JP2001234845A - 風力発電装置の複数台運転における出力制御方法 - Google Patents

風力発電装置の複数台運転における出力制御方法

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Abstract

(57)【要約】 【課題】複数台運転される風力発電装置群において、風
力発電装置群の総合出力変動を自動的に抑制する制御方
法に関し、人手を要せずに自動的にしかも風力発電装置
を停止させることなしに風力発電装置群全体の出力変動
を抑制可能とする。 【解決手段】複数台運転される風力発電装置群におい
て、連係される電力系統の状態と風力発電装置相互の出
力を比較して、出力変動の大きい風力発電装置を自動的
に選択して制御することにより、風力発電装置群全体の
出力変動を効果的に抑制する。あるいは、連係される電
力系統の運用に供するディーゼル発電装置などの運転状
態をとらえて、前記のような制御を行う。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、複数台運転され
る風力発電装置群において、風力発電装置群の出力変動
を自動的に抑制する制御方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】風力発電装置は、風のエネルギーを捕ら
えて回転エネルギーとし、発電機を回転させることによ
り電気を造りだし、配電線や送電線などの電力系統に供
給される。
【０００３】ところが、風力発電装置は、風速変動によ
り出力変動が生じるため、風力発電装置が電力系統に連
係された場合に、電力系統における電圧や周波数等の電
力品質に影響を与える。
【０００４】さらに、複数台の風力発電装置が電力系統
に連係された場合は、風力発電装置の総合出力の変動が
増大することから、電力品質をさらに悪化させる恐れが
ある。
【０００５】この問題を解決すべく、従来の技術では、
一部の風力発電装置を停止することにより、出力変動の
抑制を行っている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところが、このような
制御技術では、人間が系統を監視し、風力発電装置の停
止操作を行っているため、運転監視や操作に費やす負担
が大きい。また、風力発電設備の停止を伴うので、風の
エネルギーを十分に有効利用できない。
【０００７】本発明の技術的課題は、このような問題に
着目し、人手を要せずに自動的にしかも風力発電装置を
停止させることなしに風力発電装置群全体の出力の変動
を抑制可能とすることにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の技術的課題は、
次のような手段によって解決される。請求項１は、複数
台運転される風力発電装置群において、連係される電力
系統の状態と風力発電装置相互の出力を比較して、出力
変動の大きい風力発電装置を自動的に選択し制御するこ
とにより、風力発電装置群の出力変動を効果的に抑制す
ることを特徴とする風力発電装置群の出力制御方法であ
る。
【０００９】このように、請求項１によると、複数台運
転される風力発電機群の中で、出力変動が大きな風車を
自動的に選択して出力を抑制すると、風力発電装置群の
合計出力の変動量が効果的に抑制されることと、選択さ
れた風力発電設備に対する制御量も系統の状態に合わせ
て自動的に設定することにより、風力発電装置の停止を
伴わずに、電力系統の電力品質を維持しながら自動的に
風力発電装置群を運転することができる。
【００１０】請求項２は、連係される電力系統の運用に
供するディーゼル発電装置などの運転状態をとらえて、
請求項１に記載した制御を行うことを特徴とする風力発
電装置の出力制御方法である。
【００１１】このように、請求項２によると、連係され
る電力系統の運用に供するディーゼル発電装置などの運
転状態をとらえることにより、系統の状態をいち早く判
断できることから、請求項１と同様な制御を行い、風力
発電装置の停止を伴わずに、電力系統の電力品質を維持
しながら、自動的に風力発電装置を運転することができ
る。
【００１２】
【発明の実施の形態】次に本発明による風力発電装置群
の出力制御方法が実際上どのように具体化されるか実施
形態を説明する。
【００１３】まず、風力発電設備の出力変動について説
明する。風力発電装置は風のエネルギーの強弱により、
出力が変動しようとする。ある種の風力発電装置では、
風車ブレードのピッチ角制御や回転数制御などにより、
最大出力を抑制する機能を有しており、その抑制量を大
きくすると、風力発電設備の出力変動量が抑制される。
これは、公知の技術である。
【００１４】次に、本発明による風力発電装置群の出力
制御方法の実施形態を説明する。図１は、この発明の全
容を示したものであり、図２は本発明の方法による風力
発電装置群の出力制御方法の原理を示すタイムチャート
である。
【００１５】図１では、複数台の風力発電装置として、
２台の風力発電装置１と４を示してあるが、風力発電装
置が３台以上の風力発電装置群であってもよい。
【００１６】図２は、本発明の制御方法によって、風力
発電装置群のうち出力変動の大きい風力発電装置に選択
して出力制御を行なうことにより、風力発電装置群の総
合出力変動が抑制されることを示すタイムチャートであ
る。（１）（２）は、個々の風力発電装置の出力変動を
示し、（３）は風力発電装置が複数台の場合の総合出力
変動を示している。
【００１７】本発明が対象としているように複数台の風
力発電装置を運転する場合において、複数台の風力発電
装置のうちの出力変動の小さな装置における出力変化を
示すと、（１）のようになる。すなわち、特に出力制御
を行なう必要もないほどの出力変動である。
【００１８】これに対し、出力変動の大きな装置の出力
変化を示すと、（２）の前半のようになる。その結果、
複数台の風力発電装置群の全体としての出力変動は、
（３）の前半のように、より大きな出力変動となる。
【００１９】本発明は、複数台の風力発電装置のうち、
（２）のように出力変動の大きな装置のみを選択して、
後半のように出力変動を抑制することによって、（３）
の後半のように、風力発電装置群全体の総合的な出力変
動を抑制しようとするものである。
【００２０】すなわち、（１）のように出力変動の小さ
な装置における出力と、（２）の後半のように、出力変
動の大きな装置の出力変動を抑制した場合との出力とを
総合すると、（３）の後半のように、総合出力も出力変
動が抑制された状態となる。本発明は、（３）の後半の
ような比較的安定した総合出力を得ようとするものであ
る。
【００２１】図１において、複数の風力発電装置１及び
４は、電力系統７に連係され、運転している。風力発電
装置１及び４からの出力を出力検出器２及び５で検出
し、データ収集装置１０で収集する。
【００２２】次に、図３を併用して、請求項１に対応す
る技術を説明する。まず、電力系統７から周波数変動や
電圧変動などの系統データをデータ収集装置１０で収集
する。また、風速計８からの風速データもデータ収集装
置１０で収集する。
【００２３】そして、系統データを用いて、次の演算装
置１１において、電力系統の電力品質を維持するため
に、風力発電装置群の合計出力変動量をどの程度抑制し
なければならないかを演算し、出力抑制量設定器１４の
出力設定を行う。
【００２４】一方、別の演算装置１２においては、風速
データを用いて、平均風速による出力抑制量の補正演算
を行い、出力抑制量設定器１４に補正信号を出力する。
【００２５】風車選択制御装置１５においては、出力抑
制量設定器１４からの信号と各風力発電装置１、４から
の風車出力信号を用いて、制御対象とする風力発電装置
の選択と出力設定値を決定し、それぞれの風力発電装置
１、４の出力制御装置３、６に出力設定信号を出力す
る。
【００２６】そして、最終的に、出力制御装置３、６に
より、対象となる個々の風力発電装置１または２の出力
制御がなされる。すなわち、各風力発電装置１または２
に対し、最大出力を抑え込むように制御が行われ、その
結果、風力発電装置群全体の出力変動が抑制される。
【００２７】次に、図４を併用して、請求項２に対応す
る技術を説明する。電力系統の運用に供するディーゼル
発電装置９からの発電機データと風速計８からの風速デ
ータもデータ収集装置１０で収集する。
【００２８】まず、ディーゼル発電装置９からの発電機
データを用いて、演算装置１３において、電力系統の電
力品質を維持するために、風力発電装置群の合計出力変
動量をどの程度抑制しなければならないかを演算し、出
力抑制量設定器１４の出力設定を行う。
【００２９】一方、前記演算装置１２においては、風速
データを用いて、平均風速による出力抑制量の補正演算
を行い、出力抑制量設定器１４に補正信号を出力する。
【００３０】風車選択制御装置１５においては、出力抑
制量設定器１４からの信号と各風力発電装置１、４から
の風車出力信号を用いて、制御対象をする風力発電装置
の選択と出力設定値を決定し、出力制御装置３，６に出
力設定信号を出力する。
【００３１】そして、最終的に、出力制御装置３，６に
より、対象となる風力発電装置の出力制御がなされる。
【００３２】
【発明の効果】以上の説明より明らかなように、この発
明によれば、複数台運転された風力発電装置群の中で、
出力変動が大きな風車を自動的に選択して、その出力を
抑制すると、風力発電装置群の合計出力の変動量が効果
的に抑制される。
【００３３】しかも、選択された風力発電設備に対する
制御量も、系統の状態に合わせて自動的に設定すること
により、電力系統の電力品質を悪化させずに、風力発電
装置を自動的に運転できるようになる。
【００３４】これにより、人間による系統監視に費やす
負担や風力発電設備を停止する操作に費やす負担を軽減
することができる。また、風力発電設備の停止を伴わな
いため、風のエネルギーを有効に利用することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の全容を示す構成図である。
【図２】 本発明の制御方法によって風力発電装置群の
総合的な出力変動を抑制する方法を示すタイムチャート
である。
【図３】 請求項１の発明の実施形態を示すブロック図
である。
【図４】 請求項２の発明の実施形態を示すブロック図
である。
【符号の説明】
１・４ 風力発電装置 ２・５ 出力検出器 ３・６ 出力制御装置 ７ 電力系統 ８ 風速計 ９ ディーゼル発電装置 10 データ収集装置 11 演算装置Ｉ 12 演算装置II 13 演算装置III 14 出力制御量設定器 15 風車選択制御装置

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 複数台運転される風力発電装置群におい
    て、連係される電力系統の状態と風力発電装置相互の出
    力を比較して、出力変動の大きい風力発電装置を自動的
    に選択して制御することにより、風力発電装置群全体の
    出力変動を効果的に抑制することを特徴とする風力発電
    装置群の出力制御方法。
  2. 【請求項２】 連係される電力系統の運用に供するディ
    ーゼル発電装置などの運転状態をとらえて、請求項１に
    記載した制御を行うことを特徴とする風力発電装置群の
    出力制御方法。
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