JP4415615B2 - 発電システムとその発電機制御方法 - Google Patents
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Description
次に動作について説明する。原動機のエネルギーによって発電機3を回転させる。ギア/カップリング2は羽根1の回転数を変速または伝達する。発電機3を通じて回転エネルギーは電気的エネルギーに変換され、電力変換装置4によって負荷6にエネルギーを伝える。電力制御装置5は速度センサ8から原動機の軸速度の情報を取り入れ電力変換装置4の制御を行う。発電機3には同期発電機以外に誘導発電機や永久磁石を回転子鉄心内部に埋め込んだ同期電動機であるIPM(Interior Permanent Magnet) モータを発電機動作させて使用される。従来の発電システムでは、発電機3の回転数が原動機のエネルギーの変化に応じて変化しない速度一定制御、あるいは原動機のエネルギーの変化に応じて発電機の運転回転数を変化させることによってエネルギー利用度すなわち発電効率を高めるように軸速度可変制御を行う。
また風力によって駆動される誘導発電機と、直流電源に接続されている直流バスと、上記誘導発電機と上記直流バスとの間に介在し外部制御により変換周波数が制御される双方向コンバータと、上記直流バスと発電機負荷との間に介在して直流電力を商用周波数に変換するインバータと、上記双方向コンバータの変換周波数を制御する制御手段とからなる。そして、上記制御手段は上記双方向コンバータの変換周波数を次のような態様で制御する。回転誘導電機には電源周波数と極数とで決まる同期速度があり、その回転速度が同期速度より遅い場合は電動機として動作し、その回転速度が同期速度より速い場合に発電機として動作する。従って風力による誘導発電機の回転速度が常に同期速度より速くなるように電源周波数を制御すれば、常に安定した発電状態を得ることができるので、上記双方向コンバータの変換周波数をこのように制御する。そして、この双方向コンバータは、誘導発電機側から見れば交流電源として動作し、直流バス側から見れば直流電源として動作することになる。(例えば、特許文献1参照)。
トルク指令が図2の(b)の最適曲線L2で運転が出来るように、原動機の出力特性から作った式(7)のトルクパターンT* gen_peakにゲインgt *(n)を掛けて出力する。
逆に、大きくて動作曲線がL1になっている場合はゲインgt *(n)が減少して動作曲線がL2になるまではΔP(n)>0の状態が維持されるのでゲインは小さく調整する。
出力演算器501で検出した原動機の検出出力を
2 ギア/カップリング
3 発電機
4 電力変換装置
5 電力制御回路
6 負荷
7 速度検出器
8 速度センサ
501 出力演算器
502 演算器
503、504 リミッター
505 トルク演算器
506 加算手段
507 減算手段
Claims (2)
- 動力エネルギーを回転エネルギーに変換する原動機と、前記原動機の回転エネルギーを電気エネルギーに変換する発電機と、前記発電機により得られた電気エネルギーの電力制御を行う電力制御装置と、前記電力制御装置の指令に従って入力および出力電力を制御する電力変換装置とを備え、前記発電機の発生出力と前記原動機および前記発電機の機械的特性と前記発電機の検出あるいは推定した軸速度により、前記原動機の出力を検出する発電システムの発電機制御方法において、
前記原動機のトルク特性から得られる前記発電システムの運転効率が最大となるトルク指令パターンを備え、前記トルク指令パターンと前記軸速度から第1のトルク指令を求め、前記出力の時間変化が正の場合に増加、負の場合に減少するようにトルク指令の微細調整ゲインを算出し、前記第1のトルク指令に前記微細調整ゲインを掛け算することにより第2のトルク指令を算出し、前記第2のトルク指令を用いて前記発電機を制御することを特徴とする発電システムの発電機制御方法。 - 動力エネルギーを回転エネルギーに変換する原動機と、前記原動機の回転エネルギーを電気エネルギーに変換する発電機と、前記発電機により得られた電気エネルギーの電力制御を行う電力制御装置と、前記電力制御装置の指令に従って入力および出力電力を制御する電力変換装置とを備え、前記発電機の発生出力と前記原動機および前記発電機の機械的特性と前記発電機の検出あるいは推定した軸速度により、前記原動機の出力を検出する発電システムにおいて、
前記原動機のトルク特性から得られる前記発電システムの運転効率が最大となるトルク指令パターンを備え、前記トルク指令パターンと前記軸速度から第1のトルク指令を求め、前記出力の時間変化が正の場合に増加、負の場合に減少するようにトルク指令の微細調整ゲインを算出し、前記第1のトルク指令に前記微細調整ゲインを掛け算することにより第2のトルク指令を算出し、前記第2のトルク指令を用いて前記発電機を制御することを特徴とする発電システム。
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