中国電力における中央制御AFC

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中国電力におけ.る中央制御AFC

CentralizedAutomaticLoadFrequencyControlfortheSystem

Of the Chugoku Electric Power Co.Inc.

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SbigekiOzawa 内 _{容 梗 概} わが国でほじめてAFCを実施した当時は直接制御式のものであったが,急速な技術的進歩によって, 現在では数節所の発′電所を中央制御する卿削こまで発展した｡ 小国電力で恨他社にさきがけすでに4発電所の中央比例制御を実施しているが,半年余の営業実箭ほ 下記のとおり良好である｡ (1)FFCでほ周波数変動は整定価±0.05c/s (2)FTCでは融通電力変動は整定値±7MW (3)TBCでは周波数変動は整定値士0･1c′s,融通電力変動ほ整定値j=0･7MW(併列された関西 系または九州系ではFFCを実施) (4)比例制御中の負荷分担はほぼ整定比率どおりとなっており,関取中軋九州の全系を併列し た場合でも上記制御は安定に行われている｡

1.緒

わが国ではじめてAFCを _{施した当時は検出都を発} 電所に設置して,直接その操作部を制御するものであっ たが,最近遠方制御用搬送技術の進歩にともない,十分 な調整容量を確保するため,数箇所の発電所を中央より 協調制御する方式が採用されるようになった｡ 中国電力でほ,ほやくよりAFC中央制御の計画をた て弟l表のような過程を経て昭和33年9月わが同では じめて中央比例制御による営業運転を開始した｡ この装置ほ中国電力と日立製作所の緊密な協力と数多 くの現地 _{験にもとづいて完成されたもので,すでに数} 箇月余の良好な _{転実績をおさめたので,ここに全装置} を総括して主要な内容と性能の概要を紹介し大方の参考 に資せんとするものである｡ 本装置は中

2･制御の種類

系統の周波数または他系統(関西系,九 州系将来は四国系)との連絡線負荷を自動調整するもの で,4箇所(将来ほ5箇所)の調整発電所(弟2表参照) を任意の基準出力を中心として所望の比率で負荷分担さ せながら行うことができる｡制御の種 のとおりである｡ は大別して下記 2･1AFC比例制御 軌神野瀬,柴木川第1,滝りりl【発電所の負荷分担比 * ** *** **** 中国電力株式会社 日立製作所日立研究所 日立製作所国分工場 日立製作所多賀工場 第1表 中国電力AFC計画進捗経過表 年 月 口 昭和30年1月,7月 昭和31年8月 昭和32年10月 昭和32年12月 項 昌 AFC(FFC,FTC,TBC)現地予備試験(1) 昭和33年2月 昭和33年6月 昭利33年8月 昭和33年9月 昭利33年12月

潮発馴操作部キュ】ピグル)完成(2)

上記装置を潮発電所に設置してFFC営業運転を 開始 中央給電指令所一潮発-■E所間遠方制御川搬送装置 (2周波方式)完成(8) 検出部盤を湖発電凧こ置いたままFFC,FTC, TBCの営業運転を開始 一方遠調irj御国綻の雑音長期記録をとり始める 中央給電指令所一柳野瀬発確所間遠方制御用撞送装 置(1周波方式)および神野瀬発屯所操作部キユーピ クル完成 速力制御国緑の雑音長期記叙をとり始める AFC検出吾陵を湖発電所よf)中央給･電路令所へ 移設 中央給`疋指令所【柴木川第一党電所間遠方制御用搬 送装置および柴木川領一発電所操作部装置(東芝製) 完成 軌神野軌柴木川第1発電所の遠方制御によるA FC営業運転開始 60c/s系の4杜(北陸,関西,中国,九州)並列し 自動制御装掛こよる系統試験を行った｡中国は関西融 通電力を制御したが,その結果は良好であった AFC比例配分盤および同用制御机完成(中央給電 指令所に設置､) 軌神野瀬発滝所の遠方比例制御によるAFC営業 運転開始 関軌九州融通砥力の切換えおよび総合ができるよ う変換装置を設置した○この結果,3杜並列(関西, 中臥ノL州)の場合でも,中国魔力の装置で白系統内 の負荷変動分だけを制御することができるようになっ た(この場合,融通`屯力の代数和を利用する)｡ 中央給電指令所一滝山川発電所間遠方制蘭用放送装 置(1周波方式)および滝山川発電所操作古庄キユーピ クル完成 昭和34年6月 現在 軌神野軌柴木川第1,翰｣｣川4莞屯所の遠方比 例制御によるAFC営業運転を実施中

1278 _{昭和34年10月 日 立 評 第41巻 第10号} 第2表 AFC調 整 発 電 所 設 備概 要 第1図 AFC 比 A汽:｣ろ:｣ろ:｣旦を盤定比率互1:g2:垢:吼(∬1+ 脆+垢｣一私=1)に保ちながらAFCを行うものである (ただし』ろ,｣ろ……ほ斧発電所基準出力よりの実出力 の偏差を示す)｡ ここでいうAFCとほ次の3種を 称したものである｡ (1)系統周波数を規定値に維持する制御(FFC) (2)融通電力を規定値に維持する制御(FTC) (3)系統周波数,融通電■ノコを同時をこ規定値に維持す る制御(TBC.〕･ 中国電力ほ関西,九州の2系統iこはさまれ,これらの 両方またほいずれか---ノノと 繋して運転されるため制御 対象となる融通電力にほつぎの3種がある｡切換えによ りそのいずれをも制御することができる｡ (1)関西との融通電力 (2)九州との融通電力 (3)関西融通,九州融通の代数和 弟l図は本制御の説明岡である｡ 周波数調整器,融通電力調整器で検rl-1された周波数偏 例 制 御 説 明 図 明 説 号 路 迂

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変 挽患 発露穏 差』ダ,融通電力偏差』署は適当な比率で合成され,不 動澤を与えたのち,比率整定器で整定した比率に分割し, 各発電所へ送られる｡各発電所の出力ほテレメータで中 火へ送り返され,各基準甘力値と比 』ろ,封1が求められる｡ こ れ らカ 所望 して偏 ｣A,』A の比率になってい るか杏かをチェックするため∑ _{∠膵㌧を置換調整器で求} め,これを葉定比率(∬`)に分割して,gよ･∑』Piと｣f)∼ を比較し,この差をなくする補正操作量が作られる｡こ の比率補正信号ほ上記の被制御量偏差信号とともに発電 所へ送られ,所望の制御を行うことができる｡置換調整 器には数程の予備ギヤが準備され,時定数を変えうるよ うになっている｡これにより総合制御速度を大幅に変化 させることができる｡ 2.2 _{AF⊂分離制御} 比例制御のように各発 荷分担の協調をとること なく AFCを行うもので第2図はこの説明図である｡万 一調整器の■故障で比例制御ができなくなっても検出器が 健全であれば本制御によってAFCを継続することがで

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第2図 AFC _{分 離 制 御 説 明 図} きる｡ 2.3 そ の 他 2･3.1定出力制御 比例制御の特別な場合として負荷分担比率を ると,その発電所を電力 にす 整器で生還した値に一致し た出力で運転させることができる｡ 2.3.2 _{時差補正運転} 系統周波数で駆動される電気時計の時差をなくする ため,系統 れに比例した操作量を作って時差補iEを行いながら AFC運転を就けることができる｡ 2･3･3 _{融通電力のプログラム制御} プログラム生産掛こよって24時間分の希望値を1 問刻みに整定すれば,自動的に融通電力のプロブラ ム制御を行うことができる｡ 2.4 _{異常事態発生時の自動操作} 2.ん1発電所負荷リミット AFC制御中発 _{所出力が上( F)限に達すると,発電} 所側装置の上げ(下げ)操作回路だけが自動的に閉路さ れ,それ以上出力が増加(減少)しないようになってい る｡ 2.4.2 _{調整池水位リミット} 調整池水位がリミットにかかれば,発電所側装置の 操作回路が自動的に開路され,その発 作が停止される｡ 2.4.3 _{発電所故障} 所のAFC操 複数個の発電所で比例制御を行っているとき,どれ 第3表 比例配分調整 器 比率生産器 電力調盤器 億力整定器 送量操作是変 換器 中火給電拒令所設置調整器の概要 絵盤た 合 器 嵐 信力正 作山を 挫の圧 些 事 レL L⊥ 各調整 ある｡ 器屯 定莞 ,と与 器るに 足す器 整ホ定 帯指生 動を率 積分調整者 え もる 庁タ _{L巨_}換調 にこれに比例し ものである｡ 分調整器出力の捻合操作信号を こ任意の比率で抵抗分圧するもので 各発竃所出力のテレメータを受けてこれを指示し, 基準負荷整定値との偏差を取出し,比率整定器,置 換調整署と組合せて各調整発電所の出力偏差を整定 比率で運転させるものである｡ 発電所向け操作信号の大きさを指示するとともに操 作信号JVを搬送装置に与えるものである｡

1280 _{昭和34年10月}

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第3図 中央給電桁令所 設置検とJj部盤 日 立 第4図 中央給電指令所設置比例 配分盤および制御机 第4表 発電所設置校作キユーピクル に取付けられる調整器の概要 潮発 電 所 名 称 受量操作立 変 換 器 EH庁 1ノ [岩器当

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3.装置の構成

3.1中央給電指令所装置 直立盤2(検出部盤,比例配分盤),制御机1よりなり, 策3表の各種調整器が組込まれている｡第3,4図はこれ らの外観を示す｡ 第41巻 第10号 ■ ､.､.1 + 第5図 滝山川発電所設置操 作部キユーピクル 3.2 _{発電所側装置} 各発電所にほ操作部キユーピクルが1台ずつ設置さ れ,伝送されてきた操作信号を受けてこれに応じた直流 電圧を作り,磁気増幅器で増幅したのち,ガバナモータ を制御する｡磁気増幅掛こほ微分要素,乱調防止および 各機間の負荷平衡要 などが付加され,初段にほとくに 小勢力形を用いてドリフト防止に万全の考 る｡ を払ってい 作キユーピクルに取付ける各種調整器の概要ほ第4 表に示すとおりで,弟5国は滝山川発電所操作部キュー ビクルを示す｡なお柴木川第1発 装置となっている｡ 所のみほ東芝AFC 3.3 _{描送装置(中央給電指令所,発電所設置)} AFCのために中火給 指令所と各 整発電所問で送 受される伝送量は誇る図のとおりで,操作信号の伝送は 潮発電所向けは2周波方式,神野漱,滝山川発電所向け は1周波方式,柴木川第1発電所向けほ東芝AFC方式 となっている｡2周波方式は被制御量偏差をこれに比例 した交流電圧』Ⅴに変換し,これを極性判別用塵準電圧 ⅤとともにFM方式で _{って,受量側2相モータを｣Ⅴ,} Ⅴに応じた位置で自動平衡させるものである(3)二 また1 周波方式は被制御量偏 を衝流周波数に変換L,FS方 式で伝送したのち,受量側2相モータを信号に応じた位 ▼掛こ自動平衡させる｡衝流周波数のチェックには送受局 側で共通にとれる系統周波数を用いているので原埋ヒド リフトほでない｡

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各段階を追って数多く行われた試 紆 果を総合すると下記のとおりである｡ ん1制御信号回線特性 4.1.】標準状態における伝送特性 各発電所向制御回線の平常 S/Nは 湖回線40dB,神野瀬,滝山川回線は 30dBあり,この状態で送受量操作量 の対応を測った結果,周波数偏差 ∠膵 =士0.5c/s, 融通電力偏差= d月･= 士50MW _{の範囲でほぼ直線的となっ} ている｡ ム1.2 _雑音特性 中央 電指令所より る制御信号 第6図 AFC用 _伝送量説 明 図 (dV)の大さをいろいろの値に固定し,回線のS/Nを 人為的に低下させて受量操作量変換器の指示 ベた｡その結果2 動を調 波方式はS/N=15dB,1周波方 式はS/N=12dB以上あれば伝送特性に誤差の生じな いことがわかった｡また送側信号』Ⅴ=0とし,受側に 記銀計をとりつけて長期雑音記録(約1箇月)をとっ たところ,両方式とも雑音の影響を受けないことがわ かった｡ 4.】.3 _{異常雑音にたいする特性(3)} 中央給電指令所一潮発電所制御回線につきdV=0 の状態で,マイクロ波端局装置の切換え,同期はずれ 時の異常雑音にたいする きを調べた｡マイクロ波端 局切換時間ほ8秒∼1分30秒で,このときの雑音で受 ト｣-刀棟読会示土鍋

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5.営業運転実績

昭和33年2月,AFC検出部盤を中火給電指令所に移 設して遠方制御のAFC(FFC,FTC,TBC)を開始し た｡比例配分盤未完のため3発電所(潮,神野瀬,柴木

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AFC 1283 川第1)を水の状況に応じて切換制御したが,昭和33年 8月,比例配分盤が完成し,本格的な比例制御にほいっ た｡現在にいたるまで連日 転を続けているが制御結果 は良好である｡過去1年余の記録を通じて,FFCでは周 波数偏 (AF)を±0.1c/s以内,FTCでは融通電力偏 差(APt)を±7MW以内,TBCではAFを±0.1c/s, J旦を±7MW以内に収めている｡ 弟7,8図は発電所(滝山川,湖,神野瀬)によるFF C比例制御の一例で,4Fは±0.1c/s以内に入り,各発 電所の負荷分担も整定比 どおりとなっている｡ 弟9,10図ほ3社並列(九州一中国一関西)の状態で4 発電所(梅山川,神野擬,柴木川第1,湖)によるTBC 比例制御(関西系でFFCを 施)を行った記録の一例 である｡JJFは士0.1c/s,A昂は ±7MW以内に収ま り,各発 所の負荷分担も比例的に行われている｡ 昭和34年に入ってから広域運営が実施され,中国系は 関西系または九州系と常時遊撃してもっぱらTBCを行 うようになった(関西系または九州系ではFFCを 施)｡ 2杜並列では,関西,九州いずれの場合も,テレメータ を切換えそれぞれの融通電力を制御する｡3社並列ほ送 実用新案策475925号

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開 ある装置が時間に対して舞1図に示すような温度変化 をなす場合に,温度下降時のC点においてある添加剤を 加えると同時に警報またほ標示を行い,d点において停 止するような操作をしたい場合には,温度上昇過程にお けるα,あ点においては動作しないようにしなければな らない｡本案はこのような用途に好適な制御開閉装置で あって,1ほ温度計の軸,2および3は1に取り付けら れたカム板で,凹部4および5を設けてある｡Slおよび S2はカム板によって開閉されるスイッチであって,漬列 に標示回路エに接続されている｡6および7は作動了で あって,カム板が右方向に回りコロが凹部4に落込むと 作動子7は直立し,凹耶を脱した後もこの姿勢をつづけ, スイッチを閉じるものである｡ いまカム板2,3が右回りのときを温度下降時,左回 りのときを温度上昇時とすると,温度上昇時にほスイッ チ Sl,52ほ開いたままである｡温度下降時には,作動 子7が凹部4に落ち込んで直立してスイッチ51を閉じ, ついで作動子6が凹部5に落ち込んで直立してスイッチ 52をも閉じしたがってカム板が角度月OC回転する問ほ 標示回路エは閉じられ,この時間が弟1図における rl, 7ち間の時間である｡ このようにこの新案は,カム板が一定方向に回転した ときだけ作動する作動子によってスイッチ 51,52を開 閉せしめるようになしたものであるから,2枚のカム板 の相互位置を変えることによって,制御時間を任意に調 整できるものである｡ (田｢[-) 電容量の面より現在は行っていないが,実施する場合は 中国系に出入する二つの融通電力の和(代数和)をとり, これを所望値に合わせるよう TBCを行う｡この方式に より,3杜並列の場合でも白系統の負荷変動分のみを制 御することができる｡

る.結

言 わが国のAFCが単独制御から中央比例制御の実用段 階にはいったことほ系統運営の自動化に明るい見透しを 与えたものである｡最近電気ガバナ,AFC,経済配分制 協 約 合 総 の 御 されているが,今後ますますこの 種の自動計算制御が高度化し中央制御の重要さも増して くるので,本装置で得られた実績は広い範囲で活用され ることとなろう｡最後に本装置の完成まで長期にわたる 御指導と御協力をいただいた関係者各位に厚くお礼を申 し上げる次第である｡ 参 考 文 献 1 2 3 村田,川井,小林 木本,大月他3名 静間はか2名:

介

閉

装

置

第1国 日立評論38,1011(昭31-8) 日立評論39 日立評論40,92 317(昭32-3) (昭33-8) 河 井 陽 一 第2図 ∵ 間 鴨 第3図 第4図