記１つ以上の補助バスへの接続のための１つ以上のキャパシタンス・ソースと、
前記１つ以上の補助バス上の電圧および無効電力を測定するためのセンサと、
前記補助電源システムで電力を制御するための方法を行うように働くコントローラと、
を具備し、
前記方法は、
各補助バスの電圧をモニタすることと、
所定の力率値を有するように前記補助電源システムの前記力率を制御することと、前記力率を制御することは、各調整可能な速度ドライブの無効電力および各キャパシタンス・ソースを制御することを具備する、
前記補助バスが、その電圧が所定範囲外にある電圧外乱によって影響される場合、前記補助電源システムの前記力率の制御を停止し、前記電圧を前記所定範囲へ移動させるために、前記影響を受けた補助バス上の前記電圧を制御することと、
前記電圧を制御することは、
前記影響を受けた補助バスの前記電圧が、前記所定範囲未満である時、前記影響を受けた補助バスに接続された前記１つ以上の調整可能な速度ドライブの前記無効電力を増加することと、
前記影響を受けた補助バスの前記電圧が、前記所定範囲を超える場合、前記影響を受けた補助バスに接続された前記１つ以上の調整可能な速度ドライブの前記無効電力を減少することと、
を具備する、装置。
［１６］前記１つ以上の調整可能な速度ドライブは、複数の調整可能な速度ドライブを具備し、
各調整可能な速度ドライブは、マルチレベル中性点コンバータである、［１５］の装置。
［１７］各キャパシタンス・ソースは、コンデンサバンクを前記補助バスに分路して接続する制御可能スイッチを具備し、
各キャパシタンス・ソースの前記無効電力を制御することは、前記キャパシタンス・ソースの制御可能スイッチを開くまたは閉じることを具備する、［１５］の装置。
［１８］前記補助電源システムの前記力率を制御することは、
各補助バスの所望の容量無効電力を決定することと、
各補助バスのために、前記所望の容量無効電力が、前記補助バスの前記１つ以上のキャパシタンス・ソースによって提供された前記容量無効電力未満かどうかを判断することと、
各補助バスのために、前記所望の容量無効電力が、前記１つ以上のキャパシタンス・ソースによって提供された前記容量無効電力未満である場合、
前記補助バスから前記コンデンサバンクの１つ以上を切断するために、前記制御可能スイッチの１つ以上を開き、
開かれた前記１つ以上の制御可能スイッチで前記所望の容量無効電力を前記補助バスに供給するのに必要な任意の容量無効電力を供給するために、前記１つ以上の調整可能な速度ドライブの制御し、
各補助バスのために、前記所望の容量無効電力が、前記１つ以上のキャパシタンス・ソースによって提供された前記容量無効電力より大きい場合、
前記補助バスに前記コンデンサバンクの１つ以上を接続するために、前記制御可能スイッチの１つ以上を閉じ、
閉じられた前記１つ以上の制御可能スイッチで前記所望の容量無効電力を前記補助バスに供給するのに必要な任意の容量無効電力を供給するために、前記１つ以上の調整可能な速度ドライブを制御する、
［１７］のコンピュータ可読媒体。
［１９］前記所定範囲は、セットポイント電圧のパーセンテージに基づき、
前記影響を受けた補助バス上の前記電圧を制御する工程は、
前記電圧外乱の大きさを決定することと、
前記大きさが上限値以上である場合、前記無効電力を増加または減少するために、第１の制御アルゴリズムを使用することと、
前記大きさが前記上限値未満である場合、前記無効電力を増加または減少するために、第２の制御アルゴリズムを使用することと、
をさらに具備する、［１５］の装置。
［２０］前記第１の制御アルゴリズムは、前記影響を受けた補助バスの前記電圧を前記第２の制御アルゴリズムより速い前記セットポイントへ移動するように機能する、［１９］の装置。
【図１】
0005461702.tif 000002
【図２】
0005461702.tif 000003
【図３ａ】
0005461702.tif 000004
【図３ｂ】
0005461702.tif 000005
【図３ｃ】
0005461702.tif 000006
【図４】
0005461702.tif 000007
【図５ａ】
0005461702.tif 000008
【図５ｂ】
0005461702.tif 000009
【図６】
0005461702.tif 000010