JP2003199252A - 分散電源システム及びその制御方法 - Google Patents
分散電源システム及びその制御方法Info
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- Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
- Control Of Eletrric Generators (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 風力発電機のカットアウト時に急激な出力電
圧低下が発生しても、ＳＶＲによる補償までの間の系統
電圧低下を抑制することにある。 【解決手段】 電圧変動を伴う風力発電機１をＳＶＲ４
が設置されている系統電源２に連系させ、系統電圧変動
を前記ＳＶＲ４により補償すると共に、風力発電機１に
ＳＶＣ２３を接続し、そのＳＶＣ２３により風力発電機
１の出力電圧変動を補償する分散電源システムにおい
て、前記ＳＶＣ２３は、風力発電機１のカットアウトを
検出し、その検出信号に基づいてカットアウトによる系
統電圧低下を補償する機能を具備する。
圧低下が発生しても、ＳＶＲによる補償までの間の系統
電圧低下を抑制することにある。 【解決手段】 電圧変動を伴う風力発電機１をＳＶＲ４
が設置されている系統電源２に連系させ、系統電圧変動
を前記ＳＶＲ４により補償すると共に、風力発電機１に
ＳＶＣ２３を接続し、そのＳＶＣ２３により風力発電機
１の出力電圧変動を補償する分散電源システムにおい
て、前記ＳＶＣ２３は、風力発電機１のカットアウトを
検出し、その検出信号に基づいてカットアウトによる系
統電圧低下を補償する機能を具備する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は分散電源システム及
びその制御方法に関し、例えば、電圧変動を伴う風力発
電機などの分散電源をＳＶＲが設置されている系統電源
に連系させた電力系統において、前記分散電源にＳＶＣ
を接続した分散電源システム及びその制御方法に関す
る。
びその制御方法に関し、例えば、電圧変動を伴う風力発
電機などの分散電源をＳＶＲが設置されている系統電源
に連系させた電力系統において、前記分散電源にＳＶＣ
を接続した分散電源システム及びその制御方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】例えば、図６に示すように電力変動を伴
う風力発電機１を系統電源２に連系させた電力系統にお
いては、風力発電機１の出力が風速などの自然条件に応
じて時々刻々と変動することから、その風力発電機１の
出力電圧変動を補償するＳＶＣ３（Static Var Compens
ator）を設置するのが一般的である。また、風力発電機
１は電力系統の末端、例えば僻地や離島などに設置され
るのが一般的であるが、一般負荷電流に基づく系統母線
の抵抗分による電圧降下が顕著であることから、その電
圧降下による系統電圧変動を補償するＳＶＲ４（Series
Voltage Regulator）が系統電源２と風力発電機１間の
何箇所か（図では一箇所）に設置されているケースが多
い。
う風力発電機１を系統電源２に連系させた電力系統にお
いては、風力発電機１の出力が風速などの自然条件に応
じて時々刻々と変動することから、その風力発電機１の
出力電圧変動を補償するＳＶＣ３（Static Var Compens
ator）を設置するのが一般的である。また、風力発電機
１は電力系統の末端、例えば僻地や離島などに設置され
るのが一般的であるが、一般負荷電流に基づく系統母線
の抵抗分による電圧降下が顕著であることから、その電
圧降下による系統電圧変動を補償するＳＶＲ４（Series
Voltage Regulator）が系統電源２と風力発電機１間の
何箇所か（図では一箇所）に設置されているケースが多
い。
【０００３】このＳＶＲ４が設置されていることによ
り、風力発電機１の出力変動による系統電圧の変動補償
をＳＶＣ３と協調をとる必要がでてくる。また、風速な
どの自然条件により生じた風力発電機１の出力電圧変動
をＳＶＣ３により補償するようにしている。
り、風力発電機１の出力変動による系統電圧の変動補償
をＳＶＣ３と協調をとる必要がでてくる。また、風速な
どの自然条件により生じた風力発電機１の出力電圧変動
をＳＶＣ３により補償するようにしている。
【０００４】このＳＶＣ３は、有効・無効電力により電
圧調整する補償機能を具備するものである。ＳＶＣ３で
は、系統母線に設けられた計器用変圧器５（ＶＴ）およ
び変流器６（ＣＴ）により風力発電機１の出力電圧ＶWG
および出力電流ＩWGを検出し、これら出力電圧ＶWGおよ
び出力電流ＩWGに基づいて風力発電機１の有効電力Ｐ WG
および無効電力ＱWGを算出し、それら有効電力ＰWGおよ
び無効電力ＱWGから風力発電機１の出力電圧変動を算出
し、その変動量に応じた補償指令ＱSVCを系統に出力す
ることにより風力発電機１の出力電圧変動を補償するよ
うにしている。
圧調整する補償機能を具備するものである。ＳＶＣ３で
は、系統母線に設けられた計器用変圧器５（ＶＴ）およ
び変流器６（ＣＴ）により風力発電機１の出力電圧ＶWG
および出力電流ＩWGを検出し、これら出力電圧ＶWGおよ
び出力電流ＩWGに基づいて風力発電機１の有効電力Ｐ WG
および無効電力ＱWGを算出し、それら有効電力ＰWGおよ
び無効電力ＱWGから風力発電機１の出力電圧変動を算出
し、その変動量に応じた補償指令ＱSVCを系統に出力す
ることにより風力発電機１の出力電圧変動を補償するよ
うにしている。
【０００５】図７は従来の分散電源システムにおけるＳ
ＶＣ３の制御ブロックを示す。この制御ブロックに示す
ように風力発電機１の出力電圧ＶWGおよび出力電流ＩWG
に基づいて有効電力ＰWGおよび無効電力ＱWGを演算回路
１１ｐ，１１ｑで算出し、それら有効電力ＰWGおよび無
効電力ＱWGに−１を乗算回路１２ｐ，１２ｑで乗算する
ことにより補償電力を算出する。この補償電力を除算回
路１３ｐ，１３ｑにより風力発電機１の出力電圧ＶWGで
除算することにより補償電流ＩP，ＩQを算出し、この補
償電流ＩP，ＩQに系統インピーダンスの有効成分Ｒ1＋
Ｒ2，無効成分Ｘ 1＋Ｘ2を乗算回路１４ｐ，１４ｑで乗
算することにより補償電圧ＶP，ＶQを算出し、それら補
償電圧ＶP，ＶQを加算回路１５で加算することにより補
償電圧ＶOU Tを算出し、系統インピーダンスの無効成分
Ｘ1＋Ｘ2を乗算回路１６で乗算することにより、補償指
令ＱSVCを生成するようにしている。
ＶＣ３の制御ブロックを示す。この制御ブロックに示す
ように風力発電機１の出力電圧ＶWGおよび出力電流ＩWG
に基づいて有効電力ＰWGおよび無効電力ＱWGを演算回路
１１ｐ，１１ｑで算出し、それら有効電力ＰWGおよび無
効電力ＱWGに−１を乗算回路１２ｐ，１２ｑで乗算する
ことにより補償電力を算出する。この補償電力を除算回
路１３ｐ，１３ｑにより風力発電機１の出力電圧ＶWGで
除算することにより補償電流ＩP，ＩQを算出し、この補
償電流ＩP，ＩQに系統インピーダンスの有効成分Ｒ1＋
Ｒ2，無効成分Ｘ 1＋Ｘ2を乗算回路１４ｐ，１４ｑで乗
算することにより補償電圧ＶP，ＶQを算出し、それら補
償電圧ＶP，ＶQを加算回路１５で加算することにより補
償電圧ＶOU Tを算出し、系統インピーダンスの無効成分
Ｘ1＋Ｘ2を乗算回路１６で乗算することにより、補償指
令ＱSVCを生成するようにしている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところで、前述した分
散電源システムでは、風力発電機１は電力系統の末端、
例えば僻地や離島などに設置されるのが一般的である
が、一般負荷電流に基づく系統母線の抵抗分による電圧
降下が顕著であることから、その電圧降下による系統電
圧変動を補償するＳＶＲ４が設置されていると共に、風
力発電機１の出力が風速などの自然条件に応じて時々刻
々と変動することから、その風力発電機１の出力電圧変
動を補償するＳＶＣ３を設置するようにしている。
散電源システムでは、風力発電機１は電力系統の末端、
例えば僻地や離島などに設置されるのが一般的である
が、一般負荷電流に基づく系統母線の抵抗分による電圧
降下が顕著であることから、その電圧降下による系統電
圧変動を補償するＳＶＲ４が設置されていると共に、風
力発電機１の出力が風速などの自然条件に応じて時々刻
々と変動することから、その風力発電機１の出力電圧変
動を補償するＳＶＣ３を設置するようにしている。
【０００７】ここで、風力発電機１が定格出力付近で発
電している状態にて風速の上昇により風力発電機１の許
容限度を超える場合には、風力発電機１を保護する目的
から発電を強制的に停止させて風力発電機１を系統から
切り離すようにしている。これを一般的にカットアウト
と称するが、この風力発電機１の運転中にカットアウト
が発生すると、風力発電機１を停止させて系統から切り
離すことから、カットアウト直前までの風力発電機１の
出力電圧が瞬間的になくなることになる。
電している状態にて風速の上昇により風力発電機１の許
容限度を超える場合には、風力発電機１を保護する目的
から発電を強制的に停止させて風力発電機１を系統から
切り離すようにしている。これを一般的にカットアウト
と称するが、この風力発電機１の運転中にカットアウト
が発生すると、風力発電機１を停止させて系統から切り
離すことから、カットアウト直前までの風力発電機１の
出力電圧が瞬間的になくなることになる。
【０００８】ＳＶＣ３は風力発電機１の出力電圧変動を
補償するものであるため、カットアウト直前までの風力
発電機１の出力電圧が瞬間的になくなれば、それを出力
電圧変動としてとらえ、その変動量に見合った補償電力
をＳＶＣ３が瞬間的に出力するが、その後は、風力発電
機１の出力電圧が零であるので、ＳＶＣ３が補償電力を
出力することはない。
補償するものであるため、カットアウト直前までの風力
発電機１の出力電圧が瞬間的になくなれば、それを出力
電圧変動としてとらえ、その変動量に見合った補償電力
をＳＶＣ３が瞬間的に出力するが、その後は、風力発電
機１の出力電圧が零であるので、ＳＶＣ３が補償電力を
出力することはない。
【０００９】風力発電機１の出力電圧変動のような短周
期変動に対しては、高速制御が可能なＳＶＣ３で補償す
るようにしているが、風力発電機１のカットアウト時に
急激な出力電圧低下が発生した場合、その出力電圧低下
をＳＶＣ３で補償していないことから、ＳＶＲ４に依存
せざるを得ない。しかしながら、ＳＶＲ４はタップ切り
換えにより系統電圧変動のような長周期変動に対して補
償動作するものであるため、その補償動作の応答性が悪
くて遅れが生じ、ＳＶＲ４によりカットアウトによる出
力電圧低下を補償するまでに、図８に示すようにカット
アウト時の急激な出力電圧低下がそのまま系統電圧低下
として現出するという問題があった。
期変動に対しては、高速制御が可能なＳＶＣ３で補償す
るようにしているが、風力発電機１のカットアウト時に
急激な出力電圧低下が発生した場合、その出力電圧低下
をＳＶＣ３で補償していないことから、ＳＶＲ４に依存
せざるを得ない。しかしながら、ＳＶＲ４はタップ切り
換えにより系統電圧変動のような長周期変動に対して補
償動作するものであるため、その補償動作の応答性が悪
くて遅れが生じ、ＳＶＲ４によりカットアウトによる出
力電圧低下を補償するまでに、図８に示すようにカット
アウト時の急激な出力電圧低下がそのまま系統電圧低下
として現出するという問題があった。
【００１０】そこで、本発明は前記問題点に鑑みて提案
されたもので、その目的とするところは、風力発電機の
カットアウト時に急激な出力電圧低下が発生しても、Ｓ
ＶＲによる補償までの間の系統電圧低下を抑制し得る分
散電源システム及びその制御方法を提供することにあ
る。
されたもので、その目的とするところは、風力発電機の
カットアウト時に急激な出力電圧低下が発生しても、Ｓ
ＶＲによる補償までの間の系統電圧低下を抑制し得る分
散電源システム及びその制御方法を提供することにあ
る。
【００１１】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
の技術的手段として、本発明に係る分散電源システム
は、電圧変動を伴う分散電源をＳＶＲが設置されている
系統電源に連系させ、系統電圧変動を前記ＳＶＲにより
補償すると共に、前記分散電源にＳＶＣを接続し、その
ＳＶＣにより分散電源の出力電圧変動を補償する分散電
源システムにおいて、前記ＳＶＣは、分散電源のカット
アウトを検出し、その検出信号に基づいてカットアウト
による系統電圧低下を補償する制御部を具備したことを
特徴とする。
の技術的手段として、本発明に係る分散電源システム
は、電圧変動を伴う分散電源をＳＶＲが設置されている
系統電源に連系させ、系統電圧変動を前記ＳＶＲにより
補償すると共に、前記分散電源にＳＶＣを接続し、その
ＳＶＣにより分散電源の出力電圧変動を補償する分散電
源システムにおいて、前記ＳＶＣは、分散電源のカット
アウトを検出し、その検出信号に基づいてカットアウト
による系統電圧低下を補償する制御部を具備したことを
特徴とする。
【００１２】前記構成において、ＳＶＣの制御部は、分
散電源のカットアウトを検出し、その検出信号に基づい
てカットアウトによる系統電圧低下を補償する機能を発
揮させる回路構成として、分散電源のカットアウトを検
出するカットアウト検出回路と、分散電源の出力の平均
値を算出する平均値演算回路と、前記カットアウト検出
回路からの出力信号に基づいて平均値演算回路からの出
力を、予め設定された補償時間及び補償量でもって制御
するカットアウト補償回路とを備えていることが望まし
い。
散電源のカットアウトを検出し、その検出信号に基づい
てカットアウトによる系統電圧低下を補償する機能を発
揮させる回路構成として、分散電源のカットアウトを検
出するカットアウト検出回路と、分散電源の出力の平均
値を算出する平均値演算回路と、前記カットアウト検出
回路からの出力信号に基づいて平均値演算回路からの出
力を、予め設定された補償時間及び補償量でもって制御
するカットアウト補償回路とを備えていることが望まし
い。
【００１３】また、本発明に係る分散電源システムの制
御方法は、電圧変動を伴う分散電源をＳＶＲが設置され
ている系統電源に連系させ、系統電圧変動を前記ＳＶＲ
により補償すると共に、前記分散電源にＳＶＣを設置
し、そのＳＶＣにより分散電源の出力電圧変動を補償す
る分散電源システムの制御方法において、前記分散電源
のカットアウト時、前記ＳＶＣにより分散電源のカット
アウトを検出し、ＳＶＲにより系統電圧低下が補償され
るまでの間、前記ＳＶＣによりカットアウトによる系統
電圧低下を補償することを特徴とする。
御方法は、電圧変動を伴う分散電源をＳＶＲが設置され
ている系統電源に連系させ、系統電圧変動を前記ＳＶＲ
により補償すると共に、前記分散電源にＳＶＣを設置
し、そのＳＶＣにより分散電源の出力電圧変動を補償す
る分散電源システムの制御方法において、前記分散電源
のカットアウト時、前記ＳＶＣにより分散電源のカット
アウトを検出し、ＳＶＲにより系統電圧低下が補償され
るまでの間、前記ＳＶＣによりカットアウトによる系統
電圧低下を補償することを特徴とする。
【００１４】ここで、「ＳＶＲ」とは、Series Voltage
Regulatorの略称であり、電力系統の末端などで一般負
荷電流に基づく系統母線の抵抗分による電圧降下が顕著
であることから、その電圧降下による長周期の系統電圧
変動をタップ切り換えにより補償するものである。ま
た、「ＳＶＣ」とは、Static Var Compensator（無効電
力補償装置）の略称であり、通常、分散電源の短周期の
出力電圧変動を補償するものである。さらに、「カット
アウト」とは、分散電源が定格出力付近で発電している
状態にて分散電源の許容限度を超える場合に、分散電源
を保護する目的から発電を強制的に停止させて分散電源
を系統から切り離すことを意味する。
Regulatorの略称であり、電力系統の末端などで一般負
荷電流に基づく系統母線の抵抗分による電圧降下が顕著
であることから、その電圧降下による長周期の系統電圧
変動をタップ切り換えにより補償するものである。ま
た、「ＳＶＣ」とは、Static Var Compensator（無効電
力補償装置）の略称であり、通常、分散電源の短周期の
出力電圧変動を補償するものである。さらに、「カット
アウト」とは、分散電源が定格出力付近で発電している
状態にて分散電源の許容限度を超える場合に、分散電源
を保護する目的から発電を強制的に停止させて分散電源
を系統から切り離すことを意味する。
【００１５】なお、「分散電源」としては風力発電機が
あるが、この風力発電機以外でも、電圧変動を伴い、カ
ットアウトが発生するような他の分散電源を含む意味を
持つ。
あるが、この風力発電機以外でも、電圧変動を伴い、カ
ットアウトが発生するような他の分散電源を含む意味を
持つ。
【００１６】
【発明の実施の形態】本発明の実施形態を以下に詳述す
る。なお、以下の実施形態では、風力発電機を分散電源
として系統電源に連系させた分散電源システムについて
説明する。図１は風力発電機１を系統電源２に連系させ
た電力系統において、前記風力発電機１にＳＶＣ２３を
接続した分散電源システムの構成図であり、図２は図１
のＳＶＣ２３における制御部の制御ブロックを示す。
る。なお、以下の実施形態では、風力発電機を分散電源
として系統電源に連系させた分散電源システムについて
説明する。図１は風力発電機１を系統電源２に連系させ
た電力系統において、前記風力発電機１にＳＶＣ２３を
接続した分散電源システムの構成図であり、図２は図１
のＳＶＣ２３における制御部の制御ブロックを示す。
【００１７】図１の実施形態で示すように電力変動を伴
う風力発電機１を系統電源２に連系させた電力系統にお
いて、風力発電機１の出力が風速などの自然条件に応じ
て時々刻々と変動することにより生じる風力発電機１の
出力電圧変動を補償するＳＶＣ２３を接続する。また、
風力発電機１は電力系統の末端、例えば僻地や離島など
に設置されることから、一般負荷電流に基づく系統母線
の抵抗分による電圧降下による系統電圧変動を補償する
ＳＶＲ４が系統電源２と風力発電機１間の何箇所か（図
では一箇所）に設置されている。
う風力発電機１を系統電源２に連系させた電力系統にお
いて、風力発電機１の出力が風速などの自然条件に応じ
て時々刻々と変動することにより生じる風力発電機１の
出力電圧変動を補償するＳＶＣ２３を接続する。また、
風力発電機１は電力系統の末端、例えば僻地や離島など
に設置されることから、一般負荷電流に基づく系統母線
の抵抗分による電圧降下による系統電圧変動を補償する
ＳＶＲ４が系統電源２と風力発電機１間の何箇所か（図
では一箇所）に設置されている。
【００１８】このＳＶＲ４が設置されていることによ
り、風力発電機１の出力変動による系統電圧の変動補償
をＳＶＣ３と協調をとる必要がでてくる。また、この実
施形態におけるＳＶＣ２３は、風力発電機１の正常運転
時、風速などの自然条件により生じた風力発電機１の出
力電圧変動を補償する機能だけでなく、風力発電機１の
カットアウト時、そのカットアウトによる系統電圧低下
を補償する機能も具備する。
り、風力発電機１の出力変動による系統電圧の変動補償
をＳＶＣ３と協調をとる必要がでてくる。また、この実
施形態におけるＳＶＣ２３は、風力発電機１の正常運転
時、風速などの自然条件により生じた風力発電機１の出
力電圧変動を補償する機能だけでなく、風力発電機１の
カットアウト時、そのカットアウトによる系統電圧低下
を補償する機能も具備する。
【００１９】このＳＶＣ２３は、通常の風力発電機１の
出力電圧変動およびカットアウトによる系統電圧低下を
補償する機能を発揮させる制御部（図示せず）を具備す
る。このＳＶＣ２３の制御部では、系統母線に設けられ
た計器用変圧器５（ＶＴ）および変流器６（ＣＴ）によ
り風力発電機１の出力電圧ＶWGおよび出力電流ＩWGを検
出し、これら出力電圧ＶWGおよび出力電流ＩWGに基づい
て風力発電機１の有効電力ＰWGおよび無効電力ＱWGを算
出し、それら有効電力ＰWGおよび無効電力ＱWGから風力
発電機１の出力電圧変動を算出し、その変動量に応じた
補償指令ＱSVCに応じた無効電力を系統に出力すること
により風力発電機１の出力電圧変動およびカットアウト
による系統電圧低下を補償する。
出力電圧変動およびカットアウトによる系統電圧低下を
補償する機能を発揮させる制御部（図示せず）を具備す
る。このＳＶＣ２３の制御部では、系統母線に設けられ
た計器用変圧器５（ＶＴ）および変流器６（ＣＴ）によ
り風力発電機１の出力電圧ＶWGおよび出力電流ＩWGを検
出し、これら出力電圧ＶWGおよび出力電流ＩWGに基づい
て風力発電機１の有効電力ＰWGおよび無効電力ＱWGを算
出し、それら有効電力ＰWGおよび無効電力ＱWGから風力
発電機１の出力電圧変動を算出し、その変動量に応じた
補償指令ＱSVCに応じた無効電力を系統に出力すること
により風力発電機１の出力電圧変動およびカットアウト
による系統電圧低下を補償する。
【００２０】このＳＶＣ２３の制御部による補償機能を
図２の制御ブロックに基づいて説明する。まず、風力発
電機１の正常運転時、風速などの自然条件により生じた
風力発電機１の出力電圧変動に対する補償動作は次のと
おりである。
図２の制御ブロックに基づいて説明する。まず、風力発
電機１の正常運転時、風速などの自然条件により生じた
風力発電機１の出力電圧変動に対する補償動作は次のと
おりである。
【００２１】前記計器用変圧器５および変流器６により
検出された風力発電機１の出力電圧ＶWGおよび出力電流
ＩWGに基づいて演算回路１１ｐ，１１ｑで有効電力ＰWG
および無効電力ＱWGを算出し、それら有効電力ＰWGおよ
び無効電力ＱWGに乗算回路１２ｐ，１２ｑで−１を乗算
することにより補償電力を算出する。この補償電力を除
算回路１３ｐ，１３ｑにより風力発電機１の出力電圧Ｖ
WGで除算することにより補償電流ＩP，ＩQを算出し、こ
の補償電流ＩP，ＩQに系統インピーダンスの有効成分Ｒ
1＋Ｒ2，無効成分Ｘ1＋Ｘ2を乗算回路１４ｐ，１４ｑで
乗算することにより補償電圧ＶP，ＶQを算出し、それら
補償電圧ＶP，ＶQを加算回路１５で加算することにより
補償電圧ＶOUTを算出し、系統インピーダンスの無効成
分Ｘ1＋Ｘ 2を乗算回路１６で乗算することにより、補償
指令ＱSVCを生成する。この補償指令ＱSVCをＳＶＣ２３
が系統に出力することでもって、風速などの自然条件に
より生じた風力発電機１の出力電圧変動を補償する。
検出された風力発電機１の出力電圧ＶWGおよび出力電流
ＩWGに基づいて演算回路１１ｐ，１１ｑで有効電力ＰWG
および無効電力ＱWGを算出し、それら有効電力ＰWGおよ
び無効電力ＱWGに乗算回路１２ｐ，１２ｑで−１を乗算
することにより補償電力を算出する。この補償電力を除
算回路１３ｐ，１３ｑにより風力発電機１の出力電圧Ｖ
WGで除算することにより補償電流ＩP，ＩQを算出し、こ
の補償電流ＩP，ＩQに系統インピーダンスの有効成分Ｒ
1＋Ｒ2，無効成分Ｘ1＋Ｘ2を乗算回路１４ｐ，１４ｑで
乗算することにより補償電圧ＶP，ＶQを算出し、それら
補償電圧ＶP，ＶQを加算回路１５で加算することにより
補償電圧ＶOUTを算出し、系統インピーダンスの無効成
分Ｘ1＋Ｘ 2を乗算回路１６で乗算することにより、補償
指令ＱSVCを生成する。この補償指令ＱSVCをＳＶＣ２３
が系統に出力することでもって、風速などの自然条件に
より生じた風力発電機１の出力電圧変動を補償する。
【００２２】一方、風力発電機１が定格出力付近で発電
している状態にて風速の上昇により風力発電機１の許容
限度を超える場合に、風力発電機１のカットアウトによ
り発電を強制的に停止させて風力発電機１を系統から切
り離すようにしているが、この風力発電機１のカットア
ウト時、風力発電機１の系統からの切り離しにより生じ
る系統電圧低下に対する補償動作は次のとおりである。
している状態にて風速の上昇により風力発電機１の許容
限度を超える場合に、風力発電機１のカットアウトによ
り発電を強制的に停止させて風力発電機１を系統から切
り離すようにしているが、この風力発電機１のカットア
ウト時、風力発電機１の系統からの切り離しにより生じ
る系統電圧低下に対する補償動作は次のとおりである。
【００２３】まず、前記計器用変圧器５および変流器６
により検出された風力発電機１の出力電圧ＶWGおよび出
力電流ＩWGに基づいて演算回路１１ｐ，１１ｑで有効電
力Ｐ WGおよび無効電力ＱWGを算出し、それら有効電力Ｐ
WGおよび無効電力ＱWGのうち、有効電力ＰWGの平均値Ｐ
WG AVEを平均値演算回路１７により算出する。
により検出された風力発電機１の出力電圧ＶWGおよび出
力電流ＩWGに基づいて演算回路１１ｐ，１１ｑで有効電
力Ｐ WGおよび無効電力ＱWGを算出し、それら有効電力Ｐ
WGおよび無効電力ＱWGのうち、有効電力ＰWGの平均値Ｐ
WG AVEを平均値演算回路１７により算出する。
【００２４】ここで、風力発電機１のカットアウトをカ
ットアウト検出回路１８により検出する。このカットア
ウトの検出は、図３に示すフローチャートに基づいて行
われる。つまり、風力発電機１は系統から見ればモータ
負荷の一種であることから、風力発電機１が系統に接続
されているかぎり、その風力発電機１から出力される一
定値以上の無効電力ＱWG REFが存在する。従って、この
風力発電機１の無効電力ＱWGが一定の設定値ＱWG REFよ
り小さくなれば、風力発電機１が系統から切り離された
ことを判定できる。
ットアウト検出回路１８により検出する。このカットア
ウトの検出は、図３に示すフローチャートに基づいて行
われる。つまり、風力発電機１は系統から見ればモータ
負荷の一種であることから、風力発電機１が系統に接続
されているかぎり、その風力発電機１から出力される一
定値以上の無効電力ＱWG REFが存在する。従って、この
風力発電機１の無効電力ＱWGが一定の設定値ＱWG REFよ
り小さくなれば、風力発電機１が系統から切り離された
ことを判定できる。
【００２５】また、前記平均値演算回路１７により得ら
れた有効電力ＰWGの平均値ＰWG AVEが一定の設定値ＰWG
REF、例えば風力発電機１の定格出力以上であれば、風
速の上昇により風力発電機１の許容限度を超えたことを
判定することができる。有効電力ＰWGの平均値ＰWG AVE
が一定の設定値ＰWG REFより小さければ、カットアウト
ではないことになる。なお、前記設定値ＰWG REFは必ず
しも風力発電機１の定格出力とする必要はない。
れた有効電力ＰWGの平均値ＰWG AVEが一定の設定値ＰWG
REF、例えば風力発電機１の定格出力以上であれば、風
速の上昇により風力発電機１の許容限度を超えたことを
判定することができる。有効電力ＰWGの平均値ＰWG AVE
が一定の設定値ＰWG REFより小さければ、カットアウト
ではないことになる。なお、前記設定値ＰWG REFは必ず
しも風力発電機１の定格出力とする必要はない。
【００２６】以上の二つの判定基準に基づいてこれら風
力発電機１の無効電力ＱWGの低下と有効電力ＰWGの平均
値ＰWG AVEの上昇との論理積でもって風力発電機１のカ
ットアウトを確実に検出することができる。
力発電機１の無効電力ＱWGの低下と有効電力ＰWGの平均
値ＰWG AVEの上昇との論理積でもって風力発電機１のカ
ットアウトを確実に検出することができる。
【００２７】前述した演算回路１１ｐ，１１ｑから出力
された有効電力ＰWGおよび無効電力ＱWGに乗算回路１２
ｐ，１２ｑで−１を乗算することにより得られた補償電
力のうち、その有効成分に前記平均値演算回路１７で得
られた有効電力ＰWGの平均値ＰWG AVEを加算回路２０に
より加算する。
された有効電力ＰWGおよび無効電力ＱWGに乗算回路１２
ｐ，１２ｑで−１を乗算することにより得られた補償電
力のうち、その有効成分に前記平均値演算回路１７で得
られた有効電力ＰWGの平均値ＰWG AVEを加算回路２０に
より加算する。
【００２８】このとき、平均値演算回路１７の出力をカ
ットアウト補償回路１９により制御する。この制御は図
４に示すフローチャートに基づいて行われる。つまり、
有効電力ＰWGの平均値ＰWG AVEを出力するに際して、カ
ウンタによるカウントアップでもって、ＳＶＲ４が補償
動作するまでの時間から予め設定された補償時間Ｔが経
過しているか否かを判断する。この補償時間Ｔが経過す
るまでは、前記カウンタによるカウントアップごとに所
定の減算分ΔＰを前記有効電力ＰWGの平均値Ｐ WG AVEか
ら減算した補償量ＰOUT（＝ＰWG AVE−ΔＰ）を出力し、
前記補償時間Ｔが経過すれば、補償量ＰOUTを零とす
る。なお、前記補償時間Ｔおよび補償量ＰO UTについて
は、このＳＶＣ２３の補償動作により系統電圧低下を抑
止することを継続して実現できるように補償機能を発揮
するＳＶＲ４との協調に基づいて設定される。
ットアウト補償回路１９により制御する。この制御は図
４に示すフローチャートに基づいて行われる。つまり、
有効電力ＰWGの平均値ＰWG AVEを出力するに際して、カ
ウンタによるカウントアップでもって、ＳＶＲ４が補償
動作するまでの時間から予め設定された補償時間Ｔが経
過しているか否かを判断する。この補償時間Ｔが経過す
るまでは、前記カウンタによるカウントアップごとに所
定の減算分ΔＰを前記有効電力ＰWGの平均値Ｐ WG AVEか
ら減算した補償量ＰOUT（＝ＰWG AVE−ΔＰ）を出力し、
前記補償時間Ｔが経過すれば、補償量ＰOUTを零とす
る。なお、前記補償時間Ｔおよび補償量ＰO UTについて
は、このＳＶＣ２３の補償動作により系統電圧低下を抑
止することを継続して実現できるように補償機能を発揮
するＳＶＲ４との協調に基づいて設定される。
【００２９】このようにして得られた補償電力を除算回
路１３ｐ，１３ｑにより風力発電機１の出力電圧ＶWGで
除算することにより補償電流ＩP，ＩQを算出し、この補
償電流ＩP，ＩQに系統インピーダンスの有効成分Ｒ1＋
Ｒ2，無効成分Ｘ1＋Ｘ2を乗算回路１４ｐ，１４ｑで乗
算することにより補償電圧ＶP，ＶQを算出し、それら補
償電圧ＶP，ＶQを加算回路１５で加算することにより補
償電圧ＶOUTを算出し、系統インピーダンスの無効成分
Ｘ1＋Ｘ2を乗算回路１６で乗算することにより、補償指
令ＱSVCを生成する。この補償指令ＱSVCをＳＶＣ２３が
系統に出力することでもって、風力発電機１のカットア
ウトによる出力電圧低下を補償する。
路１３ｐ，１３ｑにより風力発電機１の出力電圧ＶWGで
除算することにより補償電流ＩP，ＩQを算出し、この補
償電流ＩP，ＩQに系統インピーダンスの有効成分Ｒ1＋
Ｒ2，無効成分Ｘ1＋Ｘ2を乗算回路１４ｐ，１４ｑで乗
算することにより補償電圧ＶP，ＶQを算出し、それら補
償電圧ＶP，ＶQを加算回路１５で加算することにより補
償電圧ＶOUTを算出し、系統インピーダンスの無効成分
Ｘ1＋Ｘ2を乗算回路１６で乗算することにより、補償指
令ＱSVCを生成する。この補償指令ＱSVCをＳＶＣ２３が
系統に出力することでもって、風力発電機１のカットア
ウトによる出力電圧低下を補償する。
【００３０】この風力発電機１のカットアウト時、ＳＶ
Ｃ２３により、図５に示すように風力発電機１のカット
アウト直前の出力電圧分（有効電力ＰWGの平均値ＰWG
AVE）が補償され、前記カットアウトによる系統電圧低
下を抑止する。このＳＶＣ２３によるカットアウト時の
補償は、ＳＶＲ４により系統電圧低下が補償されるまで
の間で実行され、その後、前記ＳＶＲ４による補償動作
が行われる。このようにＳＶＣ２３とＳＶＲ４の協調に
より風力発電機１のカットアウト時に生じる急激な出力
電圧低下を補償することでもって系統電圧低下が招来す
ることはない。
Ｃ２３により、図５に示すように風力発電機１のカット
アウト直前の出力電圧分（有効電力ＰWGの平均値ＰWG
AVE）が補償され、前記カットアウトによる系統電圧低
下を抑止する。このＳＶＣ２３によるカットアウト時の
補償は、ＳＶＲ４により系統電圧低下が補償されるまで
の間で実行され、その後、前記ＳＶＲ４による補償動作
が行われる。このようにＳＶＣ２３とＳＶＲ４の協調に
より風力発電機１のカットアウト時に生じる急激な出力
電圧低下を補償することでもって系統電圧低下が招来す
ることはない。
【００３１】
【発明の効果】本発明によれば、電圧変動を伴う分散電
源をＳＶＲが設置されている系統電源に連系させた場
合、系統電圧変動を前記ＳＶＲにより補償すると共に、
前記分散電源にＳＶＣを設置し、そのＳＶＣにより分散
電源の出力電圧変動を補償するに際して、前記分散電源
のカットアウト時、分散電源のカットアウトを検出し、
ＳＶＲにより系統電圧低下が補償されるまでの間、その
検出信号に基づいてカットアウトによる系統電圧低下を
ＳＶＣにより補償するようにしたから、風力発電機のカ
ットアウト時に急激な出力電圧低下が発生しても、ＳＶ
Ｒによる補償までの間の系統電圧低下を抑制することが
でき、分散電源システムにおける系統電圧の安定化が図
れ、信頼性の高い分散電源システムを提供できる。
源をＳＶＲが設置されている系統電源に連系させた場
合、系統電圧変動を前記ＳＶＲにより補償すると共に、
前記分散電源にＳＶＣを設置し、そのＳＶＣにより分散
電源の出力電圧変動を補償するに際して、前記分散電源
のカットアウト時、分散電源のカットアウトを検出し、
ＳＶＲにより系統電圧低下が補償されるまでの間、その
検出信号に基づいてカットアウトによる系統電圧低下を
ＳＶＣにより補償するようにしたから、風力発電機のカ
ットアウト時に急激な出力電圧低下が発生しても、ＳＶ
Ｒによる補償までの間の系統電圧低下を抑制することが
でき、分散電源システムにおける系統電圧の安定化が図
れ、信頼性の高い分散電源システムを提供できる。
【図１】本発明の実施形態における分散電源システムの
構成図である。
構成図である。
【図２】図１のＳＶＣの制御ブロック図である。
【図３】風力発電機のカットアウトを検出するためのフ
ローチャートである。
ローチャートである。
【図４】カットアウト時のＳＶＣによる補償動作を説明
するためのフローチャートである。
するためのフローチャートである。
【図５】実施形態において、風力発電機のカットアウト
前後での系統電圧を示す波形図である。
前後での系統電圧を示す波形図である。
【図６】従来例の分散電源システムを示す構成図であ
る。
る。
【図７】図５のＳＶＣの制御ブロック図である。
【図８】従来例において、風力発電機のカットアウト前
後での系統電圧を示す波形図である。
後での系統電圧を示す波形図である。
１ 分散電源（風力発電機）
２ 系統電源
４ ＳＶＲ
２３ ＳＶＣ
フロントページの続き
(72)発明者 川上 了司
京都府京都市右京区梅津高畝町47番地 日
新電機株式会社内
(72)発明者 小林 猛
京都府京都市右京区梅津高畝町47番地 日
新電機株式会社内
Ｆターム(参考） 5G066 DA04 DA08 FA01 FB11 FC12
5H590 AA01 AA11 AA15 AB15 CA14
CE01 EA07 EA13 EB02 EB14
EB15 FA06 GA02 GA04 HA02
HA04 HA06 HA07 HB02 HB03
JA15 JA16
Claims (3)
- 【請求項１】 電圧変動を伴う分散電源をＳＶＲが設置
されている系統電源に連系させ、系統電圧変動を前記Ｓ
ＶＲにより補償すると共に、前記分散電源にＳＶＣを接
続し、そのＳＶＣにより分散電源の出力電圧変動を補償
する分散電源システムにおいて、前記ＳＶＣは、分散電
源のカットアウトを検出し、その検出信号に基づいてカ
ットアウトによる系統電圧低下を補償する制御部を具備
したことを特徴とする分散電源システム。 - 【請求項２】 前記ＳＶＣの制御部は、分散電源のカッ
トアウトを検出するカットアウト検出回路と、分散電源
の出力の平均値を算出する平均値演算回路と、前記カッ
トアウト検出回路からの出力信号に基づいて平均値演算
回路からの出力を、予め設定された補償時間及び補償量
でもって制御するカットアウト補償回路とを備えている
ことを特徴とする請求項１に記載の分散電源システム。 - 【請求項３】 電圧変動を伴う分散電源をＳＶＲが設置
されている系統電源に連系させ、系統電圧変動を前記Ｓ
ＶＲにより補償すると共に、前記分散電源にＳＶＣを設
置し、そのＳＶＣにより分散電源の出力電圧変動を補償
する分散電源システムの制御方法において、前記分散電
源のカットアウト時、前記ＳＶＣにより分散電源のカッ
トアウトを検出し、ＳＶＲにより系統電圧低下が補償さ
れるまでの間、前記ＳＶＣによりカットアウトによる系
統電圧低下を補償することを特徴とする分散電源システ
ムの制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001396926A JP2003199252A (ja) | 2001-12-27 | 2001-12-27 | 分散電源システム及びその制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001396926A JP2003199252A (ja) | 2001-12-27 | 2001-12-27 | 分散電源システム及びその制御方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003199252A true JP2003199252A (ja) | 2003-07-11 |
Family
ID=27602868
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001396926A Pending JP2003199252A (ja) | 2001-12-27 | 2001-12-27 | 分散電源システム及びその制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003199252A (ja) |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005040606A1 (ja) * | 2003-10-24 | 2005-05-06 | Shinko Electric Co., Ltd. | 電源装置、発電装置および風力発電装置 |
| WO2006089989A1 (es) * | 2005-02-23 | 2006-08-31 | Gamesa Innovation And Technology, S.L. | Procedimiento y dispositivo para inyectar intensidad reactiva durante un hueco de tensión de red |
| JP2007267586A (ja) * | 2006-02-28 | 2007-10-11 | Hitachi Ltd | 風力発電装置，風力発電システムおよび電力系統制御装置 |
| ES2289954A1 (es) * | 2006-07-31 | 2008-02-01 | Juan Jose Rodriguez Tornell | Compensador de energia reactiva. |
| JP2012044863A (ja) * | 2006-02-28 | 2012-03-01 | Hitachi Ltd | 風力発電装置 |
| CN103259473A (zh) * | 2013-04-19 | 2013-08-21 | 上海交通大学 | 基于svc的次同步振荡反振荡抑制系统及控制方法 |
| JP2013198201A (ja) * | 2012-03-16 | 2013-09-30 | Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial System Corp | 自然エネルギー発電システム |
| CN105406491A (zh) * | 2015-12-14 | 2016-03-16 | 北京四方继保自动化股份有限公司 | 一种面向次同步谐振或振荡的远程监控系统 |
| EP3012936A1 (en) * | 2014-10-21 | 2016-04-27 | General Electric Company | Induction generator system with a grid-loss ride-through capability |
| WO2018113265A1 (zh) * | 2016-12-20 | 2018-06-28 | 北京金风科创风电设备有限公司 | 无功功率的控制方法、装置和系统 |
| CN117767430A (zh) * | 2023-12-15 | 2024-03-26 | 山东盛然电力科技有限公司 | 一种基于智慧能源管理平台的分布式供电系统及方法 |
-
2001
- 2001-12-27 JP JP2001396926A patent/JP2003199252A/ja active Pending
Cited By (20)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| ES2277724A1 (es) * | 2005-02-23 | 2007-07-16 | Gamesa Eolica | Procedimiento y dispositivo para inyectar intensidad reactiva durante un hueco de tension de red. |
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| WO2008015306A2 (es) * | 2006-07-31 | 2008-02-07 | Rodriguez Tornell Juan Jose | Compensador de energía reactiva para aerogeneradores |
| WO2008015306A3 (es) * | 2006-07-31 | 2008-03-20 | Tornell Juan Jose Rodriguez | Compensador de energía reactiva para aerogeneradores |
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| US10079485B2 (en) | 2014-10-21 | 2018-09-18 | General Electric Company | Induction generator system with a grid-loss ride-through capability |
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| WO2018113265A1 (zh) * | 2016-12-20 | 2018-06-28 | 北京金风科创风电设备有限公司 | 无功功率的控制方法、装置和系统 |
| KR20180088410A (ko) * | 2016-12-20 | 2018-08-03 | 베이징 골드윈드 싸이언스 앤 크리에이션 윈드파워 이큅먼트 코.,엘티디. | 무효 전력 제어 방법, 디바이스 및 시스템 |
| KR102101108B1 (ko) | 2016-12-20 | 2020-04-14 | 베이징 골드윈드 싸이언스 앤 크리에이션 윈드파워 이큅먼트 코.,엘티디. | 무효 전력 제어 방법, 디바이스 및 시스템 |
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| CN117767430A (zh) * | 2023-12-15 | 2024-03-26 | 山东盛然电力科技有限公司 | 一种基于智慧能源管理平台的分布式供电系统及方法 |
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