JP2000073931A - 風力発電設備 - Google Patents
風力発電設備Info
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/70—Wind energy
- Y02E10/72—Wind turbines with rotation axis in wind direction
-
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- Control Of Eletrric Generators (AREA)
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- Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】一日のゆるやかな負荷変動に追従可能な内燃力
発電設備と並列運転する風力発電機を有し、風力発電電
力により内燃力発電電力を節約する風力発電設備におい
て、十数分以下の短い周期で風速が変動することによる
風力発電電力変動を補償することができるようにする。 【解決手段】風力発電電力変動の標準偏差値の１〜２倍
の瞬時容量とを有するＮａＳ電池と、および該ＮａＳ電
池を使用して充放電する充放電装置とを含んで構成す
る。
発電設備と並列運転する風力発電機を有し、風力発電電
力により内燃力発電電力を節約する風力発電設備におい
て、十数分以下の短い周期で風速が変動することによる
風力発電電力変動を補償することができるようにする。 【解決手段】風力発電電力変動の標準偏差値の１〜２倍
の瞬時容量とを有するＮａＳ電池と、および該ＮａＳ電
池を使用して充放電する充放電装置とを含んで構成す
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、風力発電設備に関
する。
する。
【０００２】
【従来の技術】特開平９−１８９２８５号公報には、
風車の回転出力を電力に変換して得た発電電力を送配電
線に送出している風力発電設備において風車がブレーキ
の作動などにより急停止したときに予め蓄電池に蓄電し
ておいた電力を商用周波数の交流電力に変換して放出し
一定時間内にその放出を漸減させることにより該送配電
線への送出電力が急減することをを防止する機能を有す
る出力急減防止装置を具備することを特徴とする風力発
電設備が記載されている。
風車の回転出力を電力に変換して得た発電電力を送配電
線に送出している風力発電設備において風車がブレーキ
の作動などにより急停止したときに予め蓄電池に蓄電し
ておいた電力を商用周波数の交流電力に変換して放出し
一定時間内にその放出を漸減させることにより該送配電
線への送出電力が急減することをを防止する機能を有す
る出力急減防止装置を具備することを特徴とする風力発
電設備が記載されている。
【０００３】また、特開平９−３２４７４０号公報には
風力により翼が回転させられ、この回転を増速させる
増速機を介して発電機に伝達することにより得られる交
流電力を、電力系統又は電力負荷装置へ供給とすると共
に、前記電力系統又は電力負荷装置にヂーゼル発電機に
よって得られる交流電力を供給する風力発電装置におい
て、前記発電機の交流出力を交流一直流変換器を介して
二次電池へ一旦送る系統と、前記二次電池の直流出力を
直流―交流変換器を介して前記電力系統又は電力負荷装
置へ供給するバイパス系を設け、前記発電機の交流出力
と、前記ヂーゼル発電機の交流出力と、前記直流―交流
変換器の交流出力をそれぞれ検出する出力検出器を設
け、この各出力検出器をそれぞれ入力すると共に、前記
二次電池の直流出力を入力し、前記発電機および前記ヂ
ーゼル発電機の合計交流出力が延期電力系統又は電力負
荷装置の需要を上回ったことを検出する負荷分担装置を
設け、前記負荷分担装置により前記合計交流出力が前記
電力系統又は電力負荷装置の需要を上回ったことを検出
したとき前記交流―直流変換器を介して前記発電機の出
力を前記２次電池へ蓄えておき、かつ前記合計交流出力
が低下したとき前記二次電池の直流出力を前記直流―交
流変換器を介して前記電力系統又は電力負荷装置に供給
し、前記ヂーゼル発電機からの交流出力を少なくするよ
うにしたことを特徴とする風力発電装置が記載されてい
る。
風力により翼が回転させられ、この回転を増速させる
増速機を介して発電機に伝達することにより得られる交
流電力を、電力系統又は電力負荷装置へ供給とすると共
に、前記電力系統又は電力負荷装置にヂーゼル発電機に
よって得られる交流電力を供給する風力発電装置におい
て、前記発電機の交流出力を交流一直流変換器を介して
二次電池へ一旦送る系統と、前記二次電池の直流出力を
直流―交流変換器を介して前記電力系統又は電力負荷装
置へ供給するバイパス系を設け、前記発電機の交流出力
と、前記ヂーゼル発電機の交流出力と、前記直流―交流
変換器の交流出力をそれぞれ検出する出力検出器を設
け、この各出力検出器をそれぞれ入力すると共に、前記
二次電池の直流出力を入力し、前記発電機および前記ヂ
ーゼル発電機の合計交流出力が延期電力系統又は電力負
荷装置の需要を上回ったことを検出する負荷分担装置を
設け、前記負荷分担装置により前記合計交流出力が前記
電力系統又は電力負荷装置の需要を上回ったことを検出
したとき前記交流―直流変換器を介して前記発電機の出
力を前記２次電池へ蓄えておき、かつ前記合計交流出力
が低下したとき前記二次電池の直流出力を前記直流―交
流変換器を介して前記電力系統又は電力負荷装置に供給
し、前記ヂーゼル発電機からの交流出力を少なくするよ
うにしたことを特徴とする風力発電装置が記載されてい
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】風力発電はクリーンエ
ネルギーである反面、風速の変動により発電電力が不規
則に変化する。離島など小規模系統では需給バランス上
問題となり、たとえ大電力系統と連系しても少なからず
負荷変動と同じ擾乱となるとともに、特に配電系統の末
端では、大きな変圧変動を発生させる要因ともなる。
ネルギーである反面、風速の変動により発電電力が不規
則に変化する。離島など小規模系統では需給バランス上
問題となり、たとえ大電力系統と連系しても少なからず
負荷変動と同じ擾乱となるとともに、特に配電系統の末
端では、大きな変圧変動を発生させる要因ともなる。
【０００５】本発明は、一日のゆるやかな負荷変動に追
従可能な内燃力発電設備と並列運転する風力発電機を有
し、風力発電電力により内燃力発電電力を節約する風力
発電設備において、十数分以下の短い周期で風速が変動
することによる風力発電電力変動を補償することができ
るようにすることを目的とする。
従可能な内燃力発電設備と並列運転する風力発電機を有
し、風力発電電力により内燃力発電電力を節約する風力
発電設備において、十数分以下の短い周期で風速が変動
することによる風力発電電力変動を補償することができ
るようにすることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明はＮａＳ電池を並
設し、ＮａＳ電池の長寿命、多頻度充放電可能という特
長を生かし、十数分以下の短い周期で風速が変動するこ
とによる風力発電電力変動を補償するに適切なＮａＳ電
池容量としたことに特徴がある。
設し、ＮａＳ電池の長寿命、多頻度充放電可能という特
長を生かし、十数分以下の短い周期で風速が変動するこ
とによる風力発電電力変動を補償するに適切なＮａＳ電
池容量としたことに特徴がある。
【０００７】本発明は、具体的には次に揚げる装置を提
供する。
供する。
【０００８】本発明は、電力系統に接続される風力発電
機と負荷変動に追従可能な内燃力発電機とを備えた風力
発電設備において、風力発電電力変動の標準偏差値の１
〜２倍の瞬時容量とし、望ましくは補償すべき周期の１
〜２倍の充放電時間容量を有するＮａＳ電池と、および
該ＮａＳ電池を使用して充放電する充放電装置とを含ん
で構成される風力発電設備を提供する。
機と負荷変動に追従可能な内燃力発電機とを備えた風力
発電設備において、風力発電電力変動の標準偏差値の１
〜２倍の瞬時容量とし、望ましくは補償すべき周期の１
〜２倍の充放電時間容量を有するＮａＳ電池と、および
該ＮａＳ電池を使用して充放電する充放電装置とを含ん
で構成される風力発電設備を提供する。
【０００９】本発明は、更に前記充放電装置は、可逆変
換装置である風力発電設備を提供する。
換装置である風力発電設備を提供する。
【００１０】本発明は、更に前記充放電装置と電力系統
との間にインバータが配設される風力発電設備を提供す
る。
との間にインバータが配設される風力発電設備を提供す
る。
【００１１】本発明は更に前記ＮａＳ電池の容量を９０
から２３６ｋｗとした風力変電設備を提供する。
から２３６ｋｗとした風力変電設備を提供する。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、本発明にかかる１実施例を
図面に基づいて説明する。
図面に基づいて説明する。
【００１３】図１は、本発明の実施例を示すブロック図
である。図において、電力系統１には同期発電機形風力
発電機２が整流３、ＤＣ／ＡＣ変換器（ＤＣ→ＡＣイン
バータ）４を介して接続され、発電された電力が電力系
統１に供給される。電力系統１には、更にディーゼル機
関１３に直結されたディーゼル発電機１４が接続され、
同様に発電された電力が電力系統１に供給される。
である。図において、電力系統１には同期発電機形風力
発電機２が整流３、ＤＣ／ＡＣ変換器（ＤＣ→ＡＣイン
バータ）４を介して接続され、発電された電力が電力系
統１に供給される。電力系統１には、更にディーゼル機
関１３に直結されたディーゼル発電機１４が接続され、
同様に発電された電力が電力系統１に供給される。
【００１４】これらの電力供給系統１５に並列してＮａ
Ｓ電池６が充放電装置５を介して設けられて電力系統１
に接続される。電力系統１に送り出す電力を一定とする
ように充放電装置は、ＮａＳ電池６への充電電力および
ＮａＳ電池６からの放電電力の制御がなされる。このた
め、ＮａＳ電池６は、補償したい最大の周期の逆数で示
される周波数分の風力発電電力変動の標準偏差値の１〜
２倍の瞬時容量と、望ましくは補償したい最大の周期の
１〜２倍の充放電時間容量を有するものとする。
Ｓ電池６が充放電装置５を介して設けられて電力系統１
に接続される。電力系統１に送り出す電力を一定とする
ように充放電装置は、ＮａＳ電池６への充電電力および
ＮａＳ電池６からの放電電力の制御がなされる。このた
め、ＮａＳ電池６は、補償したい最大の周期の逆数で示
される周波数分の風力発電電力変動の標準偏差値の１〜
２倍の瞬時容量と、望ましくは補償したい最大の周期の
１〜２倍の充放電時間容量を有するものとする。
【００１５】このようなＮａＳ電池を使用することによ
り、充放電装置５で充放電制御を行うことにより、ディ
ーゼル発電機などの内燃力設備の多頻度の制御負担を軽
減することができる。
り、充放電装置５で充放電制御を行うことにより、ディ
ーゼル発電機などの内燃力設備の多頻度の制御負担を軽
減することができる。
【００１６】図２は、ある観測地点おける年間風速出現
率を示す。年平均風速は４．９m/sであった。
率を示す。年平均風速は４．９m/sであった。
【００１７】図３は、図２に示す場合の標準偏差値の１
例を出現率および発電機出力(ｋｗ)との関係で示す。こ
の例の場合、平均値は４．９m/sであり、標準偏差値は
２．５６となりその２倍は５．１２となる。標準偏差値
２．５６点における発電機出力は１３５ｋｗとなり、標
準偏差地の２倍である５．１２点における発電機出力は
２８１ｋｗとなる。平均値における発電機出力は４５ｋ
ｗであるので２８１−４５＝２３６ｋｗかつ１３５−４
５＝９０ｋｗの瞬時容量を有するＮａＳ電池を採用する
ことになる。
例を出現率および発電機出力(ｋｗ)との関係で示す。こ
の例の場合、平均値は４．９m/sであり、標準偏差値は
２．５６となりその２倍は５．１２となる。標準偏差値
２．５６点における発電機出力は１３５ｋｗとなり、標
準偏差地の２倍である５．１２点における発電機出力は
２８１ｋｗとなる。平均値における発電機出力は４５ｋ
ｗであるので２８１−４５＝２３６ｋｗかつ１３５−４
５＝９０ｋｗの瞬時容量を有するＮａＳ電池を採用する
ことになる。
【００１８】補償したい最大の周期の逆数で示される周
波数分の風力発電電力変動の標準偏差値の１〜２倍の瞬
時容量と補償したい最大の周期の１〜２倍の充放電時間
容量を有するＮａＳ電池と組合わせ充放電制御を行うこ
とが望ましい。
波数分の風力発電電力変動の標準偏差値の１〜２倍の瞬
時容量と補償したい最大の周期の１〜２倍の充放電時間
容量を有するＮａＳ電池と組合わせ充放電制御を行うこ
とが望ましい。
【００１９】図１において、供給系統１５には変流器８
が、そして電力系統１には計器用変圧器９が設けられ、
それらの計測値に基づいて電力検出器１０によって電力
が検出され、一電力一定制御装置１１によって電力が一
定になるように充放電ん装置の充放電がなされる。この
例の場合、同期発電機形風力発電機２を採用しており、
システム構成を簡潔にすることができるが、本発明はこ
れに限定されない。
が、そして電力系統１には計器用変圧器９が設けられ、
それらの計測値に基づいて電力検出器１０によって電力
が検出され、一電力一定制御装置１１によって電力が一
定になるように充放電ん装置の充放電がなされる。この
例の場合、同期発電機形風力発電機２を採用しており、
システム構成を簡潔にすることができるが、本発明はこ
れに限定されない。
【００２０】図４は、風速、出力が時間の経過と共に変
化する状況を示す風力発電機出力図である。
化する状況を示す風力発電機出力図である。
【００２１】図５は、風力発電機出力図の他の例であ
る。
る。
【００２２】図６は、風力発電設備の０〜５時間半にお
ける実測した風速(m/s)を示し、図７はその５時間半〜
１１時間における風速(m/s)を示す。
ける実測した風速(m/s)を示し、図７はその５時間半〜
１１時間における風速(m/s)を示す。
【００２３】図８は、本発明の他の実施例に関するブロ
ック図である。第１の実施例と基本的には同じであり、
同じ構成には同一の番号が付してある。この例の場合に
は、誘導発電機形風力発電機１２を採用しており、充放
電装置５は、可逆変換装置（ＤＣ→ＡＣインバータ，Ｄ
Ｃ←ＡＣコンバータ）７によって構成される。
ック図である。第１の実施例と基本的には同じであり、
同じ構成には同一の番号が付してある。この例の場合に
は、誘導発電機形風力発電機１２を採用しており、充放
電装置５は、可逆変換装置（ＤＣ→ＡＣインバータ，Ｄ
Ｃ←ＡＣコンバータ）７によって構成される。
【００２４】
【発明の効果】本発明によれば、一日のゆるやかな負荷
変動に追従可能な内燃力発電設備と並列運転する風力発
電設備を有し、風力発電電力により内燃力発電電力を節
約する風力発電設備において、十数分以下の短い周期で
風速が変動することによる風力発電電力変動を補償する
ため、補償したい最大の周期の逆数で示される周波数分
の風力発電電力変動の標準偏差値の１〜２倍の瞬時容量
を有するＮａＳ電池を使用して充放電制御を行うことに
より、内燃力発電設備の多頻度の制御負担を軽減するこ
とを特徴とした風力発電設備を提供することができる。
変動に追従可能な内燃力発電設備と並列運転する風力発
電設備を有し、風力発電電力により内燃力発電電力を節
約する風力発電設備において、十数分以下の短い周期で
風速が変動することによる風力発電電力変動を補償する
ため、補償したい最大の周期の逆数で示される周波数分
の風力発電電力変動の標準偏差値の１〜２倍の瞬時容量
を有するＮａＳ電池を使用して充放電制御を行うことに
より、内燃力発電設備の多頻度の制御負担を軽減するこ
とを特徴とした風力発電設備を提供することができる。
【００２５】また、補償したい最大の周期の１〜２倍の
充放電時間容量のＮａＳとすることによって多頻度の制
御負担を更に軽減することができる。
充放電時間容量のＮａＳとすることによって多頻度の制
御負担を更に軽減することができる。
【図１】本発明の実施例のブロック図。
【図２】年間風速出現率を示す統計図。
【図３】標準偏差値によりＮａＳ電池容量を求める説明
図。
図。
【図４】風力発電機出力図。
【図５】他の風力発電機出力図。
【図６】実測された風力観察図（１）。
【図７】実測された風力観察図（２）。
【図８】本発明の他の実施例のブロック図。
１…電力系統，２…同期発電器形風力発電機，３…整流
器，４…DC/AC変換器，５…充放電制御装置，６…Ｎａ
Ｓ電池，７…可逆変換装置，８…変流器，９…計器用変
圧器，１０…電力検出器，１１…電力一定制御装置，１
２…誘導発電器形風力発電機，１３…ディーゼル機関，
１４…ディーゼル発電機。
器，４…DC/AC変換器，５…充放電制御装置，６…Ｎａ
Ｓ電池，７…可逆変換装置，８…変流器，９…計器用変
圧器，１０…電力検出器，１１…電力一定制御装置，１
２…誘導発電器形風力発電機，１３…ディーゼル機関，
１４…ディーゼル発電機。
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０２Ｐ 9/00 Ｈ０２Ｐ 9/00 Ｆ (72)発明者 前川 聡 茨城県日立市幸町三丁目２番２号 株式会 社日立エンジニアリングサービス内 Ｆターム(参考） 3H078 AA34 BB06 CC32 CC57 CC72 5G003 AA07 BA01 DA07 DA15 DA18 GB03 GB06 5G066 HA15 HB02 HB09 JA01 JB03 5H590 AA02 AA21 BB09 CA07 CA14 CA29 CC01 CC08 CD01 CD03 CE01 CE05 EA14 EB04 EB21 FA08 GA06 HA06 HB02 HB03
Claims (5)
- 【請求項１】電力系統に接続される風力発電機と負荷変
動に追従可能な内燃力発電機とを備えた風力発電設備に
おいて、風力発電電力変動の標準偏差値の１〜２倍の瞬
時容量を有するＮａＳ電池と、および、 該ＮａＳ電池を使用して充放電する充放電装置とを含ん
で構成されることを特徴とする風力発電設備。 - 【請求項２】請求項１において、 前記ＮａＳ電池は、更に補償すべき周期の１〜２倍の充
放電容量を有することを特徴とする風力発電設備。 - 【請求項３】請求項１において、 前記充放電装置は、可逆変換装置であることを特徴とす
る風力発電設備。 - 【請求項４】請求項１において、 前記充放電装置と電力系統との間にインバータが配設さ
れることを特徴とする風力発電設備。 - 【請求項５】請求項１から４のいずれかにおいて、 前記ＮａＳ電池の容量を９０〜２３６ｋｗとしたことを
特徴とする風力発電設備。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10243204A JP2000073931A (ja) | 1998-08-28 | 1998-08-28 | 風力発電設備 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10243204A JP2000073931A (ja) | 1998-08-28 | 1998-08-28 | 風力発電設備 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000073931A true JP2000073931A (ja) | 2000-03-07 |
Family
ID=17100388
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10243204A Pending JP2000073931A (ja) | 1998-08-28 | 1998-08-28 | 風力発電設備 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000073931A (ja) |
Cited By (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| CN104578194A (zh) * | 2013-10-12 | 2015-04-29 | 江苏双燕电器箱柜厂 | 多媒体充电柜 |
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-
1998
- 1998-08-28 JP JP10243204A patent/JP2000073931A/ja active Pending
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