JP2018102105A - 自然エネルギー発電システム、無効電力コントローラまたは自然エネルギー発電システムの制御方法 - Google Patents
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Abstract
連系変圧器の無効電力損失に起因する連系点の電圧変動を抑制する自然エネルギー発電システム、無効電力コントローラおよび自然エネルギー発電システムの制御方法を提供することを目的とする。
【解決手段】
自然エネルギーを受けて発電する発電装置12と、発電装置12及び電力系統4に電気的に接続される電力変換器13と、電力変換器13と電力系統4の間に配置される連系変圧器2と、 電力変換器13が出力する無効電力指令を生成する無効電力コントローラ16を備え、無効電力コントローラ16は、電力変換器13と電力系統4との連系点電圧における有効電力による変動成分及び連系点電圧における無効電力による変動成分の和が略一定になる様に、無効電力指令を決定する。
【選択図】 図2
Description
ΔVPCC=ΔVPCC1+ΔVPCC2=(5)式+(6)式=0
具体的には、(8)式で求められる無効電力指令値QREFに電力変換器13の無効電力出力QCONを制御すれば良い。つまり、図2に示す無効電力指令決定部162は、(8)式を用いて無効電力指令値QREFを求めれば良い。なお、(8)式において、連系線3のインピーダンス比(RL/XL)が小さいことで、第1項が第2項および第3項に対して十分小さい場合には、第1項を省略しても良い。
電流出力ICONを(18)式に示すように有効電力出力PCONとセンサ14の設置点の基準線間電圧VBASEで近似する。
有効電力出力PCONと無効電力指令値QREFを対応づけたテーブルを事前に作成し、そのテーブルを参照して無効電力指令値QREFを決定する。具体的には、図6に示すように無効電力コントローラ16aは、無効電力コントローラ16に対して、無効電力指令値テーブル作成部166と無効電力指令値テーブル記憶部167が追加された構成となる。無効電力指令値テーブル作成部166は、(19)式を用いて、有効電力出力PCONを0kWから最大出力まで所定の刻みで変化させたときの無効電力指令QREFを計算する。そして、図7に示すような有効電力出力PCONと無効電力指令QREFを対応づけたテーブルを無効電力指令値テーブル記憶部167に保存する。無効電力指令値決定部162は、有効電力出力PCONが更新される度に、無効電力指令値テーブル記憶部167のテーブルを参照して無効電力指令値QREFを決定する。
2 連系変圧器
3 連系線
4 電力系統
5 連系点
6 発電出力予測手段
7 太陽光発電システム
11 風力タービン
12 発電機
13 電力変換器
14 センサ
15 有効電力コントローラ
16 無効電力コントローラ
71 太陽電池
72 太陽項発電装置用電力変換器
73 太陽項発電装置用センサ
74 太陽光発電用有効電力コントローラ
75 太陽光発電用無効電力コントローラ
161 受信部
162 無効電力指令決定部
163 連系線パラメータ記憶部
164 連系変圧器パラメータ記憶部
165 送信部
166 無効電力指令値テーブル作成部
167 無効電力指令値テーブル記憶部
168 集電構成記憶部
169 無効電力配分決定部
170 電力変換器定格出力記憶部
Claims (11)
- 自然エネルギーを受けて発電する発電装置と、
前記発電装置及び電力系統に電気的に接続される電力変換器と、
前記電力変換器と前記電力系統の間に配置される連系変圧器と、
前記電力変換器が出力する無効電力指令を生成する無効電力コントローラを備え、
前記無効電力コントローラは、
前記電力変換器と前記電力系統との連系点電圧における有効電力による変動成分及び前記連系点電圧における無効電力による変動成分の和が略一定になる様に、前記無効電力指令を決定することを特徴とする自然エネルギー発電システム - 請求項1に記載の自然エネルギー発電システムであって、
前記無効電力コントローラは、
前記電力変換器と前記電力系統の間に配置される前記連系変圧器のリアクタンスと、前記電力変換器が出力する電流または有効電力の少なくともいずれかを用いて、前記無効電力指令を決定することを特徴とする自然エネルギー発電システム - 請求項1または2に記載の自然エネルギー発電システムであって、
前記無効電力コントローラは、
更に前記電力変換器と前記電力系統の連系線のインピーダンス比を用いて、前記無効電力指令を決定することを特徴とする自然エネルギー発電システム - 請求項3に記載の自然エネルギー発電システムであって、
前記有効電力と前記リアクタンスと前記インピーダンス比から、前記電流または前記有効電力の少なくともいずれかと無効電力指令値を対応づけた制御テーブルを作成する制御テーブル作成部と、
前記制御テーブルを記憶する制御テーブル記憶部を備え、
前記無効電力指令決定部は、前記制御テーブルと前記電流または前記有効電力の少なくともいずれかを用いて無効電力指令値を決定することを特徴とする自然エネルギー発電システム - 請求項3または4に記載の自然エネルギー発電システムであって、
複数の前記発電装置と、複数の前記電力変換器と、複数台の前記連系変圧器を備え、
前記無効電力コントローラは、
前記連系変圧器と前記電力変換器の集電構成を示すテーブルを記憶する集電構成テーブル記憶部を備え、
前記無効電力指令値決定部は、前記電流または前記有効電力の少なくともいずれかと、前記連系変圧器リアクタンスと、前記連系線インピーダンス比と、前記集電構成テーブルを用いて無効電力指令値を決定することを特徴とする自然エネルギー発電システム - 請求項5に記載の自然エネルギー発電システムであって、
前記無効電力コントローラは、
前記電力変換器の最大皮相電力と前記有効電力から、前記電力変換器の無効電力出力可能量を算出し、前記無効電力指令値が前記無効電力出力可能量以下となるように複数台の前記電力変換器に無効電力指令値の配分を決定する無効電力出力配分決定部を備えることを特徴とする自然エネルギー発電システム - 前記無効電力コントローラは、
前記電力変換器の電流予測値または有効電力予測値の少なくとも片方を取得する手段を備え、
前記無効電力指令値決定部は、前記有効電力予測値から、複数時間断面の無効電力指令値を決定する、
ことを特徴とする自然エネルギー発電システム - 請求項1ないし7のいずれか1項に記載の自然エネルギー発電システムであって、
前記発電装置は、風力発電装置であることを特徴とする自然エネルギー発電システム - 請求項1ないし7のいずれか1項に記載の自然エネルギー発電システムであって、
前記発電装置は、太陽光発電装置であることを特徴とする自然エネルギー発電システム - 自然エネルギーを受けて発電する発電装置及び電力系統に電気的に接続される電力変換器と前記電力系統との連系点電圧における有効電力による変動成分及び前記連系点電圧における無効電力による変動成分の和が略一定になる様に、前記電力変換器が出力する無効電力指令を生成する演算装置を備えることを特徴とする無効電力コントローラ
- 自然エネルギーを受けて発電する発電装置と、
前記発電装置及び電力系統に電気的に接続される電力変換器と、
前記電力変換器と前記電力系統の間に配置される連系変圧器と、
前記電力変換器が出力する無効電力指令を生成する無効電力コントローラを備える自然エネルギー発電システムの制御方法であって、
前記電力変換器と前記電力系統との連系点電圧における有効電力による変動成分及び前記連系点電圧における無効電力による変動成分の和が略一定になる様に、前記無効電力指令を決定することを特徴とする自然エネルギー発電システムの制御方法
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