JP2019165531A - 多端子直流送電システムおよび多端子直流送電システムの制御方法 - Google Patents
多端子直流送電システムおよび多端子直流送電システムの制御方法 Download PDFInfo
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Abstract
Description
交直変換器103Bの交流端は、交流母線102Bを介して、交流系統101Bと接続される。交直変換器103Bの直流端は、直流母線104Bを介して、直流線路105と接続される。
交直変換器103Wの交流端は、交流母線102Wを介して、ウインドファーム106と接続される。交直変換器103Wの直流端は、直流母線104Wを介して、直流線路105と接続される。
図2において、6つのグラフの横軸は時刻であり、縦軸は、上から順に、Pa、Pb、Pw、Pw−(Pa+Pb)、Vwdc、fwである。縦軸および横軸の単位は、任意単位[a.u.](arbitrary unit)で表記している。図2の値は、第1実施形態の動作原理を説明するための一例である。
図1の周波数変換部100Fは、交直変換器103Wによる直流電圧Vwdcと交流電圧の周波数fwの連動制御を実施し、交直変換器103Wが出力する交流電圧の周波数fwを直流電圧Vwdcの変動に相関させる。この時、交直変換器103Wが直流電圧Vwdcの変化を検出し、自変換器の出力する交流電圧の周波数fwを変えるよう、交直変換器103Wを制御する。
fw*=Kw(Vwdc0−Vwdc)+fw0 ・・・(1)
図4は、図1のウインドファームの構成例を示すブロック図である。
図4において、ウインドファーム106は、2台の風力発電装置401A、401Bを備える。風力発電装置401A、401Bはそれぞれ、再生可能エネルギー電源として用いることができる。風力発電装置401A、401Bはアレーケーブル402を介して交流で接続されている。この時、各風力発電装置401A、401Bの発電電力は交流で集電される。
図5において、発電電力指令値演算部404は、風力発電装置401Bの接続端の周波数fwに風力発電装置401Bの発電電力Pwtが相関するように指令値Pwt*を演算する。この時、発電電力指令値演算部804は、減算器501、演算器502および加算器503を備えることができる。
ここで、風力発電装置401Bが発電電力Pwtを周波数fwと相関させることで、発電電力Pwと周波数fwも相関するようになる。
Pwt*=Kwt(fw0−fw)+Pwt0 ・・・(2)
図6において、この電力システムは、交流系統101A、101B、交流母線102A、102B、102WA、102WB、交直変換器103A、103B、103WA、103WB、直流母線104A、104B、104WA、104WB、直流線路115およびウインドファーム106A、106Bを備える。
交直変換器103Bの交流端は、交流母線102Bを介して、交流系統101Bと接続される。交直変換器103Bの直流端は、直流母線104Bを介して、直流線路115と接続される。
交直変換器103WAの交流端は、交流母線102WAを介して、ウインドファーム106Aと接続される。交直変換器103WAの直流端は、直流母線104WAを介して、直流線路115と接続される。
交直変換器103WBの交流端は、交流母線102WBを介して、ウインドファーム106Bと接続される。交直変換器103WBの直流端は、直流母線104WBを介して、直流線路115と接続される。
また、上述した実施形態では、ウインドファームが交直変換器を介して直流系統と接続されてる多端子直流送電システムを示したが、ウインドファームが直流・直流変換器を介して直流系統と接続されてる多端子直流送電システムであってもよい。
図7の電力システムは、図1の交直変換器103W、交流母線102Wおよびウインドファーム106の代わりに、直流・直流変換器701、直流母線702およびウインドファーム703を備える。直流・直流変換器701は、直流電力を直流電力に変換可能である。直流・直流変換器701の一端は直流で接続され、もう一端も直流で接続される。
図8において、ウインドファーム703は、2台の風力発電装置801A、801Bを備える。風力発電装置801A、801Bはそれぞれ、再生可能エネルギー電源として用いることができる。風力発電装置801A、801Bはアレーケーブル802を介して直流で接続されている。この時、各風力発電装置801A、801Bの発電電力は直流で集電される。風力発電装置801Bは、風力発電機803および発電電力指令値演算部804を備える。発電電力指令値演算部804は、直流電圧Vwdc2に基づいて、風力発電機803が出力する発電電力Pwtの指令値Pwt*を演算する。風力発電機803は、指令値Pwt*に基づいて発電電力Pwtを出力する。
図9の電力システムは、図6の交直変換器103WA、103WB、交流母線102WA、102WBおよびウインドファーム106A、106Bの代わりに、直流・直流変換器701WA、701WB、直流母線702WA、702WBおよびウインドファーム703A、703Bを備える。
図10の電力システムは、図6の交直変換器103WB、交流母線102WBおよびウインドファーム106Bの代わりに、直流・直流変換器701、直流母線702およびウインドファーム703を備える。ここで、交直変換器103WAおよびウインドファーム106Aは、しわ取り変換器100Wとして動作することができる。
Claims (15)
- 少なくとも1つの再生可能エネルギー電源を含むM(Mは正の整数)個の再生可能エネルギー電源群と、N(Nは2以上の整数)個の電力系統が、それぞれ電力変換器を介し直流系統により接続される多端子直流送電システムであって、
前記多端子直流送電システムの直流電圧を一定値に維持または追従させつつ、前記N個の電力系統に対応して設けられたN個の電力変換器がそれぞれ独立に有効電力を制御することが可能な多端子直流送電システム。 - 前記再生可能エネルギー電源を交流にて集電することで前記再生可能エネルギー電源群を構成する請求項1に記載の多端子直流送電システム。
- 前記電力系統に接続される電力変換器は、前記電力系統の需要電力と供給電力の偏差に関する情報に基づいて、前記電力変換器を通流する前記有効電力を変化させる請求項1に記載の多端子直流送電システム。
- 前記M個の再生可能エネルギー電源群のそれぞれに接続されるM個の電力変換器のうちのP(Pは1以上M以下の整数)個の電力変換器は、前記電力変換器の直流母線の直流電圧を検出し、前記直流電圧の変化に相関させて前記電力変換器が出力する交流電圧の周波数を変化させる請求項1に記載の多端子直流送電システム。
- 前記M個の再生可能エネルギー電源群のうちのQ(Qは1以上M以下の整数)個の再生可能エネルギー電源群は、自接続端の交流周波数に相関させて前記再生可能エネルギー電源群の発電電力を変化させる請求項1に記載の多端子直流送電システム。
- 前記再生可能エネルギー電源群に接続される前記電力変換器は、一端が前記直流系統と接続され、もう一端が前記再生可能エネルギー電源群と接続される直流・直流変換器である請求項1に記載の多端子直流送電システム。
- 前記直流・直流変換器は、前記直流系統との接続端の直流電圧を検出し、前記直流電圧の変化に相関させて前記再生可能エネルギー電源群との接続端に出力する直流電圧を変化させる請求項6に記載の多端子直流送電システム。
- 前記再生可能エネルギー電源を直流にて集電することで前記再生可能エネルギー電源群を構成する請求項1に記載の多端子直流送電システム。
- 前記M個の再生可能エネルギー電源群のうちのQ(Qは1以上M以下の整数)個の再生可能エネルギー電源群は、自接続端の直流電圧に相関させて前記再生可能エネルギー電源群の発電電力を変化させる請求項1に記載の多端子直流送電システム。
- 前記N個の電力系統にそれぞれ接続されるN個の電力変換器は、前記電力系統の周波数変動に合わせて前記有効電力を制御する有効電力調整変換器として独立に動作し、
前記再生可能エネルギー電源群と前記再生可能エネルギー電源群に接続される電力変換器が連携することで、前記直流電圧に合わせて前記有効電力を調整するしわ取り変換器として動作する請求項1に記載の多端子直流送電システム。 - 直流系統の直流電圧に合わせた有効電力制御と、交流系統の周波数変動に合わせた有効電力制御を独立に制御する多端子直流送電システムの制御方法。
- 再生可能エネルギー電源と電力系統が、それぞれ電力変換器を介し前記直流系統により接続され、
前記直流系統の直流電圧に合わせた有効電力制御を前記再生可能エネルギー電源側で実施し、
前記電力系統の周波数変動に合わせた有効電力制御を前記電力系統側で実施する請求項11に記載の多端子直流送電システムの制御方法。 - 前記電力系統の電力変動に基づく前記直流系統の直流電圧の変化を前記再生可能エネルギー電源側で検出し、
前記再生可能エネルギー電源側で検出された前記直流電圧の変化に基づいて、前記直流系統の直流電圧に合わせた有効電力制御を前記再生可能エネルギー電源側で実施する請求項12に記載の多端子直流送電システムの制御方法。 - 前記再生可能エネルギー電源と前記直流系統との間に接続された交直変換器を備え、
前記交直変換器は、前記直流電圧の変化に基づいて交流母線の交流周波数を変化させ、
前記前記再生可能エネルギー電源は、前記交流母線の交流周波数に基づいて前記有効電力制御を実施する請求項13に記載の多端子直流送電システムの制御方法。 - 前記再生可能エネルギー電源と前記直流系統との間に接続された直流・直流変換器を備え、
前記直流・直流変換器は、前記直流系統の直流電圧の変化に基づいて直流母線の直流電圧を変化させ、
前記前記再生可能エネルギー電源は、前記直流母線の直流電圧に基づいて前記有効電力制御を実施する請求項13に記載の多端子直流送電システムの制御方法。
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