JP2002027679A - 風力発電制御方法及びその装置 - Google Patents
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- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】風速変動による風力発電機の発電出力変動を抑
制する風力発電制御方法及びその装置に関し、既設の風
力発電装置に容易に適用する。 【解決手段】風力発電装置（１）に接続された蓄電器
（３）と、風力発電装置（１）の発電電力を検出し、前
回の周期の前記発電電力から決定した基準値と前記検出
した発電電力とから蓄電器（３）の充放電制御を行う蓄
電池制御器（２）とを有する。前回の周期の発電電力か
ら決定した基準値と検出した発電電力とから蓄電器の充
放電制御を行うため、短周期の出力変動を蓄電池の充放
電制御により抑制できる。このため、可変速制御機構を
設けることなく、風車発電出力変動を抑制することがで
き、既設の風車発電装置に容易に適用できる。
制する風力発電制御方法及びその装置に関し、既設の風
力発電装置に容易に適用する。 【解決手段】風力発電装置（１）に接続された蓄電器
（３）と、風力発電装置（１）の発電電力を検出し、前
回の周期の前記発電電力から決定した基準値と前記検出
した発電電力とから蓄電器（３）の充放電制御を行う蓄
電池制御器（２）とを有する。前回の周期の発電電力か
ら決定した基準値と検出した発電電力とから蓄電器の充
放電制御を行うため、短周期の出力変動を蓄電池の充放
電制御により抑制できる。このため、可変速制御機構を
設けることなく、風車発電出力変動を抑制することがで
き、既設の風車発電装置に容易に適用できる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、風力により発電す
る風力発電装置の制御方法及びその装置に関し、特に、
風速変動による発電電力の変動を抑制するための風力発
電制御方法及びその装置に関する。
る風力発電装置の制御方法及びその装置に関し、特に、
風速変動による発電電力の変動を抑制するための風力発
電制御方法及びその装置に関する。
【０００２】風力発電装置は，風速の変動により発電電
力が変動する。その変動に２種類あり、風車の受風領域
内の風速分布変化によりロータ回転数の３倍の周波数
（ロータが３ブレードの場合）で変動するものと、長周
期の風速変動によるものである。前者の変動は系統側の
電圧変動をもたらし、後者は周波数変動をもたらすた
め、風力発電装置導入の阻害要因になっている。これら
電力の変動を抑える必要がある。
力が変動する。その変動に２種類あり、風車の受風領域
内の風速分布変化によりロータ回転数の３倍の周波数
（ロータが３ブレードの場合）で変動するものと、長周
期の風速変動によるものである。前者の変動は系統側の
電圧変動をもたらし、後者は周波数変動をもたらすた
め、風力発電装置導入の阻害要因になっている。これら
電力の変動を抑える必要がある。
【０００３】
【従来の技術】風力発電装置の電力変動を抑える制御方
法として、風車のブレードのピッチ角を、風車発電出力
が一定となるように、フィードバック制御する方法が使
用されている。この方法では、風車のブレードへの風の
流入角を変化して、風速変化に対し、風車発電出力を一
定制御するものである。しかし、この方法では、大きな
ブレードを駆動するため、応答性が低く、有効に電力変
動を防止することは困難である。
法として、風車のブレードのピッチ角を、風車発電出力
が一定となるように、フィードバック制御する方法が使
用されている。この方法では、風車のブレードへの風の
流入角を変化して、風速変化に対し、風車発電出力を一
定制御するものである。しかし、この方法では、大きな
ブレードを駆動するため、応答性が低く、有効に電力変
動を防止することは困難である。
【０００４】このため、風車発電出力に応じて、風車発
電機を可変速制御するとともに、蓄電池と組合せたハイ
ブリッドシステムが提案されている（例えば、特開平１
１−８２２８２号公報、特開平１１−２９９２９５号公
報）。
電機を可変速制御するとともに、蓄電池と組合せたハイ
ブリッドシステムが提案されている（例えば、特開平１
１−８２２８２号公報、特開平１１−２９９２９５号公
報）。
【０００５】このシステムでは、ロータ回転数の３倍の
周波数での短周期の変動は，風車発電機を可変速運転す
ることにより取り除くことができ、長周期の変動は蓄電
池の充放電により平滑化できる。
周波数での短周期の変動は，風車発電機を可変速運転す
ることにより取り除くことができ、長周期の変動は蓄電
池の充放電により平滑化できる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかし、この方法では
風車を可変速制御するインバータ等の可変速制御機構を
必要とするため、既に稼動している風車発電装置には適
用できないという問題がある。又、蓄電池の他に、可変
速制御機構を必要とするため、コストがかかるという問
題も生じる。
風車を可変速制御するインバータ等の可変速制御機構を
必要とするため、既に稼動している風車発電装置には適
用できないという問題がある。又、蓄電池の他に、可変
速制御機構を必要とするため、コストがかかるという問
題も生じる。
【０００７】従って、本発明の目的は、可変速制御機構
を設けることなく、風車発電出力変動を抑制するための
風車発電制御方法及びその装置を提供するにある。
を設けることなく、風車発電出力変動を抑制するための
風車発電制御方法及びその装置を提供するにある。
【０００８】又、本発明の他の目的は、既設の風車発電
装置に蓄電池を併設して、短周期の出力変動を抑制する
ための風車発電制御方法及びその装置を提供するにあ
る。
装置に蓄電池を併設して、短周期の出力変動を抑制する
ための風車発電制御方法及びその装置を提供するにあ
る。
【０００９】更に、本発明の他の目的は、既設の風車発
電装置に蓄電池を併設して、長周期の変動も充放電の最
適スケジューリングにより平準化するための風車発電制
御方法及びその装置を提供するにある。
電装置に蓄電池を併設して、長周期の変動も充放電の最
適スケジューリングにより平準化するための風車発電制
御方法及びその装置を提供するにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明の風力発電制御方
法は、風力発電装置の発電電力を検出するステップと、
前回の周期の前記発電電力から決定した基準値と前記検
出した発電電力とから前記風力発電装置に接続された蓄
電器の充放電制御を行うステップとを有する。
法は、風力発電装置の発電電力を検出するステップと、
前回の周期の前記発電電力から決定した基準値と前記検
出した発電電力とから前記風力発電装置に接続された蓄
電器の充放電制御を行うステップとを有する。
【００１１】本発明の風力発電制御装置は、風力発電装
置に接続された蓄電器と、前記風力発電装置の発電電力
を検出し、前回の周期の前記発電電力から決定した基準
値と前記検出した発電電力とから前記蓄電器の充放電制
御を行う蓄電池制御器とを有する。
置に接続された蓄電器と、前記風力発電装置の発電電力
を検出し、前回の周期の前記発電電力から決定した基準
値と前記検出した発電電力とから前記蓄電器の充放電制
御を行う蓄電池制御器とを有する。
【００１２】本発明は、風力発電装置に蓄電池を併設
し、蓄電池を充放電制御して、風速変動による発電出力
変動を抑制する。更に、前回の周期の発電電力から決定
した基準値と検出した発電電力とから蓄電器の充放電制
御を行うため、短周期の出力変動を蓄電池の充放電制御
により抑制できる。このため、可変速制御機構を設ける
ことなく、風車発電出力変動を抑制することができ、既
設の風車発電装置に容易に適用できる。
し、蓄電池を充放電制御して、風速変動による発電出力
変動を抑制する。更に、前回の周期の発電電力から決定
した基準値と検出した発電電力とから蓄電器の充放電制
御を行うため、短周期の出力変動を蓄電池の充放電制御
により抑制できる。このため、可変速制御機構を設ける
ことなく、風車発電出力変動を抑制することができ、既
設の風車発電装置に容易に適用できる。
【００１３】又、本発明では、前記充放電制御ステップ
は、前回の周期の前記発電電力の最大出力を放電時の基
準値に、前記発電電力の最小出力を充電時の基準値に決
定するステップを有することにより、蓄電池の充放電量
を最小にして、発電出力変動を抑制できる。
は、前回の周期の前記発電電力の最大出力を放電時の基
準値に、前記発電電力の最小出力を充電時の基準値に決
定するステップを有することにより、蓄電池の充放電量
を最小にして、発電出力変動を抑制できる。
【００１４】更に、本発明では、前記充放電制御ステッ
プは、前回の周期の前記発電電力の平均出力を基準値に
決定するステップを有することにより、簡易な制御で、
発電出力変動を抑制できる。
プは、前回の周期の前記発電電力の平均出力を基準値に
決定するステップを有することにより、簡易な制御で、
発電出力変動を抑制できる。
【００１５】更に、本発明では、風況情報から前記充放
電制御のスケジューリングを決定するステップを更に有
することにより、蓄電池を充放電制御しても、放電した
いときに、蓄電池の容量不足となったり，充電したいと
きに、蓄電池３が満充電状態となることを防止できる。
電制御のスケジューリングを決定するステップを更に有
することにより、蓄電池を充放電制御しても、放電した
いときに、蓄電池の容量不足となったり，充電したいと
きに、蓄電池３が満充電状態となることを防止できる。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、本発明を、風車発電装置、
蓄電池制御器、他の実施の形態の順で説明する。
蓄電池制御器、他の実施の形態の順で説明する。
【００１７】［風車発電装置］図１は、本発明の一実施
の形態の風車発電装置の制御系統図であり、図２は、図
１の風力発電システムの構成図である。
の形態の風車発電装置の制御系統図であり、図２は、図
１の風力発電システムの構成図である。
【００１８】図１に示すように、風力発電装置１は、複
数の風車ブレード１１を有するロータ１０を有する。風
車ブレード１１は、３つ設けられる。ロータ１０は、増
速機１２を介し風車発電機３に接続される。従って、風
車ブレード１１が受風して、ロータ１０が回転する。ロ
ータ１０の回転は、増速機１２で増速され、風車発電機
３を回転して、発電（ＡＣ）が行われる。
数の風車ブレード１１を有するロータ１０を有する。風
車ブレード１１は、３つ設けられる。ロータ１０は、増
速機１２を介し風車発電機３に接続される。従って、風
車ブレード１１が受風して、ロータ１０が回転する。ロ
ータ１０の回転は、増速機１２で増速され、風車発電機
３を回転して、発電（ＡＣ）が行われる。
【００１９】風車制御器１７には、風車発電機３の発電
出力の電力を検出する電力検出器１６の検出電力と、発
電出力の電流を検出する電流検出器１５の検出電流が入
力され、且つ風車の風向、風速を検出する風速風向計１
４の検出風向、風速が入力される。ロータ１０には、ブ
レード１１のピッチ角を可変にするためのピッチ駆動機
構が設けられている。風車制御器１７は、検出電力と検
出電流が所定の値になるようなフィードバック制御値を
演算し、且つ検出風向、風速から突風を検出し、制限値
を演算する。そして、いずれか大きい方を選択し、ピッ
チ駆動機構のピッチ角検出値に応じて、ピッチ制御信号
を出力する。これにより、ブレード１１のピッチ角が、
発電電力、電流を所定値になるように、制御される。
出力の電力を検出する電力検出器１６の検出電力と、発
電出力の電流を検出する電流検出器１５の検出電流が入
力され、且つ風車の風向、風速を検出する風速風向計１
４の検出風向、風速が入力される。ロータ１０には、ブ
レード１１のピッチ角を可変にするためのピッチ駆動機
構が設けられている。風車制御器１７は、検出電力と検
出電流が所定の値になるようなフィードバック制御値を
演算し、且つ検出風向、風速から突風を検出し、制限値
を演算する。そして、いずれか大きい方を選択し、ピッ
チ駆動機構のピッチ角検出値に応じて、ピッチ制御信号
を出力する。これにより、ブレード１１のピッチ角が、
発電電力、電流を所定値になるように、制御される。
【００２０】この風車発電装置１は、既知の構成であ
り、既存の風車発電装置であり、本発明では、更に、発
電制御装置２と蓄電池３が併設されている。
り、既存の風車発電装置であり、本発明では、更に、発
電制御装置２と蓄電池３が併設されている。
【００２１】発電制御装置２は、風車発電機の発電電力
を検出する第１の電力検出器２０、風車発電機の発電電
流を検出する第１の電流検出器２１、蓄電池充放電電力
を検出する第２の電力検出器２３、蓄電池充放電電流を
検出する第２の電流検出器２２、蓄電池３の充放電を行
う充放電器２４、蓄電池充放電電圧（ＤＣ）を検出する
電圧検出器２５、蓄電池充放電電流（ＤＣ）を検出する
電流検出器２６、蓄電池制御器４とを有する。
を検出する第１の電力検出器２０、風車発電機の発電電
流を検出する第１の電流検出器２１、蓄電池充放電電力
を検出する第２の電力検出器２３、蓄電池充放電電流を
検出する第２の電流検出器２２、蓄電池３の充放電を行
う充放電器２４、蓄電池充放電電圧（ＤＣ）を検出する
電圧検出器２５、蓄電池充放電電流（ＤＣ）を検出する
電流検出器２６、蓄電池制御器４とを有する。
【００２２】蓄電池制御器４は，風車発電機電力・電
流，蓄電池充放電電力・電流(交流)，直流部電圧，電流
を取り込み，系統へ送られる電力が平滑化されるように
充放電器２４へ充放電電力指令値を出力する。充放電器
２４では，その指令値に基ずき蓄電池３の充放電量を制
御する。更に、蓄電池制御器４は、電話回線等のネット
ワークを介し風況予測データを受け、これによっても充
放電を制御する。蓄電池制御器４は、例えば、ＣＰＵで
構成される。
流，蓄電池充放電電力・電流(交流)，直流部電圧，電流
を取り込み，系統へ送られる電力が平滑化されるように
充放電器２４へ充放電電力指令値を出力する。充放電器
２４では，その指令値に基ずき蓄電池３の充放電量を制
御する。更に、蓄電池制御器４は、電話回線等のネット
ワークを介し風況予測データを受け、これによっても充
放電を制御する。蓄電池制御器４は、例えば、ＣＰＵで
構成される。
【００２３】図２に示すように、発電制御装置２、蓄電
池３を備えた風車発電装置１は、複数並列に接続され、
電力系統に大きな電力を供給する。
池３を備えた風車発電装置１は、複数並列に接続され、
電力系統に大きな電力を供給する。
【００２４】［蓄電池制御器］図３は、本発明の一実施
の形態の蓄電池制御器４のブロック図、図４は、その放
電制御動作の説明図、図５は、その充電制御動作の説明
図、図６は、その充放電スケジューリングの説明図であ
る。
の形態の蓄電池制御器４のブロック図、図４は、その放
電制御動作の説明図、図５は、その充電制御動作の説明
図、図６は、その充放電スケジューリングの説明図であ
る。
【００２５】図３に示すように、蓄電池制御器４は、風
車出力変動計算部４０、充放電切替機能部４１、電力上
限値設定部４２、加算部４３、電力下限値設定部４４、
加算部４５、充放電スケジューリング計算部４６とを有
する。蓄電池制御器４をＣＰＵで構成する場合には、こ
れらは、ＣＰＵの実行するプログラムで実現される。
車出力変動計算部４０、充放電切替機能部４１、電力上
限値設定部４２、加算部４３、電力下限値設定部４４、
加算部４５、充放電スケジューリング計算部４６とを有
する。蓄電池制御器４をＣＰＵで構成する場合には、こ
れらは、ＣＰＵの実行するプログラムで実現される。
【００２６】風車出力変動計算部４０は、第１の電力検
出器２０、第１の電流検出器２１から計算した風車発電
機出力の過去一定時間、例えば、１０分程度（最大１０
分で更新する）の計測データから，平均出力，最大出
力，最小出力を求める。これら信号は、風車出力変動を
抑えた充放電制御を行なうためのものである。既設風車
からの信号はもらわない。蓄電池充放電切替部４１は、
充放電スケジューリングに応じて、充放電の切替えを行
う。
出器２０、第１の電流検出器２１から計算した風車発電
機出力の過去一定時間、例えば、１０分程度（最大１０
分で更新する）の計測データから，平均出力，最大出
力，最小出力を求める。これら信号は、風車出力変動を
抑えた充放電制御を行なうためのものである。既設風車
からの信号はもらわない。蓄電池充放電切替部４１は、
充放電スケジューリングに応じて、充放電の切替えを行
う。
【００２７】図４に示すように、蓄電池放電制御が指定
された場合には、過去１０分程度の風車出力変動の最大
出力を上限値として，（風車出力＋蓄電池放電電力）
が，その上限値となるように放電電力制御を行う。即
ち、電力上限値設定部４２に、過去１０分程度の風車出
力変動の最大出力が上限値に設定され、加算部４３は、
上限値から風車出力を減算し、放電電力指令値を生成す
る。充放電器２４は、放電電力制御回路２４−１と、充
電電力制御回路２４−２とで構成されている。放電電力
制御回路２４−１は、放電指令値に応じた放電電力を蓄
電池３から放電する。
された場合には、過去１０分程度の風車出力変動の最大
出力を上限値として，（風車出力＋蓄電池放電電力）
が，その上限値となるように放電電力制御を行う。即
ち、電力上限値設定部４２に、過去１０分程度の風車出
力変動の最大出力が上限値に設定され、加算部４３は、
上限値から風車出力を減算し、放電電力指令値を生成す
る。充放電器２４は、放電電力制御回路２４−１と、充
電電力制御回路２４−２とで構成されている。放電電力
制御回路２４−１は、放電指令値に応じた放電電力を蓄
電池３から放電する。
【００２８】ここで、過去１０分程度の風車出力変動の
最大出力は、次の期間（１０分程度）の風車出力の最大
出力と予測し、（風車出力＋蓄電池放電電力）が，その
予測最大出力（上限値）となるように放電電力制御を行
う。このため、ロータ回転数の３倍の周波数での短周期
の変動を、蓄電池３の放電制御により、抑圧できる。
最大出力は、次の期間（１０分程度）の風車出力の最大
出力と予測し、（風車出力＋蓄電池放電電力）が，その
予測最大出力（上限値）となるように放電電力制御を行
う。このため、ロータ回転数の３倍の周波数での短周期
の変動を、蓄電池３の放電制御により、抑圧できる。
【００２９】又、過去１０分程度の風車出力変動の最大
出力を、次の期間（１０分程度）の風車出力の最大出力
と予測しているため、風速変動があっても、蓄電池３の
放電電力を最小限とすることができ、蓄電池３の負担が
少なく、蓄電池３の寿命を長く維持できる。
出力を、次の期間（１０分程度）の風車出力の最大出力
と予測しているため、風速変動があっても、蓄電池３の
放電電力を最小限とすることができ、蓄電池３の負担が
少なく、蓄電池３の寿命を長く維持できる。
【００３０】次に、蓄電池３へ充電する場合には，図５
に示すように、過去の風車出力変動の最小出力を下限値
として，（風車出力−蓄電池充電電力）が，その下限値
となるように充電電力制御を行う。即ち、電力下限値設
定部４４に、過去１０分程度の風車出力変動の最小出力
が下限値に設定され、加算部４５は、風車出力から下限
値を減算し、充電電力指令値を生成する。充電電力制御
回路２４−２は、充電指令値に応じた充電電力を蓄電池
３に充電する。
に示すように、過去の風車出力変動の最小出力を下限値
として，（風車出力−蓄電池充電電力）が，その下限値
となるように充電電力制御を行う。即ち、電力下限値設
定部４４に、過去１０分程度の風車出力変動の最小出力
が下限値に設定され、加算部４５は、風車出力から下限
値を減算し、充電電力指令値を生成する。充電電力制御
回路２４−２は、充電指令値に応じた充電電力を蓄電池
３に充電する。
【００３１】ここで、過去１０分程度の風車出力変動の
最小出力は、次の期間（１０分程度）の風車出力の最小
出力と予測し、（風車出力−蓄電池充電電力）が，その
予測最小出力（下限値）となるように充電電力制御を行
う。このため、ロータ回転数の３倍の周波数での短周期
の変動を、蓄電池３の充電制御により、抑圧できる。
最小出力は、次の期間（１０分程度）の風車出力の最小
出力と予測し、（風車出力−蓄電池充電電力）が，その
予測最小出力（下限値）となるように充電電力制御を行
う。このため、ロータ回転数の３倍の周波数での短周期
の変動を、蓄電池３の充電制御により、抑圧できる。
【００３２】又、過去１０分程度の風車出力変動の最小
出力を、次の期間（１０分程度）の風車出力の最小出力
と予測しているため、風速変動があっても、蓄電池３の
充電電力を最小限とすることができ、蓄電池３の負担が
少なく、蓄電池３の寿命を長く維持できる。
出力を、次の期間（１０分程度）の風車出力の最小出力
と予測しているため、風速変動があっても、蓄電池３の
充電電力を最小限とすることができ、蓄電池３の負担が
少なく、蓄電池３の寿命を長く維持できる。
【００３３】これらの充放電制御により，風車発電機の
可変速運転機構を使用することなく、風車出力変動を抑
えることができる。尚、蓄電池制御器４、充放電器２４
は、充放電中は電気量（充放電電力、電流）の監視を行
ない，過放電および過充電とならないように制御すると
ともに，充放電の切替もなめらかに行う。
可変速運転機構を使用することなく、風車出力変動を抑
えることができる。尚、蓄電池制御器４、充放電器２４
は、充放電中は電気量（充放電電力、電流）の監視を行
ない，過放電および過充電とならないように制御すると
ともに，充放電の切替もなめらかに行う。
【００３４】次に、前述の充放電切替は、風車又は電力
系統の中央指令所から充放電スケジューリングコマンド
により、制御できる。この実施の形態では、蓄電池制御
器４が、自動的に充放電スケジューリングを計算し、必
要なときに充放電ができるようにしている。
系統の中央指令所から充放電スケジューリングコマンド
により、制御できる。この実施の形態では、蓄電池制御
器４が、自動的に充放電スケジューリングを計算し、必
要なときに充放電ができるようにしている。
【００３５】即ち、充放電スケジューリング計算部４６
は、図６に示すように、ネットワークを介し気象予報機
関から受けた風速，風向などの気象情報から，風車出力
値の予想を行い，風車出力が平準化されるように、充放
電のスケジューリングを行う。放電したいときに、蓄電
池３の容量不足となったり，充電したいときに、蓄電池
３が満充電状態とならないようにするためである。充電
電気量は，放電電気量よりも約２０%多く電力を必要と
することから，平準化目標値Ｐａｖｅは，風車出力予想
値において，充電電力の方が２０%多くなるように重み
付けして計算する。
は、図６に示すように、ネットワークを介し気象予報機
関から受けた風速，風向などの気象情報から，風車出力
値の予想を行い，風車出力が平準化されるように、充放
電のスケジューリングを行う。放電したいときに、蓄電
池３の容量不足となったり，充電したいときに、蓄電池
３が満充電状態とならないようにするためである。充電
電気量は，放電電気量よりも約２０%多く電力を必要と
することから，平準化目標値Ｐａｖｅは，風車出力予想
値において，充電電力の方が２０%多くなるように重み
付けして計算する。
【００３６】平準化目標値Ｐａｖｅの計算は、予測時間
Ｔ，風車出力予想値Ｐ（ｔ）とし、下記のように行われ
る。
Ｔ，風車出力予想値Ｐ（ｔ）とし、下記のように行われ
る。
【００３７】時刻ｔの充電電力量ｆｃｈｇ（ｔ）は、下
記（１）式で得られる。
記（１）式で得られる。
【００３８】
【数１】 従って、予測期間Ｔの平均充電電力量Ｐｃｈｇは、下記
（２）式で計算される。
（２）式で計算される。
【００３９】
【数２】 一方、時刻ｔの放電電力量ｆｄｃｈｇ（ｔ）は、下記
（３）式で得られる。
（３）式で得られる。
【００４０】
【数３】 従って、予測期間Ｔの平均放電電力量Ｐｄｃｈｇは、下
記（４）式で計算される。
記（４）式で計算される。
【００４１】
【数４】 又、前述のように、下記（５）式が条件であるから、 １．２Ｐｃｈｇ＝Ｐｄｃｈｇ （５） (式５)が成り立つように、（式１）乃至（式４）より平
準化目標値Ｐａｖｅを計算する。
準化目標値Ｐａｖｅを計算する。
【００４２】風車出力予想値Ｐ（ｔ）は、各時刻の予想
風速値に応じて、風車モデルに従い、計算される。従っ
て、（風車出力予想値Ｐ（ｔ）−平準化目標値Ｐａｖ
ｅ）を計算し、計算結果が正なら、充電期間、負なら、
放電期間と決定する。
風速値に応じて、風車モデルに従い、計算される。従っ
て、（風車出力予想値Ｐ（ｔ）−平準化目標値Ｐａｖ
ｅ）を計算し、計算結果が正なら、充電期間、負なら、
放電期間と決定する。
【００４３】例えば、２４時間毎に、２４時間分の風速
予想を受ける場合には、２４時間毎に、Ｔ＝２４時間の
風車出力予想値Ｐ（ｔ）、平準化目標値Ｐａｖｅ、（風
車出力予想値Ｐ（ｔ）−平準化目標値Ｐａｖｅ）を計算
し、２４時間の充放電期間をスケジューリングする。
予想を受ける場合には、２４時間毎に、Ｔ＝２４時間の
風車出力予想値Ｐ（ｔ）、平準化目標値Ｐａｖｅ、（風
車出力予想値Ｐ（ｔ）−平準化目標値Ｐａｖｅ）を計算
し、２４時間の充放電期間をスケジューリングする。
【００４４】このように、蓄電池制御器４が、自動的に
充放電スケジューリングを計算し、必要なときに充放電
ができるようにしているため、長周期の変動も自動的
に、充放電により、平準化できる。
充放電スケジューリングを計算し、必要なときに充放電
ができるようにしているため、長周期の変動も自動的
に、充放電により、平準化できる。
【００４５】［他の実施の形態］図７は、本発明の他の
実施の形態の蓄電池制御器４のブロック図、図８は、そ
の充放電制御動作の説明図である。
実施の形態の蓄電池制御器４のブロック図、図８は、そ
の充放電制御動作の説明図である。
【００４６】図７に示すように、蓄電池制御器４は、風
車出力変動計算部４７、加算部４３、加算部４５とを有
する。蓄電池制御器４をＣＰＵで構成する場合には、こ
れらは、ＣＰＵの実行するプログラムで実現される。
車出力変動計算部４７、加算部４３、加算部４５とを有
する。蓄電池制御器４をＣＰＵで構成する場合には、こ
れらは、ＣＰＵの実行するプログラムで実現される。
【００４７】風車出力変動計算部４７は、第１の電力検
出器２０、第１の電流検出器２１から計算した風車発電
機出力の過去一定時間、例えば、１０分程度（最大１０
分で更新する）の計測データから，平均出力を求める。
出器２０、第１の電流検出器２１から計算した風車発電
機出力の過去一定時間、例えば、１０分程度（最大１０
分で更新する）の計測データから，平均出力を求める。
【００４８】図８に示すように、風車出力が、過去１０
分程度の風車出力変動の平均値以下の場合には、加算部
４３は、平均値から風車出力を減算し、放電電力指令値
を生成する。放電電力制御回路２４−１は、放電指令値
に応じた放電電力を蓄電池３から放電する。
分程度の風車出力変動の平均値以下の場合には、加算部
４３は、平均値から風車出力を減算し、放電電力指令値
を生成する。放電電力制御回路２４−１は、放電指令値
に応じた放電電力を蓄電池３から放電する。
【００４９】次に、（風車出力−蓄電池充電電力）が，
正の場合には、充電電力制御を行う。即ち、加算部４５
は、風車出力から平均値を減算し、充電電力指令値を生
成する。充電電力制御回路２４−２は、充電指令値に応
じた充電電力を蓄電池３に充電する。
正の場合には、充電電力制御を行う。即ち、加算部４５
は、風車出力から平均値を減算し、充電電力指令値を生
成する。充電電力制御回路２４−２は、充電指令値に応
じた充電電力を蓄電池３に充電する。
【００５０】ここで、過去１０分程度の風車出力変動の
平均出力は、次の期間（１０分程度）の風車出力の平均
出力と予測し、（風車出力＋蓄電池充電電力）が，その
予測平均値となるように充放電電力制御を行う。このた
め、ロータ回転数の３倍の周波数での短周期の変動を、
蓄電池３の充電制御により、抑圧できる。
平均出力は、次の期間（１０分程度）の風車出力の平均
出力と予測し、（風車出力＋蓄電池充電電力）が，その
予測平均値となるように充放電電力制御を行う。このた
め、ロータ回転数の３倍の周波数での短周期の変動を、
蓄電池３の充電制御により、抑圧できる。
【００５１】又、過去１０分程度の風車出力変動の平均
出力を、次の期間（１０分程度）の風車出力の平均出力
と予測しているため、充放電のスケジューリングは必要
ない。風速変動に対し、充放電量が多くなる可能性があ
るが、制御を簡易化できるという利点がある。
出力を、次の期間（１０分程度）の風車出力の平均出力
と予測しているため、充放電のスケジューリングは必要
ない。風速変動に対し、充放電量が多くなる可能性があ
るが、制御を簡易化できるという利点がある。
【００５２】尚、図３の実施の形態において、充放電ス
ケジューリングを中央指令所等で行う場合には、充放電
スケジューリング計算部４６は不要となる。
ケジューリングを中央指令所等で行う場合には、充放電
スケジューリング計算部４６は不要となる。
【００５３】以上、本発明を実施の形態により説明した
が、本発明の趣旨の範囲内において、種々の変形が可能
であり、これらを本発明の技術的範囲から排除するもの
ではない。
が、本発明の趣旨の範囲内において、種々の変形が可能
であり、これらを本発明の技術的範囲から排除するもの
ではない。
【００５４】
【発明の効果】風力発電装置に蓄電池を併設し、蓄電池
を充放電制御して、風速変動による発電出力変動を抑制
し、前回の周期の発電電力から決定した基準値と検出し
た発電電力とから蓄電器の充放電制御を行うため、短周
期の出力変動を蓄電池の充放電制御により抑制できる。
このため、可変速制御機構を設けることなく、風車発電
出力変動を抑制することができ、既設の風車発電装置に
容易に適用できる。
を充放電制御して、風速変動による発電出力変動を抑制
し、前回の周期の発電電力から決定した基準値と検出し
た発電電力とから蓄電器の充放電制御を行うため、短周
期の出力変動を蓄電池の充放電制御により抑制できる。
このため、可変速制御機構を設けることなく、風車発電
出力変動を抑制することができ、既設の風車発電装置に
容易に適用できる。
【図１】本発明の一実施の形態の風車発電装置の制御系
統図である。
統図である。
【図２】図１の風車発電装置のシステム系統図である。
【図３】図１の蓄電池制御器のブロック図である。
【図４】図３の蓄電池放電制御動作の説明図である。
【図５】図３の蓄電池充電制御動作の説明図である。
【図６】図３の蓄電池制御器の充放電スケジューリング
の説明図である。
の説明図である。
【図７】本発明の他の実施の形態の蓄電池制御器のブロ
ック図である。
ック図である。
【図８】図７の蓄電池充放電制御動作の説明図である。
１ 風車発電装置 ２ 発電制御装置 ３ 蓄電池 ４ 蓄電池制御器 ２４ 充放電器 ４０、４７ 風車出力変動計算部 ４１ 充放電切替部 ４２ 上限値設定部 ４３、４５ 加算部 ４４ 下限値設定部 ４６ 充放電スケジューリング計算部
───────────────────────────────────────────────────── 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） Ｈ０２Ｊ 7/34 Ｈ０２Ｊ 7/34 Ｃ Ｈ０２Ｐ 9/00 Ｈ０２Ｐ 9/00 Ｆ Ｆターム(参考） 3H078 AA02 AA26 AA31 BB04 CC02 CC12 CC22 CC32 CC73 5G003 AA07 BA01 CA01 CA11 CC02 DA07 5G066 JA05 JA07 JB03 5H590 AA01 AA30 CA14 CB10 CE01 CE05 EB21 FA01 GA04 GA06 GB05 HA02 HA04 HA06 HA11 JA02 JA08 JA09
Claims (8)
- 【請求項１】風力発電装置の発電出力変動を抑制する風
力発電制御方法において、 前記風力発電装置の発電電力を検出するステップと、 前回の周期の前記発電電力から決定した基準値と前記検
出した発電電力とから前記風力発電装置に接続された蓄
電器の充放電制御を行うステップとを有することを特徴
とする風力発電制御方法。 - 【請求項２】前記充放電制御ステップは、 前回の周期の前記発電電力の最大出力を放電時の基準値
に、前記発電電力の最小出力を充電時の基準値に決定す
るステップを有することを特徴とする請求項１の風力発
電制御方法。 - 【請求項３】前記充放電制御ステップは、 前回の周期の前記発電電力の平均出力を基準値に決定す
るステップを有することを特徴とする請求項１の風力発
電制御方法。 - 【請求項４】風況情報から前記充放電制御のスケジュー
リングを決定するステップを更に有することを特徴とす
る請求項１の風力発電制御方法。 - 【請求項５】風力発電装置の発電出力変動を抑制する風
力発電制御装置において、 前記風力発電装置に接続された蓄電器と、 前記風力発電装置の発電電力を検出し、前回の周期の前
記発電電力から決定した基準値と前記検出した発電電力
とから前記蓄電器の充放電制御を行う蓄電池制御器とを
有することを特徴とする風力発電制御装置。 - 【請求項６】前記蓄電池制御器は、 前回の周期の前記発電電力の最大出力を放電時の基準値
に、前記発電電力の最小出力を充電時の基準値に決定す
ることを特徴とする請求項５の風力発電制御装置。 - 【請求項７】前記蓄電池制御器は、 前回の周期の前記発電電力の平均出力を基準値に決定す
ることを特徴とする請求項５の風力発電制御装置。 - 【請求項８】前記蓄電池制御器は、 風況情報から前記充放電制御のスケジューリングを決定
することを特徴とする請求項５の風力発電制御装置。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| Publication Number | Publication Date |
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