CN102265477B - 并设蓄电池式的风力发电系统和蓄电池的充放电控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明的并设蓄电池式的风力发电系统和蓄电池的充放电控制装置，对表示风力发电机(1)的实际发电量的瞬时响应要素进行检测，并由充放电控制部(14)根据瞬时响应要素的变动来控制蓄电池(4)的充放电。进而，图样信息选择部(16)根据瞬时响应要素的变化量，从多个图样中选择一种分配给与瞬时响应要素的变动相应的充放电控制用的控制区域，并应用于充放电控制部(14)的充放电控制中。这样，能够配合根据风况而变动的风力发电机(1)的实际发电量，在蓄电池(4)中动态地分配恰当的控制区域。

Description

并设蓄电池式的风力发电系统和蓄电池的充放电控制装置

技术领域

本发明涉及并设蓄电池式的风力发电系统和蓄电池的充放电控制装置，特别是，涉及使得向连接于风力发电机的系统的输出功率不受风量影响的稳定化的技术。

背景技术

一般来说，由于风力发电机是接受自然的风力进行发电的，因此，输出功率很大程度上受风速变动影响。为了将由风力发电机产生的电力供给至电力公司的电力线(称为“系统”)，虽然风力发电机与系统相连(称为“连接”)，但因风速变动而引起的风力发电机的输出功率变动，是造成使得供给至系统的电能时刻变动的原因。

在系统中，必须同时供给与消费的电力等量的电力。因此，电力公司对时刻变化的消费电力的时间变化进行预测，并据此制定向系统的供电计划。为了容易地实现该供电计划，不允许不稳定且输出功率不固定的电力流入系统。因此，在导入将风力发电机连接于系统的风力发电系统时，必须抑制向系统的输出功率的变动。

现有技术下，为了抑制向系统的输出功率的变动，提出了并设蓄电池式的风力发电机。并设蓄电池式的风力发电机，通过将由风力发电机产生的电力的一部分储存起来并控制充放电，能够不受风量影响地向系统供给大致固定的电力。其中，存在有通过使蓄电池进行充放电以消除风力发电机的发电量相对于希望成为固定的目标电能的变动，并向系统供给将风力发电机的发电量和蓄电池的充放电量合成后的电力，从而抑制从系统侧观察到的风力发电机的输出功率的变动(例如参照专利文献1～3)的并设蓄电池式的风力发电机。

另外，还提出了对风况进行预测并使风力发电机的输出功率平滑化的风力发电系统(例如参照专利文献4、5)。在该专利文献4、5所记载的风力发电系统中，通过计算从风力发电机的输出功率中预测出不久将来的发电量，并以该预测发电量为基准(目标)来控制蓄电池的充放电。也就是说，在风力发电机的发电量多于预测发电量时将该超过部分储存在蓄电池中，另一方面，在发电量少于预测发电量时从蓄电池中释放出该不足部分，通过将风力发电机的发电量和蓄电池的充放电量进行合成，来抑制风力发电机的输出功率的变动，以使输出电能的轨迹描绘呈平滑化的曲线。

专利文献1：日本公开公报、特开平11-299106号

专利文献2：日本公开公报、特开2000-308370号

专利文献3：日本公开公报、特开2003-333752号

专利文献4：日本公开公报、特开2004-289896号

专利文献5：日本公开公报、特开2004-301116号

如上所述，在通过对风力发电机并设蓄电池、且控制蓄电池的充放电，使得向系统的输出功率平滑化的系统中，配合根据风况时刻变动的风力发电机的发电量来控制蓄电池的充放电。具体地说，如专利文献1～5所示，利用蓄电池整体进行充放电的控制，以消除风力发电机的输出功率相对于目标电能的变动。在该情况下，在蓄电池的整个容量中，仅除了实际使用于与电力变动相对应的充放电控制的容量以外的剩余的容量(充放电剩余容量)，成为为了持续地向系统供给稳定的电力而储存电力的容量。

但是，由于风力发电机产生的电力相对于目标电能的变动幅度是未知的，因此，无法正确地掌握向电力系统持续地进行电力供给所使用的充放电剩余容量。因此，需要某种程度偏少地预估充放电剩余容量。而且，由于在恶劣天气时发电功率的变动幅度变大，因此，要提前预想到该变大的变动幅度，且实际上不得不相当偏少地预估充放电剩余容量。因此，存在无法实现运用蓄电池的充放电功能向系统供给尽可能多的稳定的电力的计划供电这样的问题。本发明的并设蓄电池式的风力发电系统和蓄电池的充放电控制装置就是为了解决这样的问题而形成的，其目的在于，能够有效地发挥与风力发电机并设的蓄电池的充放电功能，从而有计划地向系统供给尽可能多的稳定的电力。

发明内容

为了解决上述技术问题，在本发明中，检测出由风力发电机产生的电能的瞬时值作为瞬时响应要素，根据瞬时响应要素的每单位时间的变化量，将表示分配给与发电量的变动相应的充放电控制用的蓄电池的容量的充放电控制区域从多个图样(pattern)中选择一种后，应用于充放电控制中。

若采用上述那样构成的本发明，则可根据由风力发电机产生的电能的实测值(瞬时响应要素)来分配充放电控制区域。而且，能够根据瞬时响应要素的每单位时间的变化量而相适应地改变充放电控制区域的大小。具体地说，被设定为：在瞬时响应要素的变化量小的时候缩小充放电控制区域，在瞬时响应要素的变化量大的时候扩大充放电控制区域。

由此，能够根据瞬时响应要素的每单位时间的变化量，对蓄电池动态地分配恰当的充放电控制区域。而且，为了有计划地向系统供给稳定的电力，能够利用蓄电池的整个容量中的、除了分配给充放电控制区域的电容分量以外剩余的部分(直流分量)。另外，即使将蓄电池的整个容量的一部分分配为充放电控制区域，从蓄电池整体来看也不会丧失蓄电功能。

在此，瞬时响应要素的每单位时间的变化量根据风况而改变。因此，能够根据风况在蓄电池中设定该各时点成为最大的直流分量。通过以上那样，能够运用与风力发电机并设的蓄电池的充放电功能，并根据风况而有计划地向系统供给尽可能多的稳定的电力。

附图说明

图1是第一实施方式涉及的并设蓄电池式的风力发电系统的整体构成例的示意图。

图2是表示第一实施方式涉及的充放电控制装置的功能构成例的框图。

图3是用于说明第一实施方式涉及的根据瞬时响应要素的变动进行的充放电控制的图。

图4是第一实施方式的图样信息存储部所存储的多种图样信息的一例的示意图。

图5是第一和第二实施方式的图样信息选择部所具有的表格信息的一例的示意图。

图6是第一实施方式涉及的充放电控制装置的动作例的流程示意图。

图7是第二实施方式涉及的并设蓄电池式的风力发电系统的整体构成例的示意图。

图8是表示第二实施方式涉及的充放电控制装置的功能构成例的框图。

图9是用于说明第二实施方式涉及的与瞬时响应要素的变动相应的充放电控制的图。

图10是用于说明第二实施方式涉及的与一阶延迟要素的变动相应的充放电控制的图。

图11是第二实施方式的图样信息存储部所存储的多种图样信息的一例的示意图。

图12是第二实施方式涉及的充放电控制装置的动作例的流程示意图。

具体实施方式

以下，根据附图对本发明的一实施方式进行说明。图1是第一实施方式涉及的并设蓄电池式的风力发电系统10的整体构成例的示意图，如图1所示，第一实施方式涉及的风力发电系统10构成为设有风力发电机1、充放电控制装置2、逆变器3以及蓄电池4。另外，第一实施方式涉及的风力发电系统10，经由供电控制装置20连接于电力公司的系统100。

风力发电机1，利用风力进行驱动、并产生用于向系统100供电的电力。具体地说，风力发电机1的构成是，在底座上修建有塔架部，并在塔架部的顶部设有螺旋桨式风车。作为螺旋桨式风车的桨叶(翼)部分的叶片(Blade)，通过轮毂安装于旋转轴上，并构成为在接受风力后能够与旋转轴一同旋转。在旋转轴上连接有发电机，并构成为由该发电机产生的电力通过电力电缆输出至风力发电机1的外部。叶片接受风力然后将该风能转换为旋转力，由此发电机将该叶片的旋转能(Rotational energy)转换为电力。

蓄电池4通过充放电将由风力发电机1产生的电力的一部分进行蓄电；充放电控制装置2控制蓄电池4的充放电，其控制内容的详细情况，在后面使用图2进行叙述；逆变器3进行直、交流的转换处理，具体地说，逆变器3在充电时将从充放电控制装置2供给的交流电转换为直流电后供给至蓄电池4，在放电时将从蓄电池4供给的直流电转换为交流电后供给至充放电控制装置2。

供电控制装置20，使用由风力发电机1产生的电力和通过充放电控制装置2从蓄电池4释放出的电力来控制向系统100进行供电的电力。例如，供电控制装置20进行控制，以便将把风力发电机1的发电量和蓄电池4的充放电量合成后得到的电力供给至系统100。通过进行这样的控制，能够抑制从系统100侧观察到的风力发电机1输出功率的变动，从而能够使供给至系统100的电力平滑化成固定的电力。

图2是表示本实施方式涉及的充放电控制装置2的功能构成例的框图。如图2所示，本实施方式的充放电控制装置2，作为其功能构成而设有瞬时响应检测部11、变化量计算部13、充放电控制部14、图样信息存储部15以及图样信息选择部16。

瞬时响应检测部11，作为瞬时响应要素P而依次检测出由风力发电机1产生的电能的瞬时值。瞬时响应检测部11对瞬时响应要素P进行检测的时间间隔、即取样定时是任意的，例如为数秒。

图3是瞬时响应要素P的具体例的示意图。另外，瞬时响应要素P本来是每次取样时的离散值，但是，为了便于理解说明，而图示作将离散值连接起来的波形。如图3所示，瞬时响应要素P表示的是由瞬时响应检测部11在每次取样时检测出的风力发电机1的实际发电量，电能在每次取样时都发生很大的变化。

变化量计算部13，求出由瞬时响应检测部11检测出的瞬时响应要素P的每单位时间的变化量dP/dt。充放电控制部14，根据由瞬时响应检测部11检测出的瞬时响应要素P的变动来控制蓄电池4的充放电。

与瞬时响应要素P的变动相应的蓄电池4充放电控制，例如如以下那样进行。也就是说，充放电控制部14，以希望最终成为固定的目标电能G为基准来控制蓄电池4的充放电，以消除由瞬时响应检测部11检测出的瞬时响应要素P相对于该目标电能G的差分。具体地说，在图3中，一方面，瞬时响应要素P超过目标电能G部分的电能储存在蓄电池4中，另一方面，瞬时响应要素P低于目标电能G部分的电能从蓄电池4中释放出来。

图样信息存储部15存储有关瞬时响应控制区域(充放电控制区域)的组合的多种图样信息，其中，所述瞬时响应控制区域表示分配给与瞬时响应要素P的变动相应的蓄电池4充放电控制用(图3所示的充放电控制用)的蓄电池4的容量。

图4是图样信息存储部15所存储的多种图样信息一例的示意图，在图4所示的例子中，表示了三种图样信息A、B、C。图样信息A中作为瞬时响应控制区域而分配的容量以电能计相当于1MW(兆瓦)，图样信息B中作为瞬时响应控制区域而分配的容量相当于2MW，另外，图样信息C中作为瞬时响应控制区域而分配的容量相当于3MW。

在第一实施方式中，蓄电池4具有能够蓄电最大30MW电能的容量。在该情况下，在图样信息A中蓄电池4的直流分量相当于29MW(＝30MW-1MW)，在图样信息B中蓄电池4的直流分量相当于28MW(＝30MW-2MW)，在图样信息C中蓄电池4的直流分量相当于27MW(＝30MW-3MW)。

图样信息选择部16，根据由变化量计算部13求出的瞬时响应要素P的每单位时间的变化量dP/dt，从存储在图样信息存储部15中的多种图样信息中选择一种，并将所选择的图样信息的瞬时响应控制区域应用于由充放电控制部14进行的蓄电池4的充放电控制。

具体地说，图样信息选择部16具有表格信息，其中，该表格信息表示变化量dP/dt值的范围与存储在图样信息存储部15中的图样信息的对应关系。图5是该表格信息的一例的示意图。图5所示的表格信息表示的是，在变化量dP/dt的绝对值小于x(x为大于0的任意值)时选择图样信息A，在变化量dP/dt的绝对值为x以上且小于y(y为大于x的任意值)时选择图样信息B，在变化量dP/dt的绝对值为y以上时选择图样信息C。

图样信息选择部16在初始状态下，例如选择图样信息A。然后，在检测出由变化量计算部13求出的变化量dP/dt的绝对值，持续规定时间以上符合图5所示三种值范围中的某一值的范围内时，图样信息选择部16切换选择与该范围对应的图样信息。之所以以持续符合规定时间以上作为条件，主要是为了在变化量dP/dt的绝对值仅瞬间发生了大的变化时，不会随意地切换图样信息。

在此，在变化量dP/dt的绝对值持续规定时间以上属于一个值的范围内时，进行图样信息的切换，但是，只要遵循上述宗旨，也可以是除此之外的其他方法。例如，也可以求出每次取样时计算出的变化量dP/dt的最近期间(例如，最近一分钟以内计算出的多个变化量dP/dt)的平均值，并判断该平均值属于图5所示值的范围中的哪一个，从而进行图样信息的切换。

接着，对以上那样构成的第一实施方式涉及的充放电控制装置2的动作进行说明，图6是第一实施方式涉及的充放电控制装置2的动作例的流程示意图。而且，图6所示的流程在每次取样时重复进行。另外，设为：在图6所示的流程开始时刻，图样信息选择部16选择图样信息A后应用于充放电控制部14中。也就是说，在蓄电池4中设定符合图样信息A的控制区域。

在图6中，首先，瞬时响应检测部11，作为瞬时响应要素P而检测出由风力发电机1产生的电能的瞬时值(步骤S1)。接着，变化量计算部13计算出由瞬时响应检测部11检测出的瞬时响应要素P的每单位时间的变化量dP/dt(步骤S2)。然后，图样信息选择部16判断计算出的变化量dP/dt的绝对值属于图5所示值的范围中的哪一个，并判断是否持续规定时间以上属于该值的范围(步骤S3)。

在此，在判断为变化量dP/dt的绝对值持续规定时间以上属于某一值的范围时，图样信息选择部16切换选择与该值的范围相对应的图样信息。具体地说，图样信息选择部16选择与变化量dP/dt的绝对值所属的值的范围相对应的图样信息，并参照图样信息存储部15将所选择的图样信息的瞬时响应控制区域应用于充放电控制部14中(步骤S4)。

另一方面，在图样信息选择部16判断为变化量dP/dt的绝对值未持续规定时间以上属于某一值的范围时，不进行步骤S4的处理而进入步骤S5的处理。在步骤S5中，充放电控制部14，在步骤S4中被变更设定的瞬时响应控制区域或进行步骤S4的处理之前的瞬时响应控制区域的条件下，根据由瞬时响应检测部11检测出的瞬时响应要素P的变动来控制蓄电池4的充放电(步骤S5)。

如以上详细说明那样，若采用第一实施方式的充放电控制装置2，则能够根据瞬时响应要素P的每单位时间的变化量dP/dt而相适应地改变瞬时响应控制区域的大小。具体地说，被设定为：在瞬时响应要素P的变化量dP/dt小时缩小瞬时响应控制区域，而在瞬时响应要素P的变化量dP/dt大时扩大瞬时响应控制区域。例如，如图3所示，在变化量dP/dt的绝对值在y以上的区间内时，根据图样信息C，在蓄电池4中设定最大的瞬时响应控制区域，在变化量dP/dt的绝对值在小于x的区间内时，根据图样信息A，在蓄电池4中设定最小的瞬时响应控制区域。

这样，能够配合根据风况进行变动的瞬时响应要素P的每单位时间的变化量dP/dt，对蓄电池4动态地分配恰当的瞬时响应控制区域。而且，蓄电池4的整个容量中除了分配给瞬时响应控制区域的电容分量以外剩余的容量，能够作为有计划地向系统100供给稳定电力用的直流分量来利用。因此，能够根据风况而在蓄电池4中设定该各时点成为最大的直流分量。通过以上那样，能够运用蓄电池4的充放电功能(即，将充电在蓄电池4中的电力的实际利用量极大化)，并根据风况而有计划地向系统100供给尽可能多的稳定电力。

另外，由于并非如现有技术那样利用蓄电池整体进行充放电控制，而是将蓄电池4的一部分明确地划分为瞬时响应控制区域来进行充放电控制，从而蓄电池4的充放电剩余容量变得容易掌握，因此，发电计划或向系统的供电计划的制定变得容易制定，并且变得容易运用。另外，通过抽取较多的直流分量而减少使用于充放电控制的控制区域容量，能够尽可能地延长蓄电池4的寿命。

接着，根据附图对本发明的第二实施方式进行说明。图7是第二实施方式涉及的并设蓄电池式的风力发电系统10’的整体构成例的示意图。在该图7中，由于赋予与图1所示符号相同的符号部分具有相同的功能，因而在此省略重复的说明。

如图7所示，第二实施方式涉及的风力发电系统10’构成为设有风力发电机1、充放电控制装置2’、逆变器3以及蓄电池4。另外，第二实施方式的风力发电系统10’，经由供电控制装置20连接于电力公司的系统100。

图8是表示第二实施方式涉及的充放电控制装置2’的功能构成例的框图。在该图8中，由于赋予与图2所示符号相同的符号部分具有相同的功能，因而在此省略重复的说明。如图8所示，第二实施方式涉及的充放电控制装置2’，作为其功能构成而设有瞬时响应检测部11、一阶延迟计算部12、变化量计算部13、充放电控制部14’、图样信息存储部15’以及图样信息选择部16。

一阶延迟计算部12，通过对由瞬时响应检测部11检测出的发电机发电量的瞬时响应要素P实施一阶延迟处理，来求出由风力发电机1产生的电能的一阶延迟要素Q。一阶延迟计算部12，例如，由基于CR积分电路的低通滤波器构成。通过对瞬时响应要素P实施一阶延迟处理，能够求出将急剧变化的成分除去后表示发电量的大概变动趋势的轮廓(Outline)。

图9是瞬时响应要素P和一阶延迟要素Q的具体例的示意图。另外，瞬时响应要素P和一阶延迟要素Q本来都是每次取样时的离散值，但是，为了便于理解说明，图示为将离散值连接起来的波形。如图9所示，瞬时响应要素P表示由瞬时响应检测部11在每次取样时检测出的风力发电机1的实际发电量，电能在每次取样时都发生很大的变化。相对于此，一阶延迟要素Q为表示风力发电机1的实际发电量的大概变动趋势的轮廓曲线(Outline curve)。

充放电控制部14’，根据由瞬时响应检测部11检测出的瞬时响应要素P的变动来控制蓄电池4的充放电，同时，根据由一阶延迟计算部12求出的一阶延迟要素Q的变动来控制蓄电池4的充放电。

与瞬时响应要素P的变动相应的蓄电池4的充放电控制，例如可以如下进行。也就是说，充放电控制部14’，以由一阶延迟计算部12求出的一阶延迟要素Q为基准电能来控制蓄电池4的充放电，以消除由瞬时响应检测部11检测出的瞬时响应要素P相对于该基准电能的差分。具体地说，在图9中，充放电控制部14’将瞬时响应要素P超过一阶延迟要素Q部分的电能充电到蓄电池4中，另一方面，将瞬时响应要素P低于一阶延迟要素Q部分的电能从蓄电池4中放电。

另外，与一阶延迟要素Q的变动相应的蓄电池4的充放电控制，例如可以按如下进行。也就是说，充放电控制部14’，以希望最终成为固定的目标电能G为基准来控制蓄电池4的充放电，以消除由一阶延迟计算部12求出的一阶延迟要素Q相对于目标电能G的差分。图10是用于说明该充放电控制的图，在图10中，充放电控制部14’将一阶延迟要素Q超过固定的目标电能G的部分的电能充电到蓄电池4中，另一方面，将一阶延迟要素Q低于目标电能G的部分的电能从蓄电池4中放电。

如上所述，若通过计算从作为风力发电机1实际发电量的瞬时响应要素P中求出一阶延迟要素Q，并通过以该一阶延迟要素Q为基准与瞬时响应要素P的差分相抵消的方式来控制蓄电池4的充放电，则通过该控制而被平滑化的电能(相当于一阶延迟要素Q)成为相对于作为最终目标的固定的目标电能G的变动量。在该情况下，一阶延迟要素Q相对于目标电能G的变动幅度，小于瞬时响应要素P相对于目标电能G的变动幅度。另外，瞬时响应要素P相对于一阶延迟要素Q的变动幅度也小于瞬时响应要素P相对于目标电能G的变动幅度。

图样信息存储部15’存储有关瞬时响应控制区域与一阶延迟控制区域的组合的多种图样信息，其中，所述瞬时响应控制区域表示分配给与瞬时响应要素P的变动相应的蓄电池4充放电控制用(图9所示的充放电控制用)的蓄电池4的容量，所述一阶延迟控制区域表示分配给与一阶延迟要素Q的变动相应的蓄电池4的充放电控制用(图10所示的充放电控制用)的蓄电池4的容量。

图11是图样信息存储部15’所存储的多种图样信息中一例的示意图。在图11所示的例子中，表示了三种图样信息A、B、C。图样信息A中分配为瞬时响应控制区域的容量以电能计相当于0.5MW(兆瓦)，分配为一阶延迟控制区域的容量相当于1MW。图样信息B中分配为瞬时响应控制区域的容量相当于1MW，分配为一阶延迟控制区域的容量相当于2MW。另外，图样信息C中分配为瞬时响应控制区域的容量相当于1.5MW，分配为一阶延迟控制区域的容量相当于2.5MW。

在第二实施方式中，蓄电池4具有能够最大蓄电30MW的电能的容量。在该情况下，在图样信息A中蓄电池4的直流分量相当于28.5MW(＝30MW-(0.5MW+1MW))，在图样信息B中蓄电池4的直流分量相当于27MW(＝30MW-(1MW+2MW))，在图样信息C中蓄电池4的直流分量相当于26MW(＝30MW-(1.5MW+2.5MW))。

图样信息选择部16，根据由变化量计算部13求出的瞬时响应要素P的每单位时间的变化量dP/dt，从存储在图样信息存储部15中的多种图样信息中选择一种，并将所选择的图样信息的充放电控制区域(瞬时响应控制区域和一阶延迟控制区域)应用于由充放电控制部14进行的蓄电池4的充放电控制中。为了选择该图样信息，图样信息选择部16具有图5所示的表格信息。

接着，对以上构成的第二实施方式涉及的充放电控制装置2’的动作进行说明。图12是第二实施方式涉及的充放电控制装置2’的动作例的流程示意图。另外，图12所示的流程在每次取样时重复进行。另外，设为：在图12所示的流程开始时刻，图样信息选择部16选择图样信息A，然后应用于充放电控制部14中。也就是说，在蓄电池4中设定符合图样信息A的充放电控制区域(瞬时响应控制区域和一阶延迟控制区域)。

图12所示的步骤S11～S14的处理与图6所示的步骤S1～S4的处理相同。另外，在步骤S14中，图样信息选择部16选择与变化量dP/dt的绝对值所属的值的范围相对应的图样信息，并参照图样信息存储部15将所选择的图样信息的充放电控制区域应用于充放电控制部14中。

接着，一阶延迟计算部12，通过对由瞬时响应检测部11检测出的瞬时响应要素P实施一阶延迟处理，来求出由风力发电机1产生的电能的一阶延迟要素Q(步骤S15)。进而，充放电控制部14’在步骤S14中被变更设定的充放电控制区域或进行步骤S14的处理之前的充放电控制区域的条件下，根据由瞬时响应检测部11检测出的瞬时响应要素P的变动来控制蓄电池4的充放电，并且根据由一阶延迟计算部12求出的一阶延迟要素Q的变动来控制蓄电池4的充放电(步骤S16)。

如以上详细说明那样，若采用第二实施方式的充放电控制装置2’，则分为基于瞬时响应要素P的变动的控制和基于一阶延迟要素Q的变动的控制来控制蓄电池4的充放电。一阶延迟要素Q成为表示瞬时响应要素P的大概变动趋势的轮廓曲线，因而一阶延迟要素Q与瞬时响应要素P之间具有相关关系。与根据瞬时响应要素P相对于无相关关系的目标电能G的差分进行充放电控制的第一实施方式相比，根据瞬时响应要素P相对于具有该相关关系的一阶延迟要素Q的差分进行充放电控制，能够进行更加精细的充放电控制(参照图9)。其结果是，瞬时响应要素P被平滑化为一阶延迟要素Q的轮廓状，从而如图10所示，剩余一阶延迟要素Q相对于目标电能G的差分。但是，该差分通过基于该差分的其他的充放电控制而被平滑化为目标电能G。虽然目标电能G与一阶延迟要素Q之间没有相关关系，但是，由于一阶延迟要素Q如瞬时响应要素P那样瞬间的变动幅度不大，因而容易进行充放电控制。这样，通过基于瞬时响应要素P的变动的控制和基于一阶延迟要素Q的变动的控制双方，能够生成更加稳定化的高品质的电力。

另外，若采用第二实施方式的充放电控制装置2’，则能够根据瞬时响应要素P的每单位时间的变化量dP/dt，相适应地改变瞬时响应控制区域与一阶延迟控制区域的组合。具体地说，被设定为：在瞬时响应要素P的变化量dP/dt小的时候缩小控制区域，在瞬时响应要素P的变化量dP/dt大的时候扩大控制区域。例如如图9所示，在变化量dP/dt的绝对值在y以上的区间内时，根据图样信息C在蓄电池4中设定最大的控制区域，在变化量dP/dt的绝对值在小于x的区间内时，根据图样信息A在蓄电池4中设定最小的控制区域。

这样，能够配合根据风况变动的瞬时响应要素P的每单位时间的变化量dP/dt，对蓄电池4动态地分配恰当的充放电控制区域。因此，能够根据风况而在蓄电池4中设定该各时点成为最大的直流分量。通过以上那样，通过将充放电控制区域局限化，能够运用电池4的充放电功能，并根据风况而有计划地向系统100供给尽可能多的稳定的电力。

另外，根据平滑化后供给至系统100的电力的容许变动率(平滑化电力相对于与蓄电池4的全容量相当的电力的变动幅度的比例)，能够选择并应用第一实施方式和第二实施方式的任意一种。在上述第一和第二实施方式中，对由充放电控制部14、14’将发电输出功率平滑化为目标电能G的情况进行了说明，但是，实际上平滑化电力是以微量进行变动的。但是，其变动幅度具有容许范围。第一实施方式能够适用于表示该容许范围的容许变动率为5％精度以上的情况或风况变化比较缓和的季节。另一方面，第二实施方式能够适用于要求在比容许变动率为5％精度更严格的条件下的情况或风况变化剧烈的季节。

另外，上述第一和第二实施方式均仅仅表示实施本发明时的具体化的一例，并不能据此而限定性地解释本发明的技术范围。也就是说，本发明可以不脱离其精神、或其主要特征而以各种各样的方式进行实施。

工业上的利用可能性

本发明能够利用于具有使向连接于风力发电机的系统的输出功率不受风量影响而稳定化的技术的并设蓄电池式的风力发电系统和蓄电池的充放电控制装置。

Claims (5)

1.一种并设蓄电池式的风力发电系统中的蓄电池的充放电控制装置，所述并设蓄电池式的风力发电系统具有：利用风力进行驱动并产生向电力系统供电用的电力的风力发电机、和将由所述风力发电机产生的电力的一部分进行充放电的蓄电池，所述蓄电池的充放电控制装置的特征在于，具有：

瞬时响应检测部，其依次检测由所述风力发电机产生的电能的瞬时值，以作为瞬时响应要素；

变化量计算部，其求出由所述瞬时响应检测部检测出的所述瞬时响应要素的每单位时间的变化量；

充放电控制部，其根据由所述瞬时响应检测部检测出的所述瞬时响应要素的变动来控制所述蓄电池的充放电；

图样信息存储部，其存储与瞬时响应控制区域相关的多种图样信息，其中，所述瞬时响应控制区域表示分配给与所述瞬时响应要素的变动相应的所述蓄电池的充放电控制用的所述蓄电池的容量；以及

图样信息选择部，其根据由所述变化量计算部求出的所述瞬时响应要素的每单位时间的变化量，从存储在所述图样信息存储部中的多种图样信息中选择一种图样信息，应用于由所述充放电控制部进行的所述蓄电池的充放电控制中。

2.如权利要求1所述的并设蓄电池式的风力发电系统中的蓄电池的充放电控制装置，其特征在于，

所述充放电控制部控制所述蓄电池的充放电，以消除由所述瞬时响应检测部检测出的所述瞬时响应要素相对于目标电能的差分。

3.如权利要求1所述的并设蓄电池式的风力发电系统中的蓄电池的充放电控制装置，其特征在于，

还具有一阶延迟计算部，该一阶延迟计算部通过对由所述瞬时响应检测部检测出的所述瞬时响应要素实施一阶延迟处理，来求出由所述风力发电机产生的电能的一阶延迟要素，

所述充放电控制部根据由所述瞬时响应检测部检测出的所述瞬时响应要素的变动来控制所述蓄电池的充放电，并且，根据由所述一阶延迟计算部求出的所述一阶延迟要素的变动来控制所述蓄电池的充放电，

所述图样信息存储部存储与瞬时响应控制区域和一阶延迟控制区域的组合相关的多种图样信息，其中，所述瞬时响应控制区域表示分配给与所述瞬时响应要素的变动相应的所述蓄电池的充放电控制用的所述蓄电池的容量，所述一阶延迟控制区域表示分配给与所述一阶延迟要素的变动相应的所述蓄电池的充放电控制用的所述蓄电池的容量，

所述图样信息选择部，基于由所述变化量计算部求出的所述瞬时响应要素的每单位时间的变化量，从存储在所述图样信息存储部中的多种图样信息中选择一种图样信息，应用于由所述充放电控制部进行的所述蓄电池的充放电控制中。

4.如权利要求3所述的并设蓄电池式的风力发电系统中的蓄电池的充放电控制装置，其特征在于，

所述充放电控制部，以由所述一阶延迟计算部求出的所述一阶延迟要素为基准电能，控制所述蓄电池的充放电，以消除由所述瞬时响应检测部检测出的所述瞬时响应要素相对于所述基准电能的差分，并且，控制所述蓄电池的充放电，以消除由所述一阶延迟计算部求出的所述一阶延迟要素相对于目标电能的差分。

5.一种并设蓄电池式的风力发电系统，其特征在于，具有：

利用风力进行驱动并产生向电力系统供电用的电力的风力发电机；

将由所述风力发电机产生的电力的一部分进行充放电的蓄电池；以及

控制所述蓄电池充放电的充放电控制装置，

所述充放电控制装置具有：

瞬时响应检测部，其依次检测由所述风力发电机产生的电能的瞬时值，以作为瞬时响应要素；

变化量计算部，其求出由所述瞬时响应检测部检测出的所述瞬时响应要素的每单位时间的变化量；

充放电控制部，其根据由所述瞬时响应检测部检测出的所述瞬时响应要素来控制所述蓄电池的充放电；

图样信息存储部，其存储与瞬时响应控制区域相关的多种图样信息，其中，所述瞬时响应控制区域表示分配给与所述瞬时响应要素相应的所述蓄电池的充放电控制用的所述蓄电池的容量；以及

图样信息选择部，其根据由所述变化量计算部求出的所述瞬时响应要素的每单位时间的变化量，从存储在所述图样信息存储部中的多种图样信息中选择一种图样信息，应用于由所述充放电控制部进行的所述蓄电池的充放电控制中。

Images