JP2011169302A - 発電出力制御装置、統括電力制御装置、発電出力制御方法及び統括電力制御方法 - Google Patents
発電出力制御装置、統括電力制御装置、発電出力制御方法及び統括電力制御方法 Download PDFInfo
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Abstract
【解決手段】風力発電装置1のピッチ角制御部16は、図示する曲線の示す特性データを記憶し、その特性データに従い、周速比に応じてブレード11のピッチ角を変更する制御を行う。発電電力が安定している場合に、発電電力の降下に備えて、ピッチ角をあえて最適ピッチ角の手前にずらす。これにより、安定時の電力と、降下後の電力との差が小さくなり、降下時の傾斜が小さくなる。なお、発電電力が降下することを予測したときに、ピッチ角を最適ピッチ角からずらすようにしてもよい。換言すれば、発電電力の降下を予測しないときに、発電電力の上昇を予測する又は予測しないにかかわらず、そのまま最適動作点で動作させる。発電電力が降下している場合に、ピッチ角を最適ピッチ角に戻す。これにより、降下後の電力を上げることができ、安定時の電力と、降下後の電力との差を小さくすることができる。
【選択図】図3
Description
本発明に係る第1の実施の形態では、個別に発電装置単体の出力制御を行う。図1は、第1の実施の形態に係る発電装置の構成を示す図である。図1(a)は、風力発電装置及びその周辺の構成を示す。風力発電装置1は、電力系統2に接続され、風力により発電した電力を電力系統2に出力するものであり、ブレード11、可変ピッチ12、ロータ13、増速機14、発電機15及びピッチ角制御部16を備える。ブレード11は、風車の羽根である。可変ピッチ12は、ブレード11と、ロータ13とを接続するとともに、ブレード11の向き、すなわち、ピッチ角を変更する駆動機構である。ロータ13は、可変ピッチ12を介してブレード11を支持し、ブレード11が受風することにより回転する。増速機14は、ロータ13と、発電機15との間にあって、ロータ13の回転速度を増加させて、発電機15に伝達する。発電機15は、増速機14から伝達された回転により発電を行う。
発電電力の上昇速度が所定値(例えば、5[%/分])を超えた場合、最適ピッチ角からずれたピッチ角にすることにより、発電電力の上昇を極力抑える。これにより、上昇の傾きが小さくなり、発電電力の上昇速度を抑制することができる。「最適ピッチ角からずれたピッチ角」とは、その時点の周速比に対応する最適ピッチ角に対して、所定値を引いたピッチ角又は所定の比率(<1)を乗じたピッチ角をいう。
電力の上昇を検知するには、電力を逐次計測し、上がり始めたときの勾配を検知する。そして、その勾配を上昇速度に換算し、その換算した上昇速度を所定値と比較する。
発電電力の降下に備えて、ピッチ角をあえて最適ピッチ角の手前にずらす。これにより、安定時の電力と、降下後の電力との差が小さくなり、降下時の傾斜が小さくなる。なお、発電電力が降下することを予測したときに、ピッチ角を最適ピッチ角からずらすようにしてもよい。逆に言えば、発電電力の降下を予測しないときには、発電電力の上昇を予測する又は予測しないにかかわらず、そのまま最適動作点で動作させる。これによれば、安定時の電力損失を減らし、最大出力を維持することができる。
電力の安定を検知するには、電力を逐次計測し、上がり、下がりがないことを検知する。
安定時にピッチ角を最適ピッチ角の手前にした後、発電電力の降下が始まって、降下速度が所定値(例えば、−5[%/分])を下回る場合、ピッチ角を最適ピッチ角に戻す。これにより、降下後の電力を上げることができ、安定時の電力と、降下後の電力との差を小さくすることができ、その結果、発電電力の降下速度を抑制することができる。
電力の降下を検知するには、電力を逐次計測し、下がり始めたときの勾配を検知する。そして、その勾配を降下速度に換算し、その換算した降下速度を所定値と比較する。
発電電力の上昇速度が所定値(例えば、5[%/分])を超えた場合、最適動作点からずれた動作点で動作させることにより、出力電力の上昇を極力抑える。これにより、上昇後の出力電力が小さくなり、上昇の傾きが小さくなるので、出力電力の上昇速度を抑制することができる。「最適動作点からずれた動作点で動作させる」とは、最適動作点における電力に対して、所定値を引いた電力又は所定の比率(<1)を乗じた電力を出力すること、又は、最適動作点における電圧若しくは電流を所定値分増加又は減少させたときの動作点に対応する電力を出力することをいう。
発電電力の上昇を検知するには、発電電力を逐次計測し、上がり始めたときの勾配を検知する。そして、その勾配を上昇速度に換算し、その換算した上昇速度を所定値と比較する。
発電電力の降下に備えて、動作点をあえて最適動作点の手前にずらして動作させる。これにより、安定時の出力電力と、降下後の出力電力との差が小さくなり、降下時の傾斜が小さくなる。なお、発電電力が降下することを予測したときに、動作点を最適動作点からずらすようにしてもよい。逆に言えば、発電電力の降下を予測しないときには、発電電力の上昇を予測する又は予測しないにかかわらず、そのまま最適動作点で動作させる。これによれば、安定時の電力損失を減らし、最大出力を維持することができる。
発電電力の安定を検知するには、発電電力を逐次計測し、上がり、下がりがないことを検知する。
安定時に動作点を最適動作点の手前にして動作させた後、発電電力の降下が始まって、降下速度が所定値(例えば、−5%/分)を下回る場合、動作点を最適動作点に戻す。これにより、降下後の出力電力を上げることができ、安定時の出力電力と、降下後の出力電力との差を小さくすることができる。これによれば、出力電力の降下速度を抑制することができる。
発電電力の降下を検知するには、発電電力を逐次計測し、下がり始めたときの勾配を検知する。そして、その勾配を降下速度に換算し、その換算した降下速度を所定値と比較する。
本発明に係る第2の実施の形態では、あるエリア内に位置する複数の発電装置につながる制御装置を統括制御する。図4は、発電出力制御システムの構成を示す図である。発電出力制御システム10は、限られたエリアに位置する複数の発電装置の出力を合わせることにより、急な出力変動を抑えることを可能とするものであり、複数の風力発電装置1(ピッチ角制御部16)及び複数のパワーコンディショナ4と、統括制御装置7とがネットワーク8を介して通信可能に接続される。統括制御装置7は、通信部(NIC[Network Interface Card]等)、処理部(CPU)及び記憶部(HDD、SSD等)を備えたPC(Personal Computer)やサーバによって実現され、風力発電装置1やパワーコンディショナ4のそれぞれから出力電力を受信し、その出力電力に応じて、個々の風力発電装置1やパワーコンディショナ4に電力変動抑制指令を送る。
(電力上昇抑制が必要なら、電力上昇中の装置だけを選択して、抑制指令を送る)
具体的には、電力上昇中の装置に対しては、動作点を最適点からずらす指令を出す。電力降下中の装置に対しては、動作点を最適点に戻す指令を出す。
2 電力系統
3 太陽光発電装置
4 パワーコンディショナ(発電出力制御装置)
5 電力系統
7 統括制御装置(統括電力制御装置)
16 ピッチ角制御部(発電出力制御装置)
Claims (8)
- 電力系統に連系した分散型電源の出力電力を制御する発電出力制御装置であって、
前記分散型電源の発電電力が安定していることを検知したときに、前記分散型電源の動作点を前記出力電力が最大となる動作点からずらす
ことを特徴とする発電出力制御装置。 - 電力系統に連系した分散型電源の出力電力を制御する発電出力制御装置であって、
前記分散型電源の発電電力が安定していることを検知し、かつ、前記発電電力が低下することを予測したときに、前記分散型電源の動作点を前記出力電力が最大となる動作点からずらす
ことを特徴とする発電出力制御装置。 - 請求項1又は請求項2に記載の発電出力制御装置であって、
前記発電電力が低下したことを検知したときに、前記分散型電源の動作点を前記出力電力が最大となる動作点に戻す
ことを特徴とする発電出力制御装置。 - 電力系統に連系した分散型電源の出力電力を制御する複数の発電電力制御装置と通信する統括電力制御装置であって、
各発電電力制御装置から出力電力を受信する手段と、
受信した各出力電力を合計し、記憶する手段と、
合計した前記出力電力の変動速度を計算し、計算した変動速度が所定値を越えた場合に、当該変動に係る前記発電電力制御装置に優先して電力変動抑制指令を送信する手段と、
を備えることを特徴とする統括電力制御装置。 - 電力系統に連系した分散型電源の出力電力を制御する発電出力制御装置による発電出力制御方法であって、
前記発電出力制御装置は、
前記分散型電源の発電電力が安定していることを検知したときに、前記分散型電源の動作点を前記出力電力が最大となる動作点からずらす
ことを特徴とする発電出力制御方法。 - 電力系統に連系した分散型電源の出力電力を制御する発電出力制御装置による発電出力制御方法であって、
前記発電出力制御装置は、
前記分散型電源の発電電力が安定していることを検知し、かつ、前記発電電力が低下することを予測したときに、前記分散型電源の動作点を前記出力電力が最大となる動作点からずらす
ことを特徴とする発電出力制御方法。 - 請求項5又は請求項6に記載の発電出力制御方法であって、
前記発電出力制御装置は、
前記発電電力が低下したことを検知したときに、前記分散型電源の動作点を前記出力電力が最大となる動作点に戻す
ことを特徴とする発電出力制御方法。 - 電力系統に連系した分散型電源の出力電力を制御する複数の発電電力制御装置と通信する統括電力制御装置による統括電力制御方法であって、
前記統括電力制御装置は、
各発電電力制御装置から出力電力を受信するステップと、
受信した各出力電力を合計し、記憶するステップと、
合計した前記出力電力の変動速度を計算し、計算した変動速度が所定値を越えた場合に、当該変動に係る前記発電電力制御装置に優先して電力変動抑制指令を送信するステップと、
を実行することを特徴とする統括電力制御方法。
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