JP2019022272A - Power generation device and power generation system - Google Patents

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正親 中谷
近藤 真一
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真一 近藤
智道 伊藤
Tomomichi Ito
智道 伊藤
坂本 潔
Kiyoshi Sakamoto
坂本  潔
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Mitsuru Saeki
満 佐伯
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Abstract

To provide a power generation device and a power generation system in which amplification of a harmonic current caused by resonance can be suppressed while degradation of the power generation efficiency is prevented.SOLUTION: A power generation device 1 at least includes a power converter 13 that transmits generated power to a power system after converting the frequency thereof, and a harmonic filter 14 that is disposed between the power converter 13 and a power system 4, and is AC connected to the power system 4 via a cable 2 and a linkage point 3. The harmonic filter 14 adjusts the inductance or electric capacity so as to suppress amplification of a harmonic current at the linkage point, whereby amplification of a harmonic current caused by resonance is suppressed while degradation of the power generation efficiency is prevented.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、発電電力を電力系統(商用電力系統)に供給する発電装置及び発電システムに係り、特に、発電電力の周波数を変換して電力系統へ送る電力変換器及び高調波フィルタを備える発電装置及び発電システムに関する。   The present invention relates to a power generation apparatus and a power generation system that supply generated power to a power system (commercial power system), and in particular, a power generation apparatus including a power converter and a harmonic filter that converts the frequency of the generated power and sends the power to the power system. And a power generation system.

地球温暖化の原因と考えられている二酸化炭素の排出量削減が大きな課題になっている。二酸化炭素排出量削減の手法の一つとして、太陽光発電或いは風力発電などの自然エネルギーを利用した発電装置の導入が盛んになっている。また、自然エネルギーは発電電力の変動が大きいため、蓄電装置を併設し、蓄電装置の充放電によって発電電力を平滑化する発電システムの導入も増えてきている。これらの発電システムは、風力発電装置、太陽光発電装置、または蓄電池が発電した電力を、電力変換器を介して電力系統へ供給する。一般に、電力変換器には、電力変換器から流出する高調波を除去する高調波フィルタが内蔵されている。高調波フィルタは、リアクトル及びコンデンサにて構成される。   Reducing carbon dioxide emissions, which is thought to cause global warming, has become a major issue. As one of the methods for reducing carbon dioxide emissions, the introduction of power generation devices using natural energy such as solar power generation or wind power generation has become popular. In addition, since natural energy has large fluctuations in generated power, the introduction of power generation systems that include a power storage device and smooth the generated power by charging and discharging the power storage device is increasing. These power generation systems supply power generated by a wind power generation device, a solar power generation device, or a storage battery to a power system via a power converter. Generally, a power converter incorporates a harmonic filter that removes harmonics flowing out from the power converter. The harmonic filter is composed of a reactor and a capacitor.

このような発電システムは、ケーブルを介して電力系統(商用電力系統)に連系されることがある。ケーブルはそれ自身がインダクタンスと静電容量を持つため、ケーブルと高調波フィルタで共振回路を構成する。ケーブルの長さが短い場合には問題にならないが、数km以上ある場合には、共振回路によって電力変換器から流出する高調波電流が増幅することがある。
共振による高調波電流の抑制方法に関し、高調波フィルタを改良する提案がなされている。例えば、特許文献1には、高調波フィルタのコンデンサに抵抗を直列に接続する方法が開示されている。抵抗によって、インダクタンスと静電容量の共振による高調波電流の増幅を抑制するものである。
Such a power generation system may be linked to a power system (commercial power system) via a cable. Since the cable itself has an inductance and a capacitance, a resonance circuit is formed by the cable and the harmonic filter. When the length of the cable is short, there is no problem, but when the length is several kilometers or more, the harmonic current flowing out from the power converter may be amplified by the resonance circuit.
With respect to a method for suppressing harmonic current due to resonance, proposals have been made to improve the harmonic filter. For example, Patent Document 1 discloses a method of connecting a resistor in series to a capacitor of a harmonic filter. The resistance suppresses the amplification of the harmonic current due to the resonance between the inductance and the capacitance.

特開2005−184990号公報JP 2005-184990 A

しかしながら、特許文献1に開示される構成では、高調波フィルタのコンデンサに直列に接続される抵抗で発生する電力損失により発電効率が低下する点については、何ら考慮されていない。
そこで、本発明は、発電効率の低下を防止しつつ、共振による高調波電流の増幅を抑制し得る発電装置及び発電システムを提供する。
However, in the configuration disclosed in Patent Document 1, no consideration is given to the point that the power generation efficiency is reduced due to the power loss generated by the resistor connected in series to the capacitor of the harmonic filter.
Therefore, the present invention provides a power generation apparatus and a power generation system that can suppress a harmonic current amplification due to resonance while preventing a decrease in power generation efficiency.

上記課題を解決するため、本発明に係る発電装置は、少なくとも、発電電力の周波数を変換して電力系統へ送る電力変換器と、前記電力変換器と電力系統の間に配される高調波フィルタと、を備える発電装置であって、前記電力系統にケーブル及び連系点を介して交流接続され、前記高調波フィルタは、前記連系点における高調波電流の増幅を抑制するよう、インダクタンス又は静電容量を調整することを特徴とする。
また、本発明に係る発電システムは、少なくとも一つの発電装置と、電子端末と、これらを相互に通信可能に接続する通信ネットワークを備え、前記発電装置は、少なくとも、発電電力の周波数を変換して電力系統へ送る電力変換器と、前記電力変換器と電力系統の間に配される高調波フィルタと、を有し、前記電力系統にケーブル及び連系点を介して交流接続され、前記高調波フィルタは、前記連系点における高調波電流の増幅を抑制するよう、インダクタンス又は静電容量を調整することを特徴とする。
In order to solve the above-mentioned problems, a power generator according to the present invention includes at least a power converter that converts the frequency of generated power and sends the power to the power system, and a harmonic filter disposed between the power converter and the power system. The harmonic filter is connected to the power system via a cable and a connection point, and the harmonic filter suppresses amplification of harmonic current at the connection point. The electric capacity is adjusted.
Moreover, the power generation system according to the present invention includes at least one power generation device, an electronic terminal, and a communication network that connects these to each other so that they can communicate with each other, and the power generation device converts at least the frequency of the generated power. A power converter to be sent to an electric power system, and a harmonic filter disposed between the electric power converter and the electric power system, the AC being connected to the electric power system via a cable and a connection point, and the harmonics The filter is characterized by adjusting an inductance or a capacitance so as to suppress amplification of a harmonic current at the interconnection point.

本発明によれば、発電効率の低下を防止しつつ、共振による高調波電流の増幅を抑制し得る発電装置及び発電システムを提供することが可能となる。
上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it becomes possible to provide the electric power generating apparatus and electric power generation system which can suppress amplification of the harmonic current by resonance, preventing the fall of electric power generation efficiency.
Problems, configurations, and effects other than those described above will be clarified by the following description of embodiments.

本発明の一実施例に係る実施例1の風力発電システムの全体概略構成図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a whole schematic block diagram of the wind power generation system of Example 1 which concerns on one Example of this invention. 図1に示す風力発電システムの主要部の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the principal part of the wind power generation system shown in FIG. 図2に示す高調波フィルタの構成図である。It is a block diagram of the harmonic filter shown in FIG. 実施例1における電力変換器、高調波フィルタ、ケーブル、連系点、及び電力系統の等価回路を示す図である。It is a figure which shows the equivalent circuit of the power converter, harmonic filter, cable, interconnection point, and electric power system in Example 1. 図4に示す等価回路のインピーダンスを示す図である。It is a figure which shows the impedance of the equivalent circuit shown in FIG. 実施例1における高調波フィルタによる連系点の高調波電流の抑制を説明する図である。It is a figure explaining suppression of the harmonic current of the connection point by the harmonic filter in Example 1. FIG. 図3に示す高調波フィルタの変形例1の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the modification 1 of the harmonic filter shown in FIG. 図3に示す高調波フィルタの変形例2の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the modification 2 of the harmonic filter shown in FIG. 本発明の他の実施例に係る実施例2の高調波フィルタの構成図である。It is a block diagram of the harmonic filter of Example 2 which concerns on the other Example of this invention. 図9に示す高調波フィルタのインダクタンスの調整性能を説明する図である。It is a figure explaining the adjustment performance of the inductance of the harmonic filter shown in FIG. 本発明の他の実施例に係る実施例3の高調波フィルタを構成するタップ切替リアクトルの構成図である。It is a block diagram of the tap switching reactor which comprises the harmonic filter of Example 3 which concerns on the other Example of this invention. 本発明の他の実施例に係る実施例4の高調波フィルタの構成図である。It is a block diagram of the harmonic filter of Example 4 which concerns on the other Example of this invention. 図12に示すタップ整定装置の機能ブロック図である。It is a functional block diagram of the tap settling apparatus shown in FIG. 図13に示すタップ整定装置の処理フローを示す図である。It is a figure which shows the processing flow of the tap settling apparatus shown in FIG. 図13に示すタップ整定装置の変形例の機能ブロック図である。It is a functional block diagram of the modification of the tap settling device shown in FIG. 本発明の他の実施例に係る実施例5の高調波フィルタの構成図である。It is a block diagram of the harmonic filter of Example 5 which concerns on the other Example of this invention. 図16に示す共振ゲイン検査部の機能ブロック図である。It is a functional block diagram of the resonance gain test | inspection part shown in FIG. 図17に示す共振ゲイン検査部の処理フローを示す図である。It is a figure which shows the processing flow of the resonance gain test | inspection part shown in FIG. 図16に示す高調波フィルタの変形例の構成図である。It is a block diagram of the modification of the harmonic filter shown in FIG. 図19に示す共振ゲイン検査部の機能ブロック図である。It is a functional block diagram of the resonance gain test | inspection part shown in FIG. 図20に示す共振ゲイン検査部の処理フローを示す図である。It is a figure which shows the processing flow of the resonance gain test | inspection part shown in FIG. 本発明の他の実施例に係る実施例6の太陽光発電システムの主要部の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the principal part of the solar power generation system of Example 6 which concerns on the other Example of this invention. 本発明の他の実施例に係る実施例7の蓄電システムの主要部の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the principal part of the electrical storage system of Example 7 which concerns on the other Example of this invention.

本明細書において発電装置とは、例えば、風力発電装置及び太陽光発電装置などの自然エネルギーを利用した発電装置と、充放電により発電電力を平滑化し電力系統(商用電力系統)へ送る蓄電装置を含むものである。
以下、図面を用いて本発明の実施例について説明する。
In this specification, the power generation device includes, for example, a power generation device that uses natural energy such as a wind power generation device and a solar power generation device, and a power storage device that smoothes the generated power by charging and discharging and sends it to the power system (commercial power system). Is included.
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

図1は、本発明の一実施例に係る実施例1の風力発電システムの全体概略構成図である。図1に示すように、風力発電システム100は、風力発電装置1及び運転管理センター31に設置される電子端末32を備え、これらは相互に通信可能に通信ネットワーク5を介して接続されている。なお、通信ネットワーク5は有線か無線かを問わない。また、風力発電装置1による発電電力は、ケーブル2及び連系点3を介して電力系統4(商用電力系統)へ送られる。なお、図1に示す例では、1基の風力発電装置1を示すがこれに限られるものではなく、例えば、複数基の風力発電装置1が設置されるウィンドファームに適用できることは言うまでもない。   FIG. 1 is an overall schematic configuration diagram of a wind power generation system according to a first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, a wind power generation system 100 includes a wind power generation apparatus 1 and an electronic terminal 32 installed in an operation management center 31, which are connected via a communication network 5 so that they can communicate with each other. Note that the communication network 5 may be wired or wireless. In addition, the power generated by the wind power generator 1 is sent to the power system 4 (commercial power system) via the cable 2 and the interconnection point 3. In addition, although the example shown in FIG. 1 shows the one wind power generator 1, it is not restricted to this, For example, it cannot be overemphasized that it is applicable to the wind farm in which the several wind power generator 1 is installed, for example.

風力発電装置1は、風を受けて回転するブレード24、ブレード24を支持するハブ23、ナセル22、及びナセル22を回動可能に支持するタワー21を備える。ナセル22内に、ハブ23に接続されハブ23と共に回転する主軸25、主軸25に連結されるシュリンクディスク26、シュリンクディスク26を介して主軸25に接続され回転速度を増速する増速機27、及び増速機27により増速された回転速度で回転子を回転させて発電運転する発電機12を備えている。ブレード24の回転エネルギーを発電機12に伝達する部位は、動力伝達部と称され、本実施例では、主軸25、シュリンクディスク26、及び増速機27が動力伝達部に含まれる。そして、増速機27及び発電機12は、メインフレーム28上に保持されている。また、ブレード24及びハブ23によりロータ11が構成される。図1に示すように、タワー21内の底部(下部)に、電力の周波数を変換する電力変換器13、電流の開閉を行うスイッチング用の開閉器及び変圧器(図示せず)、及び制御装置29などが配されている。なお、電力変換器13は、PCS(Power Conditioning System)とも称される場合もある。   The wind power generator 1 includes a blade 24 that rotates by receiving wind, a hub 23 that supports the blade 24, a nacelle 22, and a tower 21 that rotatably supports the nacelle 22. In the nacelle 22, a main shaft 25 connected to the hub 23 and rotating together with the hub 23, a shrink disk 26 connected to the main shaft 25, a speed increasing device 27 connected to the main shaft 25 via the shrink disk 26 and increasing the rotation speed, And a generator 12 that performs a power generation operation by rotating the rotor at a rotational speed increased by the speed increaser 27. The part that transmits the rotational energy of the blade 24 to the generator 12 is called a power transmission unit. In this embodiment, the main shaft 25, the shrink disk 26, and the speed increaser 27 are included in the power transmission unit. The speed increaser 27 and the generator 12 are held on the main frame 28. Further, the blade 11 and the hub 23 constitute the rotor 11. As shown in FIG. 1, a power converter 13 that converts the frequency of power, a switching switch and transformer (not shown) for switching current, and a control device are installed at the bottom (lower part) of the tower 21. 29 etc. are arranged. The power converter 13 may also be referred to as a PCS (Power Conditioning System).

制御装置29として、例えは、制御盤またはSCADA(Supervisory Control And Data Acquisition)が用いられる。本実施例では、ダウンウィンド型の風力発電装置を例に説明するが、アップウィンド型の風力発電装置においても同様に適用できる。また、3枚のブレード24とハブ23にてロータ11を構成する例を示すが、これに限られず、ロータ11はハブ23と少なくとも1枚のブレード24にて構成しても良い。
また、図1に示すように、センサ30は、例えば、ブレード24の根元に設置されブレードピッチ角を計測するセンサ、主軸25の根元に設置されロータアジマス角を計測するセンサ、ナセル22の方位角を計測するセンサ、及びナセル22の上部に設置され風速・風向を計測する風速・風向計を含む。更には、センサ30は、発電機12の回転数、発電量などを計測するセンサ(図示せず)を含む。換言すれば、センサ30は、風力発電装置1の制御に必要な種々の状態を計測するセンサである。
制御装置29としてのSCADAは、上述のセンサ30から信号線を介して計測データ(情報)を取得し、当該取得された計測データ(情報)に基づき、ピッチ角、ナセル方位角、発電機回転速度などを適切に制御すると共に、取得された計測データ(情報)を、通信ネットワーク5を介して運転管理センター31に設置される電子端末32へ送信する。なお、通信ネットワーク5を介して、SCADAより電子端末32へ送信される計測データ(情報)には、風況(含む風速及び風向)及び風力発電装置1の種々の状態を表す信号(出力)が含まれる。
As the control device 29, for example, a control panel or SCADA (Supervision Control And Data Acquisition) is used. In this embodiment, a downwind type wind power generator will be described as an example, but the present invention can be similarly applied to an upwind type wind power generator. Moreover, although the example which comprises the rotor 11 with the 3 blades 24 and the hub 23 is shown, it is not restricted to this, The rotor 11 may be comprised with the hub 23 and at least 1 blade 24.
As shown in FIG. 1, the sensor 30 includes, for example, a sensor installed at the root of the blade 24 to measure the blade pitch angle, a sensor installed at the root of the main shaft 25 to measure the rotor azimuth angle, and the azimuth angle of the nacelle 22. And a wind speed / wind direction meter installed on the top of the nacelle 22 for measuring the wind speed / wind direction. Furthermore, the sensor 30 includes a sensor (not shown) that measures the number of revolutions of the generator 12, the amount of power generation, and the like. In other words, the sensor 30 is a sensor that measures various states necessary for controlling the wind turbine generator 1.
SCADA as the control device 29 acquires measurement data (information) from the above-described sensor 30 through a signal line, and based on the acquired measurement data (information), the pitch angle, nacelle azimuth, generator rotation speed Are appropriately controlled, and the acquired measurement data (information) is transmitted to the electronic terminal 32 installed in the operation management center 31 via the communication network 5. Note that measurement data (information) transmitted from the SCADA to the electronic terminal 32 via the communication network 5 includes signals (outputs) representing the wind conditions (including wind speed and direction) and various states of the wind turbine generator 1. included.

図2は、図1に示す風力発電システム100の主要部の構成を示す図である。風力発電装置1は、ケーブル2を介して電力系統4(商用電力系統)に連系される。電力系統4は、系統インピーダンス41と電源42で構成される。ケーブル2と電力系統4が接続される地点を連系点3と称する。風力発電装置1を構成する各部について説明する。
風力発電装置1は、上述のようにロータ11、発電機12、電力変換器13、及び高調波フィルタ14を備える。ロータ11で受けた風力エネルギーは、発電機12によって電気エネルギーに変換され、電力変換器13へ送られる。電力変換器13は、発電機12の電圧及び電流を電力系統4(商用電力系統)の周波数(50Hzまたは60Hz)に変換する。電力変換器13から流出する高調波電圧及び高調波電流の一部は、高調波フィルタ14によって除去される。
FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration of a main part of the wind power generation system 100 illustrated in FIG. 1. The wind power generator 1 is linked to a power system 4 (commercial power system) via a cable 2. The power system 4 includes a system impedance 41 and a power source 42. A point where the cable 2 and the power system 4 are connected is referred to as a connection point 3. Each part which comprises the wind power generator 1 is demonstrated.
The wind power generator 1 includes the rotor 11, the generator 12, the power converter 13, and the harmonic filter 14 as described above. Wind energy received by the rotor 11 is converted into electrical energy by the generator 12 and sent to the power converter 13. The power converter 13 converts the voltage and current of the generator 12 into the frequency (50 Hz or 60 Hz) of the power system 4 (commercial power system). A part of the harmonic voltage and the harmonic current flowing out from the power converter 13 is removed by the harmonic filter 14.

<高調波フィルタの構成>
図3は、図2に示す高調波フィルタ14の構成図である。高調波フィルタ14は、リアクトル141、タップ切替リアクトル142、コンデンサ143にて構成される。リアクトル141は電力変換器13に接続され、タップ切替リアクトル142はケーブル2に接続される。タップ切替リアクトル142は、リアクトルに複数のタップ(142a,142b,142c)を備える。複数のタップ(142a,142b,142c)のうちの1つと、タップ切替リアクトル142の端子142dが接続される。端子142dと接続するタップ(142a,142b,142c)は、共振によって連系点3を流れる高調波電流の増幅を回避するように決定する。なお、本実施例では、タップ142a、タップ142b、及びタップ142cの3個を一例として示すが、タップの個数は限定されるものではなく、例えば、3個以上、適宜タップの個数を設定すれば良い。
<Configuration of harmonic filter>
FIG. 3 is a block diagram of the harmonic filter 14 shown in FIG. The harmonic filter 14 includes a reactor 141, a tap switching reactor 142, and a capacitor 143. Reactor 141 is connected to power converter 13, and tap switching reactor 142 is connected to cable 2. The tap switching reactor 142 includes a plurality of taps (142a, 142b, 142c) in the reactor. One of the plurality of taps (142a, 142b, 142c) and a terminal 142d of the tap switching reactor 142 are connected. The taps (142a, 142b, 142c) connected to the terminal 142d are determined so as to avoid amplification of the harmonic current flowing through the connection point 3 due to resonance. In this embodiment, three taps 142a, 142b, and 142c are shown as an example, but the number of taps is not limited. For example, if the number of taps is appropriately set to three or more. good.

[高調波共振の原理]
次に高調波共振の原理を、図4〜図6及び数式を用いて説明する。図4に、電力変換器13、高調波フィルタ14、ケーブル2、連系点3、及び系統インピーダンス41についての第n次高調波に対する等価回路を示す。なお、図4に示す角周波数ωと高調波の次数nの関係は以下の式(1)となる。式(1)において、fは電力系統4(商用電力系統)の電圧及び電流の周波数(50Hzまたは60Hz)である。
ω=2πf×n ・・・(1)
図4に示す等価回路のインピーダンスを、ブランチ毎にZ〜Zに集約すると、図5となる。ここで、具体的には、インピーダンスZは高調波フィルタ14を構成するリアクトル141(jωLF1)によるインピーダンス、インピーダンスZは高調波フィルタ14を構成するコンデンサ143(jωC)によるインピーダンス、インピーダンスZは高調波フィルタ14を構成するタップ切替リアクトル142(jωLF2)と当該タップ切替リアクトル142に直列に接続されるケーブル2の抵抗(RC1)及びリアクトル(jωLC1)によるインピーダンス、インピーダンスZはケーブル2のコンデンサ(jωC)によるインピーダンス、インピーダンスZはケーブル2の抵抗(RC2)及びリアクトル(jωLC2)によるインピーダンス、及び、インピーダンスZは系統インピーダンス41の抵抗(R)及びリアクトル(jωL)によるインピーダンスである。
[Principle of harmonic resonance]
Next, the principle of harmonic resonance will be described with reference to FIGS. FIG. 4 shows an equivalent circuit for the nth harmonic of the power converter 13, harmonic filter 14, cable 2, interconnection point 3, and system impedance 41. The relationship between the angular frequency ω and the harmonic order n shown in FIG. 4 is expressed by the following equation (1). In the formula (1), f is the frequency (50 Hz or 60 Hz) of the voltage and current of the power system 4 (commercial power system).
ω = 2πf × n (1)
When the impedance of the equivalent circuit shown in FIG. 4 is aggregated into Z 1 to Z 6 for each branch, FIG. 5 is obtained. Specifically, the impedance Z 1 is the impedance due to the reactor 141 (jωL F1 ) constituting the harmonic filter 14, and the impedance Z 2 is the impedance due to the capacitor 143 (jωC F ) constituting the harmonic filter 14, the impedance Z 3 is the tap switching reactor 142 (jωL F2 ) constituting the harmonic filter 14, the resistance (R C1 ) of the cable 2 connected in series to the tap switching reactor 142, and the impedance due to the reactor (jωL C1 ), and the impedance Z 4 is impedance due to the capacitor (j [omega] C C) of the cable 2, the impedance Z 5 are impedance due cables 2 resistance (R C2) and the reactor (j.omega.L C2), and the impedance Z 6 is the resistance of the system impedance 41 (R ) And the impedance due to the reactor (j.omega.L L).

図5に示すインピーダンスZ〜Zを用いて、電力変換器13の出力電圧VPCS(n)と連系点3を流れる電流IPCC(n)の関係を導出する。図4及び図5から、インピーダンスZ〜Zは、以下の式(2)〜式(7)で表される。
=jωLF1 ・・・(2)
The relationship between the output voltage V PCS (n) of the power converter 13 and the current I PCC (n) flowing through the interconnection point 3 is derived using the impedances Z 1 to Z 6 shown in FIG. 4 and 5, the impedances Z 1 to Z 6 are expressed by the following formulas (2) to (7).
Z 1 = jωL F1 (2)

Figure 2019022272
Figure 2019022272

=RC1+jω(LF2+LC1) ・・・(4) Z 3 = R C1 + jω (L F2 + L C1 ) (4)

Figure 2019022272
Figure 2019022272

=RC2+jωLC2 ・・・(6)
=R+jωL ・・・(7)
電力変換器13から見た合成インピーダンスZは、式(8)となる。
Z 5 = R C2 + jωL C2 (6)
Z 6 = R L + jωL L (7)
The combined impedance Z 0 viewed from the power converter 13 is expressed by Equation (8).

Figure 2019022272
Figure 2019022272

電力変換器13の出力電圧VPCS(n)と合成インピーダンスZから、インピーダンスZに流れる電流I(n)は、式(9)で表される。 A current I 1 (n) flowing through the impedance Z 1 from the output voltage V PCS (n) of the power converter 13 and the combined impedance Z 0 is expressed by Expression (9).

Figure 2019022272
Figure 2019022272

電流I(n)は、インピーダンスZに流れる電流I(n)と、インピーダンスZに流れる電流I(n)に分流する。電流I(n)を式(10)に示し、電流I(n)を式(11)に示す。 The current I 1 (n) is divided into a current I 2 (n) flowing through the impedance Z 2 and a current I 3 (n) flowing through the impedance Z 3 . The current I 2 (n) is shown in Expression (10), and the current I 3 (n) is shown in Expression (11).

Figure 2019022272
Figure 2019022272

Figure 2019022272
Figure 2019022272

電流I(n)は、インピーダンスZに流れる電流I(n)と、インピーダンスZとインピーダンスZ、及び連系点3に流れる電流IPCC(n)とに分流する。電流I(n)を式(12)に示し、電流IPCC(n)を式(13)に示す。 The current I 3 (n) is divided into a current I 4 (n) flowing through the impedance Z 4 , an impedance Z 5 and an impedance Z 6 , and a current I PCC (n) flowing through the interconnection point 3. The current I 4 (n) is shown in Expression (12), and the current I PCC (n) is shown in Expression (13).

Figure 2019022272
Figure 2019022272

Figure 2019022272
Figure 2019022272

式(13)に式(9)及び式(11)を代入すると、式(14)となる。   When Expression (9) and Expression (11) are substituted into Expression (13), Expression (14) is obtained.

Figure 2019022272
Figure 2019022272

式(14)から、電力変換器13の出力電圧VPCS(n)と連系点3を流れる電流IPCC(n)の関係は、インピーダンスZ〜Zから求められる係数α(n)によって表されることがわかる。以下では、係数α(n)を共振ゲインと称する。 From the equation (14), the relationship between the output voltage V PCS (n) of the power converter 13 and the current I PCC (n) flowing through the interconnection point 3 is expressed by the coefficient α (n) obtained from the impedances Z 1 to Z 6 . It can be seen that Hereinafter, the coefficient α (n) is referred to as a resonance gain.

前述の図4、図5、及び式(4)から、高調波フィルタ14のタップ切替リアクトル142の接続タップを切替えてインダクタンスを調整すると、インピーダンスZの定数は変化することがわかる。そして、式(14)から、インピーダンスZの定数を変化させると、共振ゲインα(n)を調整できることがわかる。すなわち、タップ切替リアクトル142の接続タップを切替えることで、共振ゲインα(n)を調整できる。 The aforementioned 4, 5, and from equation (4), adjusting the inductance by switching the connection taps of the tap changer reactor 142 of the harmonic filter 14, the constant of the impedance Z 3 it can be seen that change. Then, from equation (14), varying the constant of the impedance Z 3, it can be seen that adjusting the resonance gain α a (n). That is, the resonance gain α (n) can be adjusted by switching the connection tap of the tap switching reactor 142.

高調波フィルタ14のタップ切替リアクトル142の接続タップを切替えたことによって、連系点3の高調波電流IPCC(n)を抑制した例を、図6を用いて説明する。
図6において上段に、横軸を高調波の次数n、縦軸を共振ゲインα(n)とした場合の一例を示す。高調波フィルタ14のタップ切替リアクトル142について、端子142dとタップ142bを接続した場合の共振ゲインα(n)を破線で示す。また、端子142dとタップ142aを接続した場合の共振ゲインα(n)を実線で示す。
図6において中段に、横軸を高調波の次数n、縦軸を電力変換器13の高調波電圧VPCS(n)とした場合の一例を示す。電力変換器13の高調波電圧VPCS(n)は、電力変換器13の実機試験や数値シミュレーションによって得られる。また、高調波電圧VPCS(n)は、電力変換器13の構成要素である、IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)或いはCMOS(Complementary MOS)などの半導体素子のスイッチング周波数や、電力変換器13の運転力率などの条件によって決まる。
An example in which the harmonic current I PCC (n) at the interconnection point 3 is suppressed by switching the connection tap of the tap switching reactor 142 of the harmonic filter 14 will be described with reference to FIG.
In FIG. 6, an example of the case where the horizontal axis is the harmonic order n and the vertical axis is the resonance gain α (n) is shown in the upper stage. Regarding the tap switching reactor 142 of the harmonic filter 14, the resonance gain α (n) when the terminal 142d and the tap 142b are connected is indicated by a broken line. The solid line represents the resonance gain α (n) when the terminal 142d and the tap 142a are connected.
In FIG. 6, an example where the horizontal axis is the harmonic order n and the vertical axis is the harmonic voltage V PCS (n) of the power converter 13 is shown in the middle stage. The harmonic voltage V PCS (n) of the power converter 13 is obtained by an actual machine test or numerical simulation of the power converter 13. Further, the harmonic voltage V PCS (n) is a component of the power converter 13, which is a switching frequency of a semiconductor element such as an IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) or a CMOS (Complementary MOS), and the operation of the power converter 13. It depends on conditions such as power factor.

図6において下段に、横軸を高調波の次数n、縦軸を連系点3の高調波電流IPCC(n)とした場合の一例を示す。式(14)から、連系点3の高調波電流IPCC(n)は、図6の上段に示す共振ゲインα(n)に、図6の中段に示す電力変換器13の高調波電圧VPCS(n)を乗じることで求められる。高調波フィルタ14のタップ切替リアクトル142の接続タップを142bとしたとき、連系点3の23次高調波電流IPCC(n)は連系規定の上限を超過する。なお、ここで連系規定の上限はグリッドコードと称される場合もある。タップ切替リアクトル142の接続タップを142bから142aに切替えることで、23次の共振ゲインα(n)は減少し、連系点3の23次高調波電流IPCC(n)は連系規定の上限以下に収めることができる。なお、接続タップを142bから142aに切替えたことで、24次の共振ゲインα(n)は増加する。しかし、24次の電力変換器13の出力電圧VPCS(n)は非常に小さいため、連系点3の24次高調波電流IPCC(n)は上限以下に収まっている。すなわち、電力変換器13の出力電圧VPCS(n)は、通常、偶数次の高調波を含まない。従って、共振ゲインα(n)のピークを、偶数次或いは、電力変換器13の高調波電圧VPCS(n)が低い或いは高い高調波の次数にシフトさせるため、トライ・アンド・エラーにてタップの切り替えを行う。
以上のように、高調波フィルタ14のタップ切替リアクトル142の接続タップを調整することで、連系点3の高調波電流IPCC(n)を抑制することができる。
In the lower part of FIG. 6, an example in which the horizontal axis is the harmonic order n and the vertical axis is the harmonic current I PCC (n) of the interconnection point 3 is shown. From the equation (14), the harmonic current I PCC (n) at the interconnection point 3 is applied to the resonance gain α (n) shown in the upper part of FIG. 6 and the harmonic voltage V of the power converter 13 shown in the middle part of FIG. It is obtained by multiplying by PCS (n). When the connection tap of the tap switching reactor 142 of the harmonic filter 14 is 142b, the 23rd harmonic current I PCC (n) at the connection point 3 exceeds the upper limit of the connection rule. Here, the upper limit of the interconnection regulation may be referred to as a grid code. By switching the connection tap of the tap switching reactor 142 from 142b to 142a, the 23rd-order resonance gain α (n) decreases, and the 23rd-order harmonic current I PCC (n) at the connection point 3 is the upper limit of the connection regulation. It can be contained below. Note that the 24th-order resonance gain α (n) is increased by switching the connection tap from 142b to 142a. However, since the output voltage V PCS (n) of the 24th power converter 13 is very small, the 24th harmonic current I PCC (n) at the connection point 3 is kept below the upper limit. That is, the output voltage V PCS (n) of the power converter 13 usually does not include even-order harmonics. Therefore, in order to shift the peak of the resonance gain α (n) to the even order or the harmonic order of the harmonic voltage V PCS (n) of the power converter 13 is low or high, tap by trial and error. Switch.
As described above, the harmonic current I PCC (n) at the interconnection point 3 can be suppressed by adjusting the connection tap of the tap switching reactor 142 of the harmonic filter 14.

<高調波フィルタの変形例1>
図7は、図3に示す高調波フィルタ14の変形例1の構成を示す図である。図3に示した高調波フィルタ14とは、リアクトルの並列接続数を切替えることによって高調波フィルタ14aのインダクタンスを調整し、共振ゲインα(n)を調整する構成とした点で異なる。図7に示すように、高調波フィルタ14aは、タップ切替リアクトル142(図3)の代わりに、複数の並列リアクトル144(144a,144b,144c)とそれらに接続するリアクトル用開閉器145(145a,145b,145c)を備える。そして、リアクトル用開閉器145を短絡または開放することで、並列リアクトル144(144a,144b,144c)の接続数を切替える。例えば、並列リアクトル144を1台接続する場合は、リアクトル用開閉器145aを短絡すると共にリアクトル用開閉器145b及びリアクトル用開閉器145cを開放する。また例えば、並列リアクトル144を2台接続する場合は、リアクトル用開閉器145a及びリアクトル用開閉器145bを短絡すると共にリアクトル用開閉器145cを開放する。
<Modification 1 of the harmonic filter>
FIG. 7 is a diagram showing a configuration of Modification 1 of the harmonic filter 14 shown in FIG. 3 is different from the harmonic filter 14 shown in FIG. 3 in that the inductance of the harmonic filter 14a is adjusted by switching the number of reactors connected in parallel to adjust the resonance gain α (n). As shown in FIG. 7, the harmonic filter 14 a includes a plurality of parallel reactors 144 (144 a, 144 b, 144 c) instead of the tap switching reactor 142 (FIG. 3) and a reactor switch 145 (145 a, 145b, 145c). And the number of connections of the parallel reactor 144 (144a, 144b, 144c) is switched by short-circuiting or opening the reactor switch 145. For example, when one parallel reactor 144 is connected, the reactor switch 145a is short-circuited and the reactor switch 145b and the reactor switch 145c are opened. Further, for example, when two parallel reactors 144 are connected, the reactor switch 145a and the reactor switch 145b are short-circuited and the reactor switch 145c is opened.

<高調波フィルタの変形例2>
図8は、図3に示す高調波フィルタ14の変形例2の構成を示す図である。図3に示した高調波フィルタ14とは、コンデンサの並列接続数を切替えることによって高調波フィルタ14bの静電容量を調整し、共振ゲインα(n)を調整する構成とした点で異なる。高調波フィルタ14bには、タップ切替リアクトル142の代わりにリアクトル141とし、複数の並列コンデンサ146(146a,146b,146c)と、それらに接続するコンデンサ用開閉器147(147a,147b,147c)を備える。そして、コンデンサ用開閉器147を短絡または開放することで、並列コンデンサ146の接続数を切替える。例えば、並列コンデンサ146を1台接続する場合は、コンデンサ用開閉器147aを短絡すると共にコンデンサ用開閉器147b及びコンデンサ用開閉器147cを開放する。また例えば、並列コンデンサ146を2台接続する場合は、コンデンサ用開閉器147a及びコンデンサ用開閉器147bを短絡すると共にコンデンサ用開閉器147cを開放する。
<Modification 2 of the harmonic filter>
FIG. 8 is a diagram illustrating a configuration of a second modification of the harmonic filter 14 illustrated in FIG. 3. 3 is different from the harmonic filter 14 shown in FIG. 3 in that the capacitance of the harmonic filter 14b is adjusted by switching the number of capacitors connected in parallel to adjust the resonance gain α (n). The harmonic filter 14b includes a reactor 141 instead of the tap switching reactor 142, and includes a plurality of parallel capacitors 146 (146a, 146b, 146c) and a capacitor switch 147 (147a, 147b, 147c) connected thereto. . Then, the number of connected parallel capacitors 146 is switched by short-circuiting or opening the capacitor switch 147. For example, when one parallel capacitor 146 is connected, the capacitor switch 147a is short-circuited and the capacitor switch 147b and the capacitor switch 147c are opened. For example, when two parallel capacitors 146 are connected, the capacitor switch 147a and the capacitor switch 147b are short-circuited and the capacitor switch 147c is opened.

以上の通り、本実施例によれば、発電効率の低下を防止しつつ、共振による高調波電流の増幅を抑制し得る発電装置及び発電システムを提供することが可能となる。
また、本実施例によれば、高調波フィルタ14のタップ切替リアクトル142の接続タップを調整することで、連系点3の高調波電流IPCC(n)を抑制することができる。
また、本実施例によれば、高調波フィルタ14aの並列リアクトル144の並列接続数を切替えることで、連系点3の高調波電流IPCC(n)を抑制することができる。
更にまた、本実施例によれば、高調波フィルタ14bの並列コンデンサ146の並列接続数を切替えることで、連系点3の高調波電流IPCC(n)を抑制することができる。
As described above, according to the present embodiment, it is possible to provide a power generation apparatus and a power generation system that can suppress amplification of harmonic current due to resonance while preventing a decrease in power generation efficiency.
Further, according to the present embodiment, the harmonic current I PCC (n) at the interconnection point 3 can be suppressed by adjusting the connection tap of the tap switching reactor 142 of the harmonic filter 14.
Further, according to the present embodiment, the harmonic current I PCC (n) at the interconnection point 3 can be suppressed by switching the number of parallel connections of the parallel reactor 144 of the harmonic filter 14a.
Furthermore, according to the present embodiment, the harmonic current I PCC (n) at the connection point 3 can be suppressed by switching the number of parallel connections of the parallel capacitors 146 of the harmonic filter 14b.

図9は、本発明の他の実施例に係る実施例2の高調波フィルタ14cの構成図である。本実施例では、高調波フィルタ14cに複数のタップ切替リアクトル(148,149)を設ける点が実施例1と異なる。具体的には、高調波フィルタ14cには,タップ切替リアクトル142の代わりに、第1タップ切替リアクトル148及び第2タップ切替リアクトル149を備える。実施例1と同一の構成要素に同一の符号を付し、以下では実施例1と重複する説明を省略する。   FIG. 9 is a configuration diagram of the harmonic filter 14c of the second embodiment according to another embodiment of the present invention. The present embodiment is different from the first embodiment in that a plurality of tap switching reactors (148, 149) are provided in the harmonic filter 14c. Specifically, the harmonic filter 14 c includes a first tap switching reactor 148 and a second tap switching reactor 149 instead of the tap switching reactor 142. The same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description overlapping with that in the first embodiment is omitted below.

図9に示すように、高調波フィルタ14cによる第1タップ切替リアクトル148及び第2タップ切替リアクトル149の合成インダクタンスの調整を、図10を用いて説明する。図10は、図9に示す高調波フィルタ14cのインダクタンスの調整性能を説明する図である。第1タップ切替リアクトル148のインダクタンス調整候補を、例えば1.7mH(接続タップ148a)、2.0mH(接続タップ148b)、及び2.3 mH(タップ148c)の3通りとする。また、第2タップ切替リアクトル149のインダクタンス調整候補を、例えば0.0mH(接続タップ149a)、0.1mH(接続タップ149b)、及び0.2mH(タップ149c)の3通りとする。
図10に示すように、例えば、第1タップ切替リアクトル148の端子148dとタップ148aを接続すると共に、第2タップ切替リアクトル149の端子149dとタップ149aを接続することで、合成インダクタンスは1.7mHとなる。また、第1タップ切替リアクトル148の端子148dとタップ148bを接続すると共に、第2タップ切替リアクトル149の端子149dとタップ149cを接続することで、合成インダクタンスは2.2mHとなる。第1タップ切替リアクトル148の端子148dとタップ148cを接続すると共に、第2タップ切替リアクトル149の端子149dとタップ149cを接続することで、合成インダクタンスは2.5mHとなる。
As shown in FIG. 9, adjustment of the combined inductance of the first tap switching reactor 148 and the second tap switching reactor 149 by the harmonic filter 14c will be described with reference to FIG. FIG. 10 is a diagram for explaining the adjustment performance of the inductance of the harmonic filter 14c shown in FIG. The inductance adjustment candidates of the first tap switching reactor 148 are, for example, three types of 1.7 mH (connection tap 148a), 2.0 mH (connection tap 148b), and 2.3 mH (tap 148c). In addition, the inductance adjustment candidates of the second tap switching reactor 149 are, for example, three types of 0.0 mH (connection tap 149a), 0.1 mH (connection tap 149b), and 0.2 mH (tap 149c).
As shown in FIG. 10, for example, by connecting the terminal 148d of the first tap switching reactor 148 and the tap 148a and connecting the terminal 149d of the second tap switching reactor 149 and the tap 149a, the combined inductance is 1.7 mH. It becomes. Further, by connecting the terminal 148d of the first tap switching reactor 148 and the tap 148b and connecting the terminal 149d of the second tap switching reactor 149 and the tap 149c, the combined inductance becomes 2.2 mH. By connecting the terminal 148d of the first tap switching reactor 148 and the tap 148c and connecting the terminal 149d of the second tap switching reactor 149 and the tap 149c, the combined inductance becomes 2.5 mH.

第1タップ切替リアクトル148のインダクタンス調整候補を3通り及び第2タップ切替リアクトル149のインダクタンス調整候補を3通りとすることで、第1タップ切替リアクトル148及び第2タップ切替リアクトル149の合成インダクタンスの調整候補は、1.7mH〜2.5mHまで0.1mH刻みの9通りとなる。図10に示す第1タップ切替リアクトル148のインダクタンス調整候補及び第2タップ切替リアクトル149のインダクタンス調整候補の組み合わせと、当該各組み合わせによる合成インダクタンスとの対応関係は、例えば、図1に示す制御装置29としてのSCADA或いは制御盤内の図示しない記憶部に格納されている。   Adjusting the combined inductance of the first tap switching reactor 148 and the second tap switching reactor 149 by adjusting the inductance adjustment candidates of the first tap switching reactor 148 and three inductance adjustment candidates of the second tap switching reactor 149. There are nine candidates in increments of 0.1 mH from 1.7 mH to 2.5 mH. The correspondence relationship between the combination of the inductance adjustment candidate of the first tap switching reactor 148 and the inductance adjustment candidate of the second tap switching reactor 149 shown in FIG. 10 and the combined inductance of each combination is, for example, the control device 29 shown in FIG. Stored in SCADA or a storage unit (not shown) in the control panel.

なお、本実施例では、第1タップ切替リアクトル148のインダクタンス調整候補を3通り及び第2タップ切替リアクトル149のインダクタンス調整候補を3通りとする場合を一例として示したが、第1タップ切替リアクトル148のインダクタンス調整候補数及び第2タップ切替リアクトル149のインダクタンス調整候補数はこれに限られるものではなく、適宜設定すれば良い。また、第1タップ切替リアクトル148のインダクタンス調整候補数と第2タップ切替リアクトル149のインダクタンス調整候補数とを必ずしも同一とする必要は無い。   In the present embodiment, the case where the number of inductance adjustment candidates for the first tap switching reactor 148 is three and the number of inductance adjustment candidates for the second tap switching reactor 149 is three as an example. However, the first tap switching reactor 148 is illustrated. The number of inductance adjustment candidates and the number of inductance adjustment candidates of the second tap switching reactor 149 are not limited to this, and may be set as appropriate. The number of inductance adjustment candidates for the first tap switching reactor 148 and the number of inductance adjustment candidates for the second tap switching reactor 149 are not necessarily the same.

以上の通り本実施例によれば、実施例1の効果に加え、高調波フィルタに複数のタップ切替リアクトルを設けることで、当該複数のタップ切替リアクトルの合計タップ数より細かくインダクタンスを調整できることから、インダクタンスの調整性能を向上することが可能となる。   As described above, according to the present embodiment, in addition to the effects of the first embodiment, by providing a plurality of tap switching reactors in the harmonic filter, the inductance can be finely adjusted from the total number of taps of the plurality of tap switching reactors. Inductance adjustment performance can be improved.

図11は、本発明の他の実施例に係る実施例3の高調波フィルタを構成するタップ切替リアクトルの構成図である。本実施例では、タップ切替リアクトル142aに、タップ切替用の操作部を設ける点が実施例1及び実施例2と異なる。以下では、実施例1において示したタップ切替リアクトル142を比較対象として、本実施例のタップ切替リアクトル142aについて説明する。なお、本実施例の構成は上述の実施例2に対しても同様に適用可能である。   FIG. 11 is a configuration diagram of a tap switching reactor constituting the harmonic filter according to the third embodiment of the present invention. The present embodiment is different from the first and second embodiments in that the tap switching reactor 142a is provided with a tap switching operation unit. Hereinafter, the tap switching reactor 142a of the present embodiment will be described using the tap switching reactor 142 shown in the first embodiment as a comparison target. The configuration of the present embodiment can be similarly applied to the above-described second embodiment.

図11に示すように、タップ切替リアクトル142aは、実施例1のタップ切替リアクトル142(図3)とは異なり、タップ切替リアクトル142aを格納するタップ切替リアクトル盤1421、接続タップ操作部1422、及び接続タップ表示部1423を備える。接続タップ操作部1422及び接続タップ表示部1423は、タップ切替リアクトル盤1421の外部に設けられている。図11において白抜き矢印にて示すように、接続タップ操作部1422が時計回りに回動することによりリンク機構或いはクランクなどを介してタップ切替リアクトル142aの端子と接続されるタップが時計回りに位置するタップに切替えられる。同様に、図11において黒矢印にて示すように、接続タップ操作部1422が反時計回りに回動することによりリンク機構或いはクランクなどを介してタップ切替リアクトル142aの端子と接続されるタップが反時計回りに位置するタップに切替えられる。接続タップ表示部1423には、タップ切替リアクトル142aの端子と接続される現在のタップの番号或いは記号が表示される。なお、タップの番号或いは記号に限らず、タップを特定可能な表示形態であれば如何なる表示形態としても良い。また、接続タップ表示部1423に代えて、例えば、ガラス窓のように、タップ切替リアクトル盤1421内に格納されるタップ切替リアクトル142aの接続状態を外部より目視可能な構成としても良い。   As shown in FIG. 11, the tap switching reactor 142a is different from the tap switching reactor 142 (FIG. 3) of the first embodiment, the tap switching reactor panel 1421 for storing the tap switching reactor 142a, the connection tap operation unit 1422, and the connection. A tap display unit 1423 is provided. The connection tap operation unit 1422 and the connection tap display unit 1423 are provided outside the tap switching reactor board 1421. As shown by the white arrow in FIG. 11, the tap connected to the terminal of the tap switching reactor 142a via the link mechanism or the crank is rotated clockwise as the connection tap operation unit 1422 rotates clockwise. It is switched to tap to do. Similarly, as shown by a black arrow in FIG. 11, the tap connected to the terminal of the tap switching reactor 142a via the link mechanism or the crank is turned counterclockwise when the connection tap operation unit 1422 rotates counterclockwise. It is switched to a tap located clockwise. The connection tap display unit 1423 displays the number or symbol of the current tap connected to the terminal of the tap switching reactor 142a. Note that the display form is not limited to the tap number or symbol, and any display form may be used as long as the tap can be specified. Instead of the connection tap display unit 1423, for example, a connection state of the tap switching reactor 142a stored in the tap switching reactor panel 1421 may be configured to be visible from the outside like a glass window.

以上の通り実施例によれば、実施例1及び実施例2の効果に加え、接続タップ操作部1422によってタップ切替えの操作性を向上できる。更に、接続タップ表示部1423によって接続タップの視認性を向上できる。これにより、タップ切替えに要する運用者或いは作業員の労力を削減できる。   As described above, according to the embodiment, in addition to the effects of the first embodiment and the second embodiment, the operability of tap switching can be improved by the connection tap operation unit 1422. Further, the visibility of the connection tap can be improved by the connection tap display portion 1423. Thereby, the labor of the operator or worker required for tap switching can be reduced.

図12は、本発明の他の実施例に係る実施例4の高調波フィルタ14dの構成図である。本実施例では、高調波フィルタ14dを構成するタップ切替リアクトル142の接続タップを決定するタップ整定装置15を高調波フィルタ14d内に設ける点が実施例1乃至実施例3と異なる。以下では、実施例1において示した高調波フィルタ14を比較対象として、本実施例の高調波フィルタ14dを説明する。なお、本実施例の構成は上述の実施例2及び実施例3に対しても同様に適用可能である。また、実施例1と同一の構成要素に同一の符号を付し、実施例1と重複する説明を省略する。   FIG. 12 is a configuration diagram of the harmonic filter 14d of the fourth embodiment according to another embodiment of the present invention. The present embodiment is different from the first to third embodiments in that a tap settling device 15 for determining a connection tap of the tap switching reactor 142 constituting the harmonic filter 14d is provided in the harmonic filter 14d. Hereinafter, the harmonic filter 14d of the present embodiment will be described using the harmonic filter 14 shown in the first embodiment as a comparison target. The configuration of the present embodiment can be similarly applied to the above-described second and third embodiments. Also, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description overlapping with that in the first embodiment is omitted.

図12に示すように、高調波フィルタ14dは、タップ整定装置15を有する。
<タップ整定装置の構成>
図13は、図12に示すタップ整定装置15の機能ブロック図である。図13に示すように、タップ整定部15は、入力部153、入力I/F154a、出力I/F154b、表示部152、接続タップ決定部151、FFT155(Fast Fourier Transform)、記憶部156、及び通信I/F157を備え、これらは相互に内部バス158にてアクセス可能に接続されている。FFT155及び接続タップ決定部151は、例えば、図示しないCPU(Central Processing Unit)などのプロセッサ、各種プログラムを格納するROM、演算過程のデータを一時的に格納するRAM、外部記憶装置などの記憶装置にて実現されると共に、CPUなどのプロセッサがROMに格納された各種プログラムを読み出し実行し、実行結果である演算結果をRAM又は外部記憶装置に格納する。
As shown in FIG. 12, the harmonic filter 14 d has a tap settling device 15.
<Configuration of tap settling device>
FIG. 13 is a functional block diagram of the tap settling device 15 shown in FIG. As shown in FIG. 13, the tap settling unit 15 includes an input unit 153, an input I / F 154a, an output I / F 154b, a display unit 152, a connection tap determination unit 151, an FFT 155 (Fast Fourier Transform), a storage unit 156, and a communication. I / F 157 is provided, and these are connected to each other via an internal bus 158 so as to be accessible. The FFT 155 and the connection tap determination unit 151 include, for example, a processor (not shown) such as a CPU (Central Processing Unit), a ROM that stores various programs, a RAM that temporarily stores operation process data, and a storage device such as an external storage device. In addition, a processor such as a CPU reads and executes various programs stored in the ROM, and stores an operation result as an execution result in the RAM or the external storage device.

入力部153は、運用者或いは作業員により例えば、上述の連系規定の上限値の設定に供される。
入力I/F154aは、連系点3の高調波電流の計測値及び予め入力部153より入力される連系規定の上限値を取得し、取得された連系点3の高調波電流の計測値及び連系規定の上限値を記憶部156の所定の記憶領域に内部バス158を介して格納する。また、入力I/F154aは、連系点3の高調波電流の計測値をFFT155へ内部バス158を介して転送する。
FFT155は、転送された連系点3の高調波電流の計測値を各次数の高調波電流に変換する。また、FFT155は、変換された連系点3の各次数の高調波電流を接続タップ決定部151へ内部バス158を介して転送する。
接続タップ決定部151は、詳細後述する処理を実行し、決定した接続タップ番号またはアラームを、表示部152へ内部バス158及び出力I/F154bを介して転送する。また、接続タップ決定部151が、決定した接続タップ番号またはアラームを、通信I/F157を介して制御装置29(図1)としてのSCADAまたは制御盤へも出力する。
表示部152は、転送された決定した接続タップ番号またはアラームを画面上に表示する。
なお、本実施例では、接続タップ決定部151が、決定した接続タップ番号またはアラームを、通信I/F157を介して制御装置29(図1)としてのSCADAまたは制御盤へも出力する構成を示したが、必ずしもこれに限らず、SCADAまたは制御盤への出力を不要としても良い。
The input unit 153 is used for setting the upper limit value of the above-mentioned interconnection regulation by an operator or a worker, for example.
The input I / F 154a acquires the measured value of the harmonic current at the connection point 3 and the upper limit value of the connection regulation specified in advance from the input unit 153, and the acquired measured value of the harmonic current at the connection point 3 In addition, the upper limit value of the interconnection regulation is stored in a predetermined storage area of the storage unit 156 via the internal bus 158. Further, the input I / F 154 a transfers the measured value of the harmonic current at the interconnection point 3 to the FFT 155 via the internal bus 158.
The FFT 155 converts the transferred measurement value of the harmonic current at the interconnection point 3 into a harmonic current of each order. Also, the FFT 155 transfers the converted harmonic currents of the respective orders of the interconnection point 3 to the connection tap determination unit 151 via the internal bus 158.
The connection tap determination unit 151 executes processing described in detail later, and transfers the determined connection tap number or alarm to the display unit 152 via the internal bus 158 and the output I / F 154b. Moreover, the connection tap determination part 151 outputs the determined connection tap number or alarm also to SCADA as a control apparatus 29 (FIG. 1) or a control panel via communication I / F157.
The display unit 152 displays the determined connection tap number or alarm transferred on the screen.
In this embodiment, the connection tap determining unit 151 outputs the determined connection tap number or alarm to the SCADA or the control panel as the control device 29 (FIG. 1) via the communication I / F 157. However, the present invention is not necessarily limited to this, and output to SCADA or the control panel may be unnecessary.

[タップ整定装置の動作]
図14は、図13に示すタップ整定装置の処理フローを示す図である。なお、以下では、タップ切替リアクトル142の複数タップ(142a,142b,142c)のうちの1つと端子142dを接続し、接続したタップの番号を接続タップ番号iとする。接続タップ番号iのときの連系点3の高調波電流IPCC(n)を計測する場合を想定し説明する。
ステップS11では、入力I/F154aが接続タップ番号iについて連系点3の高調波電流IPCC(n)の計測値を取得し、取得された接続タップ番号iについて連系点3の高調波電流IPCC(n)の計測値を記憶部156の所定の記憶領域に内部バス158を介して格納すると共にFFT155へ内部バス158を介して転送する。FFT155は、転送された接続タップ番号iについて連系点3の高調波電流IPCC(n)の計測値を各次数の高調波電流IPCC(n)に変換する。また、FFT155は、変換された接続タップ番号iについて連系点3の各次数の高調波電流IPCC(n)を接続タップ決定部151へ内部バス158を介して転送する。
[Operation of tap settling device]
FIG. 14 is a diagram illustrating a processing flow of the tap settling device illustrated in FIG. 13. Hereinafter, one of a plurality of taps (142a, 142b, 142c) of the tap switching reactor 142 is connected to the terminal 142d, and the number of the connected tap is referred to as a connection tap number i. A case where the harmonic current I PCC (n) at the interconnection point 3 at the time of the connection tap number i is measured will be described.
In step S11, the input I / F 154a acquires the measured value of the harmonic current I PCC (n) at the connection point 3 for the connection tap number i, and the harmonic current at the connection point 3 for the acquired connection tap number i. The measured value of I PCC (n) is stored in a predetermined storage area of the storage unit 156 via the internal bus 158 and transferred to the FFT 155 via the internal bus 158. The FFT 155 converts the measured value of the harmonic current I PCC (n) at the connection point 3 into the harmonic current I PCC (n) of each order for the transferred connection tap number i. Further, the FFT 155 transfers the harmonic current I PCC (n) of each order of the interconnection point 3 for the converted connection tap number i to the connection tap determination unit 151 via the internal bus 158.

ステップS12では、接続タップ決定部151が、内部バス158を介して記憶部156へアクセスし、記憶部156に格納される予め設定された連系規定の上限値を読み出す。そして、接続タップ決定部151は、FFT155より転送された接続タップ番号iについて連系点3の各次数の高調波電流IPCC(n)が、連系規定の上限値以下か否かを判定する。判定の結果が連系点3の各次数の高調波電流IPCC(n)が連系規定の上限値以下の場合、ステップS13へ進む。一方、判定の結果が連系点3の各次数の高調波電流IPCC(n)が連系規定の上限値を超える場合、ステップS14へ進む。 In step S <b> 12, the connection tap determination unit 151 accesses the storage unit 156 via the internal bus 158, and reads an upper limit value set in advance and stored in the storage unit 156. Then, the connection tap determination unit 151 determines whether or not the harmonic current I PCC (n) of each order of the connection point 3 is equal to or less than the upper limit value specified for the connection for the connection tap number i transferred from the FFT 155. . If the result of the determination is that the harmonic current I PCC (n) of each order at the connection point 3 is equal to or less than the upper limit value specified for the connection, the process proceeds to step S13. On the other hand, if the result of determination is that the harmonic current I PCC (n) of each order at the connection point 3 exceeds the upper limit value specified for connection, the process proceeds to step S14.

ステップS13では、接続タップ決定部151は、接続タップを接続タップ番号iに決定し、内部バス158及び出力I/F154bを介して表示部152へ接続タップ番号iを出力する。
ステップS14では、接続タップ決定部151は、全てのタップについて、連系点3の高調波電流IPCC(n)を計測したか否かを判定する。判定の結果、全てのタップについて連系点3の高調波電流IPCC(n)の計測を完了している場合、ステップS16へ進む。一方、判定の結果、全てのタップについて連系点3の高調波電流IPCC(n)の計測が完了していない場合にはステップS15へ進み、接続タップ番号iを変更して連系点3の高調波電流IPCC(n)を再計測し、ステップS11へ戻り、ステップS11〜ステップS14までの処理を繰り返し実行する。
In step S13, the connection tap determination unit 151 determines the connection tap as the connection tap number i, and outputs the connection tap number i to the display unit 152 via the internal bus 158 and the output I / F 154b.
In step S < b > 14, the connection tap determination unit 151 determines whether or not the harmonic current I PCC (n) at the interconnection point 3 has been measured for all the taps. As a result of the determination, when the measurement of the harmonic current I PCC (n) at the interconnection point 3 is completed for all the taps, the process proceeds to step S16. On the other hand, as a result of the determination, if the measurement of the harmonic current I PCC (n) at the connection point 3 is not completed for all the taps, the process proceeds to step S15 to change the connection tap number i to change the connection point 3 The harmonic current I PCC (n) is measured again, the process returns to step S11, and the processes from step S11 to step S14 are repeated.

ステップS16では、接続タップ決定部151は、内部バス158及び出力I/F154bを介して表示部152へアラームを出力する。   In step S16, the connection tap determination unit 151 outputs an alarm to the display unit 152 via the internal bus 158 and the output I / F 154b.

<タップ整定装置の変形例>
図15は、図12に示すタップ整定装置15の変形例の機能ブロック図である。図12に示したタップ整定装置15とは、電力変換器13の高調波電圧VPCS(n)及び共振ゲインα(n)から連系点3の高調波電流IPCC(n)を推定する高調波電流推定部159を有する点で異なる。
図15に示すように、タップ整定部15aは、入力部153、入力I/F154a、出力I/F154b、表示部152、接続タップ決定部151、高調波電流推定部159、記憶部156、及び通信I/F157を備え、これらは相互に内部バス158にてアクセス可能に接続されている。接続タップ決定部151及び高調波電流推定部159は、例えば、図示しないCPUなどのプロセッサ、各種プログラムを格納するROM、演算過程のデータを一時的に格納するRAM、外部記憶装置などの記憶装置にて実現されると共に、CPUなどのプロセッサがROMに格納された各種プログラムを読み出し実行し、実行結果である演算結果をRAM又は外部記憶装置に格納する。
<Modification of tap settling device>
FIG. 15 is a functional block diagram of a modification of the tap settling device 15 shown in FIG. 12 is a harmonic that estimates the harmonic current I PCC (n) at the interconnection point 3 from the harmonic voltage V PCS (n) of the power converter 13 and the resonance gain α (n). The difference is that a wave current estimation unit 159 is provided.
As shown in FIG. 15, the tap settling unit 15a includes an input unit 153, an input I / F 154a, an output I / F 154b, a display unit 152, a connection tap determination unit 151, a harmonic current estimation unit 159, a storage unit 156, and a communication. I / F 157 is provided, and these are connected to each other via an internal bus 158 so as to be accessible. The connection tap determination unit 151 and the harmonic current estimation unit 159 include, for example, a processor such as a CPU (not shown), a ROM that stores various programs, a RAM that temporarily stores calculation process data, and a storage device such as an external storage device. In addition, a processor such as a CPU reads and executes various programs stored in the ROM, and stores an operation result as an execution result in the RAM or the external storage device.

入力部153は、運用者或いは作業員により例えば、電力変換器13の高調波電圧VPCS(n)、タップ切替リアクトル142のタップ(142a,142b,142c)を各々に接続した場合での共振ゲインα(n)、及び上述の連系規定の上限値の設定に供される。
入力I/F154aは、入力部153より入力される、電力変換器13の高調波電圧VPCS(n)、タップ切替リアクトル142のタップ(142a,142b,142c)を各々に接続した場合での共振ゲインα(n)、及び連系規定の上限値を取得し、取得された電力変換器13の高調波電圧VPCS(n)、タップ切替リアクトル142のタップ(142a,142b,142c)を各々に接続した場合での共振ゲインα(n)、及び連系規定の上限値を記憶部156の所定の記憶領域に内部バス158を介して格納する。また、入力I/F154aは、電力変換器13の高調波電圧VPCS(n)、及びタップ切替リアクトル142のタップ(142a,142b,142c)を各々に接続した場合での共振ゲインα(n)を高調波電流推定部159へ内部バス158を介して転送する。
The input unit 153 is, for example, a resonance gain when the operator or an operator connects the harmonic voltage V PCS (n) of the power converter 13 and the taps (142a, 142b, 142c) of the tap switching reactor 142, respectively. It is used for setting α (n) and the upper limit value of the above-mentioned interconnection regulation.
The input I / F 154a is a resonance when the harmonic voltage V PCS (n) of the power converter 13 and the taps (142a, 142b, 142c) of the tap switching reactor 142 are connected to the input unit 153, respectively. The gain α (n) and the upper limit value of the interconnection regulation are acquired, and the acquired harmonic voltage V PCS (n) of the power converter 13 and taps (142a, 142b, 142c) of the tap switching reactor 142 are respectively set. The resonance gain α (n) in the case of connection and the upper limit value of the interconnection regulation are stored in a predetermined storage area of the storage unit 156 via the internal bus 158. The input I / F 154a is a resonance gain α (n) when the harmonic voltage V PCS (n) of the power converter 13 and the taps (142a, 142b, 142c) of the tap switching reactor 142 are connected to each other. Is transferred to the harmonic current estimation unit 159 via the internal bus 158.

高調波電流推定部159は、転送された電力変換器13の高調波電圧VPCS(n)、及びタップ切替リアクトル142のタップ(142a,142b,142c)を各々に接続した場合での共振ゲインα(n)を用いて、上述の式(14)の演算を実行し、連系点3の高調波電流IPCC(n)の推定値を求める。高調波電流推定部159は、求めた連系点3の高調波電流IPCC(n)の推定値を、内部バス158を介して接続タップ決定部151へ転送する。
接続タップ決定部151は、上述した処理を実行し、決定した接続タップ番号またはアラームを、表示部152へ内部バス158及び出力I/F154bを介して転送する。また、接続タップ決定部151が、決定した接続タップ番号またはアラームを、通信I/F157を介して制御装置29(図1)としてのSCADAまたは制御盤へも出力する。
表示部152は、転送された決定した接続タップ番号またはアラームを画面上に表示する。
The harmonic current estimation unit 159 has a resonance gain α when the transferred harmonic voltage V PCS (n) of the power converter 13 and the taps (142a, 142b, 142c) of the tap switching reactor 142 are connected to each other. Using (n), the calculation of the above-described equation (14) is executed to obtain an estimated value of the harmonic current I PCC (n) at the interconnection point 3. The harmonic current estimation unit 159 transfers the obtained estimated value of the harmonic current I PCC (n) at the interconnection point 3 to the connection tap determination unit 151 via the internal bus 158.
The connection tap determination unit 151 executes the above-described processing, and transfers the determined connection tap number or alarm to the display unit 152 via the internal bus 158 and the output I / F 154b. Moreover, the connection tap determination part 151 outputs the determined connection tap number or alarm also to SCADA as a control apparatus 29 (FIG. 1) or a control panel via communication I / F157.
The display unit 152 displays the determined connection tap number or alarm transferred on the screen.

なお、本実施例では、接続タップ決定部151が、決定した接続タップ番号またはアラームを、通信I/F157を介して制御装置29(図1)としてのSCADAまたは制御盤へも出力する構成を示したが、必ずしもこれに限らず、SCADAまたは制御盤への出力を不要としても良い。
また、本実施例では、タップ整定装置15またはタップ整定装置15aを高調波フィルタ14d内に設置する構成を一例として説明したがこれに限られるものではない。例えば、上述の図1に示す運転管理センター31に設置される電子端末31に、上述のタップ整定装置15またはタップ整定装置15aの機能を実装する構成としても良い。
In this embodiment, the connection tap determining unit 151 outputs the determined connection tap number or alarm to the SCADA or the control panel as the control device 29 (FIG. 1) via the communication I / F 157. However, the present invention is not necessarily limited to this, and output to SCADA or the control panel may be unnecessary.
Moreover, although the present Example demonstrated as an example the structure which installs the tap setter 15 or the tap setter 15a in the harmonic filter 14d, it is not restricted to this. For example, it is good also as a structure which mounts the function of the above-mentioned tap settling apparatus 15 or the tap settling apparatus 15a in the electronic terminal 31 installed in the operation management center 31 shown in the above-mentioned FIG.

以上の通り本実施例によれば、上述の実施例1乃至実施例3の効果に加え、高調波フィルタ14dは連系点3の高調波電流IPCC(n)又は連系点3の高調波電流IPCC(n)の推定値に応じてタップ切替リアクトルの接続タップを調整することにより、連系点3の高調波電流IPCC(n)を抑制できる。一方、接続タップを調整しても連系点3の高調波電流IPCC(n)を連系規定の上限値以下に抑制できない場合には、アラームを表示することで、運用者或いは作業員は風力発電装置1を停止する等の対策をすることができる。 As described above, according to the present embodiment, in addition to the effects of the first to third embodiments, the harmonic filter 14d has the harmonic current I PCC (n) at the connection point 3 or the harmonic at the connection point 3. By adjusting the connection tap of the tap switching reactor according to the estimated value of the current I PCC (n), the harmonic current I PCC (n) at the interconnection point 3 can be suppressed. On the other hand, if the harmonic current I PCC (n) at the connection point 3 cannot be suppressed below the upper limit of the connection regulation even after adjusting the connection tap, the operator or the worker can display the alarm. It is possible to take measures such as stopping the wind power generator 1.

図16は、本発明の他の実施例に係る実施例5の高調波フィルタ14eの構成図である。本実施例では、電圧センサ17、電流センサ18、及び共振ゲインα(n)の変化を検出する共振ゲイン検査部16を高調波フィルタ14e内に設ける点が実施例1乃至実施例4と異なる。以下では、実施例1において示した高調波フィルタ14を比較対象として、本実施例の高調波フィルタ14dを説明する。なお、本実施例の構成は上述の実施例2乃至実施例4に対しても同様に適用可能である。また、実施例1と同一の構成要素に同一の符号を付し、実施例1と重複する説明を省略する。
図16に示すように、高調波フィルタ14eは、電圧センサ17、電流センサ18、及び共振ゲイン検査部16を有する。
FIG. 16 is a configuration diagram of the harmonic filter 14e of the fifth embodiment according to another embodiment of the present invention. This embodiment differs from the first to fourth embodiments in that a voltage sensor 17, a current sensor 18, and a resonance gain inspection unit 16 that detects changes in the resonance gain α (n) are provided in the harmonic filter 14e. Hereinafter, the harmonic filter 14d of the present embodiment will be described using the harmonic filter 14 shown in the first embodiment as a comparison target. The configuration of the present embodiment can be similarly applied to the above-described second to fourth embodiments. Also, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description overlapping with that in the first embodiment is omitted.
As shown in FIG. 16, the harmonic filter 14 e includes a voltage sensor 17, a current sensor 18, and a resonance gain inspection unit 16.

<共振ゲイン検査部の構成>
図17は、図16に示す共振ゲイン検査部16の機能ブロック図である。図17に示すように、共振ゲイン検査部16は、入力部163、入力I/F164a、出力I/F164b、表示部162、インピーダンス変化検出部161、記憶部166、及び通信I/F167を備え、これらは相互に内部バス168にてアクセス可能に接続されている。インピーダンス変化検出部161は、例えば、図示しないCPUなどのプロセッサ、各種プログラムを格納するROM、演算過程のデータを一時的に格納するRAM、外部記憶装置などの記憶装置にて実現されると共に、CPUなどのプロセッサがROMに格納された各種プログラムを読み出し実行し、実行結果である演算結果をRAM又は外部記憶装置に格納する。
<Configuration of resonance gain inspection unit>
FIG. 17 is a functional block diagram of the resonance gain inspection unit 16 shown in FIG. As shown in FIG. 17, the resonance gain inspection unit 16 includes an input unit 163, an input I / F 164a, an output I / F 164b, a display unit 162, an impedance change detection unit 161, a storage unit 166, and a communication I / F 167. These are connected to each other via an internal bus 168. The impedance change detection unit 161 is realized by, for example, a processor such as a CPU (not shown), a ROM that stores various programs, a RAM that temporarily stores data of calculation processes, a storage device such as an external storage device, and a CPU. The processor reads and executes various programs stored in the ROM, and stores the calculation result as the execution result in the RAM or the external storage device.

入力部163は、運用者或いは作業員により例えば、合成インピーダンスの設定値Z及び誤差の許容値の設定に供される。
入力I/F164aは、電圧センサ17により計測される高調波電圧計測値V(n)、電流センサ18により計測される高調波電流計測値I(n)、及び入力部163より入力される合成インピーダンスの設定値Z及び誤差の許容値を取得し、取得された高調波電圧計測値V(n)、高調波電流計測値I(n)、合成インピーダンスの設定値Z及び誤差の許容値を記憶部156の所定の記憶領域に内部バス158を介して格納する。また、入力I/F154aは、高調波電圧計測値V(n)及び高調波電流計測値I(n)をインピーダンス変化検出部161へ内部バス168を介して転送する。
インピーダンス変化検出部161は、転送された高調波電圧計測値V(n)及び高調波電流計測値I(n)から、合成インピーダンスの実測値Z0Sを、以下の式(15)を用いて求める。
The input unit 163 is, for example, by the operator or personnel is subjected to the setting of the set value Z 0 and the error tolerance of the combined impedance.
The input I / F 164 a is input from the harmonic voltage measurement value V S (n) measured by the voltage sensor 17, the harmonic current measurement value I S (n) measured by the current sensor 18, and the input unit 163. The composite impedance set value Z 0 and error tolerance are acquired, and the acquired harmonic voltage measurement value V S (n), harmonic current measurement value I S (n), composite impedance set value Z 0 and error are obtained. Are stored in a predetermined storage area of the storage unit 156 via the internal bus 158. Further, the input I / F 154a transfers the harmonic voltage measurement value V S (n) and the harmonic current measurement value I S (n) to the impedance change detection unit 161 via the internal bus 168.
The impedance change detection unit 161 uses the following expression (15) to calculate the actual measurement value Z 0S of the combined impedance from the transferred harmonic voltage measurement value V S (n) and the harmonic current measurement value I S (n). Ask.

Figure 2019022272
Figure 2019022272

求めたに基づき詳細後述する処理を実行し、インピーダンスが変化したことを示す信号を、表示部162へ内部バス168及び出力I/F164bを介して転送する。また、インピーダンス変化検出部161は、接続タップ決定部151が、インピーダンスが変化したことを示す信号を、通信I/F167を介して制御装置29(図1)としてのSCADAまたは制御盤へも出力する。
表示部162は、転送されたインピーダンスが変化したことを示す信号を画面上に表示する。
なお、本実施例では、インピーダンス変化検出部161が、インピーダンスが変化したことを示す信号を、通信I/F167を介して制御装置29(図1)としてのSCADAまたは制御盤へも出力する構成を示したが、必ずしもこれに限らず、SCADAまたは制御盤への出力を不要としても良い。
Based on the obtained information, processing to be described in detail later is executed, and a signal indicating that the impedance has changed is transferred to the display unit 162 via the internal bus 168 and the output I / F 164b. In addition, the impedance change detection unit 161 outputs a signal indicating that the connection tap determination unit 151 has changed the impedance to the SCADA or the control panel as the control device 29 (FIG. 1) via the communication I / F 167. .
The display unit 162 displays a signal indicating that the transferred impedance has changed on the screen.
In this embodiment, the impedance change detector 161 outputs a signal indicating that the impedance has changed to the SCADA or the control panel as the control device 29 (FIG. 1) via the communication I / F 167. Although shown, it is not necessarily limited to this, and output to SCADA or the control panel may be unnecessary.

[共振ゲイン検査部の動作]
図18は、図17に示す共振ゲイン検査部16の処理フローを示す図である。
図18に示すように、ステップS21では、入力I/F164aが、電圧センサ17により計測される高調波電圧計測値V(n)、電流センサ18により計測される高調波電流計測値I(n)、及び入力部163より入力される合成インピーダンスの設定値Zを取得し、取得された高調波電圧計測値V(n)、高調波電流計測値I(n)、及び合成インピーダンスの設定値Zを記憶部166の所定の記憶領域に内部バス168を介して格納すると共にインピーダンス変化検出部161へ内部バス168を介して転送する。ここで、合成インピーダンスの設定値Zとは、上述の図5及び式(8)により求められる値である。
[Resonance gain tester operation]
FIG. 18 is a diagram showing a processing flow of the resonance gain inspection unit 16 shown in FIG.
As shown in FIG. 18, in step S <b> 21, the input I / F 164 a has a harmonic voltage measurement value V S (n) measured by the voltage sensor 17 and a harmonic current measurement value I S (measured by the current sensor 18). n) and the set value Z 0 of the combined impedance input from the input unit 163, and the acquired harmonic voltage measured value V S (n), the harmonic current measured value I S (n), and the combined impedance to transfer via the internal bus 168 the set value Z 0 to the impedance change detection unit 161 stores via the internal bus 168 in a predetermined storage area of the storage unit 166. Here, the set value Z 0 of the combined impedance is a value obtained by the above-described FIG. 5 and the equation (8).

ステップS22では、インピーダンス変化検出部161は、転送された高調波電圧計測値V(n)及び高調波電流計測値I(n)を用いて上述の式(15)の演算を実行し合成インピーダンスの実測値Z0Sを求める。
ステップS23では、インピーダンス変化検出部161は、内部バス168を介して記憶部166へアクセスし、記憶部166に格納される予め設定された誤差の許容値を読み出す。そして、転送された合成インピーダンスの設定値ZとステップS22にて求めた合成インピーダンスの実測値Z0Sとの誤差を求め、当該求めた誤差が誤差の許容値以下か否かを判定する。判定の結果、求めた誤差が誤差の許容値以下の場合、処理を終了する。一方、判定の結果、求めた誤差が誤差の許容値を超える場合、ステップS24に進む。
ステップS24では、インピーダンス変化検出部161は、インピーダンスが変化したことを示す信号を、内部バス168及び出力I/F164bを介して表示部162へ出力する。
In step S22, the impedance change detection unit 161 performs the calculation of the above-described formula (15) using the transferred harmonic voltage measurement value V S (n) and the harmonic current measurement value I S (n), and performs synthesis. The actual measured value Z 0S of the impedance is obtained.
In step S <b> 23, the impedance change detection unit 161 accesses the storage unit 166 via the internal bus 168, and reads a preset allowable error value stored in the storage unit 166. Then, an error between the transferred setting value Z 0 of the combined impedance and the actually measured value Z 0S of the combined impedance obtained in step S22 is obtained, and it is determined whether or not the obtained error is equal to or less than an allowable error. As a result of the determination, if the obtained error is equal to or less than the allowable value of the error, the process is terminated. On the other hand, if the obtained error exceeds the allowable error as a result of the determination, the process proceeds to step S24.
In step S24, the impedance change detection unit 161 outputs a signal indicating that the impedance has changed to the display unit 162 via the internal bus 168 and the output I / F 164b.

ここで、インピーダンスが変化する理由としては、例えば、電力系統4(商用電力系統)の系統切替えによる系統インピーダンス41の変化、及び電力系統4への力率改善用コンデンサの接続等が挙げられる。これらの理由によりインピーダンスが変化した場合、上述の式(14)に示す共振ゲインα(n)の特性も変化するため、連系点3の高調波電流IPCC(n)が増幅する可能性がある。しかし、共振ゲイン検査部16によってインピーダンスの変化を表示部162に出力することで、運用者或いは作業員はインピーダンスが変化したことを即座に把握でき、運用者或いは作業員は高調波フィルタ14eのタップ切替リアクトル142のタップの再調整を迅速に行うことができるため,連系点3の高調波電流IPCC(n)の増幅を抑制できる。 Here, the reason for the impedance change includes, for example, a change in the system impedance 41 due to system switching of the power system 4 (commercial power system), connection of a power factor improving capacitor to the power system 4, and the like. When the impedance changes for these reasons, the characteristic of the resonance gain α (n) shown in the above equation (14) also changes, so that the harmonic current I PCC (n) at the interconnection point 3 may be amplified. is there. However, by outputting the change in impedance to the display unit 162 by the resonance gain inspection unit 16, the operator or worker can immediately grasp that the impedance has changed, and the operator or worker can tap the harmonic filter 14e. Since readjustment of the tap of the switching reactor 142 can be performed quickly, amplification of the harmonic current I PCC (n) at the interconnection point 3 can be suppressed.

<高調波フィルタの変形例>
図19は、図16に示す高調波フィルタ14eの変形例の構成図である。図16に示した高調波フィルタ14eとは、電圧センサ17を省略する点で異なる。
図19に示すように、高調波フィルタ14eは、電流センサ18及び共振ゲイン検査部16aを有する。
<Modification of harmonic filter>
FIG. 19 is a configuration diagram of a modification of the harmonic filter 14e shown in FIG. It differs from the harmonic filter 14e shown in FIG. 16 in that the voltage sensor 17 is omitted.
As shown in FIG. 19, the harmonic filter 14e includes a current sensor 18 and a resonance gain inspection unit 16a.

図20は、図19に示す共振ゲイン検査部16aの機能ブロック図である。図20に示すように、共振ゲイン検査部16aは、入力部163、入力I/F164a、出力I/F164b、表示部162、インピーダンス変化検出部161a、記憶部166、及び通信I/F167を備え、これらは相互に内部バス168にてアクセス可能に接続されている。インピーダンス変化検出部161aは、例えば、図示しないCPUなどのプロセッサ、各種プログラムを格納するROM、演算過程のデータを一時的に格納するRAM、外部記憶装置などの記憶装置にて実現されると共に、CPUなどのプロセッサがROMに格納された各種プログラムを読み出し実行し、実行結果である演算結果をRAM又は外部記憶装置に格納する。   FIG. 20 is a functional block diagram of the resonance gain inspection unit 16a shown in FIG. As shown in FIG. 20, the resonance gain inspection unit 16a includes an input unit 163, an input I / F 164a, an output I / F 164b, a display unit 162, an impedance change detection unit 161a, a storage unit 166, and a communication I / F 167. These are connected to each other via an internal bus 168. The impedance change detection unit 161a is realized by, for example, a processor such as a CPU (not shown), a ROM that stores various programs, a RAM that temporarily stores calculation process data, a storage device such as an external storage device, and a CPU. The processor reads and executes various programs stored in the ROM, and stores the calculation result as the execution result in the RAM or the external storage device.

入力部163は、運用者或いは作業員により例えば、高調波電流の設定値I(n)及び誤差の許容値の設定に供される。ここで、高調波電流の設定値I(n)は、電力変換器13の高調波電圧VPCS(n)及び合成インピーダンスの設定値Zから、上述の式(9)を用いて予め計算した値を用いる。
入力I/F164aは、電流センサ18により計測される高調波電流計測値I(n)、及び入力部163より入力される高調波電流の設定値I(n)及び誤差の許容値を取得し、取得された高調波電流計測値I(n)、高調波電流の設定値I(n)及び誤差の許容値を記憶部166の所定の記憶領域に内部バス168を介して格納する。また、入力I/F164aは、高調波電流計測値I(n)及び高調波電流計測値I(n)をインピーダンス変化検出部161aへ内部バス168を介して転送する。
インピーダンス変化検出部161aは、転送された高調波電流計測値I(n)、高調波電流計測値I(n)、及び記憶部166に格納される誤差の許容値に基づき後述する処理を実行し、インピーダンスが変化したことを示す信号を、表示部162へ内部バス168及び出力I/F164bを介して転送する。また、インピーダンス変化検出部161aは、接続タップ決定部151が、インピーダンスが変化したことを示す信号を、通信I/F167を介して制御装置29(図1)としてのSCADAまたは制御盤へも出力する。
The input unit 163 is used, for example, for setting the harmonic current set value I 1 (n) and the error tolerance by an operator or a worker. Here, the set value I 1 (n) of the harmonic current is calculated in advance from the harmonic voltage V PCS (n) of the power converter 13 and the set value Z 0 of the combined impedance using the above-described equation (9). Use the value obtained.
The input I / F 164a acquires the harmonic current measurement value I S (n) measured by the current sensor 18, the harmonic current set value I 1 (n) input from the input unit 163, and an allowable error. Then, the acquired harmonic current measurement value I S (n), the harmonic current set value I 1 (n) and the allowable error value are stored in a predetermined storage area of the storage unit 166 via the internal bus 168. . In addition, the input I / F 164a transfers the harmonic current measurement value I S (n) and the harmonic current measurement value I S (n) to the impedance change detection unit 161a via the internal bus 168.
The impedance change detection unit 161a performs processing to be described later based on the transferred harmonic current measurement value I S (n), the harmonic current measurement value I S (n), and the error tolerance stored in the storage unit 166. The signal indicating that the impedance has been changed is transferred to the display unit 162 via the internal bus 168 and the output I / F 164b. The impedance change detection unit 161a also outputs a signal indicating that the connection tap determination unit 151 has changed impedance to the SCADA or the control panel as the control device 29 (FIG. 1) via the communication I / F 167. .

表示部162は、転送されたインピーダンスが変化したことを示す信号を画面上に表示する。
なお、通信I/F167を介して制御装置29(図1)としてのSCADAまたは制御盤へも出力する構成は必ずしも必要ではない。
The display unit 162 displays a signal indicating that the transferred impedance has changed on the screen.
A configuration for outputting to SCADA as the control device 29 (FIG. 1) or the control panel via the communication I / F 167 is not necessarily required.

図21は、図20に示す共振ゲイン検査部の処理フローを示す図である。
図20に示すように、ステップS31では、入力I/F164aが、電流センサ18により計測される高調波電流計測値I(n)及び入力部163より入力される高調波電流の設定値I(n)を取得し、取得された高調波電流計測値I(n)及び高調波電流の設定値I(n)を記憶部166の所定の記憶領域に内部バス168を介して格納すると共にインピーダンス変化検出部161aへ内部バス168を介して転送する。
FIG. 21 is a diagram illustrating a processing flow of the resonance gain inspection unit illustrated in FIG. 20.
As shown in FIG. 20, in step S31, the input I / F 164a is a harmonic current measurement value I S (n) measured by the current sensor 18 and a harmonic current set value I 1 input from the input unit 163. (N) is acquired, and the acquired harmonic current measurement value I S (n) and the set value I 1 (n) of the harmonic current are stored in a predetermined storage area of the storage unit 166 via the internal bus 168. At the same time, the data is transferred to the impedance change detector 161a via the internal bus 168.

ステップS32では、インピーダンス変化検出部161aは、内部バス168を介して記憶部166へアクセスし、記憶部166に格納される予め設定された誤差の許容値を読み出す。そして、転送された高調波電流計測値I(n)及び高調波電流の設定値I(n)との誤差を求め、当該求めた誤差が誤差の許容値以下か否かを判定する。判定の結果、求めた誤差が誤差の許容値以下の場合、処理を終了する。一方、判定の結果、求めた誤差が誤差の許容値を超える場合、ステップS33に進む。
ステップS33では、インピーダンス変化検出部161aは、インピーダンスが変化したことを示す信号を、内部バス168及び出力I/F164bを介して表示部162へ出力する。
In step S <b> 32, the impedance change detection unit 161 a accesses the storage unit 166 via the internal bus 168, and reads a preset allowable error value stored in the storage unit 166. Then, an error between the transferred harmonic current measurement value I S (n) and the set value I 1 (n) of the harmonic current is obtained, and it is determined whether or not the obtained error is equal to or less than an allowable error value. As a result of the determination, if the obtained error is equal to or less than the allowable value of the error, the process is terminated. On the other hand, as a result of the determination, if the obtained error exceeds the allowable error value, the process proceeds to step S33.
In step S33, the impedance change detection unit 161a outputs a signal indicating that the impedance has changed to the display unit 162 via the internal bus 168 and the output I / F 164b.

なお、本実施例では、共振ゲイン検査部16を高調波フィルタ14e内に設置する構成または共振ゲイン検査部16aを高調波フィルタ14f内に設置する構成を一例として説明したがこれに限られるものではない。例えば、上述の図1に示す運転管理センター31に設置される電子端末31に、上述の共振ゲイン検査部16または共振ゲイン検査部16aの機能を実装する構成としても良い。   In this embodiment, the configuration in which the resonance gain inspection unit 16 is installed in the harmonic filter 14e or the configuration in which the resonance gain inspection unit 16a is installed in the harmonic filter 14f has been described as an example. However, the present invention is not limited to this. Absent. For example, it is good also as a structure which mounts the function of the above-mentioned resonance gain test | inspection part 16 or the resonance gain test | inspection part 16a in the electronic terminal 31 installed in the operation management center 31 shown in the above-mentioned FIG.

以上の通り本実施例によれば、上述の実施例1の効果に加え、高調波フィルタの高調波電圧の計測値V(n)及び高調波電流の計測値I(n)からインピーダンスの変化を検出できるため、インピーダンスの変化による連系点3の高調波電流IPCC(n)の増幅を抑制できる。 As described above, according to the present embodiment, in addition to the effect of the above-described first embodiment, the impedance value is calculated from the measured value V S (n) of the harmonic voltage of the harmonic filter and the measured value I S (n) of the harmonic current. Since the change can be detected, amplification of the harmonic current I PCC (n) at the interconnection point 3 due to the impedance change can be suppressed.

図22は、本発明の他の実施例に係る実施例6の太陽光発電システムの主要部の構成を示す図である。上述の実施例1乃至実施例5では、発電装置の一例として風力発電装置1を挙げ、発電システムとして風力発電システム100を例に説明した。本実施例では、風力発電装置1に代えて太陽光発電装置6を発電装置とした場合について説明する。実施例1と同一の構成要素に同一符号を付し、以下では重複する説明を省略する。   FIG. 22 is a diagram illustrating a configuration of a main part of a photovoltaic power generation system according to Example 6 according to another embodiment of the present invention. In the above-described first to fifth embodiments, the wind power generation apparatus 1 is described as an example of the power generation apparatus, and the wind power generation system 100 is described as an example of the power generation system. In the present embodiment, a case where the solar power generation device 6 is used as a power generation device instead of the wind power generation device 1 will be described. The same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted below.

図22に示すように、太陽光発電システムは、太陽光発電装置6、ケーブル2、及び電力系統4(商用電力系統)より構成され、太陽光発電装置6は、ケーブル2及び連系点3を介して電力系統4に連系される。
太陽光発電装置6は、上述の図2に示した風力発電装置1を構成するロータ11及び発電機12に代えて太陽光パネル61を有する。太陽光発電装置6を構成する高調波フィルタ14は、上述の実施例1乃至実施例5に示した高調波フィルタと同様の構成を有し、太陽光発電装置6及び太陽光発電システムにおいても、上述の実施例1乃至実施例5と同様の作用効果を奏し得るものである。
As shown in FIG. 22, the solar power generation system includes a solar power generation device 6, a cable 2, and a power system 4 (commercial power system), and the solar power generation device 6 includes a cable 2 and a connection point 3. Via the power grid 4.
The solar power generation device 6 includes a solar panel 61 in place of the rotor 11 and the generator 12 constituting the wind power generation device 1 shown in FIG. The harmonic filter 14 constituting the solar power generation device 6 has the same configuration as the harmonic filter shown in the first to fifth embodiments, and in the solar power generation device 6 and the solar power generation system, The same effects as those of the first to fifth embodiments described above can be achieved.

図23は、本発明の他の実施例に係る実施例7の蓄電システムの主要部の構成を示す図である。上述の実施例1乃至実施例5では、発電装置の一例として風力発電装置1を挙げ、発電システムとして風力発電システム100を例に説明した。本実施例では、風力発電装置1に代えて蓄電池発電装置7を発電装置とした場合について説明する。実施例1と同一の構成要素に同一符号を付し、以下では重複する説明を省略する。   FIG. 23 is a diagram illustrating a configuration of a main part of the power storage system according to the seventh embodiment according to another embodiment of the present invention. In the above-described first to fifth embodiments, the wind power generation apparatus 1 is described as an example of the power generation apparatus, and the wind power generation system 100 is described as an example of the power generation system. In the present embodiment, a case where the storage battery power generation device 7 is used as a power generation device instead of the wind power generation device 1 will be described. The same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted below.

図23に示すように、蓄電システムは蓄電池発電装置7、ケーブル2、及び電力系統4(商用電力系統)より構成され、蓄電池発電装置7は、ケーブル2及び連系点3を介して電力系統4に連系される。
蓄電池発電装置7は、上述の図2に示した風力発電装置1を構成するロータ11及び発電機12に代えて蓄電池71を有する。蓄電池発電装置7は、電力系統4から、例えば深夜電力を蓄電池71に充電し、蓄電池71より放電することで電力を電力系統4へ送る。蓄電池発電装置7を構成する高調波フィルタ14は、上述の実施例1乃至実施例5に示した高調波フィルタと同様の構成を有し、蓄電池発電装置7及び蓄電システムにおいても、上述の実施例1乃至実施例5と同様の作用効果を奏し得るものである。
As shown in FIG. 23, the power storage system includes a storage battery power generation device 7, a cable 2, and a power system 4 (commercial power system), and the storage battery power generation device 7 is connected to the power system 4 via the cable 2 and the interconnection point 3. Be linked to
The storage battery power generation device 7 includes a storage battery 71 instead of the rotor 11 and the generator 12 that constitute the wind power generation device 1 shown in FIG. The storage battery power generation device 7 charges the storage battery 71 with, for example, late-night power from the power system 4 and discharges the power from the storage battery 71 to send the power to the power system 4. The harmonic filter 14 constituting the storage battery power generation device 7 has the same configuration as the harmonic filter shown in the above-described first to fifth embodiments, and the storage battery power generation device 7 and the power storage system also include the above-described embodiment. The same operational effects as those of the first to fifth embodiments can be obtained.

なお、本発明は上述の実施例1乃至実施例7に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。   The present invention is not limited to the first to seventh embodiments described above, and includes various modifications. For example, the above-described embodiments have been described in detail for easy understanding of the present invention, and are not necessarily limited to those having all the configurations described. Further, a part of the configuration of one embodiment can be replaced with the configuration of another embodiment, and the configuration of another embodiment can be added to the configuration of one embodiment.

1・・・風力発電装置
2・・・ケーブル
3・・・連系点
4・・・電力系統
5・・・通信ネットワーク
6・・・太陽光発電装置
7・・・蓄電池発電装置
11・・・ロータ
12・・・発電機
13・・・電力変換器
14・・・高調波フィルタ
15・・・タップ整定装置
16・・・共振ゲイン検査部
17・・・電圧センサ
18・・・電流センサ
21・・・タワー
22・・・ナセル
23・・・ハブ
24・・・ブレード
25・・・主軸
26・・・シュリンクディスク
27・・・増速機
28・・・メインフレーム
29・・・制御装置
30・・・センサ
31・・・運転管理センター
32・・・電子端末
41・・・系統インピーダンス
42・・・電源
61・・・太陽光パネル)
71・・・蓄電池
100・・・風力発電システム
141・・・リアクトル
142・・・タップ切替リアクトル
143・・・コンデンサ
144・・・並列リアクトル
145・・・リアクトル用開閉器
146・・・並列コンデンサ
147・・・コンデンサ用開閉器
148・・・第1タップ切替リアクトル
149・・・第2タップ切替リアクトル
151・・・接続タップ決定部151
152,162,1423・・・表示部
153,163・・・入力部
154a,164a・・・入力I/F
154b,164b・・・出力I/F
155・・・FFT
156,166・・・記憶部
157,167・・・通信I/F
158,168・・・内部バス
159・・・高調波電流推定部
161・・・インピーダンス変化検出部
1421・・・タップ切替リアクトル盤
1422・・・タップ操作部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Wind power generator 2 ... Cable 3 ... Connection point 4 ... Power system 5 ... Communication network 6 ... Solar power generator 7 ... Storage battery power generator 11 ... Rotor 12 ... Generator 13 ... Power converter 14 ... Harmonic filter 15 ... Tap settling device 16 ... Resonance gain inspection unit 17 ... Voltage sensor 18 ... Current sensor 21 ··· Tower 22 ··· Nacelle 23 ··· Hub 24 · · · Blade 25 · · · Spindle 26 · · · Shrink disk 27 · · · Speed-up gear 28 · · · Main frame 29 · · · Control device 30 .. Sensor 31 ... Operation management center 32 ... Electronic terminal 41 ... System impedance 42 ... Power source 61 ... Solar panel)
71 ... Storage battery 100 ... Wind power generation system 141 ... Reactor 142 ... Tap switching reactor 143 ... Capacitor 144 ... Parallel reactor 145 ... Reactor switch 146 ... Parallel capacitor 147 ... Capacitor switch 148 ... First tap switching reactor 149 ... Second tap switching reactor 151 ... Connection tap determining unit 151
152, 162, 1423 ... display units 153, 163 ... input units 154a, 164a ... input I / F
154b, 164b ... Output I / F
155 ... FFT
156, 166 ... storage units 157, 167 ... communication I / F
158, 168 ... Internal bus 159 ... Harmonic current estimation unit 161 ... Impedance change detection unit 1421 ... Tap switching reactor panel 1422 ... Tap operation unit

Claims (15)

少なくとも、発電電力の周波数を変換して電力系統へ送る電力変換器と、前記電力変換器と電力系統の間に配される高調波フィルタと、を備える発電装置であって、
前記電力系統にケーブル及び連系点を介して交流接続され、
前記高調波フィルタは、前記連系点における高調波電流の増幅を抑制するよう、インダクタンス又は静電容量を調整することを特徴とする発電装置。
At least a power converter that converts a frequency of generated power and sends it to an electric power system, and a harmonic filter disposed between the power converter and the electric power system,
AC connected to the power system via cables and interconnection points,
The said harmonic filter adjusts an inductance or an electrostatic capacitance so that amplification of the harmonic current in the said connection point may be suppressed.
請求項1に記載の発電装置において、
前記高調波フィルタは、
コンデンサと、
複数のタップが取り付けられたリアクトルと、前記複数のタップのうち何れか1つのタップと前記リアクトルの端子との接続を切替え可能なタップ切替リアクトルと、を有し、
前記タップ切替リアクトルは、前記連系点における高調波電流の増幅を抑制するよう前記リアクトルの端子に接続されるタップを切替え、インダクタンスを調整することを特徴とする発電装置。
The power generator according to claim 1,
The harmonic filter is
A capacitor,
A reactor to which a plurality of taps are attached, and a tap switching reactor capable of switching connection between any one of the plurality of taps and the terminal of the reactor,
The said tap switching reactor switches the tap connected to the terminal of the said reactor so that the amplification of the harmonic current in the said connection point may be suppressed, and adjusts an inductance.
請求項1に記載の発電装置において、
前記高調波フィルタは、
コンデンサと、
並列に接続される複数のリアクトルと、各リアクトルに直列接続される複数の開閉器と、を有し、
前記複数の開閉器の短絡又は開放を切替え、前記リアクトルの接続数を切替えることにより、前記連系点における高調波電流の増幅を抑制するようインダクタンスを調整することを特徴とする発電装置。
The power generator according to claim 1,
The harmonic filter is
A capacitor,
A plurality of reactors connected in parallel and a plurality of switches connected in series to each reactor;
A power generator characterized by adjusting inductance so as to suppress amplification of harmonic current at the interconnection point by switching short-circuiting or opening of the plurality of switches and switching the number of connections of the reactors.
請求項1に記載の発電装置において、
前記高調波フィルタは、
リアクトルと、
並列に接続される複数のコンデンサと、各コンデンサに直列接続される複数の開閉器と、を有し、
前記複数の開閉器の短絡又は開放を切替え、前記コンデンサの接続数を切替えることにより、前記連系点における高調波電流の増幅を抑制するよう静電容量を調整することを特徴とする発電装置。
The power generator according to claim 1,
The harmonic filter is
Reactor,
A plurality of capacitors connected in parallel, and a plurality of switches connected in series to each capacitor;
A power generator that adjusts the capacitance so as to suppress amplification of harmonic current at the interconnection point by switching between short-circuiting or opening of the plurality of switches and switching the number of connections of the capacitors.
請求項2に記載の発電装置において、
前記高調波フィルタは、
表示部と、
前記連系点を流れる高調波電流の計測値と予め設定される連系規定の上限値を比較し、前記連系点を流れる高調波電流の計測値が前記連系規定の上限値以下の場合、前記リアクトルの端子に接続すべきタップを決定し、前記連系点を流れる高調波電流の計測値が前記連系規定の上限値を超える場合、前記表示部にアラーム出力する接続タップ決定部と、を有するタップ整定装置を備えることを特徴とする発電装置。
The power generator according to claim 2,
The harmonic filter is
A display unit;
When the measured value of the harmonic current flowing through the interconnection point is compared with the preset upper limit value of the interconnection rule, and the measured value of the harmonic current flowing through the interconnection point is less than or equal to the upper limit value of the interconnection rule Determining a tap to be connected to the terminal of the reactor, and when a measured value of the harmonic current flowing through the connection point exceeds the upper limit value of the connection specification, a connection tap determination unit that outputs an alarm to the display unit; A power generation device comprising a tap settling device.
請求項2に記載の発電装置において、
前記高調波フィルタは、
表示部と、
前記電力変換器の高調波電圧と、各タップを前記リアクトルの端子に接続した場合の共振ゲインとに基づき、前記連系点を流れる高調波電流の推定値を求める高騰は電流推定部と、
前記連系点を流れる高調波電流の推定値と予め設定される連系規定の上限値を比較し、前記連系点を流れる高調波電流の推定値が前記連系規定の上限値以下の場合、前記リアクトルの端子に接続すべきタップを決定し、前記連系点を流れる高調波電流の推定値が前記連系規定の上限値を超える場合、前記表示部にアラーム出力する接続タップ決定部と、を有するタップ整定装置を備えることを特徴とする発電装置。
The power generator according to claim 2,
The harmonic filter is
A display unit;
Based on the harmonic voltage of the power converter and the resonance gain when each tap is connected to the terminal of the reactor, soaring to obtain an estimated value of the harmonic current flowing through the interconnection point is a current estimation unit,
When the estimated value of the harmonic current flowing through the interconnection point is compared with the preset upper limit value of the interconnection rule, and the estimated value of the harmonic current flowing through the interconnection point is less than or equal to the upper limit value of the interconnection rule Determining a tap to be connected to the terminal of the reactor, and when the estimated value of the harmonic current flowing through the interconnection point exceeds the upper limit value of the interconnection regulation, a connection tap determining unit that outputs an alarm to the display unit; A power generation device comprising a tap settling device.
請求項2に記載の発電装置において、
前記高調波フィルタは、
高調波電圧を計測する電圧センサと、
高調波電流を計測する電流センサと、
高調波電圧の計測値及び高調波電流の計測値に基づき、前記高調波フィルタ及び前記ケーブル並びに前記電力系統の合成インピーダンスを求め、求めた合成インピーダンスと予め設定される合成インピーダンスの設定値との誤差を所定の許容値と比較し、合成インピーダンスの変化を検出するインピーダンス変化検出部と、を有することを特徴とする発電装置。
The power generator according to claim 2,
The harmonic filter is
A voltage sensor that measures the harmonic voltage;
A current sensor for measuring harmonic currents;
Based on the measured value of the harmonic voltage and the measured value of the harmonic current, a combined impedance of the harmonic filter, the cable, and the power system is obtained, and an error between the obtained combined impedance and a preset set value of the combined impedance And an impedance change detector that detects a change in the combined impedance by comparing with a predetermined allowable value.
請求項2に記載の発電装置において、
前記高調波フィルタは、
高調波電流を計測する電流センサと、
前記高調波フィルタ及び前記ケーブル並びに前記電力系統の合成インピーダンスと前記電力変換器の高調波電圧に基づき予め求められる高調波電流の設定値と、前記電流センサによる高調波電流の計測値との誤差を所定の許容値と比較し、合成インピーダンスの変化を検出するインピーダンス変化検出部と、を有することを特徴とする発電装置。
The power generator according to claim 2,
The harmonic filter is
A current sensor for measuring harmonic currents;
An error between the harmonic current set value obtained in advance based on the harmonic impedance of the harmonic filter and the cable and the power system and the harmonic voltage of the power converter and the measured value of the harmonic current by the current sensor. An electric power generation apparatus comprising: an impedance change detection unit configured to detect a change in combined impedance by comparing with a predetermined allowable value.
請求項1乃至請求項8のうちいずれか1項に記載の発電装置において、
前記電力変換器へ発電電力を供給する機器は、風力発電装置を構成するロータと発電機及び太陽光パネル並びに蓄電池のうちいずれか1つであることを特徴とする発電装置。
The power generator according to any one of claims 1 to 8,
A device for supplying generated power to the power converter is any one of a rotor, a generator, a solar panel, and a storage battery that constitute a wind power generator.
少なくとも一つの発電装置と、電子端末と、これらを相互に通信可能に接続する通信ネットワークを備え、
前記発電装置は、
少なくとも、発電電力の周波数を変換して電力系統へ送る電力変換器と、前記電力変換器と電力系統の間に配される高調波フィルタと、を有し、
前記電力系統にケーブル及び連系点を介して交流接続され、
前記高調波フィルタは、前記連系点における高調波電流の増幅を抑制するよう、インダクタンス又は静電容量を調整することを特徴とする発電システム。
At least one power generation device, an electronic terminal, and a communication network that connects these devices so that they can communicate with each other,
The power generator is
At least a power converter that converts the frequency of the generated power and sends the power to the power system, and a harmonic filter disposed between the power converter and the power system,
AC connected to the power system via cables and interconnection points,
The said harmonic filter adjusts an inductance or an electrostatic capacitance so that amplification of the harmonic current in the said connection point may be suppressed.
請求項10に記載の発電システムにおいて、
前記高調波フィルタは、
コンデンサと、
複数のタップが取り付けられたリアクトルと、前記複数のタップのうち何れか1つのタップと前記リアクトルの端子との接続を切替え可能なタップ切替リアクトルと、を有し、
前記タップ切替リアクトルは、前記連系点における高調波電流の増幅を抑制するよう前記リアクトルの端子に接続されるタップを切替え、インダクタンスを調整することを特徴とする発電システム。
The power generation system according to claim 10,
The harmonic filter is
A capacitor,
A reactor to which a plurality of taps are attached, and a tap switching reactor capable of switching connection between any one of the plurality of taps and the terminal of the reactor,
The said tap switching reactor switches the tap connected to the terminal of the said reactor so that amplification of the harmonic current in the said connection point may be suppressed, and adjusts an inductance.
請求項10に記載の発電システムにおいて、
前記高調波フィルタは、
コンデンサと、
並列に接続される複数のリアクトルと、各リアクトルに直列接続される複数の開閉器と、を有し、
前記複数の開閉器の短絡又は開放を切替え、前記リアクトルの接続数を切替えることにより、前記連系点における高調波電流の増幅を抑制するようインダクタンスを調整することを特徴とする発電システム。
The power generation system according to claim 10,
The harmonic filter is
A capacitor,
A plurality of reactors connected in parallel and a plurality of switches connected in series to each reactor;
A power generation system characterized by adjusting inductance so as to suppress amplification of harmonic current at the interconnection point by switching short-circuiting or opening of the plurality of switches and switching the number of connections of the reactors.
請求項10に記載の発電システムにおいて、
前記高調波フィルタは、
リアクトルと、
並列に接続される複数のコンデンサと、各コンデンサに直列接続される複数の開閉器と、を有し、
前記複数の開閉器の短絡又は開放を切替え、前記コンデンサの接続数を切替えることにより、前記連系点における高調波電流の増幅を抑制するよう静電容量を調整することを特徴とする発電システム。
The power generation system according to claim 10,
The harmonic filter is
Reactor,
A plurality of capacitors connected in parallel, and a plurality of switches connected in series to each capacitor;
A power generation system, wherein capacitance is adjusted so as to suppress amplification of harmonic current at the interconnection point by switching short-circuiting or opening of the plurality of switches and switching the number of connections of the capacitors.
請求項11に記載の発電システムにおいて、
前記高調波フィルタ又は前記電子端末は、
表示部と、
前記連系点を流れる高調波電流の計測値と予め設定される連系規定の上限値を比較し、前記連系点を流れる高調波電流の計測値が前記連系規定の上限値以下の場合、前記リアクトルの端子に接続すべきタップを決定し、前記連系点を流れる高調波電流の計測値が前記連系規定の上限値を超える場合、前記表示部にアラーム出力する接続タップ決定部と、を有するタップ整定装置を備えることを特徴とする発電システム。
The power generation system according to claim 11,
The harmonic filter or the electronic terminal is
A display unit;
When the measured value of the harmonic current flowing through the interconnection point is compared with the preset upper limit value of the interconnection rule, and the measured value of the harmonic current flowing through the interconnection point is less than or equal to the upper limit value of the interconnection rule Determining a tap to be connected to the terminal of the reactor, and when a measured value of the harmonic current flowing through the connection point exceeds the upper limit value of the connection specification, a connection tap determination unit that outputs an alarm to the display unit; A power generation system comprising a tap settling device.
請求項11に記載の発電システムにおいて、
前記高調波フィルタ又は前記電子端末は、
表示部と、
前記電力変換器の高調波電圧と、各タップを前記リアクトルの端子に接続した場合の共振ゲインとに基づき、前記連系点を流れる高調波電流の推定値を求める高騰は電流推定部と、
前記連系点を流れる高調波電流の推定値と予め設定される連系規定の上限値を比較し、前記連系点を流れる高調波電流の推定値が前記連系規定の上限値以下の場合、前記リアクトルの端子に接続すべきタップを決定し、前記連系点を流れる高調波電流の推定値が前記連系規定の上限値を超える場合、前記表示部にアラーム出力する接続タップ決定部と、を有するタップ整定装置を備えることを特徴とする発電システム。
The power generation system according to claim 11,
The harmonic filter or the electronic terminal is
A display unit;
Based on the harmonic voltage of the power converter and the resonance gain when each tap is connected to the terminal of the reactor, soaring to obtain an estimated value of the harmonic current flowing through the interconnection point is a current estimation unit,
When the estimated value of the harmonic current flowing through the interconnection point is compared with the preset upper limit value of the interconnection rule, and the estimated value of the harmonic current flowing through the interconnection point is less than or equal to the upper limit value of the interconnection rule Determining a tap to be connected to the terminal of the reactor, and when the estimated value of the harmonic current flowing through the interconnection point exceeds the upper limit value of the interconnection regulation, a connection tap determining unit that outputs an alarm to the display unit; A power generation system comprising a tap settling device.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023276004A1 (en) * 2021-06-29 2023-01-05 東芝三菱電機産業システム株式会社 External storage device for power conversion system control device and power conversion system control device
JP7414661B2 (en) 2020-07-20 2024-01-16 株式会社東芝 Wind power generation systems and protection and control devices for wind power generation systems

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7181145B2 (en) * 2019-04-08 2022-11-30 株式会社日立製作所 Wind farm, wind farm controller and wind farm control method

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5612821A (en) * 1979-07-13 1981-02-07 Tokyo Shibaura Electric Co Harmonic wave switching filter
JPH08126347A (en) * 1994-10-20 1996-05-17 Canon Inc Inverter and solar power generation system using it
WO2006129795A1 (en) * 2005-06-02 2006-12-07 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Induction heating apparatus

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4715624B2 (en) * 2006-05-09 2011-07-06 富士電機システムズ株式会社 Power stabilization system, power stabilization control program, and power stabilization control method
JP5814716B2 (en) * 2011-09-27 2015-11-17 株式会社東芝 Harmonic resonance avoidance system for AC transmission system
JP6179586B2 (en) * 2013-02-18 2017-08-16 富士電機株式会社 Resonance suppression device
JP6474701B2 (en) * 2015-08-26 2019-02-27 株式会社日立製作所 Generator controller, wind farm controller, and wind farm control method

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5612821A (en) * 1979-07-13 1981-02-07 Tokyo Shibaura Electric Co Harmonic wave switching filter
JPH08126347A (en) * 1994-10-20 1996-05-17 Canon Inc Inverter and solar power generation system using it
WO2006129795A1 (en) * 2005-06-02 2006-12-07 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Induction heating apparatus

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7414661B2 (en) 2020-07-20 2024-01-16 株式会社東芝 Wind power generation systems and protection and control devices for wind power generation systems
WO2023276004A1 (en) * 2021-06-29 2023-01-05 東芝三菱電機産業システム株式会社 External storage device for power conversion system control device and power conversion system control device
JP7272511B1 (en) * 2021-06-29 2023-05-12 東芝三菱電機産業システム株式会社 External storage device for power conversion system control device and power conversion system control device

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