JP2013194609A - 風力発電システム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 風車発電機構と充放電装置とを備え、風車発電出力の充放電装置への送電と、充放電装置から系統への出力とにより、系統への出力を平滑化する風力発電システムであって、揚水発電機構を備え、充放電装置から電力供給を受けた揚水発電機構による揚水と、揚水の落差を利用した揚水発電機構による水力発電及び水力発電出力の充放電装置への送電とを、数十秒乃至数分の比較的短い所定時間ピッチで選択的に行い、前記選択は、直前のピッチでの風車発電出力平均値と、直前のピッチ終了時点での充放電装置蓄電量とに基づいて行う。
【選択図】 図1
Description
本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、風車発電機構と充放電装置とを備え、風車発電出力の充放電装置への送電と、充放電装置から系統への出力とにより、系統への出力を平滑化する風力発電システムであって、充放電装置の大容量化を招くことなく、系統への出力を安定的に平滑化できる風力発電システムを提供することを目的とする。
本発明に係る風力発電システムにおいては、風車発電の余剰電力を充放電装置に蓄電すると共に、揚水発電機構の貯水の位置エネルギーに変換して蓄積するので、必要に応じて揚水の落差を利用した揚水発電機構による水力発電出力を風車発電出力と共に系統に出力することにより、充放電装置を大容量化することなく、系統への出力を安定的に平滑化できる。
従来の揚水発電は、例えば夜間と昼間と言った長い時間スパンでの電力供給の平滑化を図るものであったが、本発明は、充放電装置から電力供給を受けた揚水発電機構による揚水と、揚水の落差を利用した揚水発電機構による水力発電及び水力発電出力の充放電装置への送電とを、数十秒乃至数分の比較的短い所定時間ピッチで選択的に行うことにより、揚水発電を、時々刻々変動する風車発電出力の平滑化に利用するものであり、揚水発電の新規な利用方法を提案するものである。
風車発電出力は数十秒乃至数分の比較的短い所定時間ピッチで山谷に変動する場合が多いので、充放電装置から電力供給を受けた揚水発電機構による揚水と、揚水の落差を利用した揚水発電機構による水力発電及び水力発電出力の充放電装置への送電とを、数十秒乃至数分の比較的短い所定時間ピッチで選択的に行うのが合理的である。
前記選択を、直前のピッチでの風車発電出力平均値と、直前のピッチ終了時点での充放電装置蓄電量とに基づいて、フィードバック方式で行えば、風車発電出力と充放電装置蓄電量の時々刻々の変動に応じた選択が可能になる。
風車発電出力の経時変化の計測データによれば、1〜2分のピッチで中程度の山谷が発生する場合が多いので、充放電装置から電力供給を受けた揚水発電機構による揚水と、揚水の落差を利用した揚水発電機構による水力発電及び水力発電出力の充放電装置への送電とを、1〜2分ピッチで選択的に行うのが合理的である。
本発明の好ましい態様においては、選択開始直後の1ピッチは、系統への出力に等しい出力の揚水発電機構による水力発電を行い、当該水力発電出力を充放電装置を介して系統へ出力する。
選択開始直後は、直前のピッチが存在しないので、とりあえず系統への出力に等しい出力の揚水発電機構による水力発電を行い、当該水力発電出力を充放電装置を介して系統へ出力するのが好ましい。
本発明の好ましい態様においては、揚水発電機構は、上下一対の貯水タンクと、上タンクと下タンクとの間の連通路の途上に配設されたポンプ水車機構とを備え、ポンプ水車機構は、互いに周方向逆向きに回転する一組の羽根車がケーシング内に同軸に配設されたポンプ・水車部と、内外二重回転子形発電電動機を有するモータ・発電機部とを有し、前記一組の羽根車はそれぞれ前記モータ・発電機部の内外の各回転子に結合されている。
上下一対の貯水タンクと、上タンクと下タンクとの間の連通路の途上に配設されたポンプ水車機構とにより、揚水発電機構を構成することができる。
互いに周方向逆向きに回転する一組の羽根車がケーシング内に同軸に配設されたポンプ・水車部と、内外二重回転子形発電電動機を有するモータ・発電機部とを有し、前記一組の羽根車はそれぞれ前記モータ・発電機部の内外の各回転子に結合されたポンプ水車機構は、前後段羽根車の相反回転トルクが同じ状態で、ひいては羽根車を流れる水流の角運動量変化が前後段で同じ状態で、運転される特徴を有しており、ポンプ及び水車運転の両運転状態で、ガイドベーン等の補助機械なしで軸方向流入流出を実現できる。この特徴は、ポンプ(揚水)運転と水車運転とを瞬時に切り換える必要が生じた場合に、当該瞬時の切り換えを確実に実現するのに有利である。
図1に示すように、風力発電システムAは、風車発電機構Bと、揚水発電機構Cと、両者の作動を制御する制御装置Dとを備えている。
風車発電機構Bは、風車発電機1と、風車発電機1の交流出力を直流に変換する風車用インバータ2と、電力量計3と、充放電装置4と、充放電装置4の直流出力を系統への交流出力に変換する連系用インバータ5とを備えている。
揚水発電機構Cは、上部貯水タンク6と、下部貯水タンク7と、上下貯水タンク間の連通路8と、連通路8を開閉する電磁弁9と、連通路8の途上に配設されたポンプ水車10と、ポンプ水車10を駆動し又ポンプ水車10により駆動される誘導発電電動機11と、充放電装置4の直流出力を誘導発電電動機11の励磁電流(交流)に変換し又誘導発電電動機11の交流出力を直流に変換する発電電動機用インバータ12とを備えている。
発電電動機用インバータ12と充放電装置4とは、双方向チョッパ13を介して接続されている。
風車発電機1の交流出力が、風車用インバータ2を介して直流出力に変換されて、充放電装置4に送電される(風車発電機1の出力が直流の場合は風車用インバータ2は不要である)。風車発電機1の出力値は電力量計3により検知され、制御装置Dに入力される。充放電装置4の蓄電量も制御装置Dに入力される。制御装置Dから系統への出力指令が充放電装置4に出力されると共に、電圧/周波数制御指令が連系用インバータ5に出力され、充放電装置4の直流出力が連系用インバータ5を介して所定電圧/周波数の交流出力に変換されて、系統に出力される。
揚水発電機構Cの水車運転作動(水力発電作動)を説明する。
制御装置Dから開度制御指令が電磁弁9に出力されて電磁弁9の開度が制御される。制御装置Dから、励磁電流出力指令が充放電装置4に出力されると共に、励磁電圧制御指令が発電電動機用インバータ12に出力される。充放電装置4の直流出力が双方向チョッパ13により昇圧され、次いで発電電動機用インバータ12により三相交流に変換されると共に電圧と周波数が調整されて、励磁電流として発電電動機11に供給される。電磁弁9によって流量制御された水流が、上部貯水タンク6から連通8を通って下部貯水タンク7へ流れ、連通路8の途上に配設されたポンプ水車10を回転駆動し、ポンプ水車10は発電電動機11を駆動して発電する。発電電動機11の三相交流出力は、発電電動機用インバータ12により直流出力に変換され、双方向チョッパ13により降圧された後、充放電装置4に送電される。
揚水発電機構Cのポンプ運転作動(揚水作動)を説明する。
制御装置Dから、励磁電流出力指令が充放電装置4に出力されると共に、励磁電圧制御指令と相入替指令とが発電電動機用インバータ12に出力される。充放電装置4の直流出力が双方向チョッパ13により昇圧され、次いで発電電動機用インバータ12により三相交流に変換され電圧および周波数が調整されると共に相入替えされる。相入替えにより、発電電動機用インバータ12の3相のうち2相が入替わって、ポンプ水車10の回転方向が水車運転の時とは逆方向になり、ポンプ運転(揚水作動)が開始される。直後に、制御装置Dから全開制御指令が電磁弁9に出力されて電磁弁9が全開し、下部貯水タンク7内の水が上部貯水タンク6へ押し上げられ、上部貯水タンク6に貯水される。
(1)ポンプ水車10として揚程及び落差が2mのポンプ水車を使用する。当該ポンプ水車10のポンプ運転作動時のエネルギー効率は、実測に基づき0.7とし、ポンプ水車10の水車運転作動時のエネルギー効率は、実測に基づき0.9とする。即ち、風車発電の余剰電力1Whをポンプ水車10のポンプ運転作動によって上部貯水タンク6内の貯水の位置エネルギーに変換し、次いで前記位置エネルギーをポンプ水車10の水車運転作動によって電力エネルギーに変換した場合、0.63Whの電力エネルギーが得られることとする。インバータ5、12、電磁弁9、制御装置Dの駆動に必要な電力は平滑出力やポンプ駆動に要する電力に比べて微少なので無視することとする。
(2)15時40分の時点で、充放電装置4の蓄電量は零であり、上部貯水タンク6には、ポンプ水車10の水車運転作動とポンプ水車10による発電電動機11の駆動とにより5.0Whの電力に変換される量の位置エネルギーに相当する量、即ち1019リットルの水が貯水されていることとする。
(3)15時40分〜15時41分の間は、系統への出力63Wに等しい出力の揚水発電機構Cによる水力発電を行い、当該水力発電出力を充放電装置4、連系用インバータ5を介して系統へ出力する。
揚水発電機構Cによる揚水と、揚水の落差を利用した揚水発電機構Cによる水力発電との1分ピッチでの選択は、後述ごとく、直前のピッチでの風車発電出力平均値と、直前のピッチ終了時点での充放電装置蓄電量とに基づいて、フィードバック方式で行うが、選択開始直後は、直前のピッチが存在しないので、とりあえず系統への出力に等しい出力の揚水発電機構による水力発電を行い、当該水力発電出力を充放電装置4、連系用インバータ5を介して系統へ出力する。
(4)15時41分以降の各1分間は、直前の一分間の風車発電出力平均値と直前の一分間終了時点での充放電装置4の蓄電量とに基づいて、充放電装置4から電力供給を受けた揚水発電機構Cによる揚水と、揚水の落差を利用した揚水発電機構Cによる水力発電及び水力発電出力の充放電装置4への送電と、を選択的に行う。
より具体的には、直前の一分間の風車発電出力平均値が63W未満の場合には、直前1分間分の不足電力を次の一分間に揚水発電機構Cによる水力発電によって補充して、系統に63W出力する。
直前の一分間の風車発電出力平均値が63W以上であって、且つ直前の一分間終了時点での充放電装置4の蓄電量が3Wh以下の場合には、次の一分間では揚水発電機構Cによる水力発電は行わず、揚水発電機構Cによる揚水も行わない。
直前の一分間の風車発電出力平均値が63W以上であって、且つ直前の一分間終了時点での充放電装置4の蓄電量が3Whを超える場合には、次の一分間では揚水発電機構Cによる水力発電は行わず、3Whからの超過分の蓄電力を揚水発電機構Cに供給して揚水し、貯水の位置エネルギーに変換して上部貯水タンク6に蓄積する。
図4から分かるように、充放電装置4の蓄電量の最大値は、16時10分の時点での3.95Whである。尚、16時10分の時点での上部貯水タンクの貯水量は367リットルである。
上記シミュレーションにおいては、揚水発電機構Cによる揚水と、揚水の落差を利用した揚水発電機構Cによる水力発電とを、1分ピッチで選択的に行うことにより、充放電装置4の蓄電容量を3.95Whに設定すれば、換言すると風車発電機構Bのみで系統への63Wの継続的な平滑出力を維持する場合の約半分まで充放電装置4の蓄電容量を減らしても、系統への63Wの継続的な平滑出力を維持することができた。
(1)風車発電機構と充放電装置とを備え、風車発電出力の充放電装置への送電と、充放電装置から系統への出力とにより、系統への出力を平滑化する風力発電システムに、揚水発電機構を付設し、充放電装置から電力供給を受けた揚水発電機構による揚水と、揚水の落差を利用した揚水発電機構による水力発電及び水力発電出力の充放電装置への送電とを、比較的短い所定時間ピッチで選択的に行うことは、充放電装置の大容量化を抑制するのに有効である。尚、本揚水発電機構は、300°C以上の環境を保持するために大規模な周辺機器を必要とするNAS電池、高価で充放電の時間が遅くかつ劣化しやすいLiイオン電池などに比べ、運転コストがかからず簡素で耐用年数が長く、メンテナンス性も格段に優れている。また、これら電気的なキャパシタは大容量化が極めて困難であるが、本揚水発電機構は落差/揚程、タンク容量、流体密度を変えることで処理能力を簡単かつ自由に設計でき、風力発電の規模を問わず如何なる風量発電所にも適用できる。また、数か所の発電所を一括して集中処理することも可能であり、充放電装置のみで系統出力の平滑化を図る従前の風力発電システムに比べて経済的である。前記選択を、直前のピッチでの風車発電出力平均値と、直前のピッチ終了時点での充放電装置蓄電量とに基づいて、フィードバック方式で行えば、風車発電出力と充放電装置蓄電量の時々刻々の変動に応じた選択ができる。
(2)従来の揚水発電は、例えば夜間と昼間と言った長い時間スパンでの電力供給の平滑化を図るものであったが、充放電装置から電力供給を受けた揚水発電機構による揚水と、揚水の落差を利用した揚水発電機構による水力発電及び水力発電出力の充放電装置への送電とを、比較的短い所定時間ピッチで選択的に行うことにより、揚水発電を、出力が時々刻々変動する風車発電による電力供給の平滑化に利用できる。
(3)図2から分かるように、風車発電出力は1〜2分のピッチで中程度の山谷が発生する場合が多いので、揚水発電機構による揚水と、揚水の落差を利用した揚水発電機構による水力発電及び水力発電出力の充放電装置への送電とを、1〜2分ピッチで選択的に行うのが合理的である。
揚水発電機構による揚水と、揚水の落差を利用した揚水発電機構による水力発電及び水力発電出力の充放電装置への送電とを、風車発電出力と充放電装置の蓄電量の時々刻々の変動に応じて時々刻々に選択的に行う態様は上記実施例に限定されない。制御の時間ピッチ、制御開始時の上部貯水タンク6の貯水量や充放電装置4の蓄電量、揚水選択の判断基準となる充放電装置4の蓄電量等は適宜選択して良い。
B 風車発電機構
C 揚水発電機構
D 制御装置
E ポンプ水車機構
1 風車発電機
2 風車用インバータ
3 電力量計
4 充放電装置
5 連系用インバータ
6 上部貯水タンク
7 下部貯水タンク
8 連通路
9 電磁弁
10 ポンプ水車
11 誘導発電電動機
12 発電電動機用インバータ
13 双方向チョッパ
14、15 羽根車
16 ポンプ・水車部
17 モータ・発電機部
18、19 回転子
Claims (4)
- 風車発電機構と充放電装置とを備え、風車発電出力の充放電装置への充電と、充放電装置から系統への出力とにより、系統への出力を平滑化する風力発電システムであって、揚水発電機構を備え、充放電装置から電力供給を受けた揚水発電機構による揚水と、揚水の落差を利用した揚水発電機構による水力発電及び水力発電出力の充放電装置への送電とを、数十秒乃至数分の比較的短い所定時間ピッチで選択的に行い、前記選択は、直前のピッチでの風車発電出力平均値と、直前のピッチ終了時点での充放電装置蓄電量とに基づいて行うことを特徴とする風力発電システム。
- 前記ピッチは1〜2分ピッチであることを特徴とする請求項1に記載の風力発電システム。
- 選択開始直後の1ピッチは、系統への出力に等しい出力の揚水発電機構による水力発電を行い、当該水力発電出力を充放電装置を介して系統へ出力することを特徴とする請求項1又は2に記載の風力発電システム。
- 揚水発電機構は、上下一対の貯水タンクと、上タンクと下タンクとの間の連通路の途上に配設されたポンプ水車機構とを備え、ポンプ水車機構は、互いに周方向逆向きに回転する一組の羽根車がケーシング内に同軸に配設されたポンプ・水車部と、内外二重回転子形発電電動機を有するモータ・発電機部とを有し、前記一組の羽根車はそれぞれ前記モータ・発電機部の内外の各回転子に結合されていることを特徴とする請求項1乃至3の何れか1項に記載の風力発電システム。
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Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS53117147A (en) * | 1977-03-23 | 1978-10-13 | Nippon Electric Ind | Wind power generator apparatus |
JPS5478425A (en) * | 1977-12-05 | 1979-06-22 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Power generating system |
JP2002364517A (ja) * | 2001-06-07 | 2002-12-18 | Wasaburo Murai | 風力揚水発電装置 |
JP2003314430A (ja) * | 2002-04-17 | 2003-11-06 | Kyuzo Kamata | 風力発電電力安定供給方法 |
Family Cites Families (6)
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Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS53117147A (en) * | 1977-03-23 | 1978-10-13 | Nippon Electric Ind | Wind power generator apparatus |
JPS5478425A (en) * | 1977-12-05 | 1979-06-22 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Power generating system |
JP2002364517A (ja) * | 2001-06-07 | 2002-12-18 | Wasaburo Murai | 風力揚水発電装置 |
JP2003314430A (ja) * | 2002-04-17 | 2003-11-06 | Kyuzo Kamata | 風力発電電力安定供給方法 |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2017534242A (ja) * | 2014-10-20 | 2017-11-16 | シーメンス アクティエンゲゼルシャフト | 極ホイール角を調節することによって目標連結角でガスタービンと蒸気タービンとを連結する方法 |
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