原動機輸出的控制裝置的制作方法

專利名稱：原動機輸出的控制裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及利用水輪機、汽輪機、燃氣輪機、發動機等原動機使發電機旋轉而產生電功率的發電裝置的原動機輸出的控制裝置。
背景技術：
在以往的原動機輸出(機械)轉矩的控制裝置中，在轉速檢測信號中包含傳感器噪聲等白噪聲及由于發電機的研磨運動而產生的有色噪聲等，存在穩定輸出信號、原動機輸出(機械)轉矩控制系統動作的問題，為了除去這些噪聲，設置輸出限制、不靈敏區、除去頻帶的濾波器(例如專利文獻1)。
另外，也有的裝置將發電機輸出指令信號與發電機輸出信號的偏差取入到等待時間運算器，判斷振蕩狀態，將偏差信號與等待時間運算器的輸出進行相加，使控制信號為0(例如專利文獻2)。
特開2002-233195號公報(段落0017至0025、圖1)[專利文獻2]特開平8-266095號公報(段落0021至0028、圖1)以往的原動機控制裝置如以上那樣構成，雖能夠除去轉速檢測信號中包含的噪聲及防止過大變動，但是由于對于噪聲以外的在發電機與電力系統之間產生的電功率變動分量仍照樣相應動作，控制原動機輸出轉矩增加或減少，因此取決于原動機輸出轉矩變動的時刻，有的情況下反過來擴大其變動。另外，在設置等待時間運算器的方式中，實際振蕩時由于振蕩衰減或增大，因此在來自等待時間運算器的過去的偏差及該時刻的偏差中產生差值，所以存在的問題是，控制信號不為0，因該差值而不可避免產生發電機輸出的振蕩。

發明內容
本發明正是為了解決上述那樣的問題而提出的，其目的在于提供一種能夠防止反饋信號中包含的噪聲以外的、在發電機與電力系統之間產生的電功率變動擴大、不對電力系統產生干擾的、并持續穩定運轉的原動機的控制裝置。
本發明的原動機輸出的控制裝置，具有偏差檢測單元，該偏差檢測單元將表示成為被原動機驅動的發電機的輸出電功率目標的指令值的輸出電功率指令值信號、以及表示輸出電功率的當前值的輸入電功率信號作為輸入，輸出表示指令值與當前值的偏差的偏差信號；控制單元，該控制單元將該偏差信號作為輸入，輸出控制原動機輸出的控制輸出信號；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時，從輸出電功率信號、偏差信號或控制輸出信號的某一個信號中，將由于原動機的輸出與輸出電功率不一致而產生的輸出電功率周期變動所引起的規定頻率分量進行衰減或除去。
由于與其不需要利用原動機進行的控制，倒不如通過不需要進行控制，而由于利用濾波器單元將妨礙穩定性的發電機的輸出電功率變動分量進行衰減或除去，因此原動機輸出不需要對于發電機的輸出電功率變動相應動作，能夠防止擴大輸出電功率的變動。


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