原动机输出的控制装置制造方法及图纸

本发明专利技术揭示一种能够防止反馈信号中包含的噪声以外的、在发电机与电力系统之间产生的电功率变动扩大、不对电力系统产生干扰的、并持续稳定运转的原动机的控制装置。偏差检测单元（１ａ）将表示成为被原动机驱动的发电机的输出电功率目标的指令值的输出电功率指令值信号、以及表示输出电功率的当前值的输出电功率信号作为输入，输出表示指令值与当前值的偏差的偏差信号，控制单元（３ａ）将该偏差信号作为输入，输出控制原动机输出的控制输出信号，具有滤波器单元（２ａ），该滤波器单元（２ａ）在该控制单元（３ａ）输出该控制输出信号时，从输出电功率信号、偏差信号或控制输出信号的某一个信号中，将由于原动机的输出与输出电功率不一致而产生的输出电功率周期变动所引起的规定频率分量进行衰减或除去。

【技术实现步骤摘要】
原动机输出的控制装置
本专利技术涉及利用水轮机、汽轮机、燃气轮机、发动机等原动机使发电机旋转而产生电功率的发电装置的原动机输出的控制装置。
技术介绍
在以往的原动机输出(机械)转矩的控制装置中，在转速检测信号中包含传感器噪声等白噪声及由于发电机的研磨运动而产生的有色噪声等，存在稳定输出信号、原动机输出(机械)转矩控制系统动作的问题，为了除去这些噪声，设置输出限制、不灵敏区、除去频带的滤波器(例如专利文献1)。另外，也有的装置将发电机输出指令信号与发电机输出信号的偏差取入到等待时间运算器，判断振荡状态，将偏差信号与等待时间运算器的输出进行相加，使控制信号为0(例如专利文献2)。[专利文献1]特开2002-233195号公报(段落0017至0025、图1)[专利文献2]特开平8-266095号公报(段落0021至0028、图1)以往的原动机控制装置如以上那样构成，虽能够除去转速检测信号中包含的噪声及防止过大变动，但是由于对于噪声以外的在发电机与电力系统之间产生的电功率变动分量仍照样相应动作，控制原动机输出转矩增加或减少，因此取决于原动机输出转矩变动的时刻，有的情况下反过来扩大其变动。另外，在设置等待时间运算器的方式中，实际振荡时由于振荡衰减或增大，因此在来自等待时间运算器的过去的偏差及该时刻的偏差中产生差值，所以存在的问题是，控制信号不为0，因该差值而不可避免产生发电机输出的振荡。
技术实现思路
本专利技术正是为了解决上述那样的问题而提出的，其目的在于提供一种能够防止反馈信号中包含的噪声以外的、在发电机与电力系统之间产生的电功率变动扩大、不对电力系统产生干扰的、并持续稳定运转的原动机的控制装置。本专利技术的原动机输出的控制装置，具有：偏差检测单元，该偏差检测单元将-->表示成为被原动机驱动的发电机的输出电功率目标的指令值的输出电功率指令值信号、以及表示输出电功率的当前值的输入电功率信号作为输入，输出表示指令值与当前值的偏差的偏差信号；控制单元，该控制单元将该偏差信号作为输入，输出控制原动机输出的控制输出信号；以及滤波器单元，该滤波器单元在所述控制单元输出所述控制输出信号时，从输出电功率信号、偏差信号或控制输出信号的某一个信号中，将由于原动机的输出与输出电功率不一致而产生的输出电功率周期变动所引起的规定频率分量进行衰减或除去。由于与其不需要利用原动机进行的控制，倒不如通过不需要进行控制，而由于利用滤波器单元将妨碍稳定性的发电机的输出电功率变动分量进行衰减或除去，因此原动机输出不需要对于发电机的输出电功率变动相应动作，能够防止扩大输出电功率的变动。附图说明图1所示为本专利技术实施形态1的发电装置的原动机控制装置的控制方式的方框图。图2所示为单机无穷大系统的模型图。图3所示为发电机与电力系统之间电功率变动的动作图。图4所示为本专利技术实施形态2的原动机控制装置的控制方式方框图。图5所示为本专利技术实施形态3的原动机控制装置的控制方式方框图。图6所示为本专利技术实施形态4的原动机控制装置的控制方式方框图。图7所示为本专利技术实施形态5的原动机控制装置的控制方式方框图。图8所示为本专利技术实施形态5的原动机控制装置的控制方式方框图。图9所示为本专利技术实施形态5的原动机控制装置的控制方式方框图。图10所示为本专利技术实施形态5的原动机控制装置的控制方式方框图。图11所示为本专利技术实施形态6的原动机控制装置的控制方式方框图。图12所示为单机无穷大系统的转速与频率的关系。图13所示为本专利技术实施形态7的原动机控制装置的控制方式方框图。图14所示为本专利技术实施形态8的原动机控制装置的控制方式方框图。图15所示为本专利技术实施形态9的反馈信号运算方式举例的方框图。[标号说明]1a、1b、1c偏差检测单元-->2a、2b滤波器单元3控制单元即PI电路6a、6b相位调整单元7a、7b变化检测单元8a、8b相位调整单元9a、9b加法单元10b、10c、10d控制单元即调定度11切换单元13变换单元即灵敏度调整率14微分单元15加法单元具体实施方式实施形态1图1所示为本专利技术实施形态1的发电装置的原动机控制装置的控制方式方框图。在图1中，从需求计划等供给该发电设备的、成为输出电功率目标的指令值即电功率指令值向偏差检测单元1a输入，另外作为反馈信号使用的、表示发电机(未图示)的输出电功率当前值的输出电力信号通过滤波器单元2a，同样向偏差检测单元1a输入。在偏差检测单元1a中，求出电功率指令值与滤波后的输出电功率信号的偏差，将偏差信号进行输出。根据该偏差检测单元1a输出的偏差信号，从调整控制系统的响应性及稳定性的控制单元一个例子、即进行比例+积分控制的PI电路3，输出调整原动机输出用的控制输出信号。若是水轮机，则该控制输出信号供给导叶开度控制系统，若是汽轮机，则该控制输出信号供给锅炉控制系统或蒸气调节阀的开度控制系统，若是燃气轮机，则该控制输出信号供给燃烧控制系统等的原动机输出调整部。滤波器单元2a利用将不要响应的变动分量进行衰减或除去的、利用一定时间的平均值运算的滤波器、低频带通过(高频带衰减或除去)的低通滤波器、以及将特定频率分量进行衰减或除去的陷波滤波器等构成。下面，说明动作情况。发电机与电力系统连接时的输出电功率Pe在简化的图2的单机无穷大系统中用式1表示。-->Pe=Efd·VbXsinδ]]>式1另外，在图2中，Efd为反向电压，Vb为无穷大母线4的电压，X为从发电机5到无穷大母线4的电抗，δ为发电机5的相位角。图3所示为发电机与电力系统之间的电功率变动的动作图，设横轴为相位角δ，纵轴为输出电功率Pe，在表示式1的输出电功率Pe的特性的特性图中，添加表示驱动发电机的原动机的输出变化时的动作图。在特性图中，有单回路开路等而输电线的电抗X增加时的、增加前及增加后的P-δ曲线，在特性图的右侧表示随其变化而原动机输出变化时的输出电功率Pe随时间的变动，在特性图的下侧表示相位角δ随时间的变动。在稳定状态下，在原动机的输出Pm0与发电机的输出功率Pe的特性的交点a、即以相位角δ0运转。在有单回路开路而输电线的电抗X增加时，发电机的输出电功率Pe变化，发生下述的变动。(1)工作点从a点向b点变化。在这种情况下，输出电功率Pe变化，但相位角δ不变化。(2)由于输出电功率Pe小于原动机的输出Pm0，因此发电机加速。然后，超过输出电功率Pe与原动机的输出Pm0一致的点即c点并加速。若能够忽略发电机的旋转损耗及电阻损耗等、损耗为0，则加速直到成为Δabc的面积＝Δcde的面积的d点。(3)一到达d点，则接下来输出电功率Pe大于原动机的输出Pm0，发电机减速。若损耗为0，则减速直到b点。(4)若损耗为0，则该b-d间的输出电功率Pe继续变动，但实际上由于存在各种损耗，向着抑制输出电功率Pe变动的方向起作用，因此最终收敛于c点(Pe＝Pm0、δ＝δs)。另外，该输出电功率Pe的变动周期取决于由电力系统与发电机的特性所决定的同步功率及旋转体的惯性常数。另外，为了消除电功率指令值与输出电功率Pe的偏差而进行控制的原动机控制装置，由于向着抑制该输出电功率Pe变动的方向动作，因此原动机的输出发生变化。该变化虽取决于原动机的特性，但在(1)中当工作点向b点变化时，一旦原本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种原动机输出的控制装置，其特征在于，具有　　　　将表示成为被原动机驱动的发电机的输出电功率的目标的指令值的输出电功率指令值信号、以及表示所述输出电功率的当前值的输出电功率信号作为输入，输出表示所述指令值与所述当前值的偏差的偏差信号的偏差检测单元；　　　　将所述偏差信号作为输入，输出控制所述原动机的输出的控制输出信号的控制单元；以及　　　　从所述输出电功率信号、所述偏差信号或所述控制输出信号的某一个信号中，将由于所述原动机的输出与所述输出电功率不一致而产生的所述输出电功率周期变动所引起的规定频率分量进行衰减或除去的滤波器单元。

【技术特征摘要】
KR 2005-9-13 2005-2650611.一种原动机输出的控制装置，其特征在于，具有将表示成为被原动机驱动的发电机的输出电功率的目标的指令值的输出电功率指令值信号、以及表示所述输出电功率的当前值的输出电功率信号作为输入，输出表示所述指令值与所述当前值的偏差的偏差信号的偏差检测单元；将所述偏差信号作为输入，输出控制所述原动机的输出的控制输出信号的控制单元；以及从所述输出电功率信号、所述偏差信号或所述控制输出信号的某一个信号中，将由于所述原动机的输出与所述输出电功率不一致而产生的所述输出电功率周期变动所引起的规定频率分量进行衰减或除去的滤波器单元。2.一种原动机输出的控制装置，其特征在于，具有将表示成为被原动机驱动的发电机的输出电功率的目标的指令值的输出电功率指令值信号、以及表示所述输出电功率的当前值的输出电功率信号作为输入，输出表示所述指令值与所述当前值的偏差的偏差信号的偏差检测单元；将所述偏差信号作为输入，输出控制所述原动机的输出的控制输出信号的控制单元；以及使所述输出电功率信号、所述偏差信号或所述控制输出信号的某一个信号的相位越前或滞后的相位调整单元。3.一种原动机输出的控制装置，其特征在于，具有将表示成为被原动机驱动的发电机的输出电功率的目标的指令值的输出电功率指令值信号、以及表示所述输出电功率的当前值的输出电功率信号作为输入，输出表示所述指令值与所述当前值的偏差的偏差信号的偏差检测单元；将所述偏差信号作为输入，输出控制所述原动机的输出的控制输出信号的控制单元；将所述输出电功率信号作为输入，从该输入信号中提取因所述原动机的输出与所述输出电功率不一致而产生的所述输出电功率的周期变动所述引起的频率分量并进行输出的变化检测单元；将所述频率分量作为输入，输出使该输入信号的相位超前或滞后的校正信号的相位调整单元；以及将该校正信号与所述控制输出信号进行相加的加法单元。4.一种原动机输出的控制装置，其特征在于，具有将表示被原动机驱动的发电机的输出端或所述发电机所述接的电力系统的频率当前值的频率信号作为输入、输出表示该输入信号与从外部输入或预先存储的所述电力系统的基准频率的偏差的偏差信号的偏差检测单元；以及将该偏差信号作为输入、输出控制所述原动机输出的控制输出信号的控制单元。5.如权利要求1至3中任一项所述的原动机输出的控制装置，其特征在于，使用表示原动机的转速当前值的转速信号以代替输出电功率信号，使用成为所述转速的目标的转速指令值信号以代替输出电功率指令值信号，或者使用表示被原动机驱动的发电机的输出端或所述发电机所连接的电力系统的频率当前值的频率信号以代替输出电功率信号，使用从外部输入或预先存储的所述电力系统的基准频率以代替输出电功率指令值信号的输入。6.如权利要求3所述的原动机输出的控制装置，其特征在于，对于变化检测单元的输入，是采用表示原动机的转速当前值的转速信号、或表示被原动机驱动的发电机的输出端或所述发电机所连接的电力系统的频率当前值的频率信号以代替输出电功率信号。7.如权利要求3所述的原动机输出的控制装置，其特征在于，对于偏差检测单元的输入，是使用表示原动机的转速当前值的转速信号以代替输出电功率信号，使用成为所述转速的目标的转速指令值以代替输出电功率指令值信号，或者使用表示被原动机驱动的发电机的输出端或所述发电机所连接的电力系统的频率当前值的频率信号以代替输出电功率信号，使用从外部输入或预先存储的所述电力系统的基准频率以代替输出电功率指令值信号的输入。8.一种原动机输出的控制装置，其特征在于，具有将表示被原动机驱动的发电机有无电力系统连接的信号作为输入，在判断为有所述连接时，选择表示所述发电机的输出端或所述电力系统的频率当前值的频率信号，在判断为没有所述连接时，选择表示所述原动机的转速当前值的转速信号的第1切换单元；将所述第1切换单元的选择信号作为输入，输出表示该输入信号与所述转速或所述频率的基准值的偏差的第1偏差信号的第1偏差检测单元；以及将所述偏差信号作为输入，输出控制所述原动机输出的第1控制输出信号的第1控制单元。9.如权利要求8所述的原动机输出的控制装置，其特征在于，具有将频率信号作为输入，输出表示该频率信号与从外部输入或预先存储的频率基准值的偏差的第2偏差信号的第2偏差检测单元，第1切换单元在判断为发电机与电力系统有连接时，选择所述第2偏差信号，在判断为没有连接时，选择第1偏差信号。10....

【专利技术属性】
技术研发人员：下村胜，
申请(专利权)人：三菱电机株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]