二次励磁装置的控制装置、控制方法、以及可调速扬水发电系统制造方法及图纸

基于实施方式的控制装置是对旋转机供给变频的电压或电流的二次励磁装置的控制装置。该控制装置具备：高次谐波频率计算机构，利用所述旋转机的转差频率或旋转速度、以及所述二次励磁装置的载波频率，计算在所述旋转机的一次侧产生的特定的高次谐波的频率；以及载波频率校正机构，对所述二次励磁装置的载波频率进行校正，以使由所述高次谐波频率计算机构计算出的特定的高次谐波的频率收入于某带宽内。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术的实施方式涉及二次励磁装置(secondaryexcitation)的控制装置、控制方法、以及可调速扬水发电系统(adjustablespeedgeneratorpowerwithpumped-upsystem)。
技术介绍
在可调速扬水发电系统中，为了调整发电电动机的旋转速度，利用在转子中流动三相电流从而生成旋转磁场的二次励磁装置。二次励磁装置通过PWM控制(pulsewidthmodulationcontrol：脉冲调制控制)重叠载波与将要产生的信号波，并在载波与信号波的交点交替地切换(switching)半导体元件从而生成目标电压。在上述PWM控制中使用的载波频率的高次谐波成分在发电电动机的一次侧产生电压畸变率(voltagedistortionration)。因此，对于检测电压畸变率，并减少由载波频率的高次谐波成分引起的电压畸变率，已知有控制载波频率的技术。作为该种技术，日本的公开专利公报，日本特开平4-200299号公报(以下，称作专利文献1)中有记载。另一方面，在可调速扬水发电系统中，在发电电动机的一次侧产生的高次谐波伴随着电力系统的阻抗(impedance)频率特性的变化而增大。更具体而言，若引起从发电电动机流出的高次谐波峰值频率与从发电电动机观察电力系统得到的阻抗的反共振，则有电力系统的高次谐波电压畸变率增加的问题。
技术实现思路
本专利技术鉴于上述实际情况而做出，其目的在于提供能够减少电力系统的高次谐波电压畸变率的二次励磁装置的控制装置、控制方法、以及可调速扬水发电系统。基于实施方式的控制装置是对旋转机供给变频的电压或电流的二次励磁装置的控制装置。该控制装置具备：高次谐波频率计算机构，利用所述旋转机的转差频率或旋转速度、以及所述二次励磁装置的载波频率，计算在所述旋转机的一次侧产生的特定的高次谐波的频率；载波频率校正机构，对所述二次励磁装置的载波频率进行校正，以使由所述高次谐波频率计算机构计算出的特定的高次谐波的频率收入于某带宽内。专利技术的效果根据本专利技术，能够减少电力系统的高次谐波电压畸变率。附图说明图1为表示第1实施方式涉及的二次励磁式的可调速扬水发电系统的概略构成的一个例子的图。图2为表示载波频率fc被校正前的n次高次谐波频率Fn的状态的一个例子的概念图。图3为表示载波频率fc被校正后的n次高次谐波频率Fn的状态的一个例子的概念图。图4为表示第2实施方式涉及的二次励磁式的可调速扬水发电系统的概略构成的一个例子的图。图5为表示第3实施方式涉及的二次励磁式的可调速扬水发电系统的概略构成的一个例子的图。符号说明1…发电电动机，2…二次励磁装置，3…电压测量机构，4…电流测量机构，11…转差获取机构，12…高次谐波频率计算机构，13…阻抗频率特性测量机构，14…载波频率校正机构，15…高次谐波容许带宽设定机构，16…旋转速度获取机构，100…控制装置。具体实施方式以下，参照附图来说明实施方式。(第1实施方式)首先，参照图1至图3说明第1实施方式。图1为表示第1实施方式涉及的二次励磁式的可调速扬水发电系统的概略构成的一个例子的图。在可调速扬水发电系统中，作为主要的构成要素而具备：经由变压器T与电力系统E连接的作为旋转机的双路馈电发电电动机(以下，称作“发电电动机”)1；对发电电动机1的二次侧供给变频的电压或电流的二次励磁装置2；以及基于各种信息来控制二次励磁装置2中的变频器的载波频率fc的控制装置100。此外，在该可调速扬水发电系统中，还具备分别测量电力系统E侧的电压以及电流的电压测量机构3以及电流测量机构4。电压测量机构3以及电流测量机构4的各测量结果被送至控制装置100。控制装置100具备转差(slip)获取机构11、高次谐波频率计算机构12、阻抗频率特性测量机构13、以及载波频率校正机构14等。转差获取机构11从发电电动机1取得表示该发电电动机1的转差s的信息。转差s例如可根据被测量的发电电动机1的转子的旋转速度N(或转数)以及事先设定的基准旋转速度(或基准转数)N0，并通过计算式“s＝(N0-N)/N0”而求出。高次谐波频率计算机构12根据由转差获取机构11取得的发电电动机1的转差s以及商用频率，来求出转差频率fs，并利用该转差频率fs与二次励磁装置2的载波频率fc来计算在发电电动机1的一次侧产生的特定的高次谐波的频率。转差频率fs例如可根据由转差获取机构11而取得的发电电动机1的转差s、以及基准频率(商用频率)f0，并通过计算式“Fn＝s×f0”来求出。在这里，以n次高次谐波频率Fn来表现特定的高次谐波的频率(其中，n为1、2、3、…中的任意)。在本实施方式中，假定处理1次高次谐波频率的情况，但不限于此。具体而言，高次谐波频率计算机构12利用随后的(1)式来计算在发电电动机1的一次侧产生的n次高次谐波频率Fn。Fn＝(a×fc)±f0±(kn×fs)…(1)Fn：n次高次谐波频率、a：常数、fc：载波频率、f0：商用频率、kn：基于载波频率的n次高次谐波成分的边带的系数、fs：转差频率。阻抗频率特性测量机构13根据由电压测量机构3测量的电压及由电流测量机构4测量的电流，来测量电力系统E的阻抗频率特性ZE。载波频率校正机构14对二次励磁装置2的载波频率fc进行校正，以使由高次谐波频率计算机构12计算而得的特定的高次谐波的频率(n次高次谐波频率Fn)收入在根据由阻抗频率特性测量机构13测量出的阻抗频率特性ZE而确定的规定的容许带宽A内。容许带宽A容许小于一定的、特定的高次谐波成分(n次高次谐波成分)的产生，且容许带宽A是用于抑制从发电电动机1流出高次谐波峰值(peak)频率与从发电电动机1观察到的阻抗电力系统E的阻抗的反共振的产生的区域。在这样的构成中，控制装置100为了控制二次励磁装置2中的变频器的载波频率fc，使用转差获取机构11、高次谐波频率计算机构12、阻抗频率特性测量机构13、载波频率校正机构14的各种功能。即，高次谐波频率计算机构12利用在载波频率校正机构3中设定的载波频率fc、由转差获取机构5取得的转差s等，来计算从发电电动机1产生的n次高次谐波频率，并将该计算结果传送给载波频率校正机构14。另一方面，阻抗频率特性测量机构13根据由电压测量机构3测量的电压与由电流测量机构4测量的电流，来测量电力系统E的阻抗频率特性ZE，并将该测量结果传送给载波频率校正机构14。载波频率校正机构14根据由高次谐波频率计算机构12计算出的n次高次谐波频率、以及由阻抗频率特性测量机构13测量的阻抗频率特性ZE，来计算校正后的载波频率fc或载波频率的校正值，并将该计算结果作为指令值向二次励磁装置2发送，并且将相同的信息也发送至高次谐波频率计算机构12。在图1的例中，例示了载波频率校正机构14输出校正后的载波频率fc作为指令值的情况。在这里，参照图2以及图3的概念图，说明由载波频率校正机构14进行的动作的一个例子。图2表示载波频率fc被校正前的n次高次谐波频率Fn的状态的一个例子，图3表示载波频率fc被校正后的n次高次谐波频率Fn的状态的一个例子。载波频率校正机构14对下述情况进行确认，由高次谐波频率计算机构12计算出的n次高次谐波频率Fn是否在根据由阻抗频率特性测量机构13测量出的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种二次励磁装置的控制装置，对旋转机供给变频的电压或电流，所述二次励磁装置的控制装置的特征在于，具备：高次谐波频率计算机构，利用所述旋转机的转差频率或旋转速度、以及所述二次励磁装置的载波频率来计算在所述旋转机的一次侧产生的特定的高次谐波的频率；以及载波频率校正机构，对所述二次励磁装置的载波频率进行校正，以使由所述高次谐波频率计算机构计算出的特定的高次谐波的频率收入于某带宽内。

【技术特征摘要】
2015.07.08 JP 2015-1366371.一种二次励磁装置的控制装置，对旋转机供给变频的电压或电流，所述二次励磁装置的控制装置的特征在于，具备：高次谐波频率计算机构，利用所述旋转机的转差频率或旋转速度、以及所述二次励磁装置的载波频率来计算在所述旋转机的一次侧产生的特定的高次谐波的频率；以及载波频率校正机构，对所述二次励磁装置的载波频率进行校正，以使由所述高次谐波频率计算机构计算出的特定的高次谐波的频率收入于某带宽内。2.如权利要求1所述的二次励磁装置的控制装置，其特征在于，所述二次励磁装置的控制装置还具备信息获取机构，所述信息获取机构取得电力系统或与该电力系统连接的电路的阻抗频率特性、或取得与所述阻抗频率特性关联的电气的储量，所述载波频率校正机构对所述二次励磁装置的载波频率进行校正，以使由所述高次谐波频率计算机构计算出的特定的高次谐波的频率收入于根据由所述信息获取机构取得的结果而确定的规定的带宽内。3.如权利要求1所述的二次励磁装置的控制装置，其特征在于，所述二次励磁装置的控制装置还具备阻抗频率特性测量机构，所述阻抗频率特性测量机构测量电力系统或与该电力系统连接的电路的阻抗频率特性，所述载波频率校正机构对所述二次励磁装置的载波频率进行校正，以使由所述高次谐波频率计算机构计算出的特定的高次谐波的频率收入于根据由所述阻抗频率特性测量机构测量的阻抗频率特性而确定的规定的带宽内。4.如权利要求1所述的二次励磁装置的控制装置，其特征在于，所述二次励磁装置的控制装置还具备：第1阻抗频率特性测量机构，测量电力系统或与该电力系统连接的电路的阻抗频率特性；以及第2阻抗频率特性测量机构，测量所述旋转机的阻抗频率特性，所述载波频率校正机构对所述二次励磁装置的载波频率进行校正，以使由所述高次谐波频率计算机构计算出的特定的高次谐波的频率收入于根据由所述第2阻抗频率特性测量机构测量的阻抗频率特性与由所述第1阻抗频率特性...

【专利技术属性】
技术研发人员：R·T·B·M·阿瓦洛丁，楠清志，木下贤太郎，菊池浩行，
申请(专利权)人：株式会社东芝，
类型：发明
国别省市：日本;JP