非線形ディジタル制御理論に基づく同期発電機制御に関する研究

1997 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 08455125
• Research Institution: HOKKAIDO UNIVERSITY
• Principal Investigator: 長谷川 淳 北海道大学, 大学院・工学研究科, 教授 (40001797)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 遠山 篤 室蘭工業大学, 工学部, 助手 (60142783) ; 田中 英一 北海道大学, 大学院・工学研究科, 助手 (10124538) ; 北 裕幸 北海道大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (30214779)
• Keywords: 電力系統 / 同期発電機 / 非線形ディジタル制御 / 加速度制御 / 安定化制御 / 最適レギュレータ / エラーシステム

Research Abstract

本研究では、加速度制御の概念に基づいた非線形ディジタル制御理論の適用により、動作点に依存しないロバストな発電機制御方式の確立を目的として、基礎的な検討を行った。
本年度中に得られた研究成果の概要は、以下のとおりである。
1.昨年度の検討において機械的入力に急速な変動が要求されることがわかったが、この点に関してさらに検討するために、ガバナ、タービンをそれぞれ一次遅れで表し、タービン時定数も現実に近い値とした。さらに、蒸気弁開度の変化率制限も考慮に入れたシミュレーションを行った結果、これまでの設計手法で特に問題ないことが確認された。
2.本研究で用いる手法は、設計用モデルの線形化における仮定から、動作点による影響が少ない代わりに、サンプリング間隔に留意する必要があると考えられる。この点に関してもシミュレーションによる検討結果から、20[ms]が適切であることが確認された。
3.有効電力の代わりに回転数(角速度)を制御する方式に関して、一般的な最適制御手法との比較検討を行った結果、制御入力波形はかなり違うものの、制御量の応答波形はほぼ同等であることを確認した。
4.観測雑音の影響について検討を行った。その結果、特に角速度における雑音の影響が大きいことがわかった。その他の変数については、ロ-パスフィルタの有効性が確認された。
5.運転点の違いによる影響を受けにくいという提案手法の特長を検証するために、設計時と異なる様々な運転点における制御特性をシミュレーションにより調べた。その結果、一般的な最適制御では、運転点が設計時と大きく異なるために収束しなくなるような場合においても、提案手法では収束させることが可能であることが確認された。

Research Products

• [Publications] 遠山 篤: "ディジタル加速度制御の概念に基づく発電機制御に関する検討" 電気学会電力技術・電力系統技術合同研究会資料. PE,PSE-97-10. 55-59 (1997)
• [Publications] 遠山 篤: "ディジタル加速度制御の概念に基づく発電機制御-雑音の影響に関する検討-" 平成9年度電気関係学会北海道支部連合大会講演論文集. 22- (1997)
• [Publications] 山本達郎: "ディジタル加速度制御法に基づく発電機制御に関する検討-設計点に対する制御特性の影響評価-" 平成9年度電気関係学会北海道支部連合大会講演論文集. 23-24 (1997)