(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一次巻線が電力系統に接続された発電電動機の電力を制御するとともに、上記発電電動機の駆動軸と連結されたポンプ水車の回転数を制御する可変速揚水発電システムの運転状態を監視する監視手段と、上記監視手段の監視結果に応じて、その電力又は回転数の何れか一方を励磁制御系の制御対象として選択する選択手段とを備えた可変速揚水発電システムの制御装置。
【請求項２】
発電電動機の電力指令値からポンプ水車の回転数指令値を演算し、その回転数指令値と実回転数の偏差を演算する回転数偏差演算手段と、上記発電電動機の電力指令値と実電力の偏差を演算する電力偏差演算手段と、上記回転数偏差演算手段により演算された回転数の偏差と上記電力偏差演算手段により演算された電力の偏差を比較し、大きい方の偏差に基づいて励磁制御系に対する制御信号を生成する生成手段とを備えた可変速揚水発電システムの制御装置。
【請求項３】
発電電動機の電力指令値からポンプ水車の回転数指令値を演算し、その回転数指令値と実回転数の偏差を演算する回転数偏差演算手段と、上記発電電動機の電力指令値と実電力の偏差を演算する電力偏差演算手段と、上記電力偏差演算手段により演算された電力の偏差が設定値より小さい場合には、上記回転数偏差演算手段により演算された回転数の偏差に基づいて励磁制御系に対する制御信号を生成し、その電力の偏差が設定値より大きい場合には、その電力の偏差に基づいて励磁制御系に対する制御信号を生成する生成手段とを備えた可変速揚水発電システムの制御装置。
【請求項４】
発電電動機の電力指令値からポンプ水車の回転数指令値を演算し、その回転数指令値と実回転数の偏差を演算する回転数偏差演算手段と、上記発電電動機の電力指令値と実電力の偏差を演算する電力偏差演算手段と、上記回転数偏差演算手段により演算された回転数の偏差が設定値より小さい場合には、上記電力偏差演算手段により演算された電力の偏差に基づいて励磁制御系に対する制御信号を生成し、その回転数の偏差が設定値より大きい場合には、その回転数の偏差に基づいて励磁制御系に対する制御信号を生成する生成手段とを備えた可変速揚水発電システムの制御装置。
【請求項５】
一次巻線が電力系統に接続された発電電動機の電力を制御するとともに、上記発電電動機の駆動軸と連結されたポンプ水車の回転数を制御する可変速揚水発電システムの運転状態を監視する監視手段と、上記監視手段の監視結果に応じて、その電力又は回転数の何れか一方を励磁制御系の制御対象として選択し、他方をサーボ制御系の制御対象として選択する選択手段とを備えた可変速揚水発電システムの制御装置。
【請求項６】
発電電動機の電力指令値からポンプ水車の回転数指令値を演算し、その回転数指令値と実回転数の偏差を演算する回転数偏差演算手段と、上記発電電動機の電力指令値と実電力の偏差を演算する電力偏差演算手段と、上記回転数偏差演算手段により演算された回転数の偏差と上記電力偏差演算手段により演算された電力の偏差を比較し、大きい方の偏差に基づいて励磁制御系に対する制御信号を生成するとともに、小さい方の偏差に基づいてサーボ制御系に対する制御信号を生成する生成手段とを備えた可変速揚水発電システムの制御装置。
【請求項７】
発電電動機の電力指令値からポンプ水車の回転数指令値を演算し、その回転数指令値と実回転数の偏差を演算する回転数偏差演算手段と、上記発電電動機の電力指令値と実電力の偏差を演算する電力偏差演算手段と、上記電力偏差演算手段により演算された電力の偏差が設定値より小さい場合には、上記回転数偏差演算手段により演算された回転数の偏差に基づいて励磁制御系に対する制御信号を生成するとともに、その電力の偏差に基づいてサーボ制御系に対する制御信号を生成し、その電力の偏差が設定値より大きい場合には、その電力の偏差に基づいて励磁制御系に対する制御信号を生成するとともに、その回転数の偏差に基づいてサーボ制御系に対する制御信号を生成する生成手段とを備えた可変速揚水発電システムの制御装置。
【請求項８】
発電電動機の電力指令値からポンプ水車の回転数指令値を演算し、その回転数指令値と実回転数の偏差を演算する回転数偏差演算手段と、上記発電電動機の電力指令値と実電力の偏差を演算する電力偏差演算手段と、上記回転数偏差演算手段により演算された回転数の偏差が設定値より小さい場合には、上記電力偏差演算手段により演算された電力の偏差に基づいて励磁制御系に対する制御信号を生成するとともに、その回転数の偏差に基づいてサーボ制御系に対する制御信号を生成し、その回転数の偏差が設定値より大きい場合には、その回転数の偏差に基づいて励磁制御系に対する制御信号を生成するとともに、その電力の偏差に基づいてサーボ制御系に対する制御信号を生成する生成手段とを備えた可変速揚水発電システムの制御装置。
【請求項９】
発電電動機の電力指令値からポンプ水車の回転数指令値を演算し、その回転数指令値と実回転数の偏差を演算する回転数偏差演算手段と、上記発電電動機の電力指令値と実電力の偏差を演算する電力偏差演算手段と、上記回転数偏差演算手段により演算された回転数の偏差と上記電力偏差演算手段により演算された電力の偏差を比較し、その比較結果に応じた比率定数を各偏差に乗算する乗算手段と、上記乗算手段により比率定数が乗算された回転数の偏差と電力の偏差を加算して、励磁制御系に対する制御信号を生成する生成手段とを備えた可変速揚水発電システムの制御装置。
【請求項１０】
乗算手段は、大きい方の偏差には大きな比率定数を乗算し、小さい方の偏差には小さな比率定数を乗算することを特徴とする請求項９記載の可変速揚水発電システムの制御装置。
【請求項１１】
発電電動機の電力指令値からポンプ水車の回転数指令値を演算し、その回転数指令値と実回転数の偏差を演算する回転数偏差演算手段と、上記発電電動機の電力指令値と実電力の偏差を演算する電力偏差演算手段と、上記回転数偏差演算手段により演算された回転数の偏差と上記電力偏差演算手段により演算された電力の偏差を比較し、その比較結果に応じた比率定数を各偏差に乗算する第１の乗算手段と、上記第１の乗算手段により比率定数が乗算された回転数の偏差と電力の偏差を加算して、励磁制御系に対する制御信号を生成する第１の生成手段と、上記回転数偏差演算手段により演算された回転数の偏差と上記電力偏差演算手段により演算された電力の偏差を比較し、その比較結果に応じた比率定数を各偏差に乗算する第２の乗算手段と、上記第２の乗算手段により比率定数が乗算された回転数の偏差と電力の偏差を加算して、サーボ制御系に対する制御信号を生成する第２の生成手段とを備えた可変速揚水発電システムの制御装置。
【請求項１２】
第１の乗算手段は、大きい方の偏差には大きな比率定数を乗算し、小さい方の偏差には小さな比率定数を乗算する一方、第２の乗算手段は、大きい方の偏差には小さな比率定数を乗算し、小さい方の偏差には大きな比率定数を乗算することを特徴とする請求項１１記載の可変速揚水発電システムの制御装置。
【請求項１３】
一次巻線が電力系統に接続された発電電動機の電力を制御するとともに、上記発電電動機の駆動軸と連結されたポンプ水車の回転数を制御する可変速揚水発電システムの運転状態を監視する監視手段と、上記監視手段の監視結果に応じて、その電力又は回転数の何れか一方をサーボ制御系の制御対象として選択する選択手段とを備えた可変速揚水発電システムの制御装置。
【請求項１４】
発電電動機の電力指令値からポンプ水車の回転数指令値を演算し、その回転数指令値と実回転数の偏差を演算する回転数偏差演算手段と、上記発電電動機の電力指令値と実電力の偏差を演算する電力偏差演算手段と、上記回転数偏差演算手段により演算された回転数の偏差と上記電力偏差演算手段により演算された電力の偏差を比較し、大きい方の偏差に基づいてサーボ制御系に対する制御信号を生成する生成手段とを備えた可変速揚水発電システムの制御装置。
【請求項１５】
発電電動機の電力指令値からポンプ水車の回転数指令値を演算し、その回転数指令値と実回転数の偏差を演算する回転数偏差演算手段と、上記発電電動機の電力指令値と実電力の偏差を演算する電力偏差演算手段と、上記電力偏差演算手段により演算された電力の偏差が設定値より小さい場合には、上記回転数偏差演算手段により演算された回転数の偏差に基づいてサーボ制御系に対する制御信号を生成し、その電力の偏差が設定値より大きい場合には、その電力の偏差に基づいてサーボ制御系に対する制御信号を生成する生成手段とを備えた可変速揚水発電システムの制御装置。
【請求項１６】
発電電動機の電力指令値からポンプ水車の回転数指令値を演算し、その回転数指令値と実回転数の偏差を演算する回転数偏差演算手段と、上記発電電動機の電力指令値と実電力の偏差を演算する電力偏差演算手段と、上記回転数偏差演算手段により演算された回転数の偏差が設定値より小さい場合には、上記電力偏差演算手段により演算された電力の偏差に基づいてサーボ制御系に対する制御信号を生成し、その回転数の偏差が設定値より大きい場合には、その回転数の偏差に基づいてサーボ制御系に対する制御信号を生成する生成手段とを備えた可変速揚水発電システムの制御装置。
【請求項１７】
発電電動機の電力指令値からポンプ水車の回転数指令値を演算し、その回転数指令値と実回転数の偏差を演算する回転数偏差演算手段と、上記発電電動機の電力指令値と実電力の偏差を演算する電力偏差演算手段と、上記回転数偏差演算手段により演算された回転数の偏差と上記電力偏差演算手段により演算された電力の偏差を比較し、その比較結果に応じた比率定数を各偏差に乗算する乗算手段と、上記乗算手段により比率定数が乗算された回転数の偏差と電力の偏差を加算して、サーボ制御系に対する制御信号を生成する生成手段とを備えた可変速揚水発電システムの制御装置。
【請求項１８】
乗算手段は、大きい方の偏差には大きな比率定数を乗算し、小さい方の偏差には小さな比率定数を乗算することを特徴とする請求項１７記載の可変速揚水発電システムの制御装置。
【請求項１９】
発電電動機の電力指令値からポンプ水車の回転数指令値を演算し、その回転数指令値と実回転数の偏差を演算する回転数偏差演算手段と、上記発電電動機の電力指令値と実電力の偏差を演算する電力偏差演算手段と、上記回転数偏差演算手段により演算された回転数の偏差及び上記電力偏差演算手段により演算された電力の偏差に応じて制御定数を設定する設定手段と、上記設定手段により設定された制御定数に基づいて励磁制御系に対する制御信号を生成する生成手段とを備えた可変速揚水発電システムの制御装置。
【請求項２０】
設定手段は、回転数の偏差及び電力の偏差が大きい程、大きな制御定数を設定することを特徴とする請求項１９記載の可変速揚水発電システムの制御装置。
【請求項２１】
発電電動機の電力指令値からポンプ水車の回転数指令値を演算し、その回転数指令値と実回転数の偏差を演算する回転数偏差演算手段と、上記発電電動機の電力指令値と実電力の偏差を演算する電力偏差演算手段と、上記回転数偏差演算手段により演算された回転数の偏差及び上記電力偏差演算手段により演算された電力の偏差に応じて制御定数を設定する第１の設定手段と、上記第１の設定手段により設定された制御定数に基づいて励磁制御系に対する制御信号を生成する第１の生成手段と、上記回転数偏差演算手段により演算された回転数の偏差及び上記電力偏差演算手段により演算された電力の偏差に応じて制御定数を設定する第２の設定手段と、上記第２の設定手段により設定された制御定数に基づいてサーボ制御系に対する制御信号を生成する第２の生成手段とを備えた可変速揚水発電システムの制御装置。
【請求項２２】
第１の設定手段は、回転数の偏差及び電力の偏差が大きい程、大きな制御定数を設定し、第２の設定手段は、回転数の偏差及び電力の偏差が大きい程、小さな制御定数を設定することを特徴とする請求項２１記載の可変速揚水発電システムの制御装置。
【請求項２３】
発電電動機の電力指令値からポンプ水車の回転数指令値を演算し、その回転数指令値と実回転数の偏差を演算する回転数偏差演算手段と、上記発電電動機の電力指令値と実電力の偏差を演算する電力偏差演算手段と、上記回転数偏差演算手段により演算された回転数の偏差及び上記電力偏差演算手段により演算された電力の偏差に応じて制御定数を設定する設定手段と、上記設定手段により設定された制御定数に基づいてサーボ制御系に対する制御信号を生成する生成手段とを備えた可変速揚水発電システムの制御装置。
【請求項２４】
設定手段は、回転数の偏差及び電力の偏差が大きい程、大きな制御定数を設定することを特徴とする請求項２３記載の可変速揚水発電システムの制御装置。
【請求項２５】
回転数偏差演算手段により演算された回転数の偏差及び電力偏差演算手段により演算された電力の偏差に応じて制御定数を設定する設定手段を設けたことを特徴とする請求項２、請求項６、請求項９、請求項１１、請求項１４又は請求項１７のいずれか一項記載の可変速揚水発電システムの制御装置。
【請求項２６】
回転数偏差演算手段により演算された回転数の偏差に応じて回転数偏差のリミット値を設定するとともに、電力偏差演算手段により演算された電力の偏差に応じて電力偏差のリミット値を設定し、その回転数の偏差又は電力の偏差が回転数偏差のリミット値又は電力偏差のリミット値を逸脱すると、その回転数偏差のリミット値又は電力偏差のリミット値を回転数の偏差又は電力の偏差に置換するリミット手段を設けたことを特徴とする請求項２、請求項６、請求項９、請求項１１、請求項１４又は請求項１７のいずれか一項記載の可変速揚水発電システムの制御装置。
【請求項２７】
回転数偏差演算手段により演算された回転数の偏差及び電力偏差演算手段により演算された電力の偏差に基づいて、生成手段の制御定数を演算する制御定数演算手段を設けたことを特徴とする請求項２、請求項６、請求項９、請求項１１、請求項１４、請求項１７、請求項１９、請求項２１又は請求項２３のいずれか一項記載の可変速揚水発電システムの制御装置。
【請求項２８】
生成手段は、電力系統の周波数が変化すると、その周波数に基づいて制御信号を生成することを特徴とする請求項２、請求項６、請求項９、請求項１１、請求項１４、請求項１７、請求項１９、請求項２１又は請求項２３のいずれか一項記載の可変速揚水発電システムの制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、発電電動機の電力及びポンプ水車の回転数を最適値に制御する可変速揚水発電システムの制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１４は例えば特公平４−６３６３５号公報に示された従来の可変速揚水発電システムの制御装置を示す構成図である（以下、「従来例１」と称する）。図において、１はポンプ水車の実回転数、発電電動機の電力指令値及びポンプ水車の有効落差から、ポンプ水車の回転数指令値を算出するとともに、ガイドベーン開度指令値を算出する水車特性関数発生器である。
【０００３】
次に動作について説明する。
まず、水車特性関数発生器１は、ポンプ水車の実回転数、発電電動機の電力指令値及びポンプ水車の有効落差から、ポンプ水車の回転数指令値を算出し、その回転数指令値を励磁制御系に出力する。
これにより、発電電動機の二次巻線を励磁する交流励磁電流の位相等が制御され、ポンプ水車の実回転数が励磁制御系で制御される。
【０００４】
また、水車特性関数発生器１は、ポンプ水車の実回転数、発電電動機の電力指令値及びポンプ水車の有効落差から、ガイドベーン開度指令値を算出し、そのガイドベーン開度指令値をサーボ制御系（サーボ制御系はガイドベーンを制御する制御系である）に出力する。
これにより、ポンプ水車の流量が調節されてポンプ水車の出力が制御され、発電電動機の電力がサーボ制御系で制御される。
【０００５】
ここで、図１６は電力指令値をステップ状に上昇させた場合の制御状態を示す説明図である。
発電電動機の電力をステップ状に上昇させるため、図１６（ａ）に示すように、電力指令値を変化させると、これに従って、ポンプ水車の回転数指令値及びガイドベーン開度指令値はそれぞれ図１６（ｂ）、図１６（ｃ）に示すように変化する。
【０００６】
これにより、実ガイドベーン開度がガイドベーン開度指令値に追従して変化するため（図１６（ｄ）を参照）、実ガイドベーン開度の上昇に伴ってポンプ水車出力が変化し（図１６（ｅ）を参照）、発電電動機の電力が電力指令値に対応した値となる。
【０００７】
また、ポンプ水車の実回転数は、図１６（ｆ）に示すように、励磁制御系によって高速に制御されるが、ポンプ水車の回転数指令値に従って実回転数が上昇するためには、この上昇分に見合うだけの加速エネルギーが必要となり、この加速エネルギーはポンプ水車出力又は発電電動機の電力により補われることになる。
しかし、ポンプ水車出力は、上述したように、ガイドベーン開度によって決定されるため、上昇速度が緩やかである。そのため、その加速エネルギーは発電電動機の電力で補われることになり、発電電動機の電力が一時的に減少する現象が発生する（図１６（ｇ）を参照）。
【０００８】
図１５は特開昭６１−９８１９７号公報に示された従来の可変速揚水発電システムの制御装置を示す構成図である（以下、「従来例２」と称する）。図において、２は発電電動機の電力指令値とポンプ水車の有効落差から、ポンプ水車の回転数指令値とガイドベーン開度指令値を算出する指令値算出器、３は指令値算出器２により算出された回転数指令値とポンプ水車の実回転数の偏差を求める減算器、４は回転数指令値と実回転数の偏差を解消する制御信号を生成する回転数制御器、５は回転数制御器４により生成された制御信号を指令値算出器２により演算されたガイドベーン開度指令値に加算する加算器である。
【０００９】
次に動作について説明する。
指令値算出器２は、発電電動機の励磁制御系に外部から与えられる電力指令値と、ポンプ水車のサーボ制御系に出力されるガイドベーン開度指令値との対応関係を示すデータテーブルを記憶しているので（ただし、ポンプ水車の有効落差が異なると、電力指令値とガイドベーン開度指令値の対応関係が変化するので、ポンプ水車の有効落差に応じて複数のデータテーブルを記憶している）、電力指令値とポンプ水車の有効落差を入力すると、その有効落差に対応するデータテーブルを選択し、そのデータテーブルを参照して電力指令値からガイドベーン開度指令値を算出する。
【００１０】
また、指令値算出器２は、電力指令値と、ポンプ水車の回転数指令値との対応関係を示すデータテーブルも記憶しているので（ただし、ポンプ水車の有効落差が異なると、電力指令値と回転数指令値の対応関係が変化するので、ポンプ水車の有効落差に応じて複数のデータテーブルを記憶している）、電力指令値とポンプ水車の有効落差を入力すると、その有効落差に対応するデータテーブルを選択し、そのデータテーブルを参照して電力指令値からポンプ水車の回転数指令値を算出する。
【００１１】
そして、減算器３は、指令値算出器２がポンプ水車の回転数指令値を算出すると、ポンプ水車の回転数指令値から実回転数を減算して、両者の偏差を求め、その偏差を回転数制御器４に出力する。
回転数制御器４は、減算器３から回転数指令値と実回転数の偏差を受けると、実回転数を回転数指令値に一致させるため、その偏差を入力信号とするＰＩＤ演算等を実行し、その偏差を解消する制御信号を生成する。
【００１２】
そして、加算器５は、回転数制御器４が制御信号を生成すると、その制御信号を指令値算出器２により算出されたガイドベーン開度指令値に加算する。
これにより、サーボ制御系が加算器５の加算結果に基づいて、ガイドベーンの開度を制御する結果、ポンプ水車に供給される流量が調整され、ポンプ水車の回転数が回転数指令値に一致する。
また、発電電動機の電力指令値は励磁制御系に出力され、発電電動機の電力が電力指令値に一致するように制御される。
【００１３】
ここで、図１７は電力指令値をステップ状に上昇させた場合の制御状態を示す説明図である。
発電電動機の電力をステップ状に上昇させるため、図１７（ａ）に示すように、電力指令値を変化させると、これに従って、ポンプ水車の回転数指令値及びガイドベーン開度指令値はそれぞれ図１７（ｂ）、図１７（ｃ）に示すように変化する。
【００１４】
そして、発電電動機の電力は、応答が速い励磁制御系に電力指令値が出力されるため、高速に制御され、図１７（ｇ）に示すように変化する。
これに対して、ガイドベーン開度は、励磁制御系に比べて応答の遅いサーボ制御系で制御されて、図１７（ｄ）に示すように変化し、これに従ってポンプ水車出力も図１７（ｅ）のように変化する。そのため、電力指令値の変化当初においては、発電電動機の電力よりもポンプ水車出力の方が小さくなり、ポンプ水車の実回転数が一時的に減少する現象が発生する（図１７（ｆ）を参照）。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
従来の可変速揚水発電システムの制御装置は以上のように構成されているので、ポンプ水車の回転数を励磁制御系で制御して、発電電動機の電力をサーボ制御系で制御する場合、その回転数が回転数指令値に従って追従性よく変化するが、その電力が一時的に逆方向に変化する現象が発生する。一方、発電電動機の電力を励磁制御系で制御して、ポンプ水車の回転数をサーボ制御系で制御する場合、その電力が電力指令値に従って追従性よく変化するが、その回転数が一時的に逆方向に変化する現象が発生する。
即ち、電力指令値に対する追従性を高めると、回転数指令値に対する追従性が低くなり、回転数指令値に対する追従性を高めると、電力指令値に対する追従性が低くなる課題があった。
【００１６】
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、電力指令値に対する追従性と回転数指令値に対する追従性の双方を高めることができる可変速揚水発電システムの制御装置を得ることを目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る可変速揚水発電システムの制御装置は、監視手段の監視結果に応じて、電力又は回転数の何れか一方を励磁制御系の制御対象として選択するようにしたものである。
【００１８】
この発明に係る可変速揚水発電システムの制御装置は、回転数の偏差と電力の偏差を比較し、大きい方の偏差に基づいて励磁制御系に対する制御信号を生成するようにしたものである。
【００１９】
この発明に係る可変速揚水発電システムの制御装置は、電力の偏差が設定値より小さい場合には、回転数の偏差に基づいて励磁制御系に対する制御信号を生成し、その電力の偏差が設定値より大きい場合には、その電力の偏差に基づいて励磁制御系に対する制御信号を生成するようにしたものである。
【００２０】
この発明に係る可変速揚水発電システムの制御装置は、回転数の偏差が設定値より小さい場合には、電力の偏差に基づいて励磁制御系に対する制御信号を生成し、その回転数の偏差が設定値より大きい場合には、その回転数の偏差に基づいて励磁制御系に対する制御信号を生成するようにしたものである。
【００２１】
この発明に係る可変速揚水発電システムの制御装置は、監視手段の監視結果に応じて、電力又は回転数の何れか一方を励磁制御系の制御対象として選択し、他方をサーボ制御系の制御対象として選択するようにしたものである。
【００２２】
この発明に係る可変速揚水発電システムの制御装置は、回転数の偏差と電力の偏差を比較し、大きい方の偏差に基づいて励磁制御系に対する制御信号を生成するとともに、小さい方の偏差に基づいてサーボ制御系に対する制御信号を生成するようにしたものである。
【００２３】
この発明に係る可変速揚水発電システムの制御装置は、電力の偏差が設定値より小さい場合には、回転数の偏差に基づいて励磁制御系に対する制御信号を生成するとともに、その電力の偏差に基づいてサーボ制御系に対する制御信号を生成し、その電力の偏差が設定値より大きい場合には、その電力の偏差に基づいて励磁制御系に対する制御信号を生成するとともに、その回転数の偏差に基づいてサーボ制御系に対する制御信号を生成するようにしたものである。
【００２４】
この発明に係る可変速揚水発電システムの制御装置は、回転数の偏差が設定値より小さい場合には、電力の偏差に基づいて励磁制御系に対する制御信号を生成するとともに、その回転数の偏差に基づいてサーボ制御系に対する制御信号を生成し、その回転数の偏差が設定値より大きい場合には、その回転数の偏差に基づいて励磁制御系に対する制御信号を生成するとともに、その電力の偏差に基づいてサーボ制御系に対する制御信号を生成するようにしたものである。
【００２５】
この発明に係る可変速揚水発電システムの制御装置は、回転数の偏差と電力の偏差を比較し、その比較結果に応じた比率定数を各偏差に乗算する一方、その比率定数が乗算された回転数の偏差と電力の偏差を加算して、励磁制御系に対する制御信号を生成するようにしたものである。
【００２６】
この発明に係る可変速揚水発電システムの制御装置は、大きい方の偏差には大きな比率定数を乗算し、小さい方の偏差には小さな比率定数を乗算するようにしたものである。
【００２７】
この発明に係る可変速揚水発電システムの制御装置は、第１の乗算手段により比率定数が乗算された回転数の偏差と電力の偏差を加算して、励磁制御系に対する制御信号を生成する第１の生成手段と、第２の乗算手段により比率定数が乗算された回転数の偏差と電力の偏差を加算して、サーボ制御系に対する制御信号を生成する第２の生成手段とを設けたものである。
【００２８】
この発明に係る可変速揚水発電システムの制御装置は、大きい方の偏差には大きな比率定数を乗算し、小さい方の偏差には小さな比率定数を乗算する第１の乗算手段と、大きい方の偏差には小さな比率定数を乗算し、小さい方の偏差には大きな比率定数を乗算する第２の乗算手段とを設けたものである。
【００２９】
この発明に係る可変速揚水発電システムの制御装置は、監視手段の監視結果に応じて、電力又は回転数の何れか一方をサーボ制御系の制御対象として選択するようにしたものである。
【００３０】
この発明に係る可変速揚水発電システムの制御装置は、回転数の偏差と電力の偏差を比較し、大きい方の偏差に基づいてサーボ制御系に対する制御信号を生成するようにしたものである。
【００３１】
この発明に係る可変速揚水発電システムの制御装置は、電力の偏差が設定値より小さい場合には、回転数の偏差に基づいてサーボ制御系に対する制御信号を生成し、その電力の偏差が設定値より大きい場合には、その電力の偏差に基づいてサーボ制御系に対する制御信号を生成するようにしたものである。
【００３２】
この発明に係る可変速揚水発電システムの制御装置は、回転数の偏差が設定値より小さい場合には、電力の偏差に基づいてサーボ制御系に対する制御信号を生成し、その回転数の偏差が設定値より大きい場合には、その回転数の偏差に基づいてサーボ制御系に対する制御信号を生成するようにしたものである。
【００３３】
この発明に係る可変速揚水発電システムの制御装置は、回転数の偏差と電力の偏差を比較し、その比較結果に応じた比率定数を各偏差に乗算する一方、その比率定数が乗算された回転数の偏差と電力の偏差を加算して、サーボ制御系に対する制御信号を生成するようにしたものである。
【００３４】
この発明に係る可変速揚水発電システムの制御装置は、大きい方の偏差には大きな比率定数を乗算し、小さい方の偏差には小さな比率定数を乗算するようにしたものである。
【００３５】
この発明に係る可変速揚水発電システムの制御装置は、回転数の偏差及び電力の偏差に応じて制御定数を設定し、その制御定数に基づいて励磁制御系に対する制御信号を生成するようにしたものである。
【００３６】
この発明に係る可変速揚水発電システムの制御装置は、回転数の偏差及び電力の偏差が大きい程、大きな制御定数を設定するようにしたものである。
【００３７】
この発明に係る可変速揚水発電システムの制御装置は、第１の設定手段により設定された制御定数に基づいて励磁制御系に対する制御信号を生成する第１の生成手段と、第２の設定手段により設定された制御定数に基づいてサーボ制御系に対する制御信号を生成する第２の生成手段とを設けたものである。
【００３８】
この発明に係る可変速揚水発電システムの制御装置は、回転数の偏差及び電力の偏差が大きい程、大きな制御定数を設定する第１の設定手段と、回転数の偏差及び電力の偏差が大きい程、小さな制御定数を設定する第２の設定手段とを設けたものである。
【００３９】
この発明に係る可変速揚水発電システムの制御装置は、回転数の偏差及び電力の偏差に応じて制御定数を設定し、その制御定数に基づいてサーボ制御系に対する制御信号を生成するようにしたものである。
【００４０】
この発明に係る可変速揚水発電システムの制御装置は、回転数の偏差及び電力の偏差が大きい程、大きな制御定数を設定するようにしたものである。
【００４１】
この発明に係る可変速揚水発電システムの制御装置は、回転数の偏差及び電力の偏差に応じて制御定数を設定する設定手段を設けたものである。
【００４２】
この発明に係る可変速揚水発電システムの制御装置は、回転数の偏差に応じて回転数偏差のリミット値を設定するとともに、電力の偏差に応じて電力偏差のリミット値を設定し、その回転数の偏差又は電力の偏差が回転数偏差のリミット値又は電力偏差のリミット値を逸脱すると、その回転数偏差のリミット値又は電力偏差のリミット値を回転数の偏差又は電力の偏差に置換するリミット手段を設けたものである。
【００４３】
この発明に係る可変速揚水発電システムの制御装置は、回転数の偏差及び電力の偏差に基づいて、生成手段の制御定数を演算する制御定数演算手段を設けたものである。
【００４４】
この発明に係る可変速揚水発電システムの制御装置は、電力系統の周波数が変化すると、その周波数に基づいて制御信号を生成するようにしたものである。
【００４５】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の一形態を説明する。
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１による可変速揚水発電システムの制御装置を示す構成図であり、図において、１１は発電電動機の電力指令値とポンプ水車の有効落差からポンプ水車の回転数指令値を算出する回転数指令値算出器（監視手段、回転数偏差演算手段）、１２は回転数指令値算出器１１により算出された回転数指令値と実回転数の偏差を求める減算器（監視手段、回転数偏差演算手段）、１３は発電電動機の電力指令値とポンプ水車の有効落差からガイドベーン開度指令値を算出するガイドベーン開度指令値算出器、１４は発電電動機の電力指令値と実電力の偏差を求める減算器（監視手段、電力偏差演算手段）である。
【００４６】
１５は減算器１２が出力する回転数の偏差と減算器１４が出力する電力の偏差を比較し、大きい方の偏差を選択する切替器（選択手段、生成手段）、１６は切替器１５により選択された偏差に基づいて励磁制御系に対する制御信号を生成する制御器（生成手段）、１７は回転数指令値と実回転数の偏差を解消する制御信号を生成する制御器（生成手段）、１８は制御器１７により生成された制御信号をガイドベーン開度指令値算出器１３により算出されたガイドベーン開度指令値に加算する加算器である。
【００４７】
次に動作について説明する。
まず、回転数指令値算出器１１は、発電電動機の電力指令値と、ポンプ水車の回転数指令値との対応関係を示すデータテーブルを記憶しているので（ただし、ポンプ水車の有効落差が異なると、電力指令値と回転数指令値の対応関係が変化するので、ポンプ水車の有効落差に応じて複数のデータテーブルを記憶している）、電力指令値とポンプ水車の有効落差を入力すると、その有効落差に対応するデータテーブルを選択し、そのデータテーブルを参照して電力指令値からポンプ水車の回転数指令値を算出する。
【００４８】
そして、減算器１２は、可変速揚水発電システムの運転状態を把握するため、回転数指令値算出器１１がポンプ水車の回転数指令値を算出すると、ポンプ水車の回転数指令値から実回転数を減算して、両者の偏差を求め、その偏差を切替器１５及び制御器１７に出力する。
一方、減算器１４も、可変速揚水発電システムの運転状態を把握するため、外部から発電電動機の電力指令値を受けると、その電力指令値から実電力を減算して、両者の偏差を求め、その偏差を切替器１５に出力する。
【００４９】
切替器１５は、減算器１２及び減算器１４から回転数の偏差と電力の偏差を受けると、両者を比較し、大きい方の偏差を選択する。
即ち、回転数の偏差が電力の偏差より大きい場合には、回転数の偏差を制御器１６に出力し、電力の偏差が回転数の偏差より大きい場合には、電力の偏差を制御器１６に出力する。
【００５０】
そして、制御器１６は、切替器１５から偏差を受けると、その偏差を入力信号とするＰＩＤ演算等を実行し、その偏差を解消する制御信号を生成する。
その制御信号は、ガイドベーン開度を制御する機械的なサーボ制御系と比べて応答の速い電気的な励磁制御系に出力される。
これにより、回転数の偏差又は電力の偏差のうち、大きい方の偏差が速やかに指令値に追従する。
【００５１】
一方、制御器１７は、減算器１２から回転数の偏差を受けると、その偏差を入力信号とするＰＩＤ演算等を実行し、その偏差を解消する制御信号を生成する。
そして、加算器１８は、制御器１７が制御信号を生成すると、その制御信号をガイドベーン開度指令値算出器１３により算出されたガイドベーン開度指令値に加算し、その加算結果をサーボ制御系に出力する。
これにより、ポンプ水車の実回転数が回転数指令値に追従するようにガイドベーン開度が制御され、ポンプ水車の実回転数が緩やかに回転数指令値に追従する。
【００５２】
以上で明らかなように、この実施の形態１によれば、回転数の偏差と電力の偏差を比較し、大きい方の偏差に基づいて励磁制御系に対する制御信号を生成するように構成したので、回転数の偏差が電力の偏差より大きい場合には、回転数の偏差が速やかに解消され、電力の偏差が回転数の偏差より大きい場合には、電力の偏差が速やかに解消される。そのため、電力指令値に対する追従性と回転数指令値に対する追従性の双方を高めることができる効果を奏する。
【００５３】
なお、この実施の形態１では、回転数の偏差をガイドベーン開度指令値に加算してサーボ制御系に出力するものについて示したが、電力の偏差をガイドベーン開度指令値に加算してサーボ制御系に出力するようにしてもよい。
また、この実施の形態１では、切替器１５の後段に、励磁制御系に対する制御器１６を設けているが、切替器１５の前段に電力偏差を解消する制御器と、回転数偏差を解消する制御器を個々に設けてもよい。
【００５４】
さらに、この実施の形態１では、回転数の偏差と電力の偏差を比較し、大きい方の偏差に基づいて励磁制御系に出力する制御信号を生成するものについて示したが、電力の偏差が設定値より小さい通常時では、回転数の偏差に基づいて励磁制御系に出力する制御信号を生成し、電力の偏差が設定値より大きくなると、その電力の偏差に基づいて励磁制御系に出力する制御信号を生成するようにしてもよい。
逆に、回転数の偏差が設定値より小さい通常時では、電力の偏差に基づいて励磁制御系に出力する制御信号を生成し、回転数の偏差が設定値より大きくなると、その回転数の偏差に基づいて励磁制御系に出力する制御信号を生成するようにしてもよい。
【００５５】
また、電力系統の周波数と基準周波数の偏差を求める減算器を設け、その偏差が設定値を越えると、回転数の偏差や電力の偏差の代わりに、その周波数の偏差に基づいて励磁制御系に出力する制御信号を生成するようにしてもよい（周波数が低下すると、電力を増加させるように制御し、周波数が上昇すると、電力を減少させるように制御する）。また、周波数の偏差が設定値を越えるとき、切替器１５の切替動作（回転数偏差と電力偏差の切替動作）を有効にするようにしてもよい。
因みに、この実施の形態１では、発電運転の場合に適用しているが、揚水運転の場合に適用しても同様の効果が得られることは言うまでもない。
【００５６】
実施の形態２．
図２はこの発明の実施の形態２による可変速揚水発電システムの制御装置を示す構成図であり、図において、図１と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
１９は減算器１２が出力する回転数の偏差と減算器１４が出力する電力の偏差を比較し、大きい方の偏差を制御器１６に出力する一方、小さい方の偏差を制御器１７に出力する切替器（選択手段、生成手段）である。
【００５７】
次に動作について説明する。
上記実施の形態１では、減算器１２が出力する回転数の偏差と減算器１４が出力する電力の偏差を比較し、大きい方の偏差を制御器１６に出力するものについて示したが、更に、小さい方の偏差を制御器１７に出力するようにしてもよい。
【００５８】
これにより、大きい方の偏差が応答の早い励磁制御系に出力されるため、上記実施の形態１と同様に、大きい方の偏差が速やかに解消されるが、更に、小さい方の偏差も、ガイドベーン開度指令値に加算されて、サーボ制御系に出力されるため、指令値に対する応答性は緩やかであるが、指令値に追従するようにガイドベーン開度が制御され、電力と回転数がバランスよく制御される。
【００５９】
なお、この実施の形態２では、切替器１９の後段に、制御器１６，１７を設けているが、切替器１９の前段に電力偏差を解消する制御器と、回転数偏差を解消する制御器を個々に設けてもよい。
【００６０】
また、この実施の形態２では、回転数の偏差と電力の偏差を比較し、大きい方の偏差に基づいて励磁制御系に出力する制御信号を生成し、小さい方の偏差に基づいてサーボ制御系に出力する制御信号を生成するものについて示したが、電力の偏差が設定値より小さい通常時では、回転数の偏差に基づいて励磁制御系に出力する制御信号を生成するとともに、その電力の偏差に基づいてサーボ制御系に出力する制御信号を生成し、電力の偏差が設定値より大きくなると、その電力の偏差に基づいて励磁制御系に出力する制御信号を生成するとともに、その回転数の偏差に基づいてサーボ制御系に出力する制御信号を生成するようにしてもよい。
逆に、回転数の偏差が設定値より小さい通常時では、電力の偏差に基づいて励磁制御系に出力する制御信号を生成するとともに、その回転数の偏差に基づいてサーボ制御系に出力する制御信号を生成し、回転数の偏差が設定値より大きくなると、その回転数の偏差に基づいて励磁制御系に出力する制御信号を生成するとともに、その電力の偏差に基づいてサーボ制御系に出力する制御信号を生成するようにしてもよい。
【００６１】
さらに、電力系統の周波数と基準周波数の偏差を求める減算器を設け、その偏差が設定値を越えると、回転数の偏差や電力の偏差の代わりに、その周波数の偏差に基づいて励磁制御系に出力する制御信号を生成するようにしてもよい（周波数が低下すると、電力を増加させるように制御し、周波数が上昇すると、電力を減少させるように制御する）。また、周波数の偏差が設定値を越えるとき、切替器１９の切替動作（回転数偏差と電力偏差の切替動作）を有効にするようにしてもよい。
因みに、この実施の形態２では、発電運転の場合に適用しているが、揚水運転の場合に適用しても同様の効果が得られることは言うまでもない。
【００６２】
実施の形態３．
図３はこの発明の実施の形態３による可変速揚水発電システムの制御装置を示す構成図であり、図において、図１と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
２０は減算器１２が出力する回転数の偏差と減算器１４が出力する電力の偏差を比較し、その比較結果に応じた比率定数を算出する比率算出器（比率変更手段、乗算手段）、２１は比率算出器２０により算出された電力偏差に係る比率定数を電力の偏差に乗算するゲイン（比率変更手段、乗算手段）、２２は比率算出器２０により算出された回転数偏差に係る比率定数を回転数の偏差に乗算するゲイン（比率変更手段、乗算手段）、２３はゲイン２１とゲイン２２の乗算結果を加算する加算器（生成手段）である。
【００６３】
次に動作について説明する。
上記実施の形態１では、減算器１２が出力する回転数の偏差と減算器１４が出力する電力の偏差を比較し、大きい方の偏差を制御器１６に出力するものについて示したが、電力の偏差と回転数の偏差を比較して、大きい方の偏差には大きな比率、小さい方の偏差には小さな比率を掛け合わせて、その混合された信号を励磁制御系に対する制御器１６に出力するようにしてもよい。
【００６４】
これにより、偏差の大きい方が励磁制御系でより強く制御されるため、偏差が大きいほど偏差の抑制効果が大きくなる。また、偏差の小さい方は、掛け合わされる比率が小さいものの、励磁制御系に対する制御器１６に出力されるため、多少の偏差抑制効果が発生する。
【００６５】
なお、この実施の形態３では、回転数の偏差をガイドベーン開度指令値に加算してサーボ制御系に出力するものについて示したが、電力の偏差をガイドベーン開度指令値に加算してサーボ制御系に出力するようにしてもよい。
また、この実施の形態３では、加算器２３の後段に、励磁制御系に対する制御器１６を設けているが、加算器２３の前段に電力偏差を解消する制御器と、回転数偏差を解消する制御器を個々に設けてもよい。
【００６６】
また、電力系統の周波数と基準周波数の偏差を求める減算器を設け、その偏差が設定値を越えると、回転数の偏差や電力の偏差だけでなく、その周波数の偏差に比率を掛け合わせて、３つの混合信号に基づいて励磁制御系に出力する制御信号を生成するようにしてもよい（周波数が低下すると、電力を増加させる信号の比率を大きくし、周波数が上昇すると、電力を減少させる信号の比率を小さくする）。また、周波数の偏差が設定値を越えるとき、比率算出器２０の比率算出動作を有効にするようにしてもよい。
因みに、この実施の形態３では、発電運転の場合に適用しているが、揚水運転の場合に適用しても同様の効果が得られることは言うまでもない。
【００６７】
実施の形態４．
図４はこの発明の実施の形態４による可変速揚水発電システムの制御装置を示す構成図であり、図において、図１と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
２４は減算器１２が出力する回転数の偏差と減算器１４が出力する電力の偏差を比較し、その比較結果に応じた比率定数を算出する比率算出器（比率変更手段、第１の乗算手段、第２の乗算手段）、２５は比率算出器２４により算出された電力偏差に係る比率定数を電力の偏差に乗算するゲイン（比率変更手段、第１の乗算手段）、２６は比率算出器２４により算出された回転数偏差に係る比率定数を回転数の偏差に乗算するゲイン（比率変更手段、第１の乗算手段）、２７はゲイン２５とゲイン２６の乗算結果を加算する加算器（第１の生成手段）である。
【００６８】
２８は比率算出器２４により算出された電力偏差に係る比率定数を電力の偏差に乗算するゲイン（比率変更手段、第２の乗算手段）、２９は比率算出器２４により算出された回転数偏差に係る比率定数を回転数の偏差に乗算するゲイン（比率変更手段、第２の乗算手段）、３０はゲイン２８とゲイン２９の乗算結果を加算する加算器（第２の生成手段）である。
【００６９】
次に動作について説明する。
上記実施の形態３では、電力の偏差と回転数の偏差を比較して、大きい方の偏差には大きな比率、小さい方の偏差には小さな比率を掛け合わせて、その混合された信号を励磁制御系に対する制御器１６に出力するものについて示したが、更に、大きい方の偏差には小さな比率、小さい方の偏差には大きな比率を掛け合わせて、その混合された信号をサーボ制御系に対する制御器１７に出力するようにしてもよい。
【００７０】
これにより、偏差の大きい方が励磁制御系でより強く制御されるため、偏差が大きいほど偏差の抑制効果が大きくなる。また、偏差の小さい方は、掛け合わされる比率が小さいものの、励磁制御系に対する制御器１６に出力されるため、多少の偏差抑制効果が発生する。
また、大きい方の偏差には小さな比率、小さい方の偏差には大きな比率を掛け合わせて、その混合された信号がサーボ制御系に対する制御器１７に出力されるため、励磁制御系とサーボ制御系がバランスよく制御される。
【００７１】
なお、この実施の形態４では、加算器２７，３０の後段に、励磁制御系に対する制御器１６，１７を設けているが、加算器２７，３０の前段に電力偏差を解消する制御器と、回転数偏差を解消する制御器を個々に設けてもよい。
【００７２】
また、電力系統の周波数と基準周波数の偏差を求める減算器を設け、その偏差が設定値を越えると、回転数の偏差や電力の偏差だけでなく、その周波数の偏差に比率を掛け合わせて、３つの混合信号に基づいて励磁制御系に出力する制御信号を生成するとともに、サーボ制御系に出力する制御信号を生成するようにしてもよい（例えば、励磁制御系では、周波数が低下すると、電力を増加させる信号の比率を大きくし、周波数が上昇すると、電力を減少させる信号の比率を小さくする。一方、サーボ制御系では、周波数が低下すると、電力を増加させる信号の比率を小さくし、周波数が上昇すると、電力を減少させる信号の比率を大きくする。）。また、周波数の偏差が設定値を越えるとき、比率算出器２４の比率算出動作を有効にするようにしてもよい。
因みに、この実施の形態４では、発電運転の場合に適用しているが、揚水運転の場合に適用しても同様の効果が得られることは言うまでもない。
【００７３】
実施の形態５．
図５はこの発明の実施の形態５による可変速揚水発電システムの制御装置を示す構成図であり、図において、図１と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
３１は減算器１２が出力する回転数の偏差と減算器１４が出力する電力の偏差を比較し、大きい方の偏差を選択する切替器（選択手段、生成手段）である。
【００７４】
次に動作について説明する。
上記実施の形態１では、減算器１２が出力する回転数の偏差と減算器１４が出力する電力の偏差を比較し、大きい方の偏差を制御器１６に出力するものについて示したが、大きい方の偏差を制御器１７に出力するようにしてもよい。
【００７５】
これにより、大きい方の偏差に基づいて生成された制御信号にガイドベーン開度指令値が加算されたものがサーボ制御系に出力されるため、大きい方の偏差がサーボ制御系の制御により抑制される。
また、励磁制御系では、電力指令値と実電力の偏差に基づいて電力が制御されるため、実電力が電力指令値に追従するように制御される。ただし、電力の制御に限らず、回転数の偏差に基づいて回転数を制御するようにしてもよい。
【００７６】
なお、この実施の形態５では、切替器３１の後段に、サーボ制御系に対する制御器１７を設けているが、切替器３１の前段に電力偏差を解消する制御器と、回転数偏差を解消する制御器を個々に設けてもよい。
【００７７】
さらに、この実施の形態５では、回転数の偏差と電力の偏差を比較し、大きい方の偏差に基づいてサーボ制御系に出力する制御信号を生成するものについて示したが、電力の偏差が設定値より小さい通常時では、回転数の偏差に基づいてサーボ制御系に出力する制御信号を生成し、電力の偏差が設定値より大きくなると、その電力の偏差に基づいてサーボ制御系に出力する制御信号を生成するようにしてもよい。
逆に、回転数の偏差が設定値より小さい通常時では、電力の偏差に基づいてサーボ制御系に出力する制御信号を生成し、回転数の偏差が設定値より大きくなると、その回転数の偏差に基づいてサーボ制御系に出力する制御信号を生成するようにしてもよい。
【００７８】
また、電力系統の周波数と基準周波数の偏差を求める減算器を設け、その偏差が設定値を越えると、回転数の偏差や電力の偏差の代わりに、その周波数の偏差に基づいて励磁制御系に出力する制御信号を生成するようにしてもよい（周波数が低下すると、電力を増加させるように制御し、周波数が上昇すると、電力を減少させるように制御する）。また、周波数の偏差が設定値を越えるとき、切替器３１の切替動作（回転数偏差と電力偏差の切替動作）を有効にするようにしてもよい。
因みに、この実施の形態５では、発電運転の場合に適用しているが、揚水運転の場合に適用しても同様の効果が得られることは言うまでもない。
【００７９】
実施の形態６．
図６はこの発明の実施の形態６による可変速揚水発電システムの制御装置を示す構成図であり、図において、図１と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
３２は減算器１２が出力する回転数の偏差と減算器１４が出力する電力の偏差を比較し、その比較結果に応じた比率定数を算出する比率算出器（比率変更手段、乗算手段）、３３は比率算出器３２により算出された電力偏差に係る比率定数を電力の偏差に乗算するゲイン（比率変更手段、乗算手段）、３４は比率算出器３２により算出された回転数偏差に係る比率定数を回転数の偏差に乗算するゲイン（比率変更手段、乗算手段）、３５はゲイン３３とゲイン３４の乗算結果を加算する加算器（生成手段）である。
【００８０】
次に動作について説明する。
上記実施の形態３では、電力の偏差と回転数の偏差を比較して、大きい方の偏差には大きな比率、小さい方の偏差には小さな比率を掛け合わせて、その混合された信号を励磁制御系に対する制御器１６に出力するものについて示したが、その混合された信号をサーボ制御系に対する制御器１７に出力するようにしてもよい。
【００８１】
これにより、偏差の大きい方がサーボ制御系でより強く制御されるため、偏差が大きいほど偏差の抑制効果が大きくなる。また、偏差の小さい方は、掛け合わされる比率が小さいものの、サーボ制御系に対する制御器１７に出力されるため、多少の偏差抑制効果が発生する。
また、励磁制御系では、電力指令値と実電力の偏差に基づいて電力が制御されるため、実電力が電力指令値に追従するように制御される。ただし、電力の制御に限らず、回転数の偏差に基づいて回転数を制御するようにしてもよい。
【００８２】
なお、この実施の形態６では、加算器３５の後段に、サーボ制御系に対する制御器１７を設けているが、加算器３５の前段に電力偏差を解消する制御器と、回転数偏差を解消する制御器を個々に設けてもよい。
【００８３】
また、電力系統の周波数と基準周波数の偏差を求める減算器を設け、その偏差が設定値を越えると、回転数の偏差や電力の偏差だけでなく、その周波数の偏差に比率を掛け合わせて、３つの混合信号に基づいてサーボ制御系に出力する制御信号を生成するようにしてもよい（周波数が低下すると、電力を増加させる信号の比率を大きくし、周波数が上昇すると、電力を減少させる信号の比率を小さくする）。また、周波数の偏差が設定値を越えるとき、比率算出器３２の比率算出動作を有効にするようにしてもよい。
因みに、この実施の形態６では、発電運転の場合に適用しているが、揚水運転の場合に適用しても同様の効果が得られることは言うまでもない。
【００８４】
実施の形態７．
図７はこの発明の実施の形態７による可変速揚水発電システムの制御装置を示す構成図であり、図において、図１と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
３６は減算器１２が出力する回転数の偏差と減算器１４が出力する電力の偏差に応じて制御定数を算出する制御定数算出器（定数変更手段、設定手段）、３７は制御定数算出器３６により算出された制御定数にしたがって電力の偏差に処理を施す可変制御定数制御器（定数変更手段、設定手段）、３８は制御定数算出器３６により算出された制御定数にしたがって回転数の偏差に処理を施す可変制御定数制御器（定数変更手段、設定手段）、３９は可変制御定数制御器３７の処理結果と可変制御定数制御器３８の処理結果を加算する加算器（生成手段）である。
【００８５】
次に動作について説明する。
この実施の形態７では、電力の偏差と回転数の偏差を考慮し、それぞれの偏差に対する感度に見合った制御定数にしたがって処理を施す。即ち、偏差の大きいものは大きな値の制御定数にしたがって処理を施し、偏差の小さいものは小さな値の制御定数にしたがって処理を施し、その足し合わせた混合信号に基づいて励磁制御系に対する制御信号を生成するようにする。
【００８６】
これにより、偏差の大きい方が励磁制御系でより強く制御されるため、偏差が大きいほど偏差の抑制効果が大きくなる。また、偏差の小さい方は、可変制御定数制御器の処理結果が小さいものの、励磁制御系に対する制御器１６に出力されるため、多少の偏差抑制効果が発生する。
【００８７】
また、回転数の偏差に基づいて生成された制御信号がガイドベーン開度指令値に加算されてサーボ制御系に出力されるため、ポンプ水車の実回転数が回転数指令値に追従するようにガイドベーン開度が制御される。
この場合、偏差の小さい方の制御定数をすべて零にすれば、上記実施の形態１と同様に、偏差の大きい方に切り替えるのと同様の効果が得られる。
また、各制御定数の算出の仕方によっては、制御定数を偏差の大きさに応じた比率にすることができ、上記実施の形態３と同様の効果が得られる。
【００８８】
なお、この実施の形態７では、回転数の偏差をガイドベーン開度指令値に加算してサーボ制御系に出力するものについて示したが、電力の偏差をガイドベーン開度指令値に加算してサーボ制御系に出力するようにしてもよい。
また、この実施の形態７では、加算器３９の後段に、励磁制御系に対する制御器１６を設けているが、加算器３９の前段に電力偏差を解消する制御器と、回転数偏差を解消する制御器を個々に設けてもよい。
【００８９】
また、電力系統の周波数と基準周波数の偏差を求める減算器を設け、その偏差が設定値を越えると、回転数の偏差や電力の偏差だけでなく、その周波数の偏差に基づいて制御定数を変更するようにしてもよい（周波数が低下すると、電力を増加させる信号の制御定数を大きくし、周波数が上昇すると、電力を減少させる信号の制御定数を小さくする）。また、周波数の偏差が設定値を越えるとき、制御定数算出器３６の算出動作を有効にするようにしてもよい。
因みに、この実施の形態７では、発電運転の場合に適用しているが、揚水運転の場合に適用しても同様の効果が得られることは言うまでもない。
【００９０】
実施の形態８．
図８はこの発明の実施の形態８による可変速揚水発電システムの制御装置を示す構成図であり、図において、図１と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
４０は減算器１２が出力する回転数の偏差と減算器１４が出力する電力の偏差に応じて制御定数を算出する制御定数算出器（定数変更手段、第１の設定手段、第２の設定手段）、４１は制御定数算出器４０により算出された制御定数にしたがって電力の偏差に処理を施す可変制御定数制御器（定数変更手段、第１の設定手段）、４２は制御定数算出器４０により算出された制御定数にしたがって回転数の偏差に処理を施す可変制御定数制御器（定数変更手段、第１の設定手段）、４３は可変制御定数制御器４１の処理結果と可変制御定数制御器４２の処理結果を加算する加算器（第１の生成手段）である。
【００９１】
４４は制御定数算出器４０により算出された制御定数にしたがって電力の偏差に処理を施す可変制御定数制御器（定数変更手段、第２の設定手段）、４５は制御定数算出器４０により算出された制御定数にしたがって回転数の偏差に処理を施す可変制御定数制御器（定数変更手段、第２の設定手段）、４６は可変制御定数制御器４４の処理結果と可変制御定数制御器４５の処理結果を加算する加算器（第２の生成手段）である。
【００９２】
次に動作について説明する。
上記実施の形態７では、偏差の大きいものは大きな値の制御定数にしたがって処理を施し、偏差の小さいものは小さな値の制御定数にしたがって処理を施し、その足し合わせた混合信号に基づいて励磁制御系に対する制御信号を生成するものについて示したが、更に、偏差の大きいものは小さな値の制御定数にしたがって処理を施し、偏差の小さいものは大きな値の制御定数にしたがって処理を施し、その足し合わせた混合信号に基づいてサーボ制御系に対する制御信号を生成するようにしてもよい。
【００９３】
これにより、偏差の大きい方が励磁制御系でより強く制御されるため、偏差が大きいほど偏差の抑制効果が大きくなる。また、偏差の小さい方は、可変制御定数制御器の処理結果が小さいものの、励磁制御系に対する制御器１６に出力されるため、多少の偏差抑制効果が発生する。
また、大きい方の偏差には小さな制御定数、小さい方の偏差には大きな制御定数を用いて処理し、その混合された信号がサーボ制御系に対する制御器１７に出力されるため、励磁制御系とサーボ制御系がバランスよく制御される。
【００９４】
この場合、偏差の小さい方の制御定数をすべて零にすれば、上記実施の形態２と同様に、偏差の大きい方に切り替えるのと同様の効果が得られる。
また、各制御定数の算出の仕方によっては、制御定数を偏差の大きさに応じた比率にすることができ、上記実施の形態４と同様の効果が得られる。
【００９５】
なお、この実施の形態８では、加算器４３，４６の後段に、励磁制御系に対する制御器１６とサーボ制御系に対する制御器１７を設けているが、加算器４３，４６の前段に電力偏差を解消する制御器と、回転数偏差を解消する制御器を個々に設けてもよい。
【００９６】
また、電力系統の周波数と基準周波数の偏差を求める減算器を設け、その偏差が設定値を越えると、回転数の偏差や電力の偏差だけでなく、その周波数の偏差に基づいて制御定数を変更するようにしてもよい（例えば、励磁制御系では、周波数が低下すると、電力を増加させる信号の制御定数を大きくし、周波数が上昇すると、電力を減少させる信号の制御定数を小さくする。一方、サーボ制御系では、周波数が低下すると、電力を増加させる信号の制御定数を小さくし、周波数が上昇すると、電力を減少させる信号の制御定数を大きくする。）。また、周波数の偏差が設定値を越えるとき、制御定数算出器４０の算出動作を有効にするようにしてもよい。
因みに、この実施の形態８では、発電運転の場合に適用しているが、揚水運転の場合に適用しても同様の効果が得られることは言うまでもない。
【００９７】
実施の形態９．
図９はこの発明の実施の形態９による可変速揚水発電システムの制御装置を示す構成図であり、図において、図１と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
４７は減算器１２が出力する回転数の偏差と減算器１４が出力する電力の偏差に応じて制御定数を算出する制御定数算出器（定数変更手段、設定手段）、４８は制御定数算出器４７により算出された制御定数にしたがって電力の偏差に処理を施す可変制御定数制御器（定数変更手段、設定手段）、４９は制御定数算出器４７により算出された制御定数にしたがって回転数の偏差に処理を施す可変制御定数制御器（定数変更手段、設定手段）、５０は可変制御定数制御器４８の処理結果と可変制御定数制御器４９の処理結果を加算する加算器（生成手段）である。
【００９８】
次に動作について説明する。
上記実施の形態７では、偏差の大きいものは大きな値の制御定数にしたがって処理を施し、偏差の小さいものは小さな値の制御定数にしたがって処理を施し、その足し合わせた混合信号に基づいて励磁制御系に対する制御信号を生成するものについて示したが、その足し合わせた混合信号に基づいてサーボ制御系に対する制御信号を生成するようにしてもよい。
【００９９】
これにより、偏差の大きい方がサーボ制御系でより強く制御されるため、偏差が大きいほど偏差の抑制効果が大きくなる。また、偏差の小さい方は、可変制御定数制御器の処理結果が小さいものの、サーボ制御系に対する制御器１７に出力されるため、多少の偏差抑制効果が発生する。
また、励磁制御系では、電力指令値と実電力の偏差に基づいて電力が制御されるため、実電力が電力指令値に追従するように制御される。
この場合、偏差の小さい方の制御定数をすべて零にすれば、上記実施の形態５と同様に、偏差の大きい方に切り替えるのと同様の効果が得られる。
また、各制御定数の算出の仕方によっては、制御定数を偏差の大きさに応じた比率にすることができ、上記実施の形態６と同様の効果が得られる。
【０１００】
なお、この実施の形態９では、加算器５０の後段に、サーボ制御系に対する制御器１７を設けているが、加算器５０の前段に電力偏差を解消する制御器と、回転数偏差を解消する制御器を個々に設けてもよい。
【０１０１】
また、電力系統の周波数と基準周波数の偏差を求める減算器を設け、その偏差が設定値を越えると、回転数の偏差や電力の偏差だけでなく、その周波数の偏差に基づいて制御定数を変更するようにしてもよい（周波数が低下すると、電力を増加させる信号の制御定数を大きくし、周波数が上昇すると、電力を減少させる信号の制御定数を小さくする）。また、周波数の偏差が設定値を越えるとき、制御定数算出器４７の算出動作を有効にするようにしてもよい。
因みに、この実施の形態９では、発電運転の場合に適用しているが、揚水運転の場合に適用しても同様の効果が得られることは言うまでもない。
【０１０２】
実施の形態１０．
図１０はこの発明の実施の形態１０による可変速揚水発電システムの制御装置を示す構成図であり、図において、図７と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
５１は減算器１２が出力する回転数の偏差に応じたリミット値を算出するとともに、減算器１４が出力する電力の偏差に応じたリミット値を算出する上下限値算出器（リミット値変更手段）、５２は減算器１４が出力する電力の偏差がリミット値の範囲内にあれば、その電力の偏差を加算器３９に出力し、その電力の偏差がリミット値を逸脱すると、そのリミット値を加算器３９に出力するリミッタ（リミット値変更手段）、５３は減算器１２が出力する回転数の偏差がリミット値の範囲内にあれば、その回転数の偏差を加算器３９に出力し、その回転数の偏差がリミット値を逸脱すると、そのリミット値を加算器３９に出力するリミッタ（リミット値変更手段）である。
【０１０３】
次に動作について説明する。
上記実施の形態７〜９では、減算器１２が出力する回転数の偏差と減算器１４が出力する電力の偏差に応じて制御定数を設定するものについて示したが、回転数の偏差や電力の偏差に見合うリミット値を算出し、その回転数の偏差や電力の偏差がリミット値を逸脱すると、その回転数の偏差や電力の偏差をリミット値に制限するようにしてもよい。
【０１０４】
即ち、偏差の大きいものに対してはリミット値を大きくとり（上限値と下限値の幅を大きくする）、偏差の小さいものに対してはリミット値を小さくとることにより（上限値と下限値の幅を小さくする）、偏差の大きいものはリミッタによる制限があまり加わらず、大きな信号が出力される。一方、偏差の小さいものはリミッタにより制限の加えられた小さい信号が出力される。
【０１０５】
これにより、これらの信号が足し合わされた混合信号に基づく制御信号が励磁制御系に出力されるので、偏差の大きい方が励磁制御系でより強く制御され、偏差が大きいほど偏差の抑制効果が大きくなる、また、偏差の小さい方は、その信号が小さいものの、励磁制御系に入力されるため、多少の偏差抑制効果が発生する。
【０１０６】
また、回転数の偏差に基づいて生成された制御信号がガイドベーン開度指令値に加算されてサーボ制御系に出力されるため、ポンプ水車の実回転数が回転数指令値に追従するようにガイドベーン開度が制御される。
この場合、偏差の小さい方のリミット値の上限値及び下限値を零にすれば、上記実施の形態１と同様に、偏差の大きい方に切り替えるのと同様の効果が得られる。
また、各リミット値の算出の仕方によっては、リミッタにより各偏差をその偏差の大きさに応じた比率を掛け合わせたものと同様の値にすることができ、上記実施の形態３と同様の効果が得られる。
【０１０７】
なお、この実施の形態１０では、回転数の偏差をガイドベーン開度指令値に加算してサーボ制御系に出力するものについて示したが、電力の偏差をガイドベーン開度指令値に加算してサーボ制御系に出力するようにしてもよい。
また、この実施の形態１０では、加算器３９の後段に、励磁制御系に対する制御器１６を設けているが、加算器３９の前段に電力偏差を解消する制御器と、回転数偏差を解消する制御器を個々に設けてもよい。
【０１０８】
また、電力系統の周波数と基準周波数の偏差を求める減算器を設け、その偏差が設定値を越えると、回転数の偏差や電力の偏差だけでなく、その周波数の偏差に基づいて励磁制御系に出力する制御信号を生成するようにしてもよい（周波数が低下すると、電力を増加させる信号のリミット値を大きくし、周波数が上昇すると、電力を減少させる信号のリミット値を大きくする）。また、周波数の偏差が設定値を越えるとき、上下限値算出器５１の算出動作を有効にするようにしてもよい。
因みに、この実施の形態１０では、発電運転の場合に適用しているが、揚水運転の場合に適用しても同様の効果が得られることは言うまでもない。
【０１０９】
実施の形態１１．
図１１はこの発明の実施の形態１１による可変速揚水発電システムの制御装置を示す構成図であり、図において、図１と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
５４は減算器１２が出力する回転数の偏差と減算器１４が出力する電力の偏差に応じて制御定数を算出する制御定数算出器（設定手段）、５５は制御定数算出器５４により算出された制御定数にしたがって電力の偏差に処理を施す可変制御定数制御器（設定手段）、５６は制御定数算出器５４により算出された制御定数にしたがって回転数の偏差に処理を施す可変制御定数制御器（設定手段）である。
【０１１０】
次に動作について説明する。
この実施の形態１１では、電力の偏差と回転数の偏差を考慮し、それぞれの偏差に対する感度に見合った制御定数にしたがって処理を施す。即ち、偏差の大きいものは大きな値の制御定数にしたがって処理を施し、偏差の小さいものは小さな値の制御定数にしたがって処理を施す。
【０１１１】
そして、可変制御定数制御器５５による処理後の信号と可変制御定数制御器５６による処理後の信号を比較し、大きい方の信号を選択する。
即ち、可変制御定数制御器５５による処理後の信号が可変制御定数制御器５６による処理後の信号より大きい場合には、可変制御定数制御器５５による処理後の信号を制御器１６に出力し、可変制御定数制御器５６による処理後の信号が可変制御定数制御器５５による処理後の信号より大きい場合には、可変制御定数制御器５６による処理後の信号を制御器１６に出力する。
これにより、回転数の偏差又は電力の偏差のうち、大きい方の偏差が速やかに指令値に追従する。
【０１１２】
また、可変制御定数制御器５６による処理後の信号に基づいて生成された制御信号がガイドベーン開度指令値に加算されてサーボ制御系に出力されるため、ポンプ水車の実回転数が回転数指令値に追従するようにガイドベーン開度が制御される。
なお、この実施の形態１１では、可変制御定数制御器５６による処理後の信号に基づいて生成された制御信号をガイドベーン開度指令値に加算してサーボ制御系に出力するものについて示したが、可変制御定数制御器５５による処理後の信号に基づいて生成された制御信号をガイドベーン開度指令値に加算してサーボ制御系に出力するようにしてもよい。
また、この実施の形態１１では、切替器１５の後段に、励磁制御系に対する制御器１６を設けているが、切替器１５の前段に電力偏差を解消する制御器と、回転数偏差を解消する制御器を個々に設けてもよい。
【０１１３】
さらに、この実施の形態１１では、可変制御定数制御器５５による処理後の信号と可変制御定数制御器５６による処理後の信号を比較し、大きい方の信号を選択するものについて示したが、電力の偏差が設定値より小さい通常時では、可変制御定数制御器５６による処理後の信号に基づいて励磁制御系に出力する制御信号を生成し、電力の偏差が設定値より大きくなると、可変制御定数制御器５５による処理後の信号に基づいて励磁制御系に出力する制御信号を生成するようにしてもよい。
逆に、回転数の偏差が設定値より小さい通常時では、可変制御定数制御器５５による処理後の信号に基づいて励磁制御系に出力する制御信号を生成し、回転数の偏差が設定値より大きくなると、可変制御定数制御器５６による処理後の信号に基づいて励磁制御系に出力する制御信号を生成するようにしてもよい。
【０１１４】
また、電力系統の周波数と基準周波数の偏差を求める減算器を設け、その偏差が設定値を越えると、回転数の偏差や電力の偏差の代わりに、その周波数の偏差に基づいて励磁制御系に出力する制御信号を生成するようにしてもよい（周波数が低下すると、電力を増加させるように制御し、周波数が上昇すると、電力を減少させるように制御する）。また、周波数の偏差が設定値を越えるとき、切替器１５の切替動作（回転数偏差と電力偏差の切替動作）を有効にするようにしてもよい。
【０１１５】
因みに、この実施の形態１１では、発電運転の場合に適用しているが、揚水運転の場合に適用しても同様の効果が得られることは言うまでもない。
なお、この実施の形態１１は、上記実施の形態１に適用するものについて示したが、これに限るものではなく、上記実施の形態２〜６に適用するようにしてもよい。
【０１１６】
実施の形態１２．
図１２はこの発明の実施の形態１２による可変速揚水発電システムの制御装置を示す構成図であり、図において、図１と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
５７は減算器１２が出力する回転数の偏差に応じたリミット値を算出するとともに、減算器１４が出力する電力の偏差に応じたリミット値を算出する上下限値算出器（リミット手段）、５８は減算器１４が出力する電力の偏差がリミット値の範囲内にあれば、その電力の偏差を切替器１５に出力し、その電力の偏差がリミット値を逸脱すると、そのリミット値を切替器１５に出力するリミッタ（リミット手段）、５９は減算器１２が出力する回転数の偏差がリミット値の範囲内にあれば、その回転数の偏差を切替器１５に出力し、その回転数の偏差がリミット値を逸脱すると、そのリミット値を切替器１５に出力するリミッタ（リミット手段）である。
【０１１７】
次に動作について説明する。
この実施の形態１２では、回転数の偏差や電力の偏差に見合うリミット値を算出し、その回転数の偏差や電力の偏差がリミット値を逸脱すると、その回転数の偏差や電力の偏差をリミット値に制限する。
【０１１８】
即ち、偏差の大きいものに対してはリミット値を大きくとり（上限値と下限値の幅を大きくする）、偏差の小さいものに対してはリミット値を小さくとることにより（上限値と下限値の幅を小さくする）、偏差の大きいものはリミッタによる制限があまり加わらず、大きな信号が出力される。一方、偏差の小さいものはリミッタにより制限の加えられた小さい信号が出力される。
【０１１９】
そして、リミッタ５８の出力信号とリミッタ５９の出力信号を比較し、大きい方の出力信号を選択する。
即ち、リミッタ５８の出力信号がリミッタ５９の出力信号より大きい場合には、リミッタ５８の出力信号を制御器１６に出力し、リミッタ５９の出力信号がリミッタ５８の出力信号より大きい場合には、リミッタ５９の出力信号を制御器１６に出力する。
これにより、回転数の偏差又は電力の偏差のうち、大きい方の偏差が速やかに指令値に追従する。
【０１２０】
また、リミッタ５９の出力信号に基づいて生成された制御信号がガイドベーン開度指令値に加算されてサーボ制御系に出力されるため、ポンプ水車の実回転数が回転数指令値に追従するようにガイドベーン開度が制御される。
なお、この実施の形態１２では、リミッタ５９の出力信号に基づいて生成された制御信号をガイドベーン開度指令値に加算してサーボ制御系に出力するものについて示したが、リミッタ５８の出力信号に基づいて生成された制御信号をガイドベーン開度指令値に加算してサーボ制御系に出力するようにしてもよい。
また、この実施の形態１２では、切替器１５の後段に、励磁制御系に対する制御器１６を設けているが、切替器１５の前段に電力偏差を解消する制御器と、回転数偏差を解消する制御器を個々に設けてもよい。
【０１２１】
さらに、この実施の形態１２では、リミッタ５８の出力信号とリミッタ５９の出力信号を比較し、大きい方の出力信号を選択するものについて示したが、電力の偏差が設定値より小さい通常時では、リミッタ５９の出力信号に基づいて励磁制御系に出力する制御信号を生成し、電力の偏差が設定値より大きくなると、リミッタ５８の出力信号に基づいて励磁制御系に出力する制御信号を生成するようにしてもよい。
逆に、回転数の偏差が設定値より小さい通常時では、リミッタ５８の出力信号に基づいて励磁制御系に出力する制御信号を生成し、回転数の偏差が設定値より大きくなると、リミッタ５９の出力信号に基づいて励磁制御系に出力する制御信号を生成するようにしてもよい。
【０１２２】
また、電力系統の周波数と基準周波数の偏差を求める減算器を設け、その偏差が設定値を越えると、回転数の偏差や電力の偏差の代わりに、その周波数の偏差に基づいて励磁制御系に出力する制御信号を生成するようにしてもよい（周波数が低下すると、電力を増加させるように制御し、周波数が上昇すると、電力を減少させるように制御する）。また、周波数の偏差が設定値を越えるとき、切替器１５の切替動作（回転数偏差と電力偏差の切替動作）を有効にするようにしてもよい。
【０１２３】
因みに、この実施の形態１２では、発電運転の場合に適用しているが、揚水運転の場合に適用しても同様の効果が得られることは言うまでもない。
なお、この実施の形態１２は、上記実施の形態１に適用するものについて示したが、これに限るものではなく、上記実施の形態２〜６に適用するようにしてもよい。
【０１２４】
実施の形態１３．
図１３はこの発明の実施の形態１３による可変速揚水発電システムの制御装置を示す構成図であり、図において、図１と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
６０は減算器１２が出力する回転数の偏差及び減算器１４が出力する電力の偏差に基づいて制御器１６，１７の制御定数を算出する制御定数算出器（制御定数演算手段）である。
【０１２５】
次に動作について説明する。
上記実施の形態１では、減算器１２が出力する回転数の偏差と減算器１４が出力する電力の偏差を比較し、大きい方の偏差を制御器１６に出力するものについて示したが、更に、励磁制御系に対する制御信号とサーボ制御系に対する制御信号が最適な制御信号となるように、その回転数の偏差及び電力の偏差に基づいて制御器１６，１７の制御定数を算出するようにしてもよい。
【０１２６】
なお、この実施の形態１３では、回転数の偏差に基づいて生成された制御信号をガイドベーン開度指令値に加算してサーボ制御系に出力するものについて示したが、電力の偏差に基づいて生成された制御信号をガイドベーン開度指令値に加算してサーボ制御系に出力するようにしてもよい。
また、この実施の形態１３では、切替器１５の後段に、励磁制御系に対する制御器１６を設けているが、切替器１５の前段に電力偏差を解消する制御器と、回転数偏差を解消する制御器を個々に設けてもよい。
【０１２７】
さらに、この実施の形態１３では、回転数の偏差と電力の偏差を比較し、大きい方の出力信号を選択するものについて示したが、電力の偏差が設定値より小さい通常時では、その回転数の偏差に基づいて励磁制御系に出力する制御信号を生成し、電力の偏差が設定値より大きくなると、その電力の偏差に基づいて励磁制御系に出力する制御信号を生成するようにしてもよい。
逆に、回転数の偏差が設定値より小さい通常時では、その電力の偏差に基づいて励磁制御系に出力する制御信号を生成し、回転数の偏差が設定値より大きくなると、その回転数の偏差に基づいて励磁制御系に出力する制御信号を生成するようにしてもよい。
【０１２８】
また、電力系統の周波数と基準周波数の偏差を求める減算器を設け、その偏差が設定値を越えると、回転数の偏差や電力の偏差の代わりに、その周波数の偏差に基づいて励磁制御系に出力する制御信号を生成するようにしてもよい（周波数が低下すると、電力を増加させるように制御し、周波数が上昇すると、電力を減少させるように制御する）。また、周波数の偏差が設定値を越えるとき、切替器１５の切替動作（回転数偏差と電力偏差の切替動作）を有効にするようにしてもよい。
【０１２９】
因みに、この実施の形態１３では、発電運転の場合に適用しているが、揚水運転の場合に適用しても同様の効果が得られることは言うまでもない。
なお、この実施の形態１３は、上記実施の形態１に適用するものについて示したが、これに限るものではなく、上記実施の形態２〜６に適用するようにしてもよい。
【０１３０】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、監視手段の監視結果に応じて、電力又は回転数の何れか一方を励磁制御系の制御対象として選択するように構成したので、電力指令値に対する追従性と回転数指令値に対する追従性の双方を高めることができる効果がある。
【０１３１】
この発明によれば、回転数の偏差と電力の偏差を比較し、大きい方の偏差に基づいて励磁制御系に対する制御信号を生成するように構成したので、電力指令値に対する追従性と回転数指令値に対する追従性の双方を高めることができる効果がある。
【０１３２】
この発明によれば、電力の偏差が設定値より小さい場合には、回転数の偏差に基づいて励磁制御系に対する制御信号を生成し、その電力の偏差が設定値より大きい場合には、その電力の偏差に基づいて励磁制御系に対する制御信号を生成するように構成したので、電力指令値に対する追従性と回転数指令値に対する追従性の双方を高めることができる効果がある。
【０１３３】
この発明によれば、回転数の偏差が設定値より小さい場合には、電力の偏差に基づいて励磁制御系に対する制御信号を生成し、その回転数の偏差が設定値より大きい場合には、その回転数の偏差に基づいて励磁制御系に対する制御信号を生成するように構成したので、電力指令値に対する追従性と回転数指令値に対する追従性の双方を高めることができる効果がある。
【０１３４】
この発明によれば、監視手段の監視結果に応じて、電力又は回転数の何れか一方を励磁制御系の制御対象として選択し、他方をサーボ制御系の制御対象として選択するように構成したので、電力指令値に対する追従性と回転数指令値に対する追従性の双方を高めることができるとともに、励磁制御系とサーボ制御系をバランスよく制御することができる効果がある。
【０１３５】
この発明によれば、回転数の偏差と電力の偏差を比較し、大きい方の偏差に基づいて励磁制御系に対する制御信号を生成するとともに、小さい方の偏差に基づいてサーボ制御系に対する制御信号を生成するように構成したので、電力指令値に対する追従性と回転数指令値に対する追従性の双方を高めることができるとともに、励磁制御系とサーボ制御系をバランスよく制御することができる効果がある。
【０１３６】
この発明によれば、電力の偏差が設定値より小さい場合には、回転数の偏差に基づいて励磁制御系に対する制御信号を生成するとともに、その電力の偏差に基づいてサーボ制御系に対する制御信号を生成し、その電力の偏差が設定値より大きい場合には、その電力の偏差に基づいて励磁制御系に対する制御信号を生成するとともに、その回転数の偏差に基づいてサーボ制御系に対する制御信号を生成するように構成したので、電力指令値に対する追従性と回転数指令値に対する追従性の双方を高めることができるとともに、励磁制御系とサーボ制御系をバランスよく制御することができる効果がある。
【０１３７】
この発明によれば、回転数の偏差が設定値より小さい場合には、電力の偏差に基づいて励磁制御系に対する制御信号を生成するとともに、その回転数の偏差に基づいてサーボ制御系に対する制御信号を生成し、その回転数の偏差が設定値より大きい場合には、その回転数の偏差に基づいて励磁制御系に対する制御信号を生成するとともに、その電力の偏差に基づいてサーボ制御系に対する制御信号を生成するように構成したので、電力指令値に対する追従性と回転数指令値に対する追従性の双方を高めることができるとともに、励磁制御系とサーボ制御系をバランスよく制御することができる効果がある。
【０１３８】
この発明によれば、回転数の偏差と電力の偏差を比較し、その比較結果に応じた比率定数を各偏差に乗算する一方、その比率定数が乗算された回転数の偏差と電力の偏差を加算して、励磁制御系に対する制御信号を生成するように構成したので、電力指令値に対する追従性と回転数指令値に対する追従性の双方を高めることができる効果がある。
【０１３９】
この発明によれば、大きい方の偏差には大きな比率定数を乗算し、小さい方の偏差には小さな比率定数を乗算するように構成したので、電力指令値に対する追従性と回転数指令値に対する追従性の双方を高めることができる効果がある。
【０１４０】
この発明によれば、第１の乗算手段により比率定数が乗算された回転数の偏差と電力の偏差を加算して、励磁制御系に対する制御信号を生成する第１の生成手段と、第２の乗算手段により比率定数が乗算された回転数の偏差と電力の偏差を加算して、サーボ制御系に対する制御信号を生成する第２の生成手段とを設けるように構成したので、電力指令値に対する追従性と回転数指令値に対する追従性の双方を高めることができるとともに、励磁制御系とサーボ制御系をバランスよく制御することができる効果がある。
【０１４１】
この発明によれば、大きい方の偏差には大きな比率定数を乗算し、小さい方の偏差には小さな比率定数を乗算する第１の乗算手段と、大きい方の偏差には小さな比率定数を乗算し、小さい方の偏差には大きな比率定数を乗算する第２の乗算手段とを設けるように構成したので、電力指令値に対する追従性と回転数指令値に対する追従性の双方を高めることができるとともに、励磁制御系とサーボ制御系をバランスよく制御することができる効果がある。
【０１４２】
この発明によれば、監視手段の監視結果に応じて、電力又は回転数の何れか一方をサーボ制御系の制御対象として選択するように構成したので、電力指令値に対する追従性と回転数指令値に対する追従性の双方を高めることができる効果がある。
【０１４３】
この発明によれば、回転数の偏差と電力の偏差を比較し、大きい方の偏差に基づいてサーボ制御系に対する制御信号を生成するように構成したので、電力指令値に対する追従性と回転数指令値に対する追従性の双方を高めることができる効果がある。
【０１４４】
この発明によれば、電力の偏差が設定値より小さい場合には、回転数の偏差に基づいてサーボ制御系に対する制御信号を生成し、その電力の偏差が設定値より大きい場合には、その電力の偏差に基づいてサーボ制御系に対する制御信号を生成するように構成したので、電力指令値に対する追従性と回転数指令値に対する追従性の双方を高めることができる効果がある。
【０１４５】
この発明によれば、回転数の偏差が設定値より小さい場合には、電力の偏差に基づいてサーボ制御系に対する制御信号を生成し、その回転数の偏差が設定値より大きい場合には、その回転数の偏差に基づいてサーボ制御系に対する制御信号を生成するように構成したので、電力指令値に対する追従性と回転数指令値に対する追従性の双方を高めることができる効果がある。
【０１４６】
この発明によれば、回転数の偏差と電力の偏差を比較し、その比較結果に応じた比率定数を各偏差に乗算する一方、その比率定数が乗算された回転数の偏差と電力の偏差を加算して、サーボ制御系に対する制御信号を生成するように構成したので、電力指令値に対する追従性と回転数指令値に対する追従性の双方を高めることができる効果がある。
【０１４７】
この発明によれば、大きい方の偏差には大きな比率定数を乗算し、小さい方の偏差には小さな比率定数を乗算するように構成したので、電力指令値に対する追従性と回転数指令値に対する追従性の双方を高めることができる効果がある。
【０１４８】
この発明によれば、回転数の偏差及び電力の偏差に応じて制御定数を設定し、その制御定数に基づいて励磁制御系に対する制御信号を生成するように構成したので、電力指令値に対する追従性と回転数指令値に対する追従性の双方を高めることができる効果がある。
【０１４９】
この発明によれば、回転数の偏差及び電力の偏差が大きい程、大きな制御定数を設定するように構成したので、電力指令値に対する追従性と回転数指令値に対する追従性の双方を高めることができる効果がある。
【０１５０】
この発明によれば、第１の設定手段により設定された制御定数に基づいて励磁制御系に対する制御信号を生成する第１の生成手段と、第２の設定手段により設定された制御定数に基づいてサーボ制御系に対する制御信号を生成する第２の生成手段とを設けるように構成したので、電力指令値に対する追従性と回転数指令値に対する追従性の双方を高めることができるとともに、励磁制御系とサーボ制御系をバランスよく制御することができる効果がある。
【０１５１】
この発明によれば、回転数の偏差及び電力の偏差が大きい程、大きな制御定数を設定する第１の設定手段と、回転数の偏差及び電力の偏差が大きい程、小さな制御定数を設定する第２の設定手段とを設けるように構成したので、電力指令値に対する追従性と回転数指令値に対する追従性の双方を高めることができるとともに、励磁制御系とサーボ制御系をバランスよく制御することができる効果がある。
【０１５２】
この発明によれば、回転数の偏差及び電力の偏差に応じて制御定数を設定し、その制御定数に基づいてサーボ制御系に対する制御信号を生成するように構成したので、電力指令値に対する追従性と回転数指令値に対する追従性の双方を高めることができる効果がある。
【０１５３】
この発明によれば、回転数の偏差及び電力の偏差が大きい程、大きな制御定数を設定するように構成したので、電力指令値に対する追従性と回転数指令値に対する追従性の双方を高めることができる効果がある。
【０１５４】
この発明によれば、回転数の偏差及び電力の偏差に応じて制御定数を設定する設定手段を設けるように構成したので、更に、電力指令値に対する追従性と回転数指令値に対する追従性の双方を高めることができる効果がある。
【０１５５】
この発明によれば、回転数の偏差に応じて回転数偏差のリミット値を設定するとともに、電力の偏差に応じて電力偏差のリミット値を設定し、その回転数の偏差又は電力の偏差が回転数偏差のリミット値又は電力偏差のリミット値を逸脱すると、その回転数偏差のリミット値又は電力偏差のリミット値を回転数の偏差又は電力の偏差に置換するリミット手段を設けるように構成したので、更に、電力指令値に対する追従性と回転数指令値に対する追従性の双方を高めることができる効果がある。
【０１５６】
この発明によれば、回転数の偏差及び電力の偏差に基づいて、生成手段の制御定数を演算する制御定数演算手段を設けるように構成したので、更に、電力指令値に対する追従性と回転数指令値に対する追従性の双方を高めることができる効果がある。
【０１５７】
この発明によれば、電力系統の周波数が変化すると、その周波数に基づいて制御信号を生成するように構成したので、電力指令値に対する追従性と回転数指令値に対する追従性の双方を高めることができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明の実施の形態１による可変速揚水発電システムの制御装置を示す構成図である。
【図２】  この発明の実施の形態２による可変速揚水発電システムの制御装置を示す構成図である。
【図３】  この発明の実施の形態３による可変速揚水発電システムの制御装置を示す構成図である。
【図４】  この発明の実施の形態４による可変速揚水発電システムの制御装置を示す構成図である。
【図５】  この発明の実施の形態５による可変速揚水発電システムの制御装置を示す構成図である。
【図６】  この発明の実施の形態６による可変速揚水発電システムの制御装置を示す構成図である。
【図７】  この発明の実施の形態７による可変速揚水発電システムの制御装置を示す構成図である。
【図８】  この発明の実施の形態８による可変速揚水発電システムの制御装置を示す構成図である。
【図９】  この発明の実施の形態９による可変速揚水発電システムの制御装置を示す構成図である。
【図１０】  この発明の実施の形態１０による可変速揚水発電システムの制御装置を示す構成図である。
【図１１】  この発明の実施の形態１１による可変速揚水発電システムの制御装置を示す構成図である。
【図１２】  この発明の実施の形態１２による可変速揚水発電システムの制御装置を示す構成図である。
【図１３】  この発明の実施の形態１３による可変速揚水発電システムの制御装置を示す構成図である。
【図１４】  従来の可変速揚水発電システムの制御装置を示す構成図である。
【図１５】  従来の可変速揚水発電システムの制御装置を示す構成図である。
【図１６】  従来の可変速揚水発電システムの制御装置の挙動を示す説明図である。
【図１７】  従来の可変速揚水発電システムの制御装置の挙動を示す説明図である。
【符号の説明】
１１  回転数指令値算出器（監視手段、回転数偏差演算手段）、１２  減算器（監視手段、回転数偏差演算手段）、１４  減算器（監視手段、電力偏差演算手段）、１５，１９，３１  切替器（選択手段、生成手段）、１６，１７  制御器（生成手段）、２０，３２  比率算出器（比率変更手段、乗算手段）、２１，２２，３３，３４  ゲイン（比率変更手段、乗算手段）、２３，３５，３９，５０  加算器（生成手段）、２４  比率算出器（比率変更手段、第１の乗算手段、第２の乗算手段）、２５，２６  ゲイン（比率変更手段、第１の乗算手段）、２７，４３  加算器（第１の生成手段）、２８，２９  ゲイン（比率変更手段、第２の乗算手段）、３０，４６  加算器（第２の生成手段）、３６，４７  制御定数算出器（定数変更手段、設定手段）、３７，３８，４８，４９  可変制御定数制御器（定数変更手段、設定手段）、４０  制御定数算出器（定数変更手段、第１の設定手段、第２の設定手段）、４１，４２  可変制御定数制御器（定数変更手段、第１の設定手段）、４４，４５  可変制御定数制御器（定数変更手段、第２の設定手段）、５１  上下限値算出器（リミット値変更手段）、５２，５３  リミッタ（リミット値変更手段）、５４  制御定数算出器（設定手段）、５５，５６  可変制御定数制御器（設定手段）、５７  上下限値算出器（リミット手段）、５８，５９  リミッタ（リミット手段）、６０  制御定数算出器（制御定数演算手段）。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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