JP2014128158A - 風力発電施設及びその運転方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】風力発電施設は、少なくとも一つの風力発電装置と、前記少なくとも一つの風力発電装置からグリッドに電力を供給するための直流送電路と、前記少なくとも一つの風力発電装置からの交流電力を直流電力に変換して前記直流送電路に供給するための送り出し変換器と、前記直流送電路からの前記直流電力を交流電力に変換して前記グリッドに供給するための受け取り変換器と、前記少なくとも一つの風力発電装置に接続された充放電ケーブルとを備える。前記充放電ケーブルは、前記少なくとも一つの風力発電装置からの電力によって充電され、前記グリッドの異常事象発生時に前記少なくとも一つの風力発電装置に対して放電するように構成される。
【選択図】 図1
Description
系統異常事象の発生時、通常はグリッド側から供給される電力によって制御される制御装置や各種の補機(例えば、ピッチ駆動機構)は、グリッド側からの電力供給が断たれ、その動作を維持できない。そのため、LVRT機能を実現するためには、運転を継続してグリッドへの連系を維持するのに必要な制御装置や各種補機への電力供給源が必要となる。
このように、直流送電路に冗長性(Redundancy)を持たせるために設けられた直流送電路の予備回線を充放電ケーブルとして利用することで、別途充放電ケーブルを敷設する必要がない。よって、設備コストの削減を図ることができる。
上記実施形態において、直流送電路の正常時には、第1遮断器及び第2遮断器を開いて、充放電ケーブルを送り出し変換器及び受け取り変換器とを切り離して風力発電装置から充放電ケーブルが充電されるようになっている。また、直流送電路の異常時には第1遮断器及び第2遮断器を閉じて、予備回線が直流送電路に代替可能になっている。
これにより、第1遮断器及び第2遮断器の操作のみで、直流送電路の予備回線を充放電ケーブルとして利用したり、直流送電路に代替させたりできる。
同図に示すように、幾つかの実施形態において、風力発電施設1は、少なくとも一つの風力発電装置10を備え、風力発電装置10から出力した電力をローカルグリッド2を介してグリッド50へ送電するようになっている。
送り出し変換器3は、風力発電装置10からの交流電力を直流電力に変換して直流送電路12に供給する。受け取り変換器4は、直流送電路12からの直流電力を交流電力に変換してグリッド50に供給する。変圧器5は、受け取り変換器4で変換された交流電力を変圧する。
この充放電ケーブル20は複数設けられてもよい。また、充放電ケーブル20と風力発電装置10との間には、変圧器21と、開閉器22が設けられている。開閉器22は、後述する充放電制御部40によって開閉制御される。
一方、グリッド50の異常事象発生時、開閉器22及び交直変換器26を制御して、開閉器22を閉じた状態で、充放電ケーブル20からの直流電力を交直変換器26で交流電力に変換し、該交流電力を風力発電装置10に供給する。
ここで、検出部42によって風力発電装置10の発電機の端子電圧を検出し、発電機の端子電圧に基づいてグリッド50で異常事象が発生したか否かを判定するようにしてもよい。
図2に示すように、本回線としての直流送電路12に並行して設けられる予備回線12’を充放電ケーブル20として用いてもよい。このように、直流送電路(本回線)12に冗長性を持たせるために設けられた予備回線12’を充放電ケーブル20として利用することで、別途充放電ケーブル20を敷設する必要がない。よって、設備コストの削減を図ることができる。
すなわち、直流送電路(本回線)12の正常時、直流遮断器制御部60によって、直流送電路(本回線)12の第1遮断器7a及び第2遮断器8aはいずれも閉じられ、且つ、予備回線12’の第1遮断器7b及び第2遮断器8bはいずれも開かれた状態になっている。これに対し、直流送電路(本回線)12の異常時、直流遮断器制御部60によって、直流送電路(本回線)12の第1遮断器7a及び第2遮断器8aが開かれるとともに、予備回線12’の第1遮断器7b及び第2遮断器8bは閉じられる。こうして、異常が発生した直流送電路(本回線)12は予備回線12’によって代替される。
一方、グリッド50の異常事象発生時、開閉器37及び交直変換器36を制御して、開閉器37を閉じた状態で、充放電ケーブル20からの直流電力を交直変換器36で交流電力に変換し、該交流電力を風力発電装置10に供給する。
なお、充放電ケーブル20(予備回線12’)の充放電時、直流遮断器制御部60によって、充放電ケーブル20(予備回線12’)の両側の第1遮断器7b及び第2遮断器8bは開かれている。
風力発電施設1の通常運転時(S1)、開閉器22、37を閉じた状態で交直変換器26,36を制御し、風力発電装置10又はグリッド50からの電力によって充放電ケーブル20,12’(20)の充電を行う(S2)。なお、充放電ケーブル20,12’(20)が充電されたら、開閉器22,37を開き、交直変換器26,36の制御を停止する。
この後、検出部42によって風力発電装置10の端子電圧を検出し、端子電圧に基づいてグリッド50における異常事象の発生の有無を判定する(S3)。グリッド50にて異常事象が発生したと判定されたら、開閉器22,37を閉じ、交直変換器26,36を制御して充放電ケーブル20,12’(20)から風力発電装置10に給電(放電)する(S4)。
これにより、グリッド50から電力供給を受けることができない場合であっても、風力発電装置10の動作を維持することができる。
図4は、本発明の変形例に係る風力発電施設1の全体構成を示す図である。図4に示すように、グリッド50に設けられた系統監視部52からの信号に基づいて異常事象の発生を検出してもよい。また、系統監視部52は、グリッド50を構成している各種設備の状態や各所に設置されるセンサの情報等を監視し、風力発電施設1の充放電制御部40に監視結果を報告するようになっている。この場合、充放電制御部40は、系統監視部52からの報告結果に基づいて、グリッド50における異常事象の発生の有無を判定してもよい。
2 ローカルグリッド
3 送り出し変換器
4 受け取り変換器
5,21,35 変圧器
7,7a,7b 第1遮断器
8,8a,8b 第2遮断器
10 風力発電装置
11,13 交流送電路
12 直流送電路
12’ 予備回線(充放電ケーブル)
20 充放電ケーブル
22,37 開閉器
30 接続ライン
40 充放電制御部
42 検出部
50 グリッド
52 系統監視部
Claims (4)
- 少なくとも一つの風力発電装置と、
前記少なくとも一つの風力発電装置からグリッドに電力を供給するための直流送電路と、
前記少なくとも一つの風力発電装置からの交流電力を直流電力に変換して前記直流送電路に供給するための送り出し変換器と、
前記直流送電路からの前記直流電力を交流電力に変換して前記グリッドに供給するための受け取り変換器と、
前記少なくとも一つの風力発電装置に接続された充放電ケーブルとを備え、
前記充放電ケーブルは、前記少なくとも一つの風力発電装置又は前記グリッドからの電力によって充電され、前記グリッドの異常事象発生時に前記少なくとも一つの風力発電装置に対して放電するように構成されたことを特徴とする風力発電施設。 - 前記充放電ケーブルは、前記直流送電路の予備回線であることを特徴とする請求項1に記載の風力発電施設。
- 前記予備回線としての前記充放電ケーブルと前記送り出し変換器との間に設けられ、前記直流送電路の正常時において開かれ、前記直流送電路の異常時において閉じられるように構成された第1遮断器と、
前記予備回線としての前記充放電ケーブルと前記受け取り変換器との間に設けられ、前記直流送電路の正常時において開かれ、前記直流送電路の異常時において閉じられるように構成された第2遮断器とを備えることを特徴とする請求項2に記載の風力発電施設。 - 少なくとも一つの風力発電装置と、前記少なくとも一つの風力発電装置からグリッドに電力を供給するための直流送電路と、前記少なくとも一つの風力発電装置からの交流電力を直流電力に変換して前記直流送電路に供給するための送り出し変換器と、前記直流送電路からの前記直流電力を交流電力に変換して前記グリッドに供給するための受け取り変換器と、前記少なくとも一つの風力発電装置に接続された充放電ケーブルとを備える風力発電施設の運転方法であって、
前記少なくとも一つの風力発電装置又は前記グリッドからの電力によって前記充放電ケーブルを充電する充電ステップと、
前記グリッドの異常事象発生時に前記少なくとも一つの風力発電装置に対して電力が供給されるように前記充放電ケーブルから放電する放電ステップとを備えることを特徴とする風力発電施設の運転方法。
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JP2003214320A (ja) * | 2002-01-18 | 2003-07-30 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 風力発電装置 |
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