專利名稱：原動(dòng)機(jī)輸出的控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及利用水輪機(jī)、汽輪機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)、發(fā)動(dòng)機(jī)等原動(dòng)機(jī)使發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生電功率的發(fā)電裝置的原動(dòng)機(jī)輸出的控制裝置。
背景技術(shù)：
在以往的原動(dòng)機(jī)輸出(機(jī)械)轉(zhuǎn)矩的控制裝置中，在轉(zhuǎn)速檢測(cè)信號(hào)中包含傳感器噪聲等白噪聲及由于發(fā)電機(jī)的研磨運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的有色噪聲等，存在穩(wěn)定輸出信號(hào)、原動(dòng)機(jī)輸出(機(jī)械)轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)動(dòng)作的問(wèn)題，為了除去這些噪聲，設(shè)置輸出限制、不靈敏區(qū)、除去頻帶的濾波器(例如專利文獻(xiàn)1)。
另外，也有的裝置將發(fā)電機(jī)輸出指令信號(hào)與發(fā)電機(jī)輸出信號(hào)的偏差取入到等待時(shí)間運(yùn)算器，判斷振蕩狀態(tài)，將偏差信號(hào)與等待時(shí)間運(yùn)算器的輸出進(jìn)行相加，使控制信號(hào)為0(例如專利文獻(xiàn)2)。
特開2002-233195號(hào)公報(bào)(段落0017至0025、圖1)[專利文獻(xiàn)2]特開平8-266095號(hào)公報(bào)(段落0021至0028、圖1)以往的原動(dòng)機(jī)控制裝置如以上那樣構(gòu)成，雖能夠除去轉(zhuǎn)速檢測(cè)信號(hào)中包含的噪聲及防止過(guò)大變動(dòng)，但是由于對(duì)于噪聲以外的在發(fā)電機(jī)與電力系統(tǒng)之間產(chǎn)生的電功率變動(dòng)分量仍照樣相應(yīng)動(dòng)作，控制原動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩增加或減少，因此取決于原動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩變動(dòng)的時(shí)刻，有的情況下反過(guò)來(lái)擴(kuò)大其變動(dòng)。另外，在設(shè)置等待時(shí)間運(yùn)算器的方式中，實(shí)際振蕩時(shí)由于振蕩衰減或增大，因此在來(lái)自等待時(shí)間運(yùn)算器的過(guò)去的偏差及該時(shí)刻的偏差中產(chǎn)生差值，所以存在的問(wèn)題是，控制信號(hào)不為0，因該差值而不可避免產(chǎn)生發(fā)電機(jī)輸出的振蕩。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明正是為了解決上述那樣的問(wèn)題而提出的，其目的在于提供一種能夠防止反饋信號(hào)中包含的噪聲以外的、在發(fā)電機(jī)與電力系統(tǒng)之間產(chǎn)生的電功率變動(dòng)擴(kuò)大、不對(duì)電力系統(tǒng)產(chǎn)生干擾的、并持續(xù)穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)的原動(dòng)機(jī)的控制裝置。
本發(fā)明的原動(dòng)機(jī)輸出的控制裝置，具有偏差檢測(cè)單元，該偏差檢測(cè)單元將表示成為被原動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的發(fā)電機(jī)的輸出電功率目標(biāo)的指令值的輸出電功率指令值信號(hào)、以及表示輸出電功率的當(dāng)前值的輸入電功率信號(hào)作為輸入，輸出表示指令值與當(dāng)前值的偏差的偏差信號(hào)；控制單元，該控制單元將該偏差信號(hào)作為輸入，輸出控制原動(dòng)機(jī)輸出的控制輸出信號(hào)；以及濾波器單元，該濾波器單元在所述控制單元輸出所述控制輸出信號(hào)時(shí)，從輸出電功率信號(hào)、偏差信號(hào)或控制輸出信號(hào)的某一個(gè)信號(hào)中，將由于原動(dòng)機(jī)的輸出與輸出電功率不一致而產(chǎn)生的輸出電功率周期變動(dòng)所引起的規(guī)定頻率分量進(jìn)行衰減或除去。
由于與其不需要利用原動(dòng)機(jī)進(jìn)行的控制，倒不如通過(guò)不需要進(jìn)行控制，而由于利用濾波器單元將妨礙穩(wěn)定性的發(fā)電機(jī)的輸出電功率變動(dòng)分量進(jìn)行衰減或除去，因此原動(dòng)機(jī)輸出不需要對(duì)于發(fā)電機(jī)的輸出電功率變動(dòng)相應(yīng)動(dòng)作，能夠防止擴(kuò)大輸出電功率的變動(dòng)。


圖1所示為本發(fā)明實(shí)施形態(tài)1的發(fā)電裝置的原動(dòng)機(jī)控制裝置的控制方式的方框圖。
圖2所示為單機(jī)無(wú)窮大系統(tǒng)的模型圖。
圖3所示為發(fā)電機(jī)與電力系統(tǒng)之間電功率變動(dòng)的動(dòng)作圖。
圖4所示為本發(fā)明實(shí)施形態(tài)2的原動(dòng)機(jī)控制裝置的控制方式方框圖。
圖5所示為本發(fā)明實(shí)施形態(tài)3的原動(dòng)機(jī)控制裝置的控制方式方框圖。
圖6所示為本發(fā)明實(shí)施形態(tài)4的原動(dòng)機(jī)控制裝置的控制方式方框圖。
圖7所示為本發(fā)明實(shí)施形態(tài)5的原動(dòng)機(jī)控制裝置的控制方式方框圖。
圖8所示為本發(fā)明實(shí)施形態(tài)5的原動(dòng)機(jī)控制裝置的控制方式方框圖。
圖9所示為本發(fā)明實(shí)施形態(tài)5的原動(dòng)機(jī)控制裝置的控制方式方框圖。
圖10所示為本發(fā)明實(shí)施形態(tài)5的原動(dòng)機(jī)控制裝置的控制方式方框圖。
圖11所示為本發(fā)明實(shí)施形態(tài)6的原動(dòng)機(jī)控制裝置的控制方式方框圖。
圖12所示為單機(jī)無(wú)窮大系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速與頻率的關(guān)系。
圖13所示為本發(fā)明實(shí)施形態(tài)7的原動(dòng)機(jī)控制裝置的控制方式方框圖。
圖14所示為本發(fā)明實(shí)施形態(tài)8的原動(dòng)機(jī)控制裝置的控制方式方框圖。
圖15所示為本發(fā)明實(shí)施形態(tài)9的反饋信號(hào)運(yùn)算方式舉例的方框圖。
1a、1b、1c偏差檢測(cè)單元
2a、2b濾波器單元3控制單元即PI電路6a、6b相位調(diào)整單元7a、7b變化檢測(cè)單元8a、8b相位調(diào)整單元9a、9b加法單元10b、10c、10d控制單元即調(diào)定度11切換單元13變換單元即靈敏度調(diào)整率14微分單元15加法單元具體實(shí)施方式
實(shí)施形態(tài)1圖1所示為本發(fā)明實(shí)施形態(tài)1的發(fā)電裝置的原動(dòng)機(jī)控制裝置的控制方式方框圖。在圖1中，從需求計(jì)劃等供給該發(fā)電設(shè)備的、成為輸出電功率目標(biāo)的指令值即電功率指令值向偏差檢測(cè)單元1a輸入，另外作為反饋信號(hào)使用的、表示發(fā)電機(jī)(未圖示)的輸出電功率當(dāng)前值的輸出電力信號(hào)通過(guò)濾波器單元2a，同樣向偏差檢測(cè)單元1a輸入。在偏差檢測(cè)單元1a中，求出電功率指令值與濾波后的輸出電功率信號(hào)的偏差，將偏差信號(hào)進(jìn)行輸出。根據(jù)該偏差檢測(cè)單元1a輸出的偏差信號(hào)，從調(diào)整控制系統(tǒng)的響應(yīng)性及穩(wěn)定性的控制單元一個(gè)例子、即進(jìn)行比例+積分控制的PI電路3，輸出調(diào)整原動(dòng)機(jī)輸出用的控制輸出信號(hào)。若是水輪機(jī)，則該控制輸出信號(hào)供給導(dǎo)葉開度控制系統(tǒng)，若是汽輪機(jī)，則該控制輸出信號(hào)供給鍋爐控制系統(tǒng)或蒸氣調(diào)節(jié)閥的開度控制系統(tǒng)，若是燃?xì)廨啓C(jī)，則該控制輸出信號(hào)供給燃燒控制系統(tǒng)等的原動(dòng)機(jī)輸出調(diào)整部。
濾波器單元2a利用將不要響應(yīng)的變動(dòng)分量進(jìn)行衰減或除去的、利用一定時(shí)間的平均值運(yùn)算的濾波器、低頻帶通過(guò)(高頻帶衰減或除去)的低通濾波器、以及將特定頻率分量進(jìn)行衰減或除去的陷波濾波器等構(gòu)成。
下面，說(shuō)明動(dòng)作情況。
發(fā)電機(jī)與電力系統(tǒng)連接時(shí)的輸出電功率Pe在簡(jiǎn)化的圖2的單機(jī)無(wú)窮大系統(tǒng)中用式1表示。
Pe=Efd·VbXsinδ]]>式1另外，在圖2中，Efd為反向電壓，Vb為無(wú)窮大母線4的電壓，X為從發(fā)電機(jī)5到無(wú)窮大母線4的電抗，δ為發(fā)電機(jī)5的相位角。
圖3所示為發(fā)電機(jī)與電力系統(tǒng)之間的電功率變動(dòng)的動(dòng)作圖，設(shè)橫軸為相位角δ，縱軸為輸出電功率Pe，在表示式1的輸出電功率Pe的特性的特性圖中，添加表示驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)的原動(dòng)機(jī)的輸出變化時(shí)的動(dòng)作圖。
在特性圖中，有單回路開路等而輸電線的電抗X增加時(shí)的、增加前及增加后的P-δ曲線，在特性圖的右側(cè)表示隨其變化而原動(dòng)機(jī)輸出變化時(shí)的輸出電功率Pe隨時(shí)間的變動(dòng)，在特性圖的下側(cè)表示相位角δ隨時(shí)間的變動(dòng)。
在穩(wěn)定狀態(tài)下，在原動(dòng)機(jī)的輸出Pm0與發(fā)電機(jī)的輸出功率Pe的特性的交點(diǎn)a、即以相位角δ0運(yùn)轉(zhuǎn)。
在有單回路開路而輸電線的電抗X增加時(shí)，發(fā)電機(jī)的輸出電功率Pe變化，發(fā)生下述的變動(dòng)。
(1)工作點(diǎn)從a點(diǎn)向b點(diǎn)變化。在這種情況下，輸出電功率Pe變化，但相位角δ不變化。
(2)由于輸出電功率Pe小于原動(dòng)機(jī)的輸出Pm0，因此發(fā)電機(jī)加速。然后，超過(guò)輸出電功率Pe與原動(dòng)機(jī)的輸出Pm0一致的點(diǎn)即c點(diǎn)并加速。若能夠忽略發(fā)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)損耗及電阻損耗等、損耗為0，則加速直到成為Δabc的面積＝Δcde的面積的d點(diǎn)。
(3)一到達(dá)d點(diǎn)，則接下來(lái)輸出電功率Pe大于原動(dòng)機(jī)的輸出Pm0，發(fā)電機(jī)減速。若損耗為0，則減速直到b點(diǎn)。
(4)若損耗為0，則該b-d間的輸出電功率Pe繼續(xù)變動(dòng)，但實(shí)際上由于存在各種損耗，向著抑制輸出電功率Pe變動(dòng)的方向起作用，因此最終收斂于c點(diǎn)(Pe＝Pm0、δ＝δs)。另外，該輸出電功率Pe的變動(dòng)周期取決于由電力系統(tǒng)與發(fā)電機(jī)的特性所決定的同步功率及旋轉(zhuǎn)體的慣性常數(shù)。
另外，為了消除電功率指令值與輸出電功率Pe的偏差而進(jìn)行控制的原動(dòng)機(jī)控制裝置，由于向著抑制該輸出電功率Pe變動(dòng)的方向動(dòng)作，因此原動(dòng)機(jī)的輸出發(fā)生變化。
該變化雖取決于原動(dòng)機(jī)的特性，但在(1)中當(dāng)工作點(diǎn)向b點(diǎn)變化時(shí)，一旦原動(dòng)機(jī)的輸出增加，則Δabc的面積、即加速能量增大，進(jìn)行加速直到輸出電功率Pe大于原動(dòng)機(jī)的輸出不變化時(shí)的變化點(diǎn)d點(diǎn)。
接著，在(3)中當(dāng)工作點(diǎn)向d點(diǎn)變化時(shí)，一旦原動(dòng)機(jī)的輸出減少，則Δcde的面積、即減速能量增大，進(jìn)行減速直到輸出電功率Pe小于原動(dòng)機(jī)的輸出不變化時(shí)的變化點(diǎn)b點(diǎn)。重復(fù)這些動(dòng)作，從而振動(dòng)擴(kuò)大。
在本實(shí)施形態(tài)1中，由于以上說(shuō)明的那樣，與其不需要利用原動(dòng)機(jī)進(jìn)行的控制，例不如通過(guò)不需要進(jìn)行控制，對(duì)于妨礙穩(wěn)定性的發(fā)電機(jī)的輸出電功率變動(dòng)分量，使發(fā)電機(jī)的輸出電功率信號(hào)通過(guò)濾波器單元2a，將該變動(dòng)分量進(jìn)行衰減或除去之后，用偏差檢測(cè)單元1a求出與電功率指令值的偏差，因此基于該偏差檢測(cè)單元1a輸出的偏差信號(hào)的控制輸出信號(hào)成為衰減或除去了不需要的變動(dòng)分量的信號(hào)。通過(guò)這樣，原動(dòng)機(jī)的輸出不需要與發(fā)電機(jī)的輸出電功率變動(dòng)相應(yīng)動(dòng)作，能夠防止擴(kuò)大功率變動(dòng)。
另外，關(guān)于用濾波器單元2a除去的分量的調(diào)整，除了基于該變動(dòng)分量的周期如前所述是根據(jù)同步功率及旋轉(zhuǎn)體的慣性常數(shù)來(lái)決定的而進(jìn)行以外，還可以考慮用實(shí)際設(shè)備使條件變化來(lái)進(jìn)行調(diào)整等方法。
以上是對(duì)于單機(jī)無(wú)窮大系統(tǒng)的模型中的本機(jī)模式分量進(jìn)行了說(shuō)明，但是由于電力系統(tǒng)的構(gòu)成、運(yùn)用及發(fā)電機(jī)常數(shù)而能發(fā)生的變動(dòng)分量，即與其不需要利用原動(dòng)機(jī)進(jìn)行的控制，倒不如通過(guò)不需要進(jìn)行控制而在妨礙穩(wěn)定性的分量，其它還有在多機(jī)系統(tǒng)中產(chǎn)生的發(fā)電機(jī)間及系統(tǒng)間模式等的分量，關(guān)于這些分量同樣也能夠用濾波器單元2a衰減或除去。
另外，圖1中所示的例子是將濾波器單元2a的插入部位置于偏差檢測(cè)單元1a之前。若這樣構(gòu)成，則有下述優(yōu)點(diǎn)(1)避免偏差檢測(cè)單元1a以后的不需要的相應(yīng)動(dòng)作；(2)防止因限幅器或飽和而產(chǎn)生的誤差及非線性化；(3)在控制模式切換時(shí)容易進(jìn)行偏差信號(hào)的切換，但將濾波器單元2a置于偏差檢測(cè)單元1a以后(包含原動(dòng)機(jī)部分)的任何部位，也同樣能夠得到變動(dòng)抑制的效果。
實(shí)施形態(tài)2在實(shí)施形態(tài)1中，敘述了通過(guò)衰減或除去不需要相應(yīng)動(dòng)作的變動(dòng)分量、來(lái)防止電功率變動(dòng)擴(kuò)大的方式，而在本實(shí)施形態(tài)2中，所示為積極抑制該變動(dòng)的控制方式。
圖4所示為本發(fā)明實(shí)施形態(tài)2的原動(dòng)機(jī)控制裝置的控制方式方框圖。在圖4中，在PI電路3之前放置由滯后超前電路(H T1·s)、(1+T2·s)等構(gòu)成的相位調(diào)整單元6a，以代替圖1的濾波器單元2a。該相位調(diào)整與實(shí)施形態(tài)1相同，最終為利用實(shí)際設(shè)備進(jìn)行調(diào)整。
用該相位調(diào)整單元6a，使得原動(dòng)機(jī)的輸出相對(duì)于發(fā)電機(jī)的輸出電功率Pe的變動(dòng)而出現(xiàn)的增減在下述時(shí)刻產(chǎn)生那樣的變化，從而通過(guò)重復(fù)以下的動(dòng)作，能夠使振動(dòng)收斂。
(1)向b點(diǎn)變化時(shí)，使原動(dòng)機(jī)的輸出降低。Δabc的面積、即加速能量減小，只進(jìn)行加速直到輸出電功率Pe低于原動(dòng)機(jī)的輸出不變化時(shí)的變化點(diǎn)d點(diǎn)的點(diǎn)。
(2)接著使d點(diǎn)的原動(dòng)機(jī)的輸出增加。Δcde的面積、即減速能量減小，但不會(huì)減速到輸出電功率Pe低于原動(dòng)機(jī)的輸出不變化時(shí)的變化點(diǎn)b點(diǎn)。
另外，圖4中所示的例子是在偏差檢測(cè)單元1a與PI電路3之間插入相位調(diào)整單元6a，但也可以與實(shí)施形態(tài)1同樣設(shè)置偏差檢測(cè)單元1a，使輸出電功率信號(hào)作為輸入，或者設(shè)置在PI電路3以后，也發(fā)揮同樣的效果。
另外，在包含控制輸出信號(hào)的輸出對(duì)象即伺服系統(tǒng)或燃燒控制等的輸出調(diào)整部的原動(dòng)機(jī)特性隨運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)而變化時(shí)，通過(guò)設(shè)置多個(gè)上述相位調(diào)整單元6a，附加根據(jù)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)進(jìn)行切換或根據(jù)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)改變相位調(diào)整單元6a的常數(shù)的單元，也能夠應(yīng)對(duì)。
實(shí)施形態(tài)3在實(shí)施形態(tài)2中，所示為為了調(diào)整增減原動(dòng)機(jī)的輸出的時(shí)刻、而對(duì)控制單元串聯(lián)插入相位調(diào)整單元6a的方式，但在本實(shí)施形態(tài)3中所示的方式是，新附加僅與發(fā)電機(jī)的輸出電功率的變動(dòng)部分相應(yīng)動(dòng)作的電路，通過(guò)積極增減原動(dòng)機(jī)的輸出，從而抑制發(fā)電機(jī)的輸出電功率的變動(dòng)。
圖5所示為本發(fā)明實(shí)施形態(tài)3的原動(dòng)機(jī)控制裝置的控制方式方框圖。圖5的構(gòu)成是對(duì)圖1的構(gòu)成追加檢測(cè)輸出電功率信號(hào)的變化分量的變化檢測(cè)單元7a及相位調(diào)整單元8a，再追加將PI電路3的輸出相相位調(diào)整單元8a的輸出進(jìn)行相加后生成控制輸出信號(hào)的加法單元9a。
變化檢測(cè)單元7a由僅取出變動(dòng)分量的微分電路、以及僅使規(guī)定的變動(dòng)周期的分量通過(guò)的帶通濾波器電路等構(gòu)成，相位調(diào)整單元8a與相位調(diào)整單元8a相同，由滯后超前電路(1+T1·s)、(1+T2·s)等構(gòu)成。相位的調(diào)整與實(shí)施形態(tài)2同樣進(jìn)行。
在圖5的構(gòu)成中，由于在發(fā)電機(jī)的輸出電功率變動(dòng)時(shí)，用變化檢測(cè)單元7a僅取出該變動(dòng)分量的信號(hào)，通過(guò)相位調(diào)整單元8a調(diào)整相位，使得成為實(shí)施形態(tài)2所述的抑制變動(dòng)的原動(dòng)機(jī)的輸出的增減時(shí)刻，再通過(guò)加法單元9a，作為控制輸出信號(hào)，進(jìn)行原動(dòng)機(jī)的輸出的增減，因此與實(shí)施形態(tài)2相同，能夠抑制發(fā)電機(jī)的輸出電功率的變動(dòng)。
另外，在本實(shí)施形態(tài)3中，由于采用新附加僅與輸出電功率信號(hào)的變動(dòng)分量相應(yīng)動(dòng)作的電路的構(gòu)成，采用能夠分別調(diào)整通常的電功率控制及變動(dòng)控制的方式，因此作為各自的功能能夠調(diào)整到最佳狀態(tài)。
另外，圖5中所示的構(gòu)成為設(shè)置將對(duì)于電功率指令值的電功率控制和變動(dòng)分量抑制控制分離用的濾波器單元2a，但即使不設(shè)置濾波器單元2a，而附加變化檢測(cè)單元7a及相位調(diào)整單元8a，利用相位調(diào)整單元8a的調(diào)整，也能夠得到同樣的效果。
同樣，即使如實(shí)施形態(tài)2那樣對(duì)于電功率指令值的電功率控制中設(shè)置相位調(diào)整單元6a的方式附加變化檢測(cè)單元7a及相位調(diào)整單元8a，利用相位調(diào)整單元6a及8a的調(diào)整，也能夠得到同樣的效果。
另外，當(dāng)然即使將相位調(diào)整單元8a的輸出直接供給控制輸出信號(hào)的輸出對(duì)象即伺服系統(tǒng)或燃燒控制等的原動(dòng)機(jī)輸出調(diào)整部，也能夠得到同樣的效果。
實(shí)施形態(tài)4若設(shè)原動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩為Tm，發(fā)電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩為Te、旋轉(zhuǎn)體的慣性常數(shù)為M，轉(zhuǎn)速偏差為Δω，則這些滿足式2所示的關(guān)系。另外，s為拉普拉斯算子。
Δω=(Tm-Te)·1M·s]]>式2在實(shí)施形態(tài)3中，所示為將原動(dòng)機(jī)的輸出控制所用的發(fā)電機(jī)的輸出電功率信號(hào)、通過(guò)變化檢測(cè)單元7a及相位調(diào)整單元8a并利用加法單元9a進(jìn)行相加的方式，但即使轉(zhuǎn)速ω與發(fā)電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩及原動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩之間存在式2的關(guān)系，如圖6所示將轉(zhuǎn)速ω通過(guò)變化檢測(cè)單元7b及相位調(diào)整單元8b進(jìn)行相加，也能夠得到同樣的效果。
實(shí)施形態(tài)5在實(shí)施形態(tài)1至3中，是關(guān)于將電功率指令值作為目標(biāo)來(lái)控制發(fā)電機(jī)的輸出電功率的電功率控制，但也可以在原動(dòng)機(jī)的控制中設(shè)置根據(jù)轉(zhuǎn)速的變化來(lái)增減原動(dòng)機(jī)輸出的轉(zhuǎn)速控制功能。本實(shí)施形態(tài)5是關(guān)于該轉(zhuǎn)速控制的。
圖7至圖9分別所示為實(shí)施形態(tài)5的構(gòu)成例子，是對(duì)于圖1、4及5的構(gòu)成，分別將電功率指令值置換為轉(zhuǎn)速指令值(通常為額定轉(zhuǎn)速)，將反饋信號(hào)即發(fā)電機(jī)的輸出電功率置換為轉(zhuǎn)速信號(hào)，然后將控制單元即PI電路3置換為設(shè)定率10b。另外，轉(zhuǎn)速信號(hào)是通過(guò)原動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸上安裝的齒輪等檢測(cè)的，調(diào)定率10b是原動(dòng)機(jī)的輸出變化相對(duì)于轉(zhuǎn)速變化的大小比例。
根據(jù)原動(dòng)機(jī)的輸出與發(fā)電機(jī)的輸出電功率之差進(jìn)行加速或減速，從而原動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速變化。因而，一旦發(fā)生發(fā)電機(jī)的輸出電功率的變動(dòng)，則轉(zhuǎn)速信號(hào)變動(dòng)，與調(diào)定率10c相對(duì)應(yīng)則控制輸出信號(hào)變化，使原動(dòng)機(jī)的輸出變化。關(guān)于轉(zhuǎn)速控制也同樣，根據(jù)該原動(dòng)機(jī)的輸出變動(dòng)的時(shí)刻，由于與實(shí)施形態(tài)1中所述的同樣的作用，引起發(fā)電機(jī)的輸出電功率的變動(dòng)擴(kuò)大。
因此，通過(guò)圖7至圖9那樣構(gòu)成，利用與實(shí)施形態(tài)1至3同樣的作用，在轉(zhuǎn)速控制中也能夠發(fā)揮與電功率控制同樣的效果。
另外，在圖9的構(gòu)成中，所示為將轉(zhuǎn)速控制中所用的轉(zhuǎn)速信號(hào)通過(guò)變化檢測(cè)單元7b及相位調(diào)整單元8b在加法單元9b中進(jìn)行相加的方式，但由于轉(zhuǎn)速與發(fā)電機(jī)的輸出電功率之間存在式2的關(guān)系，因此即使如圖10所示，將發(fā)電機(jī)的輸出電功率通過(guò)變化檢測(cè)單元7a及相位調(diào)整單元8a進(jìn)行相加而構(gòu)成，也能夠得到同樣的效果。
實(shí)施形態(tài)6圖11所示為實(shí)施形態(tài)6的構(gòu)成例。在圖11中，在偏差檢測(cè)單元1c中，求出基準(zhǔn)頻率(為50Hz或60Hz)與作為反饋信號(hào)的發(fā)電機(jī)端子或系統(tǒng)側(cè)的頻率信號(hào)的偏差，根據(jù)設(shè)定率10c變換為原動(dòng)機(jī)的輸出的控制量，將控制輸出信號(hào)進(jìn)行輸出。通過(guò)將該控制輸出信號(hào)供給原動(dòng)機(jī)輸出調(diào)整部，來(lái)抑制發(fā)電機(jī)端子或系統(tǒng)側(cè)的頻率變動(dòng)。
通常，為了并聯(lián)前的原動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速控制，要設(shè)置高精度檢測(cè)轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速檢測(cè)器，因此作為轉(zhuǎn)速控制的反饋信號(hào)，可使用原動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。該轉(zhuǎn)速(角度ω＝2πf，f為頻率)與相位角δ的關(guān)系為ω＝dδ/dt，在用圖2所示的單機(jī)無(wú)窮大系統(tǒng)來(lái)考慮時(shí)，無(wú)窮大點(diǎn)的相位角δ的變化為0，即頻率f的變化也為0。若將此用圖表示，則如圖12所示，越接近無(wú)窮大點(diǎn)，頻率f的變化越小。一般，由于發(fā)電機(jī)的內(nèi)部電抗大，因此發(fā)電機(jī)端子接近無(wú)窮大點(diǎn)，頻率變化減小。另外，在從大的電力系統(tǒng)分離的單獨(dú)系統(tǒng)等的情況下，系統(tǒng)的頻率根據(jù)單獨(dú)系統(tǒng)內(nèi)的供求狀態(tài)來(lái)決定，這與原動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速近似等效。
與電力系統(tǒng)連接時(shí)的轉(zhuǎn)速控制的目的在于，在頻率根據(jù)整個(gè)電力系統(tǒng)的供求狀態(tài)的變化而變化時(shí)，為了使它恢復(fù)原始狀態(tài)，要根據(jù)調(diào)定率來(lái)增減原動(dòng)機(jī)的輸出。因而，在與電力系統(tǒng)連接時(shí)采用轉(zhuǎn)速信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)速控制，會(huì)形成過(guò)大的控制，使電功率變動(dòng)擴(kuò)大。
如本實(shí)施形態(tài)6那樣，通過(guò)采用發(fā)電機(jī)端子或系統(tǒng)側(cè)的頻率作為反饋信號(hào)，能夠抑制過(guò)度的原動(dòng)機(jī)的輸出變化，防止發(fā)電機(jī)的輸出電功率的變動(dòng)擴(kuò)大。當(dāng)然，在從電力系統(tǒng)分離的狀態(tài)下，如前所述，頻率變動(dòng)與轉(zhuǎn)速變動(dòng)是等效的，能夠維持與以往相同的控制。
另外，圖11的構(gòu)成是從對(duì)于圖7的構(gòu)成將轉(zhuǎn)速指令值置換為基準(zhǔn)頻率、將轉(zhuǎn)速信號(hào)置換為頻率信號(hào)的構(gòu)成中除去濾波器單元2b的構(gòu)成，但即使對(duì)于該構(gòu)成，如圖7至圖10所示，追加濾波器單元2b及相位調(diào)整單元8b等，也能夠得到與實(shí)施形態(tài)5同樣的效果。
實(shí)施形態(tài)7在實(shí)施形態(tài)6中，所示為使用頻率信號(hào)作為轉(zhuǎn)速控制的信號(hào)的方式，但在沒(méi)有與系統(tǒng)并聯(lián)的空載時(shí)或單獨(dú)系統(tǒng)時(shí)，與使用轉(zhuǎn)速信號(hào)的方式相比，控制的精度及靈敏度降低。本實(shí)施形態(tài)7正是解決這一問(wèn)題。
圖12所示為實(shí)施形態(tài)6的構(gòu)成例。在圖12中，切換單元11根據(jù)單獨(dú)系統(tǒng)/空載信號(hào)的輸入，進(jìn)行使用頻率信號(hào)與轉(zhuǎn)速信號(hào)的哪一個(gè)信號(hào)的切換。單獨(dú)系統(tǒng)/空載信號(hào)是在系統(tǒng)并聯(lián)用斷路器的動(dòng)作狀態(tài)及來(lái)自變電所的單獨(dú)系統(tǒng)狀態(tài)時(shí)傳送的狀態(tài)信號(hào)，是在單獨(dú)系統(tǒng)或空載狀態(tài)時(shí)為“1”、除此以外的通常運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下為“0”的信號(hào)，切換單元11在該單獨(dú)系統(tǒng)/空載信號(hào)為“0”時(shí)使C＝A、為“1”時(shí)使C＝B那樣來(lái)切換對(duì)調(diào)定率10d的輸入。
通過(guò)這樣構(gòu)成，由于在發(fā)電機(jī)與電力系統(tǒng)連接的通常的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)時(shí)，選擇基準(zhǔn)頻率與頻率信號(hào)的偏差信號(hào)A，用調(diào)定率10d變換為原動(dòng)機(jī)的輸出的控制信號(hào)，作為控制信號(hào)進(jìn)行輸出，另外在單獨(dú)系統(tǒng)或空載狀態(tài)時(shí)，選擇轉(zhuǎn)速指令值與轉(zhuǎn)速信號(hào)的偏差信號(hào)B，用調(diào)定率10d變換為原動(dòng)機(jī)的輸出的控制信號(hào)，作為控制輸出信號(hào)進(jìn)行輸出，因此無(wú)論在什么情況下，都能夠高精度、高靈敏度地抑制轉(zhuǎn)速變動(dòng)。
另外，在圖12中所示為將切換單元11置于調(diào)定度10d之前的例子，但即使采用對(duì)頻率及轉(zhuǎn)速分別設(shè)置調(diào)定率10d、然后進(jìn)行切換的構(gòu)成，采用與信號(hào)切換同時(shí)切換調(diào)定率的設(shè)定值等的方式，也能夠得到同樣的效果。另外，也可以又將頻率與基準(zhǔn)值比較，又將轉(zhuǎn)速與基準(zhǔn)值比較，從而不一個(gè)個(gè)設(shè)置偏差檢測(cè)單元，而在其前級(jí)來(lái)切換頻率及轉(zhuǎn)速。
另外，在圖12中，所示為采用系統(tǒng)并聯(lián)用斷路器的動(dòng)作狀態(tài)等的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)信號(hào)作為控制信號(hào)切換用的信號(hào)的構(gòu)成，但如前所述，由于與電力系統(tǒng)連接時(shí)轉(zhuǎn)速與發(fā)電機(jī)端子或系統(tǒng)的頻率的變化有較大的差值，而在空載或單獨(dú)系統(tǒng)時(shí)該差值變小，因此也可以利用該特性，設(shè)置在轉(zhuǎn)速與頻率之差變小時(shí)判定為空載或單獨(dú)系統(tǒng)狀態(tài)的電路，用該信號(hào)進(jìn)行切換。
另外，在圖12中說(shuō)明的是無(wú)濾波器等的構(gòu)成，但可以對(duì)實(shí)施形態(tài)5的圖7至圖10的構(gòu)成采用該切換單元11，在采用濾波器、相位調(diào)整單元或變化檢測(cè)單元及相位調(diào)整單元的構(gòu)成中，也可以不是僅根據(jù)轉(zhuǎn)速進(jìn)行控制，而且根據(jù)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)來(lái)切換使用轉(zhuǎn)速信號(hào)及頻率信號(hào)，這樣進(jìn)行控制。
實(shí)施形態(tài)8在實(shí)施形態(tài)7中，所述為根據(jù)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)來(lái)切換頻率信號(hào)及轉(zhuǎn)速信號(hào)的方式，但若是該方式，則必須設(shè)置轉(zhuǎn)速檢測(cè)部及頻率檢測(cè)部的兩種檢測(cè)部。
但是，如圖13所示，轉(zhuǎn)速變動(dòng)與任意地點(diǎn)的頻率變動(dòng)的關(guān)系是由到該地點(diǎn)的電抗X的比例決定的，在發(fā)電機(jī)端子的情況下，通過(guò)使轉(zhuǎn)速變動(dòng)達(dá)到Xe/(Xd+Xe)倍(稱為靈敏度調(diào)整率)，就能夠變換為與發(fā)電機(jī)端子12的頻率信號(hào)等效和大小。
本實(shí)施形態(tài)8是根據(jù)上述的原理，用單一檢測(cè)器能夠發(fā)揮與實(shí)施形態(tài)7相同的效果，圖14所示為它的構(gòu)成例。在圖14中，利用變換單元即靈敏度調(diào)整率13，將轉(zhuǎn)速信號(hào)變換為想要抑制變動(dòng)的地點(diǎn)的頻率變動(dòng)靈敏度。
通過(guò)這樣構(gòu)成，在僅有轉(zhuǎn)速信號(hào)的單一輸入信號(hào)的裝置中，也與實(shí)施形態(tài)7相同，在單獨(dú)系統(tǒng)/空載信號(hào)為“0”時(shí)使C＝A、為“1”使C＝B那樣，用切換單元11選擇對(duì)調(diào)定率10d的輸入，從而能夠根據(jù)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)來(lái)實(shí)現(xiàn)控制。
另外，若備有以往的設(shè)定率、以及根據(jù)靈敏度調(diào)整率來(lái)修正的設(shè)定率，從而切換調(diào)定率10d，也能夠得到同樣的效果。
另外，在本實(shí)施形態(tài)8中，通過(guò)采用切換單元11，根據(jù)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)來(lái)切換轉(zhuǎn)速信號(hào)與將它變換為頻率的變動(dòng)靈敏度的信號(hào)，可將這樣的構(gòu)成用于實(shí)施形態(tài)5的圖7及圖10的構(gòu)成，這種情況與實(shí)施形態(tài)7相同。
實(shí)施形態(tài)9在實(shí)施形態(tài)1至4中所示為，對(duì)于進(jìn)行控制使得發(fā)電機(jī)的輸出電功率與電功率指令值相等的原動(dòng)機(jī)控制裝置，在與發(fā)電機(jī)的輸出電功率的變動(dòng)相應(yīng)動(dòng)作而進(jìn)行控制的情況下，根據(jù)原動(dòng)機(jī)的輸出時(shí)刻，有可能擴(kuò)大發(fā)電機(jī)的輸出電功率的變動(dòng)，另外所示為它的抑制方式。
如圖2所示，在穩(wěn)定狀態(tài)下，原動(dòng)機(jī)的輸出與發(fā)電機(jī)的輸出電功率相等，而在變動(dòng)時(shí)不相等。即，由于將與原動(dòng)機(jī)的輸出不同的發(fā)電機(jī)的輸出電功率功率作為反饋信號(hào)進(jìn)行控制，因此對(duì)于作為原來(lái)的原動(dòng)機(jī)的輸出控制不需要相應(yīng)動(dòng)作的變動(dòng)進(jìn)行響應(yīng)，使原動(dòng)機(jī)的輸出變化，從而有可能擴(kuò)大發(fā)電機(jī)的輸出電功率的變動(dòng)。
本實(shí)施形態(tài)9涉及通過(guò)運(yùn)算求出與原動(dòng)機(jī)的輸出接近的信號(hào)，采用該信號(hào)作為反饋信號(hào)，從而防止原動(dòng)機(jī)控制裝置不需要的相應(yīng)動(dòng)作，通過(guò)這樣來(lái)避免發(fā)電機(jī)的輸出電功率的變動(dòng)擴(kuò)大的方式。
圖15所示為反饋信號(hào)的運(yùn)算方式舉例。在圖15中，將表示發(fā)電機(jī)的額定轉(zhuǎn)速與實(shí)際轉(zhuǎn)速的偏差的轉(zhuǎn)速偏差信號(hào)向微分單元14輸入，在加法單元15中將發(fā)電機(jī)的輸出電功率信號(hào)與微分單元14的輸出進(jìn)行相加，輸出適用于原動(dòng)機(jī)的輸出控制的原動(dòng)機(jī)輸出相當(dāng)信號(hào)。
若設(shè)轉(zhuǎn)速的變動(dòng)微小、并在額定轉(zhuǎn)速附近運(yùn)轉(zhuǎn)，則式2中原動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩Tm≈原動(dòng)機(jī)的輸出Pm，發(fā)電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩Te≈發(fā)電機(jī)的輸出電功率Pe，原動(dòng)機(jī)的輸出用式3表示。
Pm＝Pe+Δω·M·s 式3圖15用方框圖表示上式。即，由于發(fā)電機(jī)的輸出功率Pe變動(dòng)時(shí)，根據(jù)與原動(dòng)機(jī)的輸出Pm的偏差，發(fā)電機(jī)加速或減速，轉(zhuǎn)速變化，因此通過(guò)將該變動(dòng)分量與發(fā)電機(jī)的輸出電功率Pe進(jìn)行相加，利用運(yùn)算求出原動(dòng)機(jī)的輸出Pm，作為原動(dòng)機(jī)輸出相當(dāng)信號(hào)。因而，在僅僅發(fā)電機(jī)的輸出電功率Pe變化時(shí)，由于原動(dòng)機(jī)輸出相當(dāng)信號(hào)不變動(dòng)，因此能夠防止不需要的原動(dòng)機(jī)控制裝置的相應(yīng)動(dòng)作。
另外，微分單元14可以是純微分函數(shù)，也可以是不完全微分函數(shù)，另外，數(shù)字控制裝置的情況下，即使是根據(jù)以前數(shù)值為計(jì)算變化的方式等，也能夠得到同樣的效果。
另外，在本實(shí)施形態(tài)9中，所示為能夠避免因僅僅發(fā)電機(jī)的輸出電功率的變動(dòng)而引起的不需要的原動(dòng)機(jī)的輸出變動(dòng)的方式，但有可能因原動(dòng)機(jī)的輸出本身的變動(dòng)或損耗的影響、或因發(fā)電機(jī)的輸出電功率的電功率檢測(cè)等的運(yùn)算誤差而產(chǎn)生變動(dòng)，并形成因該變動(dòng)進(jìn)行的控制擴(kuò)大發(fā)電機(jī)的輸出電功率的變動(dòng)那樣的時(shí)刻。因此，對(duì)于該實(shí)施形態(tài)9所示的方式，也更適用實(shí)施形態(tài)1至4的方式，并能夠得到防止發(fā)電機(jī)的輸出電功率的變動(dòng)擴(kuò)大的效果。
權(quán)利要求
1.一種原動(dòng)機(jī)輸出的控制裝置，其特征在于，具有將表示成為被原動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的發(fā)電機(jī)的輸出電功率的目標(biāo)的指令值的輸出電功率指令值信號(hào)、以及表示所述輸出電功率的當(dāng)前值的輸出電功率信號(hào)作為輸入，輸出表示所述指令值與所述當(dāng)前值的偏差的偏差信號(hào)的偏差檢測(cè)單元；將所述偏差信號(hào)作為輸入，輸出控制所述原動(dòng)機(jī)的輸出的控制輸出信號(hào)的控制單元；以及從所述輸出電功率信號(hào)、所述偏差信號(hào)或所述控制輸出信號(hào)的某一個(gè)信號(hào)中，將由于所述原動(dòng)機(jī)的輸出與所述輸出電功率不一致而產(chǎn)生的所述輸出電功率周期變動(dòng)所引起的規(guī)定頻率分量進(jìn)行衰減或除去的濾波器單元。
2.一種原動(dòng)機(jī)輸出的控制裝置，其特征在于，具有將表示成為被原動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的發(fā)電機(jī)的輸出電功率的目標(biāo)的指令值的輸出電功率指令值信號(hào)、以及表示所述輸出電功率的當(dāng)前值的輸出電功率信號(hào)作為輸入，輸出表示所述指令值與所述當(dāng)前值的偏差的偏差信號(hào)的偏差檢測(cè)單元；將所述偏差信號(hào)作為輸入，輸出控制所述原動(dòng)機(jī)的輸出的控制輸出信號(hào)的控制單元；以及使所述輸出電功率信號(hào)、所述偏差信號(hào)或所述控制輸出信號(hào)的某一個(gè)信號(hào)的相位越前或滯后的相位調(diào)整單元。
3.一種原動(dòng)機(jī)輸出的控制裝置，其特征在于，具有將表示成為被原動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的發(fā)電機(jī)的輸出電功率的目標(biāo)的指令值的輸出電功率指令值信號(hào)、以及表示所述輸出電功率的當(dāng)前值的輸出電功率信號(hào)作為輸入，輸出表示所述指令值與所述當(dāng)前值的偏差的偏差信號(hào)的偏差檢測(cè)單元；將所述偏差信號(hào)作為輸入，輸出控制所述原動(dòng)機(jī)的輸出的控制輸出信號(hào)的控制單元；將所述輸出電功率信號(hào)作為輸入，從該輸入信號(hào)中提取因所述原動(dòng)機(jī)的輸出與所述輸出電功率不一致而產(chǎn)生的所述輸出電功率的周期變動(dòng)所述引起的頻率分量并進(jìn)行輸出的變化檢測(cè)單元；將所述頻率分量作為輸入，輸出使該輸入信號(hào)的相位超前或滯后的校正信號(hào)的相位調(diào)整單元；以及將該校正信號(hào)與所述控制輸出信號(hào)進(jìn)行相加的加法單元。
4.一種原動(dòng)機(jī)輸出的控制裝置，其特征在于，具有將表示被原動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的發(fā)電機(jī)的輸出端或所述發(fā)電機(jī)所述接的電力系統(tǒng)的頻率當(dāng)前值的頻率信號(hào)作為輸入、輸出表示該輸入信號(hào)與從外部輸入或預(yù)先存儲(chǔ)的所述電力系統(tǒng)的基準(zhǔn)頻率的偏差的偏差信號(hào)的偏差檢測(cè)單元；以及將該偏差信號(hào)作為輸入、輸出控制所述原動(dòng)機(jī)輸出的控制輸出信號(hào)的控制單元。
5.如權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的原動(dòng)機(jī)輸出的控制裝置，其特征在于，使用表示原動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速當(dāng)前值的轉(zhuǎn)速信號(hào)以代替輸出電功率信號(hào)，使用成為所述轉(zhuǎn)速的目標(biāo)的轉(zhuǎn)速指令值信號(hào)以代替輸出電功率指令值信號(hào)，或者使用表示被原動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的發(fā)電機(jī)的輸出端或所述發(fā)電機(jī)所連接的電力系統(tǒng)的頻率當(dāng)前值的頻率信號(hào)以代替輸出電功率信號(hào)，使用從外部輸入或預(yù)先存儲(chǔ)的所述電力系統(tǒng)的基準(zhǔn)頻率以代替輸出電功率指令值信號(hào)的輸入。
6.如權(quán)利要求3所述的原動(dòng)機(jī)輸出的控制裝置，其特征在于，對(duì)于變化檢測(cè)單元的輸入，是采用表示原動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速當(dāng)前值的轉(zhuǎn)速信號(hào)、或表示被原動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的發(fā)電機(jī)的輸出端或所述發(fā)電機(jī)所連接的電力系統(tǒng)的頻率當(dāng)前值的頻率信號(hào)以代替輸出電功率信號(hào)。
7.如權(quán)利要求3所述的原動(dòng)機(jī)輸出的控制裝置，其特征在于，對(duì)于偏差檢測(cè)單元的輸入，是使用表示原動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速當(dāng)前值的轉(zhuǎn)速信號(hào)以代替輸出電功率信號(hào)，使用成為所述轉(zhuǎn)速的目標(biāo)的轉(zhuǎn)速指令值以代替輸出電功率指令值信號(hào)，或者使用表示被原動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的發(fā)電機(jī)的輸出端或所述發(fā)電機(jī)所連接的電力系統(tǒng)的頻率當(dāng)前值的頻率信號(hào)以代替輸出電功率信號(hào)，使用從外部輸入或預(yù)先存儲(chǔ)的所述電力系統(tǒng)的基準(zhǔn)頻率以代替輸出電功率指令值信號(hào)的輸入。
8.一種原動(dòng)機(jī)輸出的控制裝置，其特征在于，具有將表示被原動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的發(fā)電機(jī)有無(wú)電力系統(tǒng)連接的信號(hào)作為輸入，在判斷為有所述連接時(shí)，選擇表示所述發(fā)電機(jī)的輸出端或所述電力系統(tǒng)的頻率當(dāng)前值的頻率信號(hào)，在判斷為沒(méi)有所述連接時(shí)，選擇表示所述原動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速當(dāng)前值的轉(zhuǎn)速信號(hào)的第1切換單元；將所述第1切換單元的選擇信號(hào)作為輸入，輸出表示該輸入信號(hào)與所述轉(zhuǎn)速或所述頻率的基準(zhǔn)值的偏差的第1偏差信號(hào)的第1偏差檢測(cè)單元；以及將所述偏差信號(hào)作為輸入，輸出控制所述原動(dòng)機(jī)輸出的第1控制輸出信號(hào)的第1控制單元。
9.如權(quán)利要求8所述的原動(dòng)機(jī)輸出的控制裝置，其特征在于，具有將頻率信號(hào)作為輸入，輸出表示該頻率信號(hào)與從外部輸入或預(yù)先存儲(chǔ)的頻率基準(zhǔn)值的偏差的第2偏差信號(hào)的第2偏差檢測(cè)單元，第1切換單元在判斷為發(fā)電機(jī)與電力系統(tǒng)有連接時(shí)，選擇所述第2偏差信號(hào)，在判斷為沒(méi)有連接時(shí)，選擇第1偏差信號(hào)。
10.如權(quán)利要求8所述的原動(dòng)機(jī)輸出的控制裝置，其特征在于，具有將頻率信號(hào)作為輸入，輸出表示該頻率信號(hào)與從外部輸入或預(yù)先存儲(chǔ)的頻率基準(zhǔn)值的偏差的第2偏差信號(hào)的第2偏差檢測(cè)單元，以及將所述第2偏差信號(hào)作為輸入，輸出控制原動(dòng)機(jī)輸出的第2控制輸出信號(hào)的第2控制單元，第1切換單元在判斷為發(fā)電機(jī)與電力系統(tǒng)有連接時(shí)，選擇所述第2控制輸出信號(hào)作為控制輸出信號(hào)，在判斷為沒(méi)有連接時(shí)，選擇第1控制輸出信號(hào)作為控制輸出信號(hào)。
11.一種原動(dòng)機(jī)輸出的控制裝置，其特征在于，具有將表示驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)的原動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速當(dāng)前值的轉(zhuǎn)速信號(hào)進(jìn)行變換，使得與所述發(fā)電機(jī)所連接的電力系統(tǒng)的頻率等效，并將變換后的等效信號(hào)進(jìn)行輸出的變換單元；將表示所述發(fā)電機(jī)有無(wú)與所述電力系統(tǒng)連接的信號(hào)作為輸入，在判斷為有所述連接時(shí)，選擇所述轉(zhuǎn)速信號(hào)、在判斷為沒(méi)有所述連接時(shí)，選擇所述等效信號(hào)的第1切換單元；將所述第1切換單元選擇的信號(hào)作為輸入，輸出表示該輸入信號(hào)與所述轉(zhuǎn)速及所述頻率的基準(zhǔn)值的偏差的偏差信號(hào)的偏差檢測(cè)單元；以及將該切換單元選擇的信號(hào)作為輸入，輸出控制所述原動(dòng)機(jī)輸出的控制輸出信號(hào)的控制單元。
12.一種原動(dòng)機(jī)輸出的控制裝置，其特征在于，具有將表示驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)的原動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速當(dāng)前值的轉(zhuǎn)速信號(hào)作為輸入，輸出表示該轉(zhuǎn)速信號(hào)與從外部輸入或預(yù)先存儲(chǔ)的所述轉(zhuǎn)速基準(zhǔn)值的偏差的偏差信號(hào)的偏差檢測(cè)單元；將所述偏差信號(hào)進(jìn)行變換，使得與所述發(fā)電機(jī)所連接的電力系統(tǒng)的基準(zhǔn)頻率與表示所述電力系統(tǒng)的頻率當(dāng)前值的頻率信號(hào)的偏差等效，并將這樣變換后的等效信號(hào)進(jìn)行輸出的變換單元；將表示所述發(fā)電機(jī)有無(wú)與所述電力系統(tǒng)連接的信號(hào)作為輸入，在判斷為有所述連接時(shí)，選擇所述偏差信號(hào)、在判斷為沒(méi)有所述連接時(shí)，選擇所述等效信號(hào)的第1切換單元；以及將該第1切換單元選擇的信號(hào)作為輸入，輸出控制所述原動(dòng)機(jī)輸出的控制輸出信號(hào)的控制單元。
13.如權(quán)利要求8至12中任一項(xiàng)所述的原動(dòng)機(jī)輸出的控制裝置，其特征在于，具有在從轉(zhuǎn)速信號(hào)及頻率信號(hào)的輸入到控制輸出信號(hào)的輸出為止的過(guò)程的某一個(gè)信號(hào)中、將由于所述原動(dòng)機(jī)的輸出與所述電功率的不一致而產(chǎn)生的所述輸出電功率周期變動(dòng)所引起的規(guī)定頻率分量進(jìn)行衰減或除去的濾波器單元。
14.如權(quán)利要求8至12中任一項(xiàng)所述的原動(dòng)機(jī)輸出的控制裝置，其特征在于，具有使從轉(zhuǎn)速信號(hào)及頻率信號(hào)的輸入到控制輸出信號(hào)的輸出為止的過(guò)程的某一個(gè)信號(hào)的相位超前或滯后的相位調(diào)整單元。
15.如權(quán)利要求8至12中任一項(xiàng)所述的原動(dòng)機(jī)輸出的控制裝置，其特征在于，具有將表示被原動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的發(fā)電機(jī)有無(wú)與電力系統(tǒng)連接的信號(hào)作為輸入，在判斷為有所述連接時(shí)，選擇表示所述發(fā)電機(jī)的輸出端或所述電力系統(tǒng)的頻率當(dāng)前值的頻率信號(hào)、在判斷為沒(méi)有所述連接時(shí)，選擇表示所述原動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速當(dāng)前值的轉(zhuǎn)速信號(hào)的第2切換單元；將該第2切換單元的選擇信號(hào)作為輸入，輸出從該輸入信號(hào)提取由于原動(dòng)機(jī)的輸出與輸出電功率不一致而產(chǎn)生的所述輸出電功率周期所引起的規(guī)定頻率分量并進(jìn)行輸出的變化檢測(cè)單元；將所述頻率分量作為輸入，輸出使該輸入信號(hào)的相位超前或滯后的校正信號(hào)的相位調(diào)整單元；以及將該校正信號(hào)與控制輸出信號(hào)進(jìn)行相加的加法單元。
16.一種原動(dòng)機(jī)輸出的控制裝置，其特征在于，具有將驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)的原動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速偏差進(jìn)行微分，計(jì)算由于所述原動(dòng)機(jī)的輸出與所述發(fā)電機(jī)的輸出電功率的偏差而產(chǎn)生的所述輸出電功率的變動(dòng)，并輸出補(bǔ)償信號(hào)的微分單元；將該補(bǔ)償信號(hào)與表示所述輸出電功率的當(dāng)前值的輸出電功率信號(hào)進(jìn)行相加，并輸出原動(dòng)機(jī)輸出相當(dāng)信號(hào)的加法單元；將表示成為所述輸出電功率的目標(biāo)的指令值的輸出電功率指令值信號(hào)及所述原動(dòng)機(jī)輸出相當(dāng)信號(hào)作為輸入，輸出表示所述指令值與所述原動(dòng)機(jī)的輸出當(dāng)前值的偏差的偏差信號(hào)的偏差檢測(cè)單元；以及將所述偏差信號(hào)作為輸入，輸出控制所述原動(dòng)機(jī)的輸出的控制輸出信號(hào)的控制單元。
17.如權(quán)利要求16所述的原動(dòng)機(jī)輸出的控制裝置，其特征在于，具有從原動(dòng)機(jī)輸出相當(dāng)信號(hào)或偏差信號(hào)或控制輸出信號(hào)的某一個(gè)信號(hào)中、將規(guī)定的頻率分量進(jìn)行衰減或除去的濾波器單元。
18.如權(quán)利要求16所述的原動(dòng)機(jī)輸出的控制裝置，其特征在于，具有使原動(dòng)機(jī)輸出相當(dāng)信號(hào)或偏差信號(hào)或控制輸出信號(hào)的某一個(gè)信號(hào)的相位超前或者滯后的相位調(diào)整單元。
19.如權(quán)利要求16所述的原動(dòng)機(jī)輸出的控制裝置，其特征在于，具有將原動(dòng)機(jī)輸出相當(dāng)信號(hào)作為輸入，從該輸入信號(hào)中提取規(guī)定頻率分量并進(jìn)行輸出的變化檢測(cè)單元；將所述頻率分量作為輸入，輸出使該輸入信號(hào)的相位超前或滯后的校正信號(hào)的相位調(diào)整單元；以及將所述校正信號(hào)與控制輸出信號(hào)進(jìn)行相加的加法單元。
全文摘要
本發(fā)明揭示一種能夠防止反饋信號(hào)中包含的噪聲以外的、在發(fā)電機(jī)與電力系統(tǒng)之間產(chǎn)生的電功率變動(dòng)擴(kuò)大、不對(duì)電力系統(tǒng)產(chǎn)生干擾的、并持續(xù)穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)的原動(dòng)機(jī)的控制裝置。偏差檢測(cè)單元(1a)將表示成為被原動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的發(fā)電機(jī)的輸出電功率目標(biāo)的指令值的輸出電功率指令值信號(hào)、以及表示輸出電功率的當(dāng)前值的輸出電功率信號(hào)作為輸入，輸出表示指令值與當(dāng)前值的偏差的偏差信號(hào)，控制單元(3a)將該偏差信號(hào)作為輸入，輸出控制原動(dòng)機(jī)輸出的控制輸出信號(hào)，具有濾波器單元(2a)，該濾波器單元(2a)在該控制單元(3a)輸出該控制輸出信號(hào)時(shí)，從輸出電功率信號(hào)、偏差信號(hào)或控制輸出信號(hào)的某一個(gè)信號(hào)中，將由于原動(dòng)機(jī)的輸出與輸出電功率不一致而產(chǎn)生的輸出電功率周期變動(dòng)所引起的規(guī)定頻率分量進(jìn)行衰減或除去。
文檔編號(hào)H02P9/04GK1933321SQ20061007370
公開日2007年3月21日 申請(qǐng)日期2006年3月31日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月13日
發(fā)明者下村勝 申請(qǐng)人:三菱電機(jī)株式會(huì)社