JP2016220406A - シミュレーション装置及びシミュレーションシステム - Google Patents
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Abstract
Description
2.シミュレーション装置及びシミュレーションシステムの機能構成例
3.回路方程式例
4.制御例
5.まとめ
≪ 1.シミュレーションシステムのシステム構成及びハードウェア構成例≫
図1は、本発明の一実施形態におけるシミュレーションシステムの全体構成の一例を示すシステム図である。具体的には、シミュレーションシステム1は、例えば、シミュレーション装置2を有する。
図3は、本発明の一実施形態におけるシミュレーション装置及びシミュレーションシステムの機能構成の一例を示す機能ブロック図である。シミュレーションシステム1は、演算部100と、発電機演算部110とを含む。各部は、例えば、FPGA等のシミュレーション装置2による電子回路によって実現される。なお、各部は、異なるシミュレーション装置2によってそれぞれ実現されてもよい。例えば、演算部100がFPGAによって実現され、発電機演算部110がDSPによって実現される構成等でもよい。
図4は、本発明の一実施形態におけるシミュレーションシステムによって演算される発電機の等価回路の一例を示す回路図である。シミュレーションシステム1は、図4に示す等価回路の回路方程式を演算する。
図5は、本発明の一実施形態におけるシミュレーションシステムによって演算されるシミュレーションモデルの一例を示す制御ブロック図である。例えば、図5に示すシミュレーションモデルがシミュレーションシステムによってシミュレーションされるとする。
ステップS01では、シミュレーションシステムは、第2制御部104(図3参照)によって、系統側コンバータ制御において、同期制御を実施する。具体的には、シミュレーションシステムは、電力系統の電圧(vga,vgb,vgc)の振幅Vgと、図2に示す実系統でマグネットコンタクタMCの手前部分に相当する箇所の電圧振幅Egとの差をPI制御によって、同期投入が可能な電圧(ega *,egb *,egc *)を計算する。即ち、シミュレーションシステムは、同期投入が可能な電圧(ega *,egb *,egc *)となるように、電圧を調整する。
ステップS02では、シミュレーションシステムは、第1制御部103(図3参照)によって、ロータ側コンバータ制御において、電機子電流をゼロにする制御を実施する。具体的には、シミュレーションシステムは、永久磁石同期発電機22の電圧を制御する指令値として、上記(6)式に示すVrd=0及びVrq=ω*×φrd、即ち、永久磁石同期発電機22の回転速度と内部の磁束を乗算した値を永久磁石同期発電機22の電圧とする。この制御によって、シミュレーションシステムは、電機子電流をゼロにすることができる。
ステップS03では、シミュレーションシステムは、切替部102(図3参照)によって、マグネットコンタクタMCをオンにする。即ち、図2に示す実系統では、マグネットコンタクタMCがオンとなると、インバータ23と電力系統25とが接続される。
ステップS04では、マグネットコンタクタMCがオンとなると、シミュレーションシステムは、第1制御部103によって、有効電力及び無効電力を一定にする制御を実施する。具体的には、シミュレーションシステムは、入力される電圧値及び電機子電流からそれぞれ求まる有効電力Prと、無効電力Qrとを制御量とした有効電力及び無効電力を一定にする制御を行う。
ステップS05では、マグネットコンタクタMCがオンとなると、シミュレーションシステムは、第2制御部104によって、直流中間回路等の中間回路で演算される直流中間電圧Edcと、電力系統に出力される無効電力Qsとを制御量とした直流中間電圧及び無効電力を一定にする制御を行う。具体的には、直流中間電圧Edcと、直流中間電圧Edcの設定値Edc *との差分を制御入力としたPI制御の演算量をACフィルタ回路の電流Igd及び電流Igqのそれぞれの設定値Igd *及び設定値Igq *とする。次に、設定値Igd *及び設定値Igq *の差分とを制御入力としたPI制御の演算量が、(ega *,egb *,egc *)となる。また、(ega *,egb *,egc *)は、ACフィルタ回路に対する電圧指令値となる。
図9は、本発明の一実施形態におけるシミュレーションシステムによる制御の制御結果の一例を示す図である。図9は、図6及び図8に示す制御が行われた結果、図2に示す実系統で流れる出力電流ioutの出力電流値(iga,igb,igc)を示す。また、図9は、電圧指令値(era,erb,erc)、直流中間電圧Edc、有効電力Pr及び無効電力Qrを同じ時間軸でそれぞれ示す制御結果の例である。
2 シミュレーション装置
3 電流源
4、25 電力系統
Tm 機械トルク
MC マグネットコンタクタ
Claims (12)
- 電力系統に接続されるインバータと、前記インバータに接続される発電機を前記インバータ及び前記発電機の等価回路の回路方程式を演算することでシミュレーションするシミュレーション装置であって、
前記発電機が発電する発電電力と、前記発電電力による電流であって前記インバータに入力される電流とを演算する発電機演算部と、
前記インバータと前記電力系統とを接続又は遮断して、前記インバータから出力される出力電流を前記電力系統に流れるようにするか否かを切り替える切替部と、
前記切替部によって前記インバータと前記電力系統とが遮断されている場合、前記発電機に流れる電機子電流の電圧を前記発電機の回転速度及び磁束に基づいて、制御する第1制御部を有し、前記回路方程式を演算する演算部と
を含むシミュレーション装置。 - 前記発電機は、永久磁石同期発電機である請求項1に記載のシミュレーション装置。
- 前記出力電流に基づいて、前記電力系統に交流電流を供給する電流源を介して前記電力系統に接続される請求項1又は2に記載のシミュレーション装置。
- 前記演算部は、
前記インバータにおいて、前記発電機側に前記第1制御部を有し、
前記インバータにおいて、前記電力系統側で電圧を調整する第2制御部を更に有する請求項3に記載のシミュレーション装置。 - 前記発電機は、風力による機械トルクから前記発電電力を発電する請求項1乃至4のいずれか一項に記載のシミュレーション装置。
- 所定の風速以上の風が吹くと、前記発電機を立ち上げる請求項5に記載のシミュレーション装置。
- 前記所定の風速以上の風が吹くと、前記切替部によって前記インバータと前記電力系統とを接続する請求項6に記載のシミュレーション装置。
- 前記発電機の回路方程式は、1階の行列微分方程式で示される方程式である請求項1乃至7のいずれか一項に記載のシミュレーション装置。
- 前記出力電流をフィルタするフィルタ部を更に含む請求項1乃至10のいずれか一項に記載のシミュレーション装置。
- 電力系統に接続されるインバータと、前記インバータに接続される発電機を前記インバータ及び前記発電機の等価回路の回路方程式を演算することでシミュレーションする複数のシミュレーション装置を有するシミュレーションシステムであって、
前記発電機が発電する発電電力と、前記発電電力による電流であって前記インバータに入力される電流とを演算する発電機演算部と、
前記インバータと前記電力系統とを接続又は遮断して、前記インバータから出力される出力電流を前記電力系統に流れるようにするか否かを切り替える切替部と、
前記切替部によって前記インバータと前記電力系統とが遮断されている場合、前記発電機に流れる電機子電流の電圧を前記発電機の回転速度及び磁束に基づいて、制御する第1制御部を有し、前記回路方程式を演算する演算部と
を含むシミュレーションシステム。
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101830582B1 (ko) | 2017-07-31 | 2018-02-21 | 전북대학교산학협력단 | 전력계통 해석을 위한 주파수조정용 bess의 모의해석 프로그램 |
CN109190320A (zh) * | 2018-11-02 | 2019-01-11 | 贵州电网有限责任公司 | 适用于adpss双馈风机闭环试验的并行异构仿真方法 |
WO2019092877A1 (ja) * | 2017-11-13 | 2019-05-16 | 株式会社日立製作所 | 電力変換装置およびその制御方法 |
CN115598994A (zh) * | 2022-09-07 | 2023-01-13 | 贵州电网有限责任公司(Cn) | 一种永磁直驱式风力发电系统的多速率实时仿真方法 |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6339500A (ja) * | 1986-07-31 | 1988-02-19 | Yamaha Motor Co Ltd | 風力発電装置の制御方法 |
JP2008160980A (ja) * | 2006-12-25 | 2008-07-10 | Fuji Electric Systems Co Ltd | 誘導発電機の起動方式 |
JP2013055792A (ja) * | 2011-09-02 | 2013-03-21 | Fuji Electric Co Ltd | 永久磁石式回転電機のシミュレーション方法、これを使用した損失算定方法、シミュレーションプログラム、損失算定プログラム、シミュレーションシステム及び損失算定システム |
JP2013162549A (ja) * | 2012-02-01 | 2013-08-19 | Fuji Electric Co Ltd | 電力系統シミュレータ、インターフェース装置 |
JP2014045618A (ja) * | 2012-08-28 | 2014-03-13 | Fuji Electric Co Ltd | 電力系統シミュレータ |
JP2015070781A (ja) * | 2013-10-01 | 2015-04-13 | 富士電機株式会社 | 風力発電システム |
US20160268831A1 (en) * | 2013-11-05 | 2016-09-15 | Openhydro Ip Limited | Turbulence compensation system and method for turbine generators |
-
2015
- 2015-05-20 JP JP2015103150A patent/JP6609990B2/ja active Active
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6339500A (ja) * | 1986-07-31 | 1988-02-19 | Yamaha Motor Co Ltd | 風力発電装置の制御方法 |
JP2008160980A (ja) * | 2006-12-25 | 2008-07-10 | Fuji Electric Systems Co Ltd | 誘導発電機の起動方式 |
JP2013055792A (ja) * | 2011-09-02 | 2013-03-21 | Fuji Electric Co Ltd | 永久磁石式回転電機のシミュレーション方法、これを使用した損失算定方法、シミュレーションプログラム、損失算定プログラム、シミュレーションシステム及び損失算定システム |
JP2013162549A (ja) * | 2012-02-01 | 2013-08-19 | Fuji Electric Co Ltd | 電力系統シミュレータ、インターフェース装置 |
JP2014045618A (ja) * | 2012-08-28 | 2014-03-13 | Fuji Electric Co Ltd | 電力系統シミュレータ |
JP2015070781A (ja) * | 2013-10-01 | 2015-04-13 | 富士電機株式会社 | 風力発電システム |
US20160268831A1 (en) * | 2013-11-05 | 2016-09-15 | Openhydro Ip Limited | Turbulence compensation system and method for turbine generators |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101830582B1 (ko) | 2017-07-31 | 2018-02-21 | 전북대학교산학협력단 | 전력계통 해석을 위한 주파수조정용 bess의 모의해석 프로그램 |
WO2019092877A1 (ja) * | 2017-11-13 | 2019-05-16 | 株式会社日立製作所 | 電力変換装置およびその制御方法 |
CN109190320A (zh) * | 2018-11-02 | 2019-01-11 | 贵州电网有限责任公司 | 适用于adpss双馈风机闭环试验的并行异构仿真方法 |
CN115598994A (zh) * | 2022-09-07 | 2023-01-13 | 贵州电网有限责任公司(Cn) | 一种永磁直驱式风力发电系统的多速率实时仿真方法 |
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