JP2014148983A5

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Publication number: JP2014148983A5
Application number: JP2014111870A
Authority: JP
Filing date: 2014-05-30
Publication date: 2014-10-23
Anticipated expiration: 2029-12-28

Claims

ウィンドファームを構成する複数の風力発電機を備えた風力発電システムにおいて、
ピッチ角を変化可能なブレードと、
該ブレードと機械的に接続されたローターと、
該ローターによって駆動される発電機と、
該発電機に電気的に接続され、前記発電機から電力系統へ出力される電力を制御する電力変換器と、
有効電力出力指令Pと無効電力指令Qにより前記ピッチ角を制御するピッチ角制御手段と、
前記電力系統もしくは前記風力発電システムの異常状態を検出する異常検出手段と、
該異常検出手段が異常を検出しないときの第一のピッチ角制御手段と、
前記異常検出手段が異常を検出したときの第二のピッチ角制御手段とを備え、前記第二のピッチ角制御手段は、前記ローターの回転速度を前記風力発電システムの発電運転可能な回転速度に保つことを特徴とする風力発電システム。
請求項１の風力発電システムにおいて、
予め定めた第一の所定値と該第一の所定値よりも小さな第二の所定値を持ち、前記第二のピッチ角制御手段は、
前記ローターの回転速度が、前記風力発電システムの発電運転可能な前記ローターの回転速度の上限値よりも小さく、第一の所定値よりも大きい場合に、ピッチ角を所定の値に固定し、
前記ローターの回転速度が、前記風力発電システムの発電運転可能な前記ローターの回転速度の下限値よりも大きく、第二の所定値よりも小さい場合に、ピッチ角を最大角とすることを特徴とする風力発電システム。
請求項１の風力発電システムにおいて、
前記第二のピッチ角制御手段は、前記ローターの回転速度の目標値を、前記風力発電システムの発電運転可能な回転速度範囲内の一定値とする制御手段であることを特徴とする風力発電システム。
請求項１の風力発電システムにおいて、
前記異常検出手段は、前記電力系統の電圧振幅値が予め定めた範囲よりも大きいこと、
もしくは小さいことを検出することを特徴とする風力発電システム。
請求項１の風力発電システムにおいて、
前記異常検出手段は、前記ウィンドファームを構成する複数の風力発電機間の相関関係を算出することにより、電圧振幅値の異常を検出することを特徴とする風力発電システム。
請求項１の風力発電システムにおいて、
前記異常検出手段は、ウィンドファームを構成する複数の風力発電機間における電圧変動周波数の変動に関する相関関係を算出することにより、風力発電機間の同期化現象による電圧振幅値の異常を検出することを特徴とする風力発電システム。
請求項５、又は６の風力発電システムにおいて、
前記風力発電機間の相関係数が高い順に演算装置によってソーティングして、ピッチ角指令を送信する候補をリスト化し、主記憶装置へ記憶するウィンドファーム監視装置を備えたことを特徴とする風力発電システム。
請求項１の風力発電システムにおいて、
前記ウィンドファームを監視するウィンドファーム監視装置を備え、取得した風車端電圧が該ウィンドファーム監視装置に到着した時刻と、風車端電圧を測定した時刻のずれについて、逐次比較し、大きな変動がある場合には、取得した風車端電圧値を破棄することを特徴とする風力発電システム。
請求項１の風力発電システムにおいて、
前記ウィンドファームを監視するウィンドファーム監視装置を備え、
該ウィンドファーム監視装置は、
連系点における時刻と電圧の時系列データをフーリエ変換することによりパワースペクトルを作成し、前記連系点における電圧変動周期が２Ｈｚ付近であり、かつ電圧変動幅がＶ制約を逸脱していた場合には、各風力発電機から時刻と風車端電圧と、風力発電機を特定するための機種ＩＤとウィンドファームを特定するためのウィンドファームＩＤを通信網を介して取得する手段を備え、各風力発電機間の同期化の程度を把握するために、各風力発電機間の相関係数を算出を実行し、相関係数の算出方法が、
機種ＩＤがｍの平均値ｕ＿ｍ＝ΣＶ＿ｍ（ｔ）
機種ＩＤがｎの平均値ｕ＿ｎ＝ΣＶ＿ｎ（ｔ）
相関係数＝Σ（Ｖ＿ｍ（ｔ）−ｕ＿ｍ）＊（Ｖ＿ｎ（ｔ）−ｕ＿ｎ）
であることを特徴とする風力発電システム。
請求項１において、
前記ウィンドファームを監視するウィンドファーム監視装置を備え、
該ウィンドファーム監視装置は、
風力発電機間の相関係数が高い順に演算装置によってソーティングして、ピッチ角指令を送信する候補をリスト化し、記憶装置へ記憶することを特徴とする風力発電システム。
請求項１０の風力発電システムにおいて、
各風力発電機のＰ，Ｑを探索し、
予め風力発電機間の相関係数が高い順に前記演算装置によってソーティングして、ピッチ角指令を送信する候補をリスト化し、前記記憶装置へ記憶した結果のうち、上位の風力発電機を選択することを特徴とする風力発電システム。
請求項１１の風力発電システムにおいて、
前記記憶装置へ記憶した結果のうち、上位の３０％の風力発電機を選択することを特徴とする風力発電システム。
請求項１において、
前記ウィンドファームを監視するウィンドファーム監視装置を備え、
該ウィンドファーム監視装置は、
連系点におけるＰ，Ｑ，Ｖ制約に対する逸脱分を補正するために各風力発電機のＰ，Ｑの逐次潮流計算を実行することで最適化計算を行う手段を備え、以下の最適化計算の目的関数を用いたことを特徴とする風力発電システム。
最適化計算の目的関数＝ΔＰ×ΔＰ＋ΔＱ×ΔＱ＋ΔＶ×ΔＶ
請求項１３の風力発電システムにおいて、前記最適化計算は、モンテカルロ＋ローカルサーチ，遺伝的アルゴリズム，ＰＳＯ，タブサーチなどの手段であることを特徴とする風力発電システム。