JP2017022975A - Operation control device and operation control method of wind power generation plant, and wind power generation system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、エネルギー蓄積装置に基づく風力発電所の運転制御装置、運転制御方法及び風力発電システムに関する。 The present invention relates to a wind power plant operation control device, an operation control method, and a wind power generation system based on an energy storage device.
近年、日々厳しくなる環境エネルギー問題で、再生可能なエネルギーの適用が、注目されている。風力資源は、最も経済的な再生可能なエネルギーの一つとして、化石エネルギーの代替となっている。風力発電技術の急激な発展に伴い、風力発電装置の送配電網に占める割合が高まっているが、風エネルギー資源は、ランダム、間歇性の特徴があるので、大規模に風力発電装置を投入すると、送配電網全体の安定運転に対して多くの不確定な要因が導入されることが避けられなく、送配電網の計画及びスケジューリングにとっては難易度が大きく増加する。 In recent years, the application of renewable energy has attracted attention due to environmental energy problems that are becoming more severe every day. Wind resources have replaced fossil energy as one of the most economical renewable energy. With the rapid development of wind power generation technology, the proportion of wind power generation equipment in the power transmission and distribution network is increasing, but wind energy resources are random and intermittent, so if wind power generation equipment is introduced on a large scale However, it is inevitable that many uncertain factors are introduced for stable operation of the entire power transmission and distribution network, and the difficulty of planning and scheduling of the power transmission and distribution network is greatly increased.
また、風力資源が豊富であるが、電気負荷があまり高くない地域において、発電所がある地域でこの風エネルギーをタイムリーに消費することができない。また、相関スケジューリング機関も非常に正確な予測データがないことで、速やかで合理的に風力発電を割り振ることができないので、多くの風力発電所からの電力供給が制限され、風力廃棄が増えることになる。 Moreover, in a region where the wind resource is abundant but the electric load is not so high, this wind energy cannot be consumed in a timely manner in the region where the power plant is located. In addition, the correlation scheduling agency does not have very accurate forecast data, so wind power generation cannot be allocated promptly and rationally, which limits the power supply from many wind power plants and increases wind power disposal. Become.
学者たちが既に風力発電出力に対する予測に関して多くの研究開発を行ったが、依然として、正確な予測結果を取りにくい。中国では、実際的な風力発電の毎年の平均発電の量は、予測値より２０％〜３０％ほど低く、極めて少数の発電所が４０％に到達した。そこで、風力発電の信頼性レベル及び経済性レベルをともに理想的な範囲内に到達させるために、一般的に、風力発電システムに対して、予備電力容量としてエネルギー蓄積装置を配置し、風力発電出力予測の誤差が大きいまたは電力供給の制限が発生した場合に、エネルギーを出力または蓄積するように、エネルギー蓄積装置に対して充放電制御を行うことで、風力発電出力予測の誤差に起因する電力供給の制限による経済的な損失を減らし、風力発電の利用率を向上させ、そのスケジューリング性を向上し、風力発電の送配電網への投入による衝撃を低減することができる。 Scholars have already done a lot of research and development on forecasting wind power output, but it is still difficult to get accurate forecast results. In China, the actual average annual wind power generation is 20-30% lower than expected, with a very small number of power plants reaching 40%. Therefore, in order to reach both the reliability level and the economic level of wind power generation within the ideal range, an energy storage device is generally arranged as a reserve power capacity for the wind power generation system, and the wind power output Power supply caused by errors in wind power generation output prediction by performing charge / discharge control on the energy storage device so that energy is output or stored when the prediction error is large or power supply limitation occurs It is possible to reduce the economic loss due to the restriction of the power generation, improve the utilization rate of wind power generation, improve the scheduling property, and reduce the impact due to the introduction of the wind power generation into the transmission and distribution network.
特許文献１（ＣＮ２０５７０５０５Ａ）には、風力発電の部分的なピークを削って谷を填補するエネルギー蓄積装置制御方法が開示されている。具体的には、特許文献１の発明において、電池によるエネルギー蓄積装置を基に、風力発電出力の極短期予測の方法を結合し、風力発電出力に対して部分的にピークを削って谷を填補することにより、風力発電所からの出力とエネルギー蓄積装置からの出力との合成出力（以下、風蓄合成出力と言う）を、４時間毎に風力発電出力の極短期予測で得られたデータの重み平均値を中心とする、一定の帯域範囲内に保持させることにより、風力発電の実出力と予測出力とのばらつきを低減し、風力発電の送配電網への投入による電力システムへのピーク調整及び周波数調整の負担を低減する。
Patent Document 1 (CN205570505A) discloses an energy storage device control method in which a partial peak of wind power generation is cut to compensate for a valley. Specifically, in the invention of
しかし、以上の特許文献１の方法においては、風力発電出力予測の誤差を低減するように極短期予測によりエネルギー蓄積装置を制御することだけを考えたが、風蓄合成出力の最大化という課題を考えなかった。そこで、資源が無駄になる問題があり、更に風力発電所の経済利益に影響する。同時に、風蓄合成出力が定格範囲を超えるリスクも考えなかった。
However, in the method of
特許文献２（ＣＮ１０４２８３２２５Ａ）には、風蓄合成出力を最大化させることができるだけでなく、電力供給の制限による風力廃棄による損失を低減することもできる風力発電所の運転制御装置が開示されている。当該装置は、風力発電履歴データとエネルギー蓄積装置のエネルギー蓄積情報とを利用して、安全余裕として、エネルギー蓄積装置が風力発電の予測誤差を補償する時に必要なエネルギー蓄積容量を計算し、エネルギー蓄積装置の現在容量と安全余裕との差を、規定周期内の風力発電システムの出力の一部分として、風力発電の計画を調整し、風力発電に対してリアルタイム制御を行っている。 Patent Document 2 (CN104283225A) discloses a wind power plant operation control apparatus that not only maximizes the wind storage combined output, but can also reduce losses due to wind power disposal due to power supply limitations. . The device uses the wind power generation history data and the energy storage information of the energy storage device to calculate the energy storage capacity necessary for the energy storage device to compensate for wind power prediction errors as a safety margin, and to store the energy Using the difference between the current capacity of the device and the safety margin as part of the output of the wind power generation system within the specified period, the wind power generation plan is adjusted and real-time control is performed on the wind power generation.
また、以上の特許文献２の方法においては、風蓄合成出力の最大化、及び風力発電所の定格範囲を超えるリスクを考えたが、電池の剰余容量と安全余裕とを比較するだけで電池の充放電出力を決定するので、その結果を予測誤差許可の範囲内に制御することができるが、依然として精度が高くない。
Moreover, in the method of the above-mentioned
本発明の目的は、風蓄合成出力と予測出力とのばらつきが低減するように、エネルギー蓄積装置を備える風力発電システムの風蓄合成出力の出力を正確的に制御することができる風力発電所の運転制御装置、運転制御方法及び風力発電システムを提供することである。 An object of the present invention is to provide a wind power plant capable of accurately controlling the output of a wind storage combined output of a wind power generation system including an energy storage device so that variation between the wind storage combined output and the predicted output is reduced. An operation control device, an operation control method, and a wind power generation system are provided.
本発明の風力発電所の運転制御装置は、エネルギー蓄積装置を設けた風力発電システムに適用される風力発電所の運転制御装置であって、風力発電の予測出力及び許可予測誤差に基づいて、前記風力発電システムからの風蓄合成出力が前記許可予測誤差を満足する時の最大出力及び最小出力を設定する初期値設定手段と、前記風蓄合成出力の目標出力及び風力発電所からの実際の風力発電出力に基づいて、エネルギー蓄積装置の次の時点の剰余容量を予測し、予測されたエネルギー蓄積装置の次の時点の剰余容量に基づいて、現在時点の風蓄合成出力の目標出力を調整し、エネルギー蓄積装置の充放電出力を制御するエネルギー蓄積装置の制御手段と、を備える。 The wind power plant operation control device of the present invention is a wind power plant operation control device applied to a wind power generation system provided with an energy storage device, and is based on the predicted output of wind power generation and a permission prediction error. Initial value setting means for setting the maximum output and the minimum output when the wind storage combined output from the wind power generation system satisfies the permission prediction error, the target output of the wind storage combined output and the actual wind power from the wind power plant Based on the power generation output, the surplus capacity at the next time point of the energy storage device is predicted, and based on the predicted surplus capacity at the next time point of the energy storage device, the target output of the wind storage combined output at the current time point is adjusted. And an energy storage device control means for controlling the charge / discharge output of the energy storage device.
また、本発明の風力発電所の運転制御方法は、エネルギー蓄積装置を設けた風力発電システムに適用される風力発電所の運転制御方法であって、風力発電の予測出力及び許可予測誤差に基づいて、前記風力発電システムからの風蓄合成出力が前記許可予測誤差を満足する時の最大出力及び最小出力を設定する初期値設定ステップと、前記風蓄合成出力の目標出力及び風力発電所からの実際の風力発電の出力に基づいて、エネルギー蓄積装置の次の時点の剰余容量を予測し、予測されたエネルギー蓄積装置の次の時点の剰余容量に基づいて、現在時点の風蓄合成出力の目標出力を調整し、エネルギー蓄積装置の充放電出力を制御するエネルギー蓄積装置の制御ステップと、を含む。 The wind power plant operation control method of the present invention is a wind power plant operation control method applied to a wind power generation system provided with an energy storage device, and is based on wind power prediction output and permission prediction error. An initial value setting step for setting a maximum output and a minimum output when the wind storage combined output from the wind power generation system satisfies the permission prediction error, a target output of the wind storage combined output and an actual from the wind power plant The surplus capacity of the energy storage device at the next time point is predicted based on the output of the wind power generation at the current time, and the target output of the current wind energy storage output based on the surplus capacity at the next time point of the predicted energy storage device And controlling the energy storage device to control the charge / discharge output of the energy storage device.
更に、本発明の風力発電システムは、風力発電装置と、天気条件及び統計規律に基づいて風力発電の予測モデルを確立し、風力発電の予測出力を出力する風力発電出力予測装置と、前記風力発電の予測出力と前記風力発電システムの合成出力の出力との誤差を補償するように、充放電を行うエネルギー蓄積装置と、前記風力発電所の運転システムの各種データを記憶し管理するデータベースと、上記の風力発電所の運転制御装置と、を備える。 Further, the wind power generation system of the present invention establishes a wind power generation prediction model based on a wind power generation device, weather conditions and statistical disciplines, and outputs a wind power generation prediction output, and the wind power generation An energy storage device that performs charging / discharging so as to compensate for an error between the predicted output of the wind power generation system and the output of the combined output of the wind power generation system, a database that stores and manages various data of the operating system of the wind power plant, and A wind power plant operation control device.
本発明の実施例によれば、継続的に風蓄合成出力の目標出力を調整し、かつ、新たにエネルギー蓄積装置の充放電出力を計算し、エネルギー蓄積装置の次の時点の剰余容量を予測し、予測精度の要求を満足すると共に、エネルギー蓄積装置の次の時点の安全余裕を保証することを前提として、最終的に、エネルギー蓄積装置の充放電出力を確定する。そこで、精確的に風力発電システムの風蓄合成出力の出力を制御することができ、風蓄合成出力の出力と予測出力との間のばらつきを低減することができる。 According to the embodiment of the present invention, the target output of the wind energy storage combined output is continuously adjusted, the charge / discharge output of the energy storage device is newly calculated, and the surplus capacity at the next time point of the energy storage device is predicted. The charging / discharging output of the energy storage device is finally determined on the assumption that the demand for prediction accuracy is satisfied and the safety margin at the next time point of the energy storage device is guaranteed. Therefore, the output of the wind storage combined output of the wind power generation system can be accurately controlled, and the variation between the output of the wind storage combined output and the predicted output can be reduced.
以下、図面を参照して、本発明の好ましい実施形態の詳細を説明する。
（第１実施形態）
図１は、本発明に係る一つの実施例の風力発電システムの全体を示すブロック図である。
The preferred embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.
(First embodiment)
FIG. 1 is a block diagram showing an entire wind power generation system according to one embodiment of the present invention.
図１に示すように、エネルギー蓄積装置を備える風力発電システム１は、例えば、風力発電所１０と、風力発電出力予測システム２０と、電池によるエネルギー蓄積装置３０と、データベース４０と、風力発電所の運転制御装置５０とを含む。
As shown in FIG. 1, a wind
ただし、風力発電所１０は、風力を利用して電力を発生する発電所であり、風力発電出力を出力する。風力発電所において、例えば、風力発電の出力データをサンプリングするために、図示しないデータサンプリング機構を取り付けることができる。 However, the wind power plant 10 is a power plant that generates power using wind power, and outputs wind power generation output. In a wind power plant, for example, in order to sample output data of wind power generation, a data sampling mechanism (not shown) can be attached.
風力発電出力予測システム２０は、風力発電出力を予測する機能を持ち、例えば、天気条件および／または統計規律等のパラメターに基づいて、事前に一定の運転時間内の風力発電所の発電出力を分析し予測して、風力発電の予測モデルを確立し、風力発電出力の予測データを提供することができる。
The wind power generation
電池によるエネルギー蓄積装置３０は、風力発電システム１における予備電力を提供するシステムであり、風力発電の予測誤差を補償するためのものである。ここで、図示しないが、電池によるエネルギー蓄積装置３０は、蓄電池と、電池管理システム（ＢＭＳ）と、電力変換システム（ＰＣＳ）と、中央制御システム（図示しない）とを含む。電池管理システムＢＭＳは、電池組の荷電状態（Ｓｔａｔｅ ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ、即ちＳＯＣ）をサンプリングすることができる。また、電池組の荷電状態も電池の剰余容量と呼ばれることがある。電力変換システムＰＣＳは、制御信号に基づいて蓄電池に対する充放電の管理を実現することができる。
The battery
データベース４０は、データを記憶し管理するモジュールであり、例えば、メモリを含むことができ、各モジュール間のデータ共用及び呼び出しを容易に行うように、風力発電システム中の各々の部分がサンプリングされたデータ及び必要なデータを記憶し管理するためのものである。
The
ただし、データベース４０に記憶されているデータ類別は、例えば、少なくとも以下のデータ中のいくつかを含むことができる。
However, the data classification stored in the
サンプリングデータ：風力発電の予測出力Ｐｐｒｅ （ｋ）、風力発電の出力ＰＷ （ｋ）、電池の剰余容量ＳＯＣ（ｋ）。
ただし、風力発電の予測出力Ｐｐｒｅ （ｋ）は、風力発電出力予測システム２０が、例えば、天気条件および／または統計規律等のパラメターに基づいて、事前に一定運転時間内の風力発電所の発電出力を分析し予測して、風力発電の予測モデルを確立することで提供された風力発電出力の予測データである。風力発電の出力ＰＷ （ｋ）は、風力発電所１０が風力を利用して出力する風力発電出力である。
Sampling data: Wind power generation predicted output P pre (k) , wind power generation output P W (k) , battery surplus capacity SOC (k) .
However, the predicted output P pre (k) of the wind power generation is generated by the wind power generation
初期データ：時間分解能Δｔ、出力調整のステップ長Δｐ、電池の安全容量Ｑｒｅｌ、余裕係数ａ％、風力発電所の出力予測許可誤差ｂ％、電池によるエネルギー蓄積装置の公称容量Ｑｒ、剰余容量ＳＯＣ、剰余容量最大値ＳＯＣｍａｘ及び剰余容量最小値ＳＯＣｍｉｎ、最大放電出力Ｐｄｉｓ ｍａｘ及び最小放電出力Ｐｄｉｓ ｍｉｎ、最大充電出力Ｐｃｈ ｍａｘ及び最小充放電出力Ｐｃｈ ｍｉｎ。 Initial data: time resolution Δt, output adjustment step length Δp, battery safety capacity Q rel , margin coefficient a%, wind power plant output prediction permission error b%, battery energy storage device nominal capacity Q r , surplus capacity The SOC, the surplus capacity maximum value SOC max and the surplus capacity minimum value SOC min , the maximum discharge output P dis max and the minimum discharge output P dis min , the maximum charge output P ch max and the minimum charge / discharge output P ch min .
ただし、電池の剰余容量最大値ＳＯＣｍａｘは、電池の過充電を防止するために設けた閾値、剰余容量最小値ＳＯＣｍｉｎは、電池の過放電を防止するために設けた閾値であり、電池の剰余容量が最大値ＳＯＣｍａｘを超えた場合、或いは電池の剰余容量が最小値ＳＯＣｍｉｎよりも低くなった場合には、電池へ不可逆的な損傷を与え、電池の使用寿命に影響するだけでなく、安全上のリスクが発生する恐れもある。 However, the battery surplus capacity maximum value SOC max is a threshold value provided to prevent overcharging of the battery, and the surplus capacity minimum value SOC min is a threshold value provided to prevent battery over-discharge. If the surplus capacity exceeds the maximum value SOC max , or if the surplus capacity of the battery is lower than the minimum value SOC min , not only will the battery be irreversibly damaged, affecting the service life of the battery. There is also a risk of safety risks.
計算データ：風蓄合成出力の目標出力Ｐａｉｍ （ｋ）、電池の安全余裕ＳＯＣＯ、電池の充放電出力Ｐｂ （ｋ）。 Calculation data: Kaze蓄combined output of the target output P aim (k), the safety margin SOC O battery, battery charging and discharging the output P b (k).
ただし、風蓄合成出力の目標出力Ｐａｉｍ （ｋ）は、エネルギー蓄積装置を備える風力発電システムが実際に出力しようとする出力であり、風力発電所１０の風力発電の出力ＰＷ （ｋ）及びエネルギー蓄積装置が提供する充放電出力に基づいて得られたものである。また、電池の安全余裕ＳＯＣＯは、風力発電の予測誤差を補償できる電池の剰余容量の安全余裕であり、正規分布法の計算法によって得てもよく、経験値を用いてもよく、且つ、実際必要に応じて余裕係数ａ％を調整することもできる。 However, the target output P aim (k) of the wind storage combined output is an output that the wind power generation system including the energy storage device actually outputs, and the wind power output P W (k) of the wind power plant 10 and It was obtained based on the charge / discharge output provided by the energy storage device. The safety margin SOC O batteries are safe margin of surplus capacity of the battery can be compensated prediction errors of wind power may be obtained by calculation method of the normal distribution method, it may be used experience, and, In practice, the margin coefficient a% can be adjusted as necessary.
風力発電所の運転制御装置５０は、風力発電所の運転期間において、風力発電所の実際の発電出力と予測出力との間のばらつきを補償するように、風力発電所発電の予測データに基づいてエネルギー蓄積装置の充放電を制御するためのものである。風力発電所の運転制御装置５０において、風力発電の予測出力と、風力発電の実際出力の出力と、電池の剰余容量とに基づいて電池の充放電出力を計算し、風蓄合成出力の出力と風力発電の予測出力との誤差を減らし、同時に、電池の十分な剰余容量を保証して、後期の風力発電の出力が定格範囲を超えるリスクを減らすことができる。
The
また、一つの実施形態において、風力発電所の運転制御装置５０は、例えば、初期値設定手段５１及びエネルギー蓄積装置の制御手段５２とを含む。初期値設定手段５１は、例えば、風力発電の予測出力及び許可予測誤差に基づいて、風力発電システムの風蓄合成出力が前記許可予測誤差を満足する時の最大出力及び最小出力を設定する。エネルギー蓄積装置の制御手段５２は、例えば、前記風蓄合成出力の目標出力及び風力発電所の実際の風力発電の出力に基づいて、エネルギー蓄積装置の次の時点の剰余容量を予測し、予測されたエネルギー蓄積装置の次の時点の剰余容量に基づき、現在時点の風蓄合成出力の目標出力を調整し、エネルギー蓄積装置の充放電出力を制御する。
Moreover, in one embodiment, the
図２に示すように、一つの実施形態により、エネルギー蓄積装置の制御手段５２は、例えば、充放電出力計算手段５２１と、剰余容量予測手段５２２と、風蓄合成出力の目標出力調整手段５２３とを含むことができる。ただし、充放電出力計算手段５２１は、電池の充放電出力を計算する。剰余容量予測手段５２２は、充放電出力計算手段５２１が計算した充放電出力に基づいて、電池の次の時点の剰余容量を予測する。風エネ蓄エネ出力の目標出力調整手段５２３は、剰余容量予測手段が予測した電池の次の時点の剰余容量に基づいて、風蓄合成出力の目標出力を調整する。また、エネルギー蓄積装置の制御手段５２は、例えば、更に、必要に応じで前記充放電出力計算手段が計算した充放電出力を修正する充放電出力修正手段５２４を含むことができる。 As shown in FIG. 2, according to one embodiment, the control means 52 of the energy storage device includes, for example, a charge / discharge output calculation means 521, a surplus capacity prediction means 522, a target output adjustment means 523 for wind storage combined output, Can be included. However, the charge / discharge output calculation means 521 calculates the charge / discharge output of the battery. The surplus capacity predicting means 522 predicts the surplus capacity at the next time point of the battery based on the charge / discharge output calculated by the charge / discharge output calculating means 521. The wind energy storage energy output target output adjustment means 523 adjusts the target output of the wind energy storage output based on the surplus capacity at the next time point of the battery predicted by the surplus capacity prediction means. Further, the control means 52 of the energy storage device can further include, for example, a charge / discharge output correcting means 524 that corrects the charge / discharge output calculated by the charge / discharge output calculating means as required.
全体的に、本発明の一つの実施形態の風力発電所の運転制御装置は、電池の次の時点の剰余容量を予測し、予測された電池の次の時点の剰余容量に基づいて、継続的に風蓄合成出力の目標出力を調整し、調整後の風蓄合成出力の目標出力に基づいて、規定の条件を満足するまでに新たに電池の充放電出力を計算し制御する。 Overall, the wind power plant operation control device of one embodiment of the present invention predicts the surplus capacity of the next time of the battery and continuously based on the predicted surplus capacity of the next time of the battery. Then, the target output of the wind storage combined output is adjusted, and based on the adjusted target output of the wind storage combined output, the charge / discharge output of the battery is newly calculated and controlled until the prescribed condition is satisfied.
当該の実施形態において、予測された電池の次の時点の剰余容量に基づいて、予測誤差許可の範囲内において継続的に風蓄合成出力の目標出力を調整することで、後期に予測誤差精度の要求を満足できないリスクと、風蓄合成出力が定格範囲を超えるリスクとを低減することができ、資源が無駄になることを避けるように、相関スケジューリング機関が発電の計画を策定するために、正確な参照データを継続的に提供することができる。 In this embodiment, the target output of the wind storage combined output is continuously adjusted within the prediction error permission range based on the predicted surplus capacity at the next time point of the battery, so that the prediction error accuracy can be improved later. To ensure that the correlated scheduling agency develops a plan for power generation so that the risk of not meeting the requirements and the risk that the wind power combined output exceeds the rated range can be reduced and resources are not wasted. Continuous reference data can be provided continuously.
以下、図面を参照して、風力発電所の運転制御処理の過程の詳細を説明する。図３のＡ〜図３のＥは、風力発電所の運転制御処理を示す模式図である。 Hereinafter, the details of the operation control process of the wind power plant will be described with reference to the drawings. FIG. 3A to FIG. 3E are schematic views showing the operation control processing of the wind power plant.
図３のＡに示すように、図中の上下の二つの実線は、風力発電所の予測出力Ｐｐｒｅ及び風力発電所の実際の出力ＰＷ （ｋ）をそれぞれ示し、点線は、風力発電所の出力予測許可誤差ｂ％を満足する時の風蓄合成出力の最大出力値Ｐｍａｘ及び最小出力値Ｐｍｉｎを示す。まず、風蓄合成出力の目標出力を予測出力（Ｐａｉｍ （ｋ）＝Ｐｐｒｅ （ｋ））と等しくする。そして、風力発電所の予測出力Ｐｐｒｅ （ｋ）と風力発電所の実際の出力ＰＷ （ｋ）に基づいて、電池から提供する必要がある充放電出力（Ｐｂ （ｋ）＝Ｐａｉｍ （ｋ）−ＰＷ （ｋ））を計算する。そして、例えば、現在時点の電池の剰余容量と、電池の充放電出力と、時間分解能Δｔと、電池公称容量Ｑｒとに基づいて、次の時点の電池の剰余容量（ＳＯＣest （ｋ＋１）＝ＳＯＣ（ｋ）−Ｐｂ （ｋ）×Δｔ／Ｑｒ）を推定する。 As shown in FIG. 3A, the upper and lower solid lines in the figure indicate the predicted output P pre of the wind power plant and the actual output P W (k) of the wind power plant, respectively, and the dotted line indicates the wind power plant. The maximum output value P max and the minimum output value P min of the wind storage combined output when the output prediction permission error b% is satisfied are shown. First, the target output of the wind storage combined output is made equal to the predicted output (P aim (k) = P pre (k) ). Then, based on the predicted output P pre (k) of the wind power plant and the actual output P W (k) of the wind power plant, the charge / discharge output (P b (k) = P aim ( k) -P W (k) ) is calculated. Then, for example, based on the surplus capacity of the battery at the current time point, the charge / discharge output of the battery, the time resolution Δt, and the nominal battery capacity Q r , the surplus capacity of the battery at the next time point (SOC est (k + 1) = SOC (k) −P b (k) × Δt / Q r ) is estimated.
図３のＢに示すように、推定された電池の次の時点の剰余容量が安全余裕以上で剰余容量最大値以下（ＳＯＣ０≦ＳＯＣest （ｋ＋１）≦ＳＯＣｍａｘ）であれば、風蓄合成出力の目標出力を調整しないで、風蓄合成出力の目標出力が実際の風蓄合成出力の出力である。このような場合に、風蓄合成出力の出力を風力発電の予測出力と等しくする（即ち予測誤差がゼロになる）ことも実現することができ、後期に風蓄合成出力の出力が定格範囲を超えるリスク、及び電池の剰余容量が風力発電の予測誤差を補償することができないリスクも低減することができる。 As shown in FIG. 3B, if the surplus capacity at the next time point of the estimated battery is greater than the safety margin and less than the surplus capacity maximum value (SOC 0 ≦ SOC est (k + 1) ≦ SOC max ), wind storage synthesis Without adjusting the target output of the output, the target output of the wind storage composite output is the output of the actual wind storage composite output. In such a case, it is also possible to make the output of the wind storage combined output equal to the predicted output of the wind power generation (that is, the prediction error becomes zero). The risk of exceeding and the risk that the surplus capacity of the battery cannot compensate for the prediction error of wind power generation can also be reduced.
図３のＣに示すように、推定された電池の次の時点の剰余容量が電池の剰余容量最大値（ＳＯＣest （ｋ＋１）＞ＳＯＣｍａｘ）よりも高ければ、Ｐａｉｍ （ｋ）＞Ｐｍａｘ （ｋ）またはＳＯＣest （ｋ＋１）＜ＳＯＣｍａｘとなるまでに、毎回、風蓄合成出力の目標出力を所定の出力調整のステップ長ΔＰだけ増やし、電池の充放電出力を計算し、次の時点の電池の剰余容量を推定することを、継続的に繰り返して調整する。 As shown in FIG. 3C, if the estimated surplus capacity of the next time of the battery is higher than the surplus capacity maximum value of the battery (SOC est (k + 1) > SOC max ), P aim (k) > P max Each time (k) or SOC est (k + 1) <SOC max , the target output of the wind storage combined output is increased by a predetermined output adjustment step length ΔP, and the charge / discharge output of the battery is calculated. It is continuously and repeatedly adjusted that the remaining capacity of the battery is estimated.
図３のＤに示すように、推定された電池の次の時点の剰余容量がＳＯＣｍｉｎ≦ＳＯＣest （ｋ＋１）＜ＳＯＣ０の関係を満足すれば、Ｐａｉｍ （ｋ）＜Ｐｍｉｎ （ｋ）またはＳＯＣest （ｋ＋１）＞ＳＯＣ０となるまでに、毎回、風力発電出力の目標値を、所定の出力調整のステップ長ΔＰだけ減らし、電池の充放電出力を計算し、次の時点の電池の剰余容量を推定すること、を継続的に繰り返して調整する。 As shown in D of FIG. 3, if the estimated remaining capacity of the battery at the next time satisfies the relationship SOC min ≦ SOC est (k + 1) <SOC 0 , P aim (k) <P min (k) Alternatively, every time until SOC est (k + 1) > SOC 0 , the target value of the wind power generation output is reduced by a predetermined output adjustment step length ΔP, and the charge / discharge output of the battery is calculated. It is continuously and repeatedly adjusted to estimate the surplus capacity.
図３のＥに示すように、推定された電池の次の時点の剰余容量がＳＯＣest （ｋ＋１）＜ＳＯＣｍｉｎの関係を満足すれば、電池の充放電出力は、Ｐｂ （ｋ）＝（ＳＯＣ（ｋ）−ＳＯＣｍｉｎ）×Ｑｒ／Δｔと計算される。 As shown in E of FIG. 3, if the estimated surplus capacity of the next time of the battery satisfies the relationship SOC est (k + 1) <SOC min , the charge / discharge output of the battery is P b (k) = ( SOC (k) −SOC min ) × Q r / Δt.
以下、図４を参照して、本発明の風力発電所の運転制御処理のフローを説明する。 Hereinafter, with reference to FIG. 4, the flow of the operation control process of the wind power plant of this invention is demonstrated.
風力発電所の運転の時、ステップＳ２０１において、前記エネルギー蓄積装置の安全余裕（ＳＯＣ０＝ａ％×Ｑｒｅｌ／Ｑｒ）として、前記エネルギー蓄積装置が風力発電の予測誤差を補償するために必要な剰余容量を取る。予測出力及び出力予測許可誤差に基づいて、風蓄合成出力の最大値Ｐｍａｘ （ｋ）＝（１＋ｂ％）Ｐｐｒｅ （ｋ）及び最小値Ｐａｉｍ （ｋ）＝（１−ｂ％）Ｐｐｒｅ （ｋ）を計算し、Ｐａｉｍ （ｋ）＝Ｐｐｒｅ （ｋ）としてステップＳ２０２へ進む。 During operation of the wind power plant, in step S201, the energy storage device is required to compensate for a prediction error of wind power generation as a safety margin (SOC 0 = a% × Q rel / Q r ) of the energy storage device. Take up extra surplus capacity. Based on the predicted output and the output prediction permission error, the maximum value P max (k) = (1 + b%) P pre (k) and the minimum value P aim (k) = (1−b%) P pre of the wind storage combined output. (K) is calculated, and P aim (k) = P pre (k) is set, and the process proceeds to step S202.
ステップＳ２０２において、風力発電所の予測出力Ｐｐｒｅ （ｋ）と風力発電所の実際の出力ＰＷ （ｋ）に基づいて、電池によって提供する必要な充放電出力Ｐｂ （ｋ）＝Ｐａｉｍ （ｋ）−ＰＷ （ｋ）を計算する。そして、現在時点の電池の剰余容量と、電池の充放電出力と、時間分解能Δｔと、電池公称容量Ｑｒとに基づいて、次の時点の電池の剰余容量ＳＯＣest （ｋ＋１）＝ＳＯＣ（ｋ）‐Ｐｂ （ｋ）×Δｔ／Ｑｒを推定し、ステップＳ２０３へ進む。 In step S202, based on the predicted output P pre (k) of the wind power plant and the actual output P W (k) of the wind power plant, the necessary charge / discharge output P b (k) = P aim ( k) -P W (k) is calculated. Then, based on the surplus capacity of the battery at the present time, the charge / discharge output of the battery, the time resolution Δt, and the nominal capacity of the battery Q r , the surplus capacity of the battery at the next time SOC est (k + 1) = SOC (k ) −P b (k) × Δt / Q r is estimated, and the process proceeds to step S203.
ステップＳ２０３において、推定された次の時点の電池の剰余容量ＳＯＣest （ｋ＋１）とＳＯＣ０、ＳＯＣｍａｘとの関係を判断し、ＳＯＣ０≦ＳＯＣest （ｋ＋１）≦ＳＯＣｍａｘを満足すれば（ステップＳ２０３：Ｙ）、処理Ａへ進み、そうでなければ、ステップＳ２０４へ進む。 In step S203, a relationship between the estimated battery surplus capacity SOC est (k + 1) at the next time point and SOC 0 , SOC max is determined, and if SOC 0 ≦ SOC est (k + 1) ≦ SOC max is satisfied (step S203 ). S203: Y), go to process A, otherwise go to step S204.
ステップＳ２０４において、更に、推定された次の時点の電池の剰余容量ＳＯＣest （ｋ＋１）とＳＯＣｍａｘとの関係を判断し、ＳＯＣest （ｋ＋１）＞ＳＯＣｍａｘであれば（ステップＳ２０４：Ｙ）、ステップＳ２０５において、Ｐａｉｍ （ｋ）＝Ｐｐｒｅ （ｋ）＋ΔＰとする。そして、ステップＳ２０６へ進む。ＳＯＣest （ｋ＋１）＞ＳＯＣｍａｘという関係を満たさなければ（ステップＳ２０４：Ｎ）、ステップＳ２０８において、Ｐａｉｍ （ｋ）＝Ｐｐｒｅ （ｋ）−ΔＰとし、ステップＳ２０９へ進む。 In step S204, the relationship between the estimated battery surplus capacity SOC est (k + 1) and SOC max at the next time point is determined, and if SOC est (k + 1) > SOC max (step S204: Y), In step S205, P aim (k) = P pre (k) + ΔP. Then, the process proceeds to step S206. If the relationship SOC est (k + 1) > SOC max is not satisfied (step S204: N), P aim (k) = P pre (k) −ΔP is set in step S208, and the process proceeds to step S209.
ステップＳ２０６において、Ｐａｉｍ （ｋ）とＰｍａｘ （ｋ）の関係を判断し、Ｐａｉｍ （ｋ）＞Ｐｍａｘ （ｋ）であれば、ステップＳ２０７でＰｂ （ｋ）＝Ｐｍａｘ （ｋ）−ＰＷ （ｋ）とし、そうでなければ、ステップＳ２０２へ進む。ステップＳ２０７の後に、フローは処理Ａへ進む。 In step S206, the relationship between P aim (k) and P max (k) is determined. If P aim (k) > P max (k) , then P b (k) = P max (k) in step S207. -P W (k) , otherwise, go to step S202. After step S207, the flow proceeds to process A.
また、ステップＳ２０９において、Ｐａｉｍ （ｋ）とＰｍｉｎ （ｋ）の関係を判断し、Ｐａｉｍ （ｋ）＜Ｐｍｉｎ （ｋ）であれば、ステップＳ２１０へ進み、そうでなければ、ステップＳ２０２へ進む。 In step S209, the relationship between P aim (k) and P min (k) is determined. If P aim (k) <P min (k) , the process proceeds to step S210; otherwise, step S202 is performed. Proceed to
そして、ステップＳ２１０において、ＳＯＣest （ｋ＋１）とＳＯＣｍｉｎの関係を判断する。ＳＯＣest （ｋ＋１）＜ＳＯＣｍｉｎであれば、ステップＳ２１１へ進み、電池の充放電出力をＰｂ （ｋ）＝（ＳＯＣ（ｋ）−ＳＯＣｍｉｎ）×Ｑｒ／Δｔとし、処理Ａへ進む。ステップＳ２１０でＳＯＣest （ｋ＋１）＜ＳＯＣｍｉｎという関係を満たさないと判断すれば、ステップＳ２１２へ進み、Ｐｂ （ｋ）＝Ｐａｉｍ （ｋ）−ＰＷ （ｋ）とし、処理Ａへ進む。 In step S210, the relationship between SOC est (k + 1) and SOC min is determined. If SOC est (k + 1) <SOC min , the process proceeds to step S211, and the charge / discharge output of the battery is set to P b (k) = (SOC (k) −SOC min ) × Q r / Δt, and the process proceeds to process A. If it is determined in step S210 that the relationship SOC est (k + 1) <SOC min is not satisfied, the process proceeds to step S212, P b (k) = P aim (k) −P W (k) , and the process proceeds to process A.
以下、図４のフローチャートを参照して、本発明の特徴的な技術效果を説明する。 The characteristic technical effects of the present invention will be described below with reference to the flowchart of FIG.
ステップＳ２０４において、推定された電池の次の時点の剰余容量がＳＯＣest （ｋ＋１）＞ＳＯＣｍａｘの関係を満足すると判定された時、電池が風蓄合成出力に対してより多くの電気のエネルギーを提供できるという意味である。従って、本実施形態において、ステップＳ２０５において、予測許可誤差ｂ％を保証する範囲内に、風蓄合成出力の目標出力を所定のステップ長ずつ増加することによって、風蓄合成出力を最大化することができ、風力資源及びエネルギー蓄積装置を効果的に利用できる。 In step S204, when it is determined that the estimated surplus capacity of the next time of the battery satisfies the relationship SOC est (k + 1) > SOC max , the battery has more electric energy with respect to the wind energy storage output. It means that it can be provided. Therefore, in the present embodiment, in step S205, the wind storage combined output is maximized by increasing the target output of the wind storage combined output by a predetermined step length within a range in which the prediction permission error b% is guaranteed. Wind power resources and energy storage devices can be used effectively.
一方、推定された電池の次の時点の剰余容量がＳＯＣest （ｋ＋１）＞ＳＯＣｍａｘの関係を満足する時、次の時点に電池がある不安定な状態に進むという意味であり、本発明において、ステップＳ２０５で風蓄合成出力の目標出力を徐々に増やさせ、即ち電池にできるだけ多い電気のエネルギーを出力させることで、次の時点に、電池を信頼の状態または信頼の状態に近い状態とさせることができ、これにより、後期、風蓄合成出力が定格範囲を超えるリスクを大幅に低減することができる。 On the other hand, when the estimated surplus capacity of the next time of the battery satisfies the relationship SOC est (k + 1) > SOC max , it means that the battery proceeds to an unstable state at the next time. In step S205, the target output of the wind energy storage combined output is gradually increased, that is, by causing the battery to output as much electrical energy as possible, so that the battery is brought into a state of trust or a state of trust at the next time point. As a result, the risk that the wind power storage combined output exceeds the rated range in the latter period can be greatly reduced.
また、ステップＳ２０４において、ＳＯＣest （ｋ＋１）＞ＳＯＣｍａｘという関係を満たさなければ、即ち推定された電池の次の時点の剰余容量がＳＯＣest （ｋ＋１）＜ＳＯＣ０（ＳＯＣｍｉｎ≦ＳＯＣest （ｋ＋１）＜ＳＯＣ０またはＳＯＣest （ｋ＋１）＜ＳＯＣｍｉｎという２つの状況を含む）という関係を満足する場合に、現在の風蓄合成出力の目標出力を実際の風蓄合成出力の出力とすれば、次の時点に電池の安全余裕を保証することができず、ひいては電池そのものの信頼性を破壊することもある意味である。当該状況を避けるために、本発明において、次の時点に電池の剰余容量を安全余裕を満足させるまたはできるだけ安全余裕に近接させるように、予測許可誤差ｂ％を保証する範囲内において、風蓄合成出力の目標出力を所定のステップ長ずつ減らして、できるだけ多い電気のエネルギーを電池に蓄積する。そこで、本発明によれば、予測精度が許可誤差範囲内にあることを保証すると同時に、最大限に次の時点の電池の安全余裕をも考慮したことで、後期に風蓄合成出力が定格範囲を超えるリスクを大幅に低減することができる。 In step S204, if the relationship SOC est (k + 1) > SOC max is not satisfied, that is, the estimated surplus capacity at the next time point of the battery is SOC est (k + 1) <SOC 0 (SOC min ≦ SOC est (k + 1). ) <SOC 0 or SOC est (k + 1) <including two conditions of SOC min ) If the target output of the current wind storage composite output is the output of the actual wind storage composite output, This means that the safety margin of the battery cannot be guaranteed at the next time point, and eventually the reliability of the battery itself may be destroyed. In order to avoid such a situation, in the present invention, the wind storage synthesis is performed within the range in which the prediction permission error b% is guaranteed so that the remaining capacity of the battery satisfies the safety margin or is brought as close to the safety margin as possible at the next time point. The target output of the output is reduced by a predetermined step length, and as much electric energy as possible is stored in the battery. Therefore, according to the present invention, it is ensured that the prediction accuracy is within the allowable error range, and at the same time, the safety margin of the battery at the next time point is considered to the maximum, so that the wind storage combined output is in the rated range in the latter period. The risk of exceeding can be greatly reduced.
更に、本発明において、毎回、風力発電出力の目標値を所定の出力調整のステップ長Δｐだけ低減することで、ステップＳ２０９でＰａｉｍ （ｋ）＜Ｐｍｉｎ （ｋ）の条件を満足させる場合には、更なる電池の次の時点の剰余容量がＳＯＣest （ｋ＋１）＜ＳＯＣｍｉｎの関係を満足すると判定されば、次の時点に依然として電池の安全余裕を保証できず、しかも電池の信頼性に影響することもある意味である。このような場合に、本発明において、電池の安全余裕を考えなくて、単に電池の充放電出力をＰｂ （ｋ）＝（ＳＯＣ（ｋ）−ＳＯＣｍｉｎ）×Ｑｒ／Δｔと計算し、即ち、電池の剰余容量最小値ＳＯＣｍｉｎ以上の容量をすべて風蓄合成出力に用いることで、電池そのものの信頼性を保証すると同時に、最大限的に実際の風蓄合成出力の出力を増加する。一方、電池の次の時点の剰余容量がＳＯＣest （ｋ＋１）＜ＳＯＣｍｉｎの条件を満たさない場合には、予測誤差許可の範囲を満足するように、電池の充放電出力をＰｂ （ｋ）＝Ｐｍｉｎ （ｋ）−ＰＷ （ｋ）とする。 Furthermore, in the present invention, when the target value of the wind power generation output is reduced by the predetermined output adjustment step length Δp each time, the condition of P aim (k) <P min (k) is satisfied in step S209. If it is determined that the surplus capacity at the next time of the further battery satisfies the relationship SOC est (k + 1) <SOC min , the safety margin of the battery cannot be guaranteed at the next time, and the battery reliability is improved. It also means that it can affect. In such a case, in the present invention, without considering the safety margin of the battery, simply calculate the charge / discharge output of the battery as P b (k) = (SOC (k) −SOC min ) × Q r / Δt, In other words, by using all the capacity of the battery surplus capacity minimum SOC min or more for the wind storage combined output, the reliability of the battery itself is ensured and at the same time the output of the actual wind storage combined output is maximized. On the other hand, when the surplus capacity at the next time point of the battery does not satisfy the condition SOC est (k + 1) <SOC min , the charge / discharge output of the battery is set to P b (k) so as to satisfy the prediction error permission range. = P min (k) −P W (k) .
以下、処理Ａの詳細を説明する。 Hereinafter, details of the process A will be described.
処理Ａは、電池の充放電出力Ｐｂ （ｋ）が決定された後、蓄電池の剰余容量及び充放電出力がそれぞれの範囲を超えないことを保証するために行う修正処理である。処理Ａの初めは、ステップＳ２１３に対応する。 Process A is a correction process performed to ensure that the surplus capacity and charge / discharge output of the storage battery do not exceed the respective ranges after the battery charge / discharge output P b (k) is determined. The beginning of process A corresponds to step S213.
ステップＳ２１３において、Ｐｂ （ｋ）と０との関係を判断し、Ｐｂ （ｋ）＞０であれば、ステップＳ２１４へ進み、そうでなければ、ステップＳ２１５へ進む。 In step S213, the relationship between P b (k) and 0 is determined. If P b (k) > 0, the process proceeds to step S214, and if not, the process proceeds to step S215.
ステップＳ２１４において、｜Ｐｂ （ｋ）｜と｜Ｐｄｉｓ ｍｉｎ｜の関係を判断し、｜Ｐｂ （ｋ）｜＜｜Ｐｄｉｓ ｍｉｎ｜であれば、電池によるエネルギー蓄積装置の放電が停止し、そうでなければ、ステップＳ２１６へ進む。 In step S214, the relationship between | P b (k) | and | P dis min | is determined. If | P b (k) | <| P dis min |, the discharge of the energy storage device by the battery is stopped. Otherwise, the process proceeds to step S216.
ステップＳ２１６において、｜Ｐｂ （ｋ）｜と｜Ｐｄｉｓ ｍａｘ｜の関係を判断し、｜Ｐｂ （ｋ）｜＞｜Ｐｄｉｓ ｍａｘ｜であれば、｜Ｐｂ （ｋ）｜＝｜Ｐｄｉｓ ｍａｘ｜とし、そうでなければ、ステップＳ２１８へ進む。
ステップＳ２１８において、ＳＯＣとＳＯＣｍｉｎとの関係を判断し、ＳＯＣ＞ＳＯＣｍｉｎであれば、電池によるエネルギー蓄積装置の放電｜Ｐｂ （ｋ）｜を制御し、そうでなければ、電池によるエネルギー蓄積装置の放電が停止する。
In step S216, the relationship between | P b (k) | and | P dis max | is determined. If | P b (k) |> | P dis max |, then | P b (k) | = | P dis max || If not, the process proceeds to step S218.
In step S218, the relationship between the SOC and the SOC min is determined. If SOC> SOC min , the discharge | P b (k) | of the energy storage device using the battery is controlled. Otherwise, the energy storage using the battery is performed. The device stops discharging.
ステップＳ２１５において、｜Ｐｂ （ｋ）｜と｜Ｐｃｈ ｍｉｎ｜の関係を判断し、｜Ｐｂ （ｋ）｜＜｜Ｐｃｈ ｍｉｎ｜であれば、電池によるエネルギー蓄積装置の放電が停止し、そうでなければ、ステップＳ２１７へ進む。ただし、｜Ｐｃｈ ｍｉｎ｜は電池の最小放電出力を示す。 In step S215, the relationship between | P b (k) | and | P ch min | is determined. If | P b (k) | <| P ch min |, the battery discharges the energy storage device. Otherwise, the process proceeds to step S217. However, | P ch min | represents the minimum discharge output of the battery.
ステップＳ２１７において、｜Ｐｂ （ｋ）｜と｜Ｐｃｈ ｍａｘ｜の関係を判断し、｜Ｐｂ （ｋ）｜＞｜Ｐｃｈ ｍａｘ｜であれば、｜Ｐｂ （ｋ）｜＝｜Ｐｃｈ ｍａｘ｜とし、そうでなければ、ステップＳ２１９へ進む。ただし、｜Ｐｃｈ ｍａｘ｜は電池の最大放電出力を示す。 In step S217, the relationship between | P b (k) | and | P ch max | is determined. If | P b (k) |> | P ch max |, then | P b (k) | = | P ch max |, otherwise, go to step S219. However, | P ch max | represents the maximum discharge output of the battery.
ステップＳ２１９において、ＳＯＣとＳＯＣｍａｘとの関係を判断し、ＳＯＣ＜ＳＯＣｍａｘであれば、電池によるエネルギー蓄積装置の充電｜Ｐｂ （ｋ）｜を制御し、そうでなければ、電池によるエネルギー蓄積装置の充電が停止する。 In step S219, the relationship between SOC and SOC max is determined. If SOC <SOC max , the charging of the energy storage device by battery | P b (k) | is controlled. Otherwise, the energy storage by battery is stored. The device stops charging.
処理Ａによって、電池そのものの最大の充放電出力、最小の充放電出力及び剰余容量に基づいて、電池の充放電出力を修正することで、電池の剰余容量及び充放電出力がそれぞれの定格範囲を超えないことを保証できる。 By processing A, by correcting the charge / discharge output of the battery based on the maximum charge / discharge output, minimum charge / discharge output and surplus capacity of the battery itself, the surplus capacity and charge / discharge output of the battery have their respective rated ranges. It can be guaranteed that it will not exceed.
以上、本発明の風力発電所の運転制御装置及び風力発電所の運転制御方法を説明したが、当業者にとっては、本発明の複数の側面をシステム、方法またはコンピュータプラグラム製品と具体化できると理解すべきである。そこで、本発明の複数の側面は、完全的なハードウエア、完全的なソフトウエア（ファームウェア、常駐ソフトウエア、マイクロコード等を含む）、または本明細書において“手段”または“システム”と呼ばれるソフトウエアとハードウエアとの組合とすることができる。また、本発明の複数の側面は、１つまたは複数のコンピュータ読み取可能な媒体中のコンピュータプラグラム製品という形態を採用でき、当該コンピュータ読み取可能な媒体にはコンピュータが使用可能なプラグラムコードを含む。例えば、風力発電所の運転制御装置におけるエネルギー蓄積装置の制御手段は、該当の機能を有するハードウエア回路によって実現してもよく、コンピュータが該当の機能を記載したプラグラムを実行することで実現しても良い。また、該当のプラグラムは、予めコンピュータ読み取可能な記憶媒体（ＲＯＭまたは記憶部）にインストールして提供してもよく、ＬＡＮまたはインターネット等のネットワークによって伝送またはダンロードしても良い。 Although the wind power plant operation control apparatus and wind power plant operation control method of the present invention have been described above, it will be understood by those skilled in the art that a plurality of aspects of the present invention can be embodied as a system, method, or computer program product. Should. Thus, aspects of the present invention include complete hardware, complete software (including firmware, resident software, microcode, etc.), or software referred to herein as “means” or “system”. It can be a combination of hardware and hardware. Also, aspects of the present invention can take the form of a computer program product in one or more computer readable media, including computer readable program code. For example, the control means of the energy storage device in the operation control device of the wind power plant may be realized by a hardware circuit having a corresponding function, and realized by a computer executing a program describing the corresponding function. Also good. Further, the corresponding program may be provided by being installed in a computer-readable storage medium (ROM or storage unit) in advance, or may be transmitted or downloaded via a network such as a LAN or the Internet.
本発明の実施形態を説明したが、実施形態が例示に過ぎなく、発明の範囲を限定すると意図しない。当業者にとっては、実施形態が他の各種方式で実施でき、発明の要旨の範囲内、それぞれの省略、置換、変更を行うことができると理解できる。当該の実施形態及びその変形は、発明の範囲及び要旨内に含まれると共に、特許請求の範囲に記載の発明及びその均等の範囲に含まれている。 Although the embodiments of the present invention have been described, the embodiments are merely examples and are not intended to limit the scope of the invention. For those skilled in the art, it can be understood that the embodiments can be implemented in various other ways, and can be omitted, replaced, and changed within the scope of the invention. The embodiments and the modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.
Claims (21)
風力発電の予測出力及び許可予測誤差に基づいて、前記風力発電システムからの風蓄合成出力が前記許可予測誤差を満足する時の最大出力及び最小出力を設定する初期値設定手段と、
前記風力発電システムからの風蓄合成出力が前記許可予測誤差を満足する時の最大出力及び最小出力を設定する初期値設定手段と、
前記風蓄合成出力の目標出力及び風力発電所からの実際の風力発電の出力に基づいて、エネルギー蓄積装置の次の時点の剰余容量を予測し、予測されたエネルギー蓄積装置の次の時点の剰余容量に基づいて、現在時点の風蓄合成出力の目標出力を調整し、エネルギー蓄積装置の充放電出力を制御するエネルギー蓄積装置の制御手段と、
を含むことを特徴とする風力発電所の運転制御装置。 A wind power plant operation control device applied to a wind power generation system provided with an energy storage device,
Initial value setting means for setting a maximum output and a minimum output when the wind energy storage combined output from the wind power generation system satisfies the permission prediction error based on the predicted output of wind power generation and the permission prediction error;
An initial value setting means for setting a maximum output and a minimum output when the wind storage combined output from the wind power generation system satisfies the permission prediction error;
Based on the target output of the wind storage combined output and the actual wind power output from the wind power plant, the surplus capacity at the next time point of the energy storage device is predicted, and the surplus at the next time point of the predicted energy storage device Based on the capacity, the energy storage device control means for adjusting the target output of the current wind power combined output and controlling the charge / discharge output of the energy storage device;
A wind power plant operation control device comprising:
時点毎に必要な前記エネルギー蓄積装置の充放電出力を計算する充放電出力計算手段と、
前記充放電出力計算手段により計算された充放電出力に基づいて、前記エネルギー蓄積装置の次の時点の剰余容量を予測する剰余容量予測手段と、
前記剰余容量予測手段により予測された前記エネルギー蓄積装置の次の時点の剰余容量に基づいて、前記風蓄合成出力の目標出力を調整する風蓄合成出力の目標出力調整手段と、
を備えることを特徴とする請求項１に記載の風力発電所の運転制御装置。 The control means of the energy storage device is:
Charge / discharge output calculating means for calculating the charge / discharge output of the energy storage device required for each time point;
Based on the charge / discharge output calculated by the charge / discharge output calculating means, a surplus capacity predicting means for predicting a surplus capacity at the next time point of the energy storage device;
Wind power combined output target output adjusting means for adjusting the target output of the wind storage combined output based on the surplus capacity at the next time point of the energy storage device predicted by the surplus capacity predicting means;
The wind power plant operation control device according to claim 1, comprising:
前記エネルギー蓄積装置の安全余裕として、前記エネルギー蓄積装置が風力発電の予測誤差を補償ために必要な剰余容量も取得する
ことを特徴とする請求項２に記載の風力発電所の運転制御装置。 The initial value setting means includes
The operation control device for a wind power plant according to claim 2, wherein the energy storage device also acquires a surplus capacity necessary for compensating for a prediction error of wind power generation as a safety margin of the energy storage device.
前記剰余容量予測手段により予測された前記エネルギー蓄積装置の次の時点の剰余容量が前記安全余裕以上であり前記エネルギー蓄積装置の最大の剰余容量以下である時、前記風蓄合成出力の目標出力調整手段が前記風蓄合成出力の目標出力を調整しない
ことを特徴とする請求項３に記載の風力発電所の運転制御装置。 In the control means of the energy storage device,
When the surplus capacity at the next time point of the energy storage device predicted by the surplus capacity prediction means is equal to or greater than the safety margin and equal to or less than the maximum surplus capacity of the energy storage device, target output adjustment of the wind energy storage output 4. The operation control apparatus for a wind power plant according to claim 3, wherein the means does not adjust a target output of the wind storage combined output.
前記剰余容量予測手段により予測された前記エネルギー蓄積装置の次の時点の剰余容量が前記エネルギー蓄積装置の最大の剰余容量よりも高い時、
前記風蓄合成出力の目標出力が前記最大出力を超える、または、前記剰余容量予測手段により新たに予測された前記エネルギー蓄積装置の次の時点の剰余容量が前記エネルギー蓄積装置の安全余裕よりも低くなるまでに、
前記風蓄合成出力の目標出力調整手段は、毎回、前記風蓄合成出力の目標出力を規定の大小だけ増やし、前記充放電出力計算手段により新たに前記充放電出力を計算し、前記剰余容量予測手段により新たに前記エネルギー蓄積装置の次の時点の剰余容量を予測する
ことを特徴とする請求項３に記載の風力発電所の運転制御装置。 In the control means of the energy storage device,
When the surplus capacity at the next time of the energy storage device predicted by the surplus capacity prediction means is higher than the maximum surplus capacity of the energy storage device,
The target output of the wind storage combined output exceeds the maximum output, or the surplus capacity at the next time of the energy storage device newly predicted by the surplus capacity prediction means is lower than the safety margin of the energy storage device By the way
The target output adjusting means for the wind storage combined output increases the target output of the wind storage combined output by a specified magnitude every time, calculates the charge / discharge output newly by the charge / discharge output calculating means, and predicts the surplus capacity. The operation control device for a wind power plant according to claim 3, wherein a surplus capacity at the next time point of the energy storage device is newly predicted by means.
前記剰余容量予測手段により予測された前記エネルギー蓄積装置の次の時点の剰余容量が前記エネルギー蓄積装置の最小の剰余容量以上であり前記安全余裕よりも低い時、
前記風蓄合成出力の目標出力が前記最小出力よりも低くなる、または、前記剰余容量予測手段により新たに予測された前記エネルギー蓄積装置の次の時点の剰余容量が前記エネルギー蓄積装置の安全余裕よりも高くなるまでに、
前記風蓄合成出力の目標出力調整手段は、毎回、前記風蓄合成出力の目標出力を規定の大小だけ減らし、前記充放電出力計算手段により新たに前記充放電出力を計算し、前記剰余容量予測手段により新たに前記エネルギー蓄積装置の次の時点の剰余容量を予測する
ことを特徴とする請求項３に記載の風力発電所の運転制御装置。 In the control means of the energy storage device,
When the surplus capacity at the next time point of the energy storage device predicted by the surplus capacity prediction means is equal to or greater than the minimum surplus capacity of the energy storage device and lower than the safety margin,
The target output of the wind energy storage combined output is lower than the minimum output, or the surplus capacity at the next time of the energy storage device newly predicted by the surplus capacity prediction means is greater than the safety margin of the energy storage device Until it gets higher
The target output adjustment means for the wind storage combined output reduces the target output of the wind storage combined output by a specified magnitude every time, calculates the charge / discharge output newly by the charge / discharge output calculation means, and predicts the surplus capacity. The operation control device for a wind power plant according to claim 3, wherein a surplus capacity at the next time point of the energy storage device is newly predicted by means.
ことを特徴とする請求項６に記載の風力発電所の運転制御装置。 When the target output adjusting means of the wind storage composite output decreases the target output of the wind storage composite output by a specified magnitude each time, and the target output of the wind storage composite output becomes lower than the minimum output, When the surplus capacity at the next time point of the energy storage device newly predicted by the surplus capacity prediction unit is lower than the minimum surplus capacity, the charge / discharge output calculation unit calculates the surplus at the current time point of the energy storage device. The operation control device for a wind power plant according to claim 6, wherein a charge / discharge output of the energy storage device is calculated based on a difference value between a capacity and the minimum surplus capacity.
前記充放電出力計算手段により計算された充放電出力を修正する充放電出力修正手段を更に備える
ことを特徴とする請求項２に記載の風力発電所の運転制御装置。 The control means of the energy storage device is:
The wind power plant operation control device according to claim 2, further comprising charge / discharge output correction means for correcting the charge / discharge output calculated by the charge / discharge output calculation means.
前記充放電出力計算手段により計算された前記エネルギー蓄積装置の充放電出力の絶対値が前記エネルギー蓄積装置の最大充放電出力の絶対値よりも高い場合に、前記充放電出力修正手段は、前記エネルギー蓄積装置の充放電出力を前記エネルギー蓄積装置の最大充放電出力に修正し、
現在時点の前記エネルギー蓄積装置の剰余容量が前記エネルギー蓄積装置の最小の剰余容量以下である場合に、前記充放電出力修正手段は放電出力をゼロに修正し、
現在時点の前記エネルギー蓄積装置の剰余容量が前記エネルギー蓄積装置の最大の剰余容量以上である場合に、前記充放電出力修正手段は、充電出力をゼロに修正する
ことを特徴とする請求項８に記載の風力発電所の運転制御装置。 When the absolute value of the charge / discharge output of the energy storage device calculated by the charge / discharge output calculation means is smaller than the absolute value of the minimum charge / discharge output of the energy storage device, the charge / discharge output correction means is the charge / discharge output. To zero,
When the absolute value of the charge / discharge output of the energy storage device calculated by the charge / discharge output calculation means is higher than the absolute value of the maximum charge / discharge output of the energy storage device, the charge / discharge output correction means Correct the charge / discharge output of the storage device to the maximum charge / discharge output of the energy storage device,
When the surplus capacity of the energy storage device at the present time is less than or equal to the minimum surplus capacity of the energy storage device, the charge / discharge output correcting means corrects the discharge output to zero,
9. The charge / discharge output correcting means corrects the charge output to zero when a surplus capacity of the energy storage device at a current time is equal to or greater than a maximum surplus capacity of the energy storage device. The wind power plant operation control device described.
風力発電の予測出力及び許可予測誤差に基づいて、前記風力発電システムからの風蓄合成出力が前記許可予測誤差を満足する時の最大出力及び最小出力を設定する初期値設定ステップと、
前記風蓄合成出力の目標出力及び風力発電所からの実際の風力発電の出力に基づいて、エネルギー蓄積装置の次の時点の剰余容量を予測し、予測されたエネルギー蓄積装置の次の時点の剰余容量に基づいて、現在時点の風蓄合成出力の目標出力を調整し、エネルギー蓄積装置の充放電出力を制御するエネルギー蓄積装置の制御ステップと、
を含むことを特徴とする風力発電所の運転制御方法。 A wind power plant operation control method applied to a wind power generation system provided with an energy storage device,
An initial value setting step for setting a maximum output and a minimum output when the wind storage combined output from the wind power generation system satisfies the permission prediction error based on the predicted output of wind power generation and the permission prediction error;
Based on the target output of the wind storage combined output and the actual wind power output from the wind power plant, the surplus capacity at the next time point of the energy storage device is predicted, and the surplus at the next time point of the predicted energy storage device Based on the capacity, adjust the target output of the wind energy storage combined output at the current time, control the charge and discharge output of the energy storage device, the control step of the energy storage device,
A method for controlling the operation of a wind power plant.
時点毎に必要な前記エネルギー蓄積装置の充放電出力を計算する充放電出力計算ステップと、
前記充放電出力計算ステップにおいて計算された充放電出力に基づいて、前記エネルギー蓄積装置の次の時点の剰余容量を予測する剰余容量予測ステップと、
前記剰余容量予測ステップにおいて予測された予測された前記エネルギー蓄積装置の次の時点の剰余容量に基づいて、前記風蓄合成出力の目標出力を調整する風蓄合成出力の目標出力調整ステップと、
を含むことを特徴とする請求項１１に記載の風力発電所の運転制御方法。 The control step of the energy storage device includes:
Charge / discharge output calculation step for calculating the charge / discharge output of the energy storage device required for each time point; and
Based on the charge / discharge output calculated in the charge / discharge output calculation step, a surplus capacity prediction step for predicting a surplus capacity at the next time point of the energy storage device;
A target output adjustment step of a wind storage combined output that adjusts a target output of the wind storage combined output based on the predicted remaining capacity of the energy storage device predicted in the residual capacity prediction step;
The wind power plant operation control method according to claim 11, comprising:
前記エネルギー蓄積装置の安全余裕として、前記エネルギー蓄積装置が風力発電の予測誤差を補償ために必要な剰余容量も取得する
ことを特徴とする請求項１２に記載の風力発電所の運転制御方法。 In the initial value setting step,
The operation control method for a wind power plant according to claim 12, wherein the energy storage device also acquires a surplus capacity necessary for the wind energy generation prediction error to be compensated as a safety margin of the energy storage device.
前記剰余容量予測ステップにおいて予測された前記エネルギー蓄積装置の次の時点の剰余容量が前記安全余裕以上であり前記エネルギー蓄積装置の最大の剰余容量以下である時、前記風蓄合成出力の目標出力調整ステップにおいて前記風蓄合成出力の目標出力を調整しない
ことを特徴とする請求項１３に記載の風力発電所の運転制御方法。 In the control step of the energy storage device,
When the surplus capacity at the next time of the energy storage device predicted in the surplus capacity prediction step is equal to or greater than the safety margin and equal to or less than the maximum surplus capacity of the energy storage device, target output adjustment of the wind energy storage output The wind power plant operation control method according to claim 13, wherein the target output of the wind energy storage combined output is not adjusted in the step.
前記剰余容量予測ステップにおいて予測された前記エネルギー蓄積装置の次の時点の剰余容量が前記エネルギー蓄積装置の最大の剰余容量よりも高い時、
前記風蓄合成出力の目標出力が前記最大出力を超える、または、前記剰余容量予測ステップにおいて新たに予測された前記エネルギー蓄積装置の次の時点の剰余容量が前記エネルギー蓄積装置の安全余裕よりも低くなるまでに、
前記風蓄合成出力の目標出力調整ステップにおいて、毎回、前記風蓄合成出力の目標出力を規定の大小だけ増やし、前記充放電出力計算ステップにおいて新たに前記充放電出力を計算し、前記剰余容量予測ステップにおいて新たに前記エネルギー蓄積装置の次の時点の剰余容量を予測する
ことを特徴とする請求項１３に記載の風力発電所の運転制御方法。 In the control step of the energy storage device,
When the surplus capacity at the next time of the energy storage device predicted in the surplus capacity prediction step is higher than the maximum surplus capacity of the energy storage device,
The target output of the wind storage combined output exceeds the maximum output, or the surplus capacity at the next time of the energy storage device newly predicted in the surplus capacity prediction step is lower than the safety margin of the energy storage device By the way
In the target output adjustment step of the wind storage combined output, the target output of the wind storage combined output is increased by a specified magnitude every time, the charge / discharge output is newly calculated in the charge / discharge output calculation step, and the surplus capacity prediction The operation control method for a wind power plant according to claim 13, wherein a surplus capacity at the next time point of the energy storage device is newly predicted in the step.
前記剰余容量予測ステップにおいて予測された前記エネルギー蓄積装置の次の時点の剰余容量が前記エネルギー蓄積装置の最小の剰余容量以上であり前記安全余裕よりも低い時、
前記風蓄合成出力の目標出力が前記最小出力よりも低くなる、または、前記剰余容量予測ステップにおいて新たに予測された前記エネルギー蓄積装置の次の時点の剰余容量が前記エネルギー蓄積装置の安全余裕よりも高くなるまでに、
前記風蓄合成出力の目標出力調整ステップにおいて、毎回、前記風蓄合成出力の目標出力を規定の大小だけ減らし、前記充放電出力計算ステップにおいて新たに前記充放電出力を計算し、前記剰余容量予測ステップにおいて新たに前記エネルギー蓄積装置の次の時点の剰余容量を予測する
ことを特徴とする請求項１３に記載の風力発電所の運転制御方法。 In the control step of the energy storage device,
When the surplus capacity at the next time of the energy storage device predicted in the surplus capacity prediction step is equal to or greater than the minimum surplus capacity of the energy storage device and lower than the safety margin,
The target output of the wind energy storage combined output is lower than the minimum output, or the surplus capacity at the next time of the energy storage device newly predicted in the surplus capacity prediction step is greater than the safety margin of the energy storage device Until it gets higher
In the target output adjustment step of the wind storage combined output, each time the target output of the wind storage combined output is reduced by a specified magnitude, the charge / discharge output is newly calculated in the charge / discharge output calculation step, and the surplus capacity prediction The operation control method for a wind power plant according to claim 13, wherein a surplus capacity at the next time point of the energy storage device is newly predicted in the step.
前記風蓄合成出力の目標出力を、毎回、規定の大小だけ減らして前記風蓄合成出力の目標出力が前記最小出力よりも低くなった場合に、前記剰余容量予測ステップにおいて新たに予測された前記エネルギー蓄積装置の次の時点の剰余容量が前記最小の剰余容量よりも低いと、前記充放電出力計算ステップにおいて、前記エネルギー蓄積装置の現在時点の剰余容量と前記最小の剰余容量との差値に基づいて、前記エネルギー蓄積装置の充放電出力を計算する
ことを特徴とする請求項１６に記載の風力発電所の運転制御方法。 In the target output adjustment step of the wind storage composite output,
When the target output of the wind storage combined output is reduced by a specified magnitude each time and the target output of the wind storage combined output becomes lower than the minimum output, the newly estimated in the remaining capacity prediction step When the surplus capacity at the next time point of the energy storage device is lower than the minimum surplus capacity, in the charge / discharge output calculation step, the difference value between the surplus capacity at the current time point of the energy storage device and the minimum surplus capacity is set. The operation control method for a wind power plant according to claim 16, wherein a charge / discharge output of the energy storage device is calculated based on the calculation result.
前記充放電出力計算ステップにおいて計算された充放電出力を修正する充放電出力修正ステップを更に含む
ことを特徴とする請求項１２に記載の風力発電所の運転制御方法。 The control step of the energy storage device includes:
The wind power plant operation control method according to claim 12, further comprising a charge / discharge output correction step of correcting the charge / discharge output calculated in the charge / discharge output calculation step.
前記充放電出力計算ステップにおいて計算された前記エネルギー蓄積装置の充放電出力の絶対値が前記エネルギー蓄積装置の最大充放電出力の絶対値よりも高い場合に、前記充放電出力修正ステップにおいて前記エネルギー蓄積装置の充放電出力を前記エネルギー蓄積装置の最大充放電出力に修正し、
現在時点の前記エネルギー蓄積装置の剰余容量が前記エネルギー蓄積装置の最小の剰余容量以下である場合に、前記充放電出力修正ステップにおいて放電出力をゼロに修正し、現在時点の前記エネルギー蓄積装置の剰余容量が前記エネルギー蓄積装置の最大の剰余容量以上である場合に、前記充放電出力修正ステップにおいて充電出力をゼロに修正する
ことを特徴とする請求項１８に記載の風力発電所の運転制御方法。 When the absolute value of the charge / discharge output of the energy storage device calculated in the charge / discharge output calculation step is lower than the absolute value of the minimum charge / discharge output of the energy storage device, the charge / discharge output in the charge / discharge output correction step To zero,
When the absolute value of the charge / discharge output of the energy storage device calculated in the charge / discharge output calculation step is higher than the absolute value of the maximum charge / discharge output of the energy storage device, the energy storage in the charge / discharge output correction step. Correct the charge / discharge output of the device to the maximum charge / discharge output of the energy storage device,
When the surplus capacity of the energy storage device at the current time is less than or equal to the minimum surplus capacity of the energy storage device, the charge output is corrected to zero in the charge / discharge output correction step, and the surplus of the energy storage device at the current time 19. The operation control method for a wind power plant according to claim 18, wherein when the capacity is equal to or greater than the maximum surplus capacity of the energy storage device, the charge output is corrected to zero in the charge / discharge output correction step.
ことを特徴とする請求項１１から請求項１９のいずれか１項に記載の風力発電所の運転制御方法。 20. The operation control method for a wind power plant according to claim 11, wherein the energy storage device is an energy storage device using a battery.
天気条件及び統計規律に基づいて、風力発電の予測モデルを確立し、風力発電の予測出力を出力する風力発電出力予測装置と、
前記風力発電の予測出力と前記風力発電システムの合成出力の出力との誤差を補償するように、充放電を行うエネルギー蓄積装置と、
前記風力発電所の運転システムの各種データを記憶し管理するデータベースと、
請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載の風力発電所の運転制御装置と、
を備えることを特徴とする風力発電システム。 A wind power generator,
A wind power generation output prediction device that establishes a wind power generation prediction model based on weather conditions and statistical disciplines, and outputs a wind power generation prediction output;
An energy storage device that performs charging and discharging so as to compensate for an error between the predicted output of the wind power generation and the output of the combined output of the wind power generation system;
A database for storing and managing various data of the operating system of the wind power plant;
A wind power plant operation control device according to any one of claims 1 to 10,
A wind power generation system comprising:
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