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技術 可変速ポンプ水車の運転方法

出願人 株式会社東芝
発明者 宮田逸郎黒川敏史
出願日 1995年3月22日 (25年9ヶ月経過) 出願番号 1995-062225
公開日 1996年10月8日 (24年2ヶ月経過) 公開番号 1996-261132
状態 未査定
技術分野 水力タービン 水力タービンの制御 回転変換機、電動クラッチ、ブレーキの制御
主要キーワード 入力調整 吸出管 可変速電動機 入力指令値 最高揚程 次開口 回転数設定器 運転手順
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(1996年10月8日)のものです。
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図面 (8)

目的

可変速ポンプ水車の軸入力の増加あるいは減少のいずれかのAFC指令値に対しても迅速に対応できるように、揚水運転開始時の目標回転数を設定する。

構成

可変速ポンプ水車の運転にあたり、揚水運転開始時の目標回転数を、その時の揚程指令値における運転可能な軸入力調整範囲の最小軸入力と最大軸入力との平均値の軸入力に対応する回転数に設定、制御したので、いかなるAFC指令値に対しても、指令回転数に迅速に移行できる。

概要

背景

可変速発電電動機回転駆動される可変速ポンプ水車を備えた可変速揚水発電装置では、揚水運転時に部分負荷運転が可能であり、電力系統の安定化のためにAFC運転が行われる。

図6は可変速ポンプ水車を用いた可変速揚水発電装置のブロック図で、電力系統10に可変速発電電動機1が並列に接続されている。この可変速発電電動機1に可変速ポンプ水車2が直結されており、可変速ポンプ水車2は制御系13で回転数制御される可変速発電電動機1で回転駆動される。可変速ポンプ水車2は、回転軸に直結されたランナ3と、図示しない上池から導かれた鉄管11に入口弁6を介して接続されたケーシング12と、ケーシング12とランナ3との間に設置されランナ3に流入する水量を調節するガイドベーン5、およびランナ3下部に設置され図示しない下池に連通する吸出し管4とで構成されている。このような構成の可変速揚水発電装置において、可変速ポンプ水車2を運転する場合には、電力系統10からの要求に基づくポンプ水車入力指令値Pに対応する回転数回転数設定器8で設定し、この信号を受けて回転数制御装置7で可変速発電電動機1の回転数を制御すると共に、ガイドベーン制御装置9でガイドベーン5の開度を制御する事により、最適な運転ができる。図7(a)は、従来の可変速ポンプ水車の特性線図、図7(b)は揚水運転起動時から揚水開始までのタイムチャートである。図7(a)の特性線図において、ハッチングをした範囲が可変速ポンプ水車の可変速運転可能範囲であり、可変速範囲は所定の基準回転数Nに対して、プラス側の回転数をN+1,N+2,N+3,マイナス側の回転数をN−1,N−2,N−3で示した。ところで、このような可変速ポンプ水車2において、揚水運転前にランナ3回りの水を吸出管4に押し下げてランナ3を空中で回転させる空転運転を行うが、この空転運転時の回転数は、可変速ポンプ水車2の回転数調整範囲の下限近傍N0 、あるいはその時の揚程指令値H0 で取り得る最小軸入力近傍P0 に対応する回転数N0 を目標の回転数として設定し、制御して揚水運転を起動している。

概要

可変速ポンプ水車の軸入力の増加あるいは減少のいずれかのAFC指令値に対しても迅速に対応できるように、揚水運転開始時の目標回転数を設定する。

可変速ポンプ水車の運転にあたり、揚水運転開始時の目標回転数を、その時の揚程指令値における運転可能な軸入力調整範囲の最小軸入力と最大軸入力との平均値の軸入力に対応する回転数に設定、制御したので、いかなるAFC指令値に対しても、指令回転数に迅速に移行できる。

目的

本発明は、以上のような事情に基づいてなされたもので、その目的は軸入力の増加あるいは減少のいずれのAFC指令値に対しても迅速に対応できる可変速ポンプ水車の運転方法を提供することにある。

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

電力系統並列に接続された可変速電動機あるいは可変速発電電動機回転駆動される可変速ポンプ水車運転方法において、揚水運転開始時の可変速ポンプ水車の目標回転数を、その時の揚程指令値における運転可能な軸入力調整範囲の最小軸入力と最大軸入力との平均値の軸入力に対応する回転数に設定し、制御した事を特徴とする可変速ポンプ水車の運転方法。

請求項2

電力系統に並列に接続された可変速電動機あるいは可変速発電電動機で回転駆動される可変速ポンプ水車の運転方法において、揚水運転開始時の可変速ポンプ水車の目標回転数を、最低揚程と最高揚程の範囲にあるいずれかの所定の1揚程における運転可能な軸入力調整範囲の最小軸入力と最大軸入力との平均値の軸入力に対応する回転数に設定し、制御した事を特徴とする可変速ポンプ水車の運転方法。

技術分野

0001

本発明は、可変速ポンプ水車運転方法係り、特に電力系統周波数調整運転(以下AFC運転と呼ぶ)に対応した可変速ポンプ水車の運転方法に関する。

背景技術

0002

可変速発電電動機回転駆動される可変速ポンプ水車を備えた可変速揚水発電装置では、揚水運転時に部分負荷運転が可能であり、電力系統の安定化のためにAFC運転が行われる。

0003

図6は可変速ポンプ水車を用いた可変速揚水発電装置のブロック図で、電力系統10に可変速発電電動機1が並列に接続されている。この可変速発電電動機1に可変速ポンプ水車2が直結されており、可変速ポンプ水車2は制御系13で回転数制御される可変速発電電動機1で回転駆動される。可変速ポンプ水車2は、回転軸に直結されたランナ3と、図示しない上池から導かれた鉄管11に入口弁6を介して接続されたケーシング12と、ケーシング12とランナ3との間に設置されランナ3に流入する水量を調節するガイドベーン5、およびランナ3下部に設置され図示しない下池に連通する吸出し管4とで構成されている。このような構成の可変速揚水発電装置において、可変速ポンプ水車2を運転する場合には、電力系統10からの要求に基づくポンプ水車入力指令値Pに対応する回転数回転数設定器8で設定し、この信号を受けて回転数制御装置7で可変速発電電動機1の回転数を制御すると共に、ガイドベーン制御装置9でガイドベーン5の開度を制御する事により、最適な運転ができる。図7(a)は、従来の可変速ポンプ水車の特性線図、図7(b)は揚水運転起動時から揚水開始までのタイムチャートである。図7(a)の特性線図において、ハッチングをした範囲が可変速ポンプ水車の可変速運転可能範囲であり、可変速範囲は所定の基準回転数Nに対して、プラス側の回転数をN+1,N+2,N+3,マイナス側の回転数をN−1,N−2,N−3で示した。ところで、このような可変速ポンプ水車2において、揚水運転前にランナ3回りの水を吸出管4に押し下げてランナ3を空中で回転させる空転運転を行うが、この空転運転時の回転数は、可変速ポンプ水車2の回転数調整範囲の下限近傍N0 、あるいはその時の揚程指令値H0 で取り得る最小軸入力近傍P0 に対応する回転数N0 を目標の回転数として設定し、制御して揚水運転を起動している。

発明が解決しようとする課題

0004

ところが、このように揚水運転開始時の回転数は下限近傍の値に設定され、下限近傍の回転数N0 で揚水運転を行っているので、その時の揚程指令値H0 時のAFC運転の指令回転数が回転数調整範囲の上限近傍の場合には、上限近傍の指令回転数に移行するのに時間がかかり、AFC運転の指令に対して即応できない欠点があった。

0005

本発明は、以上のような事情に基づいてなされたもので、その目的は軸入力の増加あるいは減少のいずれのAFC指令値に対しても迅速に対応できる可変速ポンプ水車の運転方法を提供することにある。

課題を解決するための手段

0006

請求項1の発明は、電力系統に並列に接続された可変速電動機あるいは可変速発電電動機で回転駆動される可変速ポンプ水車の運転にあたり、揚水運転開始時の可変速ポンプ水車の目標回転数を、その時の揚程指令値における運転可能な軸入力調整範囲の最小軸入力と最大軸入力との平均値の軸入力に対応する回転数に設定し、制御した事を特徴とする。

0007

請求項2の発明は、電力系統に並列に接続された可変速電動機あるいは可変速発電電動機で回転駆動される可変速ポンプ水車の運転にあたり、揚水運転開始時の可変速ポンプ水車の目標回転数を、その時の揚程指令値とは関係なく最低揚程と最高揚程の範囲にあるいずれかの所定の1揚定における運転可能な軸入力調整範囲の最小軸入力と最大軸入力との平均値の軸入力に対応する回転数に設定し、制御したことを特徴とする。

0008

本発明によれば、揚水運転開始時の目標回転数を、その時の揚程指令値における運転可能な軸入力調整範囲の最小軸入力と最大軸入力との平均値の軸入力に対応する回転数に、あるいは、その時の揚程指令値とは関係なく最低揚程と最高揚程の範囲にあるいずれかの所定の1揚程における運転可能な軸入力調整範囲の最小軸入力と最大軸入力との平均値の軸入力に対応する回転数に設定し、制御したので、いかなるAFC運転の軸入力指令値に対しても短時間で回転数の調整を行うことができ、指令回転数に迅速に移行できる。

0009

以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。図1(a),(b)はそれぞれ第1の実施例の特性線図およびタイムチャートである。揚水運転起動時には、まず水面押下げ完了後、その時の揚程指令値H1 における運転可能な軸入力調整範囲の最小軸入力P1 minと最大軸入力Pmaxとの平均値の軸入力P1 に対応する回転数N1 を回転数設定器8で目標回転数に設定して空転運転を行い、その後入口弁6およびガイドベーン5を順次開口すると共に、可変速ポンプ水車の軸入力をP1 まで上昇させて揚水運転を行う。このように、第1の実施例によれば、軸入力の増大や減少のいかなるAFC運転の軸入力指令値に対しても短時間で回転数の調整を行うことができ、指令回転数に迅速に移行できる。

0010

次に、本発明の第2の実施例を図2を用いて説明する。上記した第1の実施例との相違は、揚水運転開始時の目標回転数の設定値である。本実施例では、目標回転数をその時の揚程指令値とは関係なく、運転可能な軸入力調整範囲の最小軸入力Pminと最大軸入力Pmaxとの平均値の軸入力P2 に対応する回転数N2 に設定したもので、その後の運転手順作用効果は第1の実施例と同様である。

0011

図3ないし図5はそれぞれ第3の実施例、第4の実施例および第5の実施例を示すもので、第2の実施例との相違は、揚水運転時の目標回転数の設定値にある。すなわち、第3の実施例の目標回転数は、最低揚程時における最小軸入力P3minと最大軸入力Pmaxとの平均値P3 に対応する回転数N3 であり、第4の実施例の目標回転数は、最高揚程時における最小軸入力P4 minと最大軸入力Pmaxとの平均値P4 に対応する回転数N4 であり、第5の実施例の目標回転数は、最低揚程と最高揚程との平均揚程時H5 における最小軸入力P5 minと最大軸入力Pmaxとの平均値P5 に対応する回転数N5 であり、その作用効果は第1の実施例と同様である。なお、具体的実施例として第2の実施例ないし第5の実施例について説明したが、最低揚程と最高揚程の範囲にあるいずれかの所定の1揚程における運転可能な軸入力調整範囲の最小軸入力と最大軸入力との平均値の軸入力に対応する回転数に目標回転数を設定してもよい。

発明の効果

0012

以上説明のように本発明によれば、揚水運転開始時の目標回転数を、その時の揚程指令値における運転可能な軸入力調整範囲の最小軸入力と最大軸入力との平均値の軸入力に対応する回転数に、あるいは、その時の揚程指令値とは関係なく最低揚程と最高揚程の範囲にあるいずれかの所定の1揚程における運転可能な軸入力調整範囲の最小軸入力と最大軸入力との平均値の軸入力に対応する回転数に設定し、制御したので、いかなるAFC運転の軸入力指令値に対しても短時間で回転数の調整を行うことができ、指令回転数に迅速に移行できるので、電力系統の安定度向上に寄与できる優れた可変速ポンプ水車の運転方法を提供することができる。

図面の簡単な説明

0013

図1(a),(b)はそれぞれ本発明の第1の実施例を示す特性線図とタイムチャート。
図2(a),(b)はそれぞれ本発明の第2の実施例を示す特性線図とタイムチャート。
図3(a),(b)はそれぞれ本発明の第3の実施例を示す特性線図とタイムチャート。
図4(a),(b)はそれぞれ本発明の第4の実施例を示す特性線図とタイムチャート。
図5(a),(b)はそれぞれ本発明の第5の実施例を示す特性線図とタイムチャート。
図6可変速揚水発電装置の一例を示すブロック図。
図7(a),(b)はそれぞれ従来の一実施例を示す特性線図とタイムチャート。

--

0014

1…発電電動機2…可変速ポンプ水車
4…吸出し管5…ガイドベーン
6…入口弁7…回転数制御装置
8…回転数設定器9…ガイドベーン制御装置
10…電力系統

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