発電機の周波数はなぜ正確なのですか？

４０年以上前から電力会社の

発電機の周波数は

同期式時計に使用されていて

クォーツ時計に匹敵するほど正確なんですが、

水力発電機などの調速器はメカニカルですよね。

クォーツ制御でもないのに

何故正確な周波数を維持できるのでしょうか？

No.5 ベストアンサー 回答者： foobar 回答日時： 2007/09/13 18:45

まず、系統内の発電機はすべて同じ（平均）周波数で発電しています。

また、発電出力（蒸気タービンなどの出力）を上げると系統周波数は上がり、下げると系統周波数は下がります。

で、周波数調整の概要としては、
・系統内のひとつの発電所では、周波数の長期的な平均値が正確に50/60Hzになるように、発電機の制御をします。（周波数の基準は原子時計だったように思います。）
・他の発電所では、隣の発電所との電力やり取りが計画量になるように発電量を調節します。
これで、系統全体の周波数の長期間での平均値が正確な値になります。

たとえば、系統の周波数が５０Ｈｚより心持高めのとき、
・基準発電機が出力を絞る。
・周辺の発電機から基準発電機に向けて電力が流れるようになるので、それを抑えるように周辺の発電機も電力を絞る。
・結果として、系統全体の発電量が減少して、系統の周波数が下がる
というような動きになります。

なお、調整しているのは長期間の平均周波数（というより、サイクル数の積算値というほうが適切だと聞いた覚えも）なので、短時間で見ると、周波数が0.1Hｚ（0.2%)程度変わっていることもあります。（朝夕は結構変動していたように思います。）

この回答へのお礼

原子時計と比較して調整されているから正確なんですね。
コンピューター制御が無い時代で、複数の発電所の
調整をするって凄い技術ですね。

お礼日時：2007/09/14 14:28

No.4 回答者： a-saitoh 回答日時： 2007/09/13 18:41

>クォーツ制御でもないのに

そんなことないです。クォーツか、今だったら原子時計制御だと思いますよ。といっても完璧に合わせることは出来ないので、微妙に進んだり遅れたりして、1日均すと正確、という制御をしています。

簡単な説明が参考URLにあります。

参考URL：http://www.tepco.co.jp/kouza/pst/pst-j.swf

この回答へのお礼

クォーツｏｒ原子時計が基準だから正確なんですね。
全く想定していませんでした。

非常に勉強になるＨＰの紹介ありがとうございました。

お礼日時：2007/09/14 14:32

No.3 回答者： muya 回答日時： 2007/09/13 17:46

発電機を外部の電力系統につなぐと同期して同じ周波数にしかならないようですよ　その状態で水量や蒸気量をかえると周波数はそのままで発電量が変化するんだろうと思います

ここにわかりやすい説明があります
http://detail.chiebukuro.yahoo.co.jp/qa/question …

そういえばむかし、工場の自家発電機をスタートして系統につないで同期させるのをなんとかいっておりました　

この回答へのお礼

大変参考になる説明の紹介ありがとうございます。
いろんな種類の調相装置が有るんですね。

お礼日時：2007/09/14 14:36

No.2 回答者： yasu2209 回答日時： 2007/09/13 17:27

申し訳ありません。

知らないのでお答えは出来ないのですが、私も質問をみて考えてしまったので書かせていただきます。

「フィードバック制御で、その周波数になるようにコントロールしている」

と考えるのが一番自然だと思いますがどうでしょうか。いくらなんでもオープン制御でこの精度が出せるとは思いませんし、またフィードバックなら実に簡単な制御です。

周波数のサイクルの一つ一つを正確に測定してみればわかりそうですね。面白そうだ・・・・（笑）

電力会社のかたからの回答を待ちましょう。

この回答へのお礼

オープン制御でこの精度を出しているのが不思議と思っていましたが、
フィードバック制御だったんですね。
それにしても凄い技術だと思います。

お礼日時：2007/09/14 14:39

No.1 回答者： esezou 回答日時： 2007/09/13 17:24

ss777ssさん、こんにちは。

発電機の専門家ではありませんが、私が設計するなら、単位時間内の周波数変動を０にするよう調速します。
短時間変動は許すのです。
だからそんなに難しい制御ではありません。

実際、電源同期時計はそのような特性と記憶してます。
１時間でみるとちょっとずれているけど、１日たつとぴったりだな、と。

この回答へのお礼

早々のご回答ありがとうございます。
４０年以上昔でコンピュータ制御も無い時代に
正確な周波数を供給する技術は素晴らしいですね。

お礼日時：2007/09/14 14:43