CN111162542A - 无功功率控制装置以及无功功率控制方法 - Google Patents

无功功率控制装置以及无功功率控制方法 Download PDF

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Abstract

提供无功功率控制装置及无功功率控制方法，控制连接于电力系统的同步调相机调整的无功功率、供给到电力系统的电力的无功功率而对各负载端的电力的无功功率进行最佳稳定控制。无功功率控制装置具有：输入部，其输入无功功率的信息，该无功功率为由自动调整发电机发电并供给到电力系统的电力的电压的自动电压调整装置调整的无功功率、由与电力系统连接的同步调相机调整的无功功率、由可再生能源发电设备发电的电力的无功功率及在消耗电力的负载端设定的无功功率；运算部，其使用这些无功功率的信息，运算用于同步调相机及自动电压调整装置调整的无功功率的设定值及输出部，其将运算出的无功功率的设定值分别输出到同步调相机及自动电压调整装置。

Description

无功功率控制装置以及无功功率控制方法
技术领域
本发明涉及无功功率(無効電力)控制装置以及无功功率控制方法。
背景技术
近年，由于环保意识的提高，急速增设了可再生能源发电设备。而且，可再生能源发电电力在所有发电电力中所占的比例年年增加。另一方面，可再生能源发电的电力供给不稳定，例如太阳能发电受到夜间、恶劣天气的影响，而风力发电受到有效风速的影响。因此，当前可再生能源发电设备发电的电力难以完全取代火力发电、原子力发电等作为基本负载(ベースロード)的发电设备发电的电力。
因此，对电力系统供给的电力中同时存在由可再生能源发电设备发电的电力和由火力发电设备、原子力发电设备发电的电力。
另外，由可再生能源发电设备发电的电力的比例具有增加倾向，并且，通过使由可再生能源发电设备发电的电力和由火力发电设备、原子力发电设备发电的电力同时存在于一个电力系统中，在与该电力系统连接的各负载端(消耗地)，电力的电压、频率表现出不可预测的行为，难以将各负载端(消耗地)的电力的电压、频率控制为最佳。
作为本技术领域的背景技术，具有日本特开2016-208654号公报(专利文献1)。该公报中记载了一种对可调整电力系统的电压、无功功率的各装置(個別装置)赋予发送数据的电力系统电压无功功率监视控制装置。电力系统电压无功功率监视控制装置使用表示电力系统的稳定性的1个以上指标来求出1个以上目标值限制，由目标值限制获得关于目标值的信息，将包括关于目标值的信息的发送数据赋予单体装置，由单体装置调整该设置场所的电压、无功功率(参照摘要)。
专利文献1中记载了维持电力系统的电压与无功功率的均衡的电力系统电压无功功率监视控制装置。但是，专利文献1中记载的电力系统电压无功功率监视控制装置没有针对以下情况的记载，即，考虑到由可再生能源发电设备供给的电力的不稳定性，控制连接于电力系统的同步调相机所调整的无功功率、供给到电力系统的电力的无功功率，将各负载端(消耗地)的电力的无功功率控制为最佳。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2016-208654号公报
发明内容
发明要解决的课题
本发明提供一种无功功率控制装置以及无功功率控制方法，考虑到由可再生能源发电设备供给的电力的不稳定性，控制连接于电力系统的同步调相机所调整的无功功率、供给到电力系统的电力的无功功率，对各负载端(消耗地)的电力的无功功率进行最佳稳定控制。
用于解决课题的手段
本发明中记载的无功功率控制装置具有：输入部，其输入无功功率的信息，该无功功率为由自动调整发电机发电并供给到电力系统的电力的电压的自动电压调整装置调整的无功功率、由与电力系统连接的同步调相机调整的无功功率、由可再生能源发电设备发电的电力的无功功率以及在消耗电力的负载端(消耗地)设定的无功功率；运算部，其使用输入到输入部的这些无功功率的信息，运算用于同步调相机以及自动电压调整装置进行调整的无功功率的设定值；以及输出部，其将运算部运算出的无功功率的设定值分别输出到同步调相机以及自动电压调整装置。
另外，本发明中记载的无功功率控制方法具有：输入步骤，输入无功功率的信息，该无功功率为由自动调整发电机发电并供给到电力系统的电力的电压的自动电压调整装置调整的无功功率、由与电力系统连接的同步调相机调整的无功功率、由可再生能源发电设备发电的电力的无功功率、以及在消耗电力的负载端(消耗地)设定的无功功率；运算步骤，使用输入的这些无功功率的信息，运算用于同步调相机以及自动电压调整装置进行调整的无功功率的设定值；以及输出步骤，将运算出的无功功率的设定值分别输出到同步调相机以及自动电压调整装置。
发明的效果
根据本发明，能提供无功功率控制装置以及无功功率控制方法，考虑到由可再生能源发电设备供给的电力的不稳定性，控制连接于电力系统的同步调相机所调整的无功功率、供给到电力系统的电力的无功功率，对各负载端(消耗地)的电力的无功功率进行最佳稳定化控制。
而且，上述以外的课题、构成以及效果由以下实施例的说明得以明确。
附图说明
图1是说明本实施例中与电力系统连接的各发电设备的说明图。
图2是说明本实施例中用于控制无功功率的功能的说明图。
图3是说明本实施例中用于控制无功功率的流程的说明图。
图4是说明本实施例中微调无功功率的偏差设定值的说明图。
图中：
1—电力系统，2—消耗地，3—同步调相机，4—无功功率控制装置，5—中央供电站，10—可再生发电设备，11、12、13—AVR，15—可再生能源发电设备DB，21、22、23—AVR输入DB，25—消耗地输入DB，26—消耗地输出DB，31、32、33—AVR输出DB，35—同步调相机输入DB，36—同步调相机输出DB，41—输入部DB，42—运算部，43—输出部DB。
具体实施方式
以下，使用附图说明实施例。而且，对同一构成标注同一符号，在说明存在重复的情况下，有时省略该说明。
实施例1
图1是说明本实施例中连接于电力系统的各发电设备的说明图。
对电力系统1供给由发电机(GEN1、GEN2、GEN3)发电的电力。这些发电机(GEN1、GEN2、GEN3)设置于在各地域(各地区)建设的发电设备(站)。例如，是设置在火力发电设备、原子力发电设备的发电机。另外，这些发电机(GEN1、GEN2、GEN3)设置于在一个地域(一个地区)建设的发电设备(站)。例如，是设置在一个发电设备的多个(多轴)发电机。
另外，对电力系统1供给由可再生能源发电设备10发电的电力。可再生能源发电设备10例如是太阳能发电设备、风力发电设备。
这样，本实施例中，在电力系统1上连接有各发电设备，同时存在由可再生能源发电设备10发电的电力和由设置在火力发电设备、原子力发电设备的发电机(GEN1、GEN2、GEN3)发电的电力。
并且，消耗由电力系统供给的电力的各负载端(以下，以“消耗地”进行说明)2与电力系统1连接。
因此，同时存在由可再生能源发电设备10发电的电力和由设置在火力发电设备、原子力发电设备的发电机(GEN1、GEN2、GEN3)发电的电力的电力系统1所供给的电力，尤其是由于由可再生能源发电设备10发电的电力的不稳定性，而存在不能适度设定消耗地2所请求的无功功率请求值的可能。
发电机(GEN1、GEN2、GEN3)中分别设置自动电压调整装置(AVR：automaticvoltage regulator。以下以“AVR”进行说明)(AVR11、AVR12、AVR13)。
本实施例中记载的AVR11(此处以AVR11为代表进行说明，AVR12以及AVR13也同样)自动进行调整，使得由发电机GEN1(此处使用与AVR11对应的GEN1进行说明，与AVR12对应的GEN2以及与AVR13对应的GEN3也同样)发电的电力的电压成为预定值。即，AVR11对供给到电力系统1的电力的电压进行自动调整。AVR12以及AVR13也同样。而且，本实施例中，记载了发电机为3台以及AVR为3台的情况，但并不限定于此。
而且，AVR11具有信息通信技术(ICT：information and communicationtechnology。以下以“ICT”进行说明)功能以及自动无功功率调整装置(AQR：automatic Qregulator)的功能(以下，该功能以“Var调整功能”进行说明)。此处Var调整功能是将由发电机GEN1发电的电力的无功功率自动调整成为预定值的功能。而且，AVR12以及AVR13也同样。
另外，电力系统1与同步调相机3连接。此处同步调相机3在无负载的状态下与电力系统1连接，本实施例中作为调整电力系统1的无功功率的设备进行说明。
本实施例中记载的无功功率控制装置4与消耗地2、同步调相机3、AVR11、AVR12、AVR13、可再生能源发电设备10、中央供电指示站(以下以“中央供电站”进行说明)5连接，与它们之间进行无功功率信息的收发(输入输出)。
而且，此处，中央供电站5经由各AVR(11、12、13)监视消耗地2处的电力的使用量、各发电机(GEN1、GEN2、GEN3)所发电的发电量，与无功功率控制装置4间共享包括无功功率信息的各种信息(有功功率(有効電力)、频率、电压等)。
本实施例中记载的无功功率控制装置4使用能进行自动解析以及高速运算的云网络(CLOUD NETWORK)进行说明，但并不限定于此，能聚集无功功率信息并自动调整在消耗地2设定的无功功率的变动即可。
无功功率控制装置4分别从AVR11输入无功功率Q(1)，从AVR12输入无功功率Q(2)，从AVR13输入无功功率Q(3)。这些无功功率Q(1)、无功功率Q(2)、无功功率Q(3)分别是发电机GEN1、发电机GEN2、发电机GEN3所发电的电力的无功功率。
另外，无功功率控制装置4从可再生能源发电设备10输入可再生能源发电设备10发电的电力的无功功率Q(r)。
另外，无功功率控制装置4从同步调相机3输入经同步调相机3调整的无功功率Q(s)。
另外，无功功率控制装置4从消耗地2输入在消耗地2设定的也就是消耗地2所请求的无功功率Q(req)(无功功率请求值)。
本实施例中记载的无功功率控制装置4例如使用无功功率Q(req)、无功功率Q(1)、无功功率Q(s)、无功功率Q(r)进行运算，将作为设定值的无功功率Q(ideal)(1)输出到AVR11。同样地，使用无功功率Q(2)等将无功功率Q(ideal)(2)输出到AVR12，使用无功功率Q(3)等将无功功率Q(ideal)(3)输出到AVR13。
另外，将作为设定值的无功功率Q(ideal)(s)输出到同步调相机3。
无功功率控制装置4使用所输入的这些无功功率的信息，运算用于同步调相机3以及AVR11进行调整的无功功率(无功功率Q(ideal)(1)以及无功功率Q(ideal)(s))，将运算出的无功功率(无功功率Q(ideal)(1)以及无功功率Q(ideal)(s))分别输出到同步调相机3以及AVR11。然后，同步调相机3以及AVR11基于所输入的无功功率(无功功率Q(ideal)(1)以及无功功率Q(ideal)(s))，分别控制同步调相机3以及AVR11所输出的无功功率(无功功率Q(1)以及无功功率Q(s))。而且，AVR12以及AVR13也同样。
进而，将这样作为设定值的无功功率Q(ideal)报告(Report)给消耗地2。
这样，即使是由可再生能源发电设备10发电的电力和由设置在火力发电设备、原子力发电设备的发电机(GEN1、GEN2、GEN3)发电的电力同时存在的电力系统1，本实施例中记载的无功功率控制装置4例如通过使用无功功率Q(1)(无功功率Q(2)、无功功率Q(3)也同样)、无功功率Q(s)、无功功率Q(r)逐次并且实时地运算无功功率Q(ideal)，来控制无功功率(Q(k)以及Q(s))，从而适度设定消耗地2所请求的无功功率Q(req)，也就是在消耗地2设定的无功功率请求值。而且，此处Q(k)是Q(1)、Q(2)、Q(3)的总称。
图2是说明本实施例中用于控制无功功率的功能的说明图。
本实施例中记载的无功功率控制装置4具有作为输入部的输入部数据库41、运算部42、作为输出部的输出部数据库43。而且在下文将数据路表述为“DB”进行说明。
输入部DB41具有：保存从消耗地2输入的无功功率Q(req)的消耗地输入DB25；保存从同步调相机3输入的无功功率Q(s)的同步调相机输入DB35；保存从AVR11输入的无功功率Q(1)的AVR11输入DB21；保存从AVR12输入的无功功率Q(2)的AVR12输入DB22；保存从AVR13输入的无功功率Q(3)的AVR13输入DB23；以及保存从可再生能源发电设备10输入的无功功率Q(r)的可再生能源发电设备输入DB15。
即，输入部DB41是将这些无功功率Q(req)、无功功率Q(s)、无功功率Q(1)、无功功率Q(2)、无功功率Q(3)、无功功率Q(r)作为无功功率的信息输入的输入部。
运算部42例如使用所保存的无功功率Q(req)、无功功率Q(1)、无功功率Q(s)、无功功率Q(r)来运算作为设定值的无功功率Q(ideal)(1)。同样地，使用无功功率Q(2)等来运算无功功率Q(ideal)(2)，使用无功功率Q(3)等来运算无功功率Q(ideal)(3)。另外，同样地，运算作为设定值的无功功率Q(ideal)(s)。
即，运算部42使用所输入的无功功率的信息，运算由同步调相机3调整的无功功率Q(ideal)(s)以及用于AVR(11、12、13)进行调整的无功功率Q(ideal)(1、2、3)。
而且，运算部42从在消耗地2设定的无功功率Q(req)中减去将例如由AVR(11)调整的无功功率Q(1)(由AVR(12)调整的无功功率Q(2)、由AVR(13)调整的无功功率Q(3)也同样)、由同步调相机3调整的无功功率Q(s)以及由可再生能源发电设备10发电的电力的无功功率Q(r)相加得到的无功功率，运算出偏差。
另外，运算部42进行该偏差与事先设定的预定无功功率(后述的Q(gap))的比较运算。
另外，在该偏差大于或等于事先设定的预定无功功率(后述的Q(gap))的情况下，运算部42判定循环持续时间是否大于或等于预定时间。
另外，在循环持续时间大于或等于预定时间的情况下，为了缩短循环持续时间，运算部42对事先设定的预定无功功率(后述的Q(gap))进行微调。
输出部DB43具有AVR11输出DB31、AVR12输出DB32、AVR13输出DB33、消耗地输出DB26以及同步调相机输出DB36。而且，分别将运算出的无功功率Q(ideal)(1)保存在AVR11输出DB31，将无功功率Q(ideal)(2)保存在AVR12输出DB32，将无功功率Q(ideal)(3)保存在AVR13输出DB33，将无功功率Q(ideal)保存在消耗地输出DB26，将无功功率Q(ideal)(s)保存在同步调相机输出DB36，并且将运算结果输出到AVR11、AVR12、AVR13、同步调相机3。
而且，AVR11、AVR12、AVR13、同步调相机3基于所输出的运算结果(无功功率Q(ideal)(1)、无功功率Q(ideal)(2)、无功功率Q(ideal)(3)、无功功率Q(ideal)(s))，分别控制同步调相机3、AVR11、AVR12、AVR13所输出的无功功率(无功功率Q(1)、无功功率Q(2)、无功功率Q(3)、无功功率Q(s))。
即，输出部DB43是将运算部42运算出的无功功率(无功功率Q(ideal)(1)、无功功率Q(ideal)(2)、无功功率Q(ideal)(3)、无功功率Q(ideal)(s))分别输出到AVR11、AVR12、AVR13、同步调相机3的输出部。
另外，将作为设定值的无功功率Q(ideal)报告(Report)给消耗地2。
由此，即使是由可再生能源发电设备10发电的电力和由设置在火力发电设备、原子力发电设备的发电机(GEN1、GEN2、GEN3)发电的电力同时存在的电力系统1，例如通过使用无功功率Q(1)(无功功率Q(2)、无功功率Q(3)也同样)、无功功率Q(s)、无功功率Q(r)逐次并且实时地运算无功功率Q(ideal)，能实现无功功率Q(req)的稳定控制，满足消耗地2所请求的无功功率Q(req)、即在消耗地2设定的无功功率请求值。
而且，本实施例中记载的无功功率控制方法具有：将无功功率Q(1)(无功功率Q(2)、无功功率Q(3))、无功功率Q(s)、无功功率Q(r)、无功功率Q(req)作为无功功率的信息输入的步骤；使用所输入的无功功率的信息来运算用于同步调相机3以及AVR(11、12、13)进行调整的无功功率(无功功率Q(ideal)(1)、无功功率Q(ideal)(2)、无功功率Q(ideal)(3)、无功功率Q(ideal)(s))的步骤；以及，将运算出的无功功率(无功功率Q(ideal)(1)、无功功率Q(ideal)(2)、无功功率Q(ideal)(3)、无功功率Q(ideal)(s))分别输出到同步调相机3以及AVR(11、12、13)的步骤。
另外，本实施例中记载的无功电压(無効電圧)控制装置4通过具有ICT功能而能够进行集中监视、集中控制。进而，具有逐次抑制无功功率的功能、实时聚集无功功率信息的功能。而且，即使是在电力系统1中同时存在不稳定地变动的可再生能源发电设备10的情况，也能逐次消除消耗地2处的无功功率的不可预测的行为，实时地适度控制无功功率。
另外，本实施例中记载的AVR通过具有ICT功能、Var调整功能而能进行数据通信、数据协调，能逐次且实时地调整无功功率。尤其是具有自动地逐次且实时地接收(输入)无功电压控制装置4运算出的无功功率作为反馈指令的功能，从而使得消耗地2处的无功功率适度。进而，通过将Var调整功能集成至AVR，能期待节约现场的设置面积。
本实施例中，对于对消耗地2产生影响的发电设备的无功功率，通过无功电压控制装置4能进行集中监视、集中控制。使不稳定地变动的可再生能源发电设备10、AVR、同步调相机3经由无功电压控制装置4连动，从可再生能源发电设备10、AVR、同步调相机3实时地接收(收集、输入)无功功率信息。而且，对于AVR、同步调相机3，逐次地控制无功功率。
而且，即使是日后可再生能源发电设备10的发电量所占比例越来越大的电力系统1，也能实现消耗地2所请求的、即在消耗地2设定的无功功率Q(req)(无功功率请求值)的稳定控制。
图3是说明本实施例中用于控制无功功率的流程的说明图。
无功功率控制装置4通过输入部自动地连续(逐次并且实时)接收(收集、输入)无功功率Q，通过运算部42进行运算，通过输出部发送(输出)运算结果。
而且，无功功率控制方法具有通过输入部自动地连续(逐次并且实时)输入(收集、接收)无功功率Q的步骤、通过运算部42进行运算的步骤以及通过输出部输出(发送)运算结果的步骤。
尤其是运算部42执行以下的处理(进行运算的步骤)。
首先，设定运算循环的反复次数(i)，也就是循环次数i＝0，处理开始(101)。
接着，输入各种无功功率Q(102)。
即，分别从AVR11输入无功功率Q(1)，从AVR12输入无功功率Q(2)，从AVR13输入无功功率Q(3)。而且，在此处，将循环次数i时来自AVR(k)的无功功率Q表述为无功功率Q(k、i)。即，例如，循环次数(第一次)时来自AVR11的无功功率Q表述为无功功率Q(11、1)。
另外，从可再生能源发电设备10输入无功功率Q(r)。而且，在此处，循环次数i时来自可再生能源发电设备10的无功功率Q表述为无功功率Q(r、i)。
另外，从同步调相机3输入无功功率Q(s)。而且，在此处，循环次数i时来自同步调相机3的无功功率Q表述为无功功率Q(s、i)。
另外，从消耗地2输入无功功率Q(req)(无功功率请求值)。
接着，执行无功功率Q的当前值的监控和设定值(运转方式)的设定(103)。在本实施例中，尤其针对无功功率Q(k、i)以及无功功率Q(s、i)来执行。即，无功功率Q(k、i)以及无功功率Q(s、i)被分别设定为无功功率控制装置4运算出的无功功率Q(ideal)(k、i)以及无功功率Q(ideal)(s、i)。而且，在循环次数i＝0的情况下，初始值设定为无功功率Q(k、0)以及无功功率Q(s、0)。
而且，作为当前值的无功功率Q(k、i)能逐次并且实时地监控，作为设定值的无功功率Q(ideal)(k、i)、无功功率Q(ideal)(s、i)综合考量变动因素来设定。作为变动因素，例如具有考虑到发电方式(太阳能发电、风力发电)、地域性的可再生能源发电设备10的发电量的变动、消耗地2的运转方式的变更、对应于发电机(GEN1、GEN2、GEN3)、同步调相机3的驱动台数、设置台数的电力系统1的稳定性等。
接着，判定无功功率Q(k、i)、无功功率Q(s、i)、无功功率Q(r、i)的合计值与无功功率Q(req)(无功功率请求值)的偏差是否在预定值(无功功率Q(gap))以内(104)。而且，无功功率Q(gap)是无功功率的偏差设定值，无功功率Q(gap)的初始设定值基于后述的主要条件要素(素案)(过去的保存数据)来设定。而且，也能使该无功功率Q(gap)(无功功率的偏差设定值)在白天和夜间发生变化。
即，判定下述式子(1)的关系。
If{Q(req)-[Q(k、i)+Q(s、i)+Q(r、i)]<Q(gap)}···(1)
而且，在Q(k、i)+Q(s、i)+Q(r、i)具有多个的情况下，将它们相加。
即，在进行运算的步骤中，从Q(req)中减去将Q(k、i)和Q(s、i)和Q(r、i)相加得到的无功功率，运算出偏差。
进而，在进行运算的步骤中，对该偏差和Q(gap)(事先设定的预定无功功率)进行比较运算。
在满足该关系式(1)的情况下，即在左边小于Q(gap)的情况下，判定这些无功功率Q适宜(不点亮报警(Alarm))。
在不满足该关系式(1)的情况下，即，在左边大于或等于Q(gap)的情况下，判定这些无功功率Q不适宜(点亮报警(Alarm))。
而且，无功功率Q(gap)能通过无功功率控制装置4的运算部42调整。
接着，在满足关系式(1)的情况下，即在左边小于Q(gap)的情况下，维持无功功率Q(110)。
之后，使循环次数i增加“1”，更新无功功率Q的当前值以及设定值(111)。
另一方面，在不满足关系式(1)的情况下，即，在左边大于或等于Q(gap)的情况下，判定循环持续时间是否大于或等于预定时间。本实施例中，例如判定循环持续时间是否大于或等于0.1秒(105)。
即，在进行运算的步骤中，在该偏差大于或等于Q(gap)(事先设定的预定无功功率)的情况下，判定循环持续时间是否大于或等于预定时间(本实施例中为0.1秒)。
关于这样的判定，尤其是在可再生能源发电设备10与电力系统1连接的情况下，由可再生能源发电设备10发电的电力受到环境(例如天气)很大影响，存在电力的变动增大的情况，而导致变得不稳定，因此设定的判定。
在循环持续时间小于0.1秒的情况下，重估作为设定值的无功功率Q(ideal)(k、i)以及无功功率Q(ideal)(s、i)(106)。而且，此处也综合地再次考量变动因素来进行重估。
而且，在之后，使循环次数i增加“1”，更新无功功率Q的当前值以及设定值(107)。
另一方面，在循环持续时间大于或等于0.1秒的情况下，为了缩短循环持续时间，微调Q(gap)(108)。
即，在进行运算的步骤中，在循环持续时间大于或等于预定时间(本实施例中为0.1秒)的情况下，为了缩短循环持续时间，微调Q(gap)(事先设定的预定无功功率)。
关于这样的微调，尤其是在可再生能源发电设备10与电力系统1连接的情况下，由可再生能源发电设备10发电的电力受到环境(例如天气)很大影响，存在电力的变动增大的情况，变得不稳定，而因此设定的微调。而且，所谓微调是指修正Q(gap)的初始设定值，与修正值的大小无关。
之后，将Q(gap)置换为微调后的Q′(gap)(Q(gap)＝Q′(gap))，再次执行关系式(1)的判定(109)。
图4是说明本实施例中微调无功功率的偏差设定值的说明图。
此处，使用图4说明对无功功率的偏差设定值的微调。图4例如表示无功功率(Q)相对于时间(t)的关系，描绘出关系式(1)的左边的无功功率(此处对其以(无功功率Q)进行说明)收敛于Q(ideal)。
在初始设定值为Q(gap)的情况下，在以Q(ideal)为中心的2Q(gap)的范围内，(无功功率Q)在时间t1时未收敛。另一方面，在将初始设定值(初始值)微调为Q′(gap)的情况下，在以Q(ideal)为中心的2Q′(gap)的范围内，(无功功率Q)在时间t1时收敛。
这样，通过将初始设定值从Q(gap)微调为Q′(gap)，在时间t1以后，能判定(无功功率Q)即所谓偏差收敛于容许范围内。
本实施例中，在控制无功功率Q时，自动调整与目标值的偏差，即Q(gap)，这能够克服以下问题，即，由于难以预测的变动，不收敛于Q(ideal)，导致过度浪费算法的判定循环所需时间。
尤其是通过自动调整Q(gap)，在判定(1)的关系时，能够克服以下问题，即，由于不稳定地变动的再生能源发电设备10的难以预测的变动，不收敛于Q(ideal)，导致不必要地浪费大于或等于算法的判定循环中的设定时间(循环持续时间)的时间。
而且，设定时间能够设定为越短则判定越严格，越长则判定越缓和。
例如，考虑可视为代表性可再生能源发电设备10的太阳能发电、风力发电分别向系统侧以无功功率Qs(r，i)(太阳能)以及无功功率Qw(r，i)(风力)供电的情形，则连同无功功率Qs(r，i)(太阳能)以及无功功率Qw(r，i)(风力)一起，在预定条件下，发电量也不同，因此相应的预置(初始设定)的Q(gap)也有必要调整。
尤其是在太阳能发电的情况下，对无功功率Qs(r，i)(∝日光照射量)产生影响的主要条件要素为时刻(hh小时mm分钟)、日期时间(mm月dd日)、天气(晴朗(云量0～10％)、晴(云量20～80％)、多云(云量90～100％)+雨、雪、雾等的影响)、场所(基于纬度、经度的地域差)、太阳能发电的设备规格(电池板面积、发电效率、额定日光照射量等)等。
另外，例如能以系数对基于天气的补正进行分类，乘以预定比率来调整。作为调整系数要素，从气象厅等的数据库实时地获取最新天气信息。例如，(1)作为基于云量的补正，可以认为某一量×(100-云量)％，(2)作为基于雨、雪、雾的补正，可以认为某一量×50(维持(HOLD)：典型的(typical))％。
另外，尤其是在风力发电的情况下，对无功功率Qw(r，i)(在发电设备中，受到实际吹着的风使发电机的螺旋桨(プロペラ)旋转的转速(RPM)左右)造成影响的主要条件要素为场所(基于纬度、经度的地域差)、日期时间(mm月dd日)(通常具有在冬天风速大，在夏天风速低的倾向)、地上高度(通常具有高度越上升则风速越快，高度越下降则风速越慢的倾向)、风力发电的设备规格(设置台数、额定风速、发电效率、风车的摇头功能、活动叶片的有无等)等。
而且，也能以系数对基于变动因素的补正进行分类，并乘以预定平均风速来调整。例如，(1)作为基于日期时间(四季)的补正，可认为某一量×1.0(春、秋)、某一量×0.8(夏)、某一量×1.2(冬)(维持(HOLD)：典型的(typical))，(2)作为基于风车的摇头功能、活动叶片的有无的补正，可认为某一量×cosθ(θ＝风速矢量与风车旋转轴所成的角度)。
而且，在上述的实施例中，说明了使用多个调整系数的情况，但也可以使用单一(统一)的调整系数。
即，本实施例中，事先设定的预定无功功率如下进行设定，具有关于过去的日期时间以及时刻的可再生能源的发电量的DB，基于保存在该DB中的发电量来设定预定无功功率。另外，事先设定的预定无功功率可以使用基于实时的天气信息的调整系数(调整系数要素)来调整。另外，通过增长采样时间，通常能缓和参数的变化进行描绘。尤其是对于再生能源发电设备10这样的不规则且急剧变化的参数，在Q(gap)的范围内边界附近的(1)的关系那样的严格的判定时，这种方法是有效的。
这样，通过运算最佳无功功率Q(ideal)(k、i)以及无功功率Q(ideal)(s、i)，并输出到AVR11、AVR12、AVR13以及同步调相机3，来控制无功功率Q(1)、无功功率Q(2)、无功功率Q(3)以及无功功率Q(s)，即使在电力系统1上连接了电力变动大的可再生能源发电设备10的情况下，也能实现电力系统1的稳定化。
而且，本发明不限定为上述的实施例，而是包含各种变形例。例如，上述的实施例是为了易于理解本发明而详细进行说明的实施例，并不一定限定为具备所说明的所有构成的实施例。

Claims (14)

1.一种无功功率控制装置，其特征在于，具有：
输入部，其输入无功功率的信息，该无功功率为由自动调整发电机发电的电力的电压的自动电压调整装置调整的无功功率、由同步调相机调整的无功功率、由可再生能源发电设备发电的电力的无功功率以及在消耗电力的负载端设定的无功功率；
运算部，其使用输入到所述输入部的所述无功功率的信息，运算用于所述同步调相机以及所述自动电压调整装置进行调整的无功功率的设定值；以及
输出部，其将所述运算部运算出的无功功率的设定值分别输出到所述同步调相机以及所述自动电压调整装置。
2.根据权利要求1所述的无功功率控制装置，其特征在于，
所述运算部从在负载端设定的无功功率中减去将由自动电压调整装置调整的无功功率、由同步调相机调整的无功功率以及可再生能源发电设备发电的电力的无功功率相加得到的无功功率，而运算出偏差。
3.根据权利要求2所述的无功功率控制装置，其特征在于，
所述运算部对所述偏差与事先设定的预定无功功率进行比较运算。
4.根据权利要求3所述的无功功率控制装置，其特征在于，
在所述偏差大于或等于事先设定的预定无功功率的情况下，所述运算部判定循环持续时间是否大于或等于预定时间。
5.根据权利要求4所述的无功功率控制装置，其特征在于，
在所述循环持续时间大于或等于预定时间的情况下，所述运算部调整事先设定的预定无功功率。
6.根据权利要求3所述的无功功率控制装置，其特征在于，
基于过去的日期时间以及时刻的可再生能源的发电量来设定事先设定的预定无功功率。
7.根据权利要求3所述的无功功率控制装置，其特征在于，
使用基于实时天气信息的调整系数来调整事先设定的预定无功功率。
8.一种无功功率控制方法，其特征在于，具有：
输入步骤，输入无功功率的信息，该无功功率为由自动调整发电机发电的电力的电压的自动电压调整装置调整的无功功率、由同步调相机调整的无功功率、由可再生能源发电设备发电的电力的无功功率以及在消耗电力的负载端设定的无功功率；
运算步骤，使用输入的所述无功功率的信息，运算用于所述同步调相机以及所述自动电压调整装置进行调整的无功功率的设定值；以及
输出步骤，将运算出的无功功率的设定值分别输出到所述同步调相机以及所述自动电压调整装置。
9.根据权利要求8所述的无功功率控制方法，其特征在于，
在所述运算步骤中，从在负载端设定的无功功率中减去将由自动电压调整装置调整的无功功率、由同步调相机调整的无功功率以及可再生能源发电设备发电的电力的无功功率相加得到的无功功率，而运算出偏差。
10.根据权利要求9所述的无功功率控制方法，其特征在于，
在所述运算步骤中，对所述偏差与事先设定的预定无功功率进行比较运算。
11.根据权利要求10所述的无功功率控制方法，其特征在于，
在所述偏差大于或等于事先设定的预定无功功率的情况下，在所述运算步骤中，判定循环持续时间是否大于或等于预定时间。
12.根据权利要求11所述的无功功率控制方法，其特征在于，
在所述循环持续时间大于或等于预定时间的情况下，在所述运算步骤中，调整事先设定的预定无功功率。
13.根据权利要求10所述的无功功率控制方法，其特征在于，
基于过去的日期时间以及时刻的可再生能源的发电量来设定事先设定的预定无功功率。
14.根据权利要求10所述的无功功率控制方法，其特征在于，
使用基于实时天气信息的调整系数来调整事先设定的预定无功功率。
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