JP5787870B2 - 風力発電施設及びその運転方法 - Google Patents
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Description
HVDCシステムは、発電施設側に設けられる交直変換器(送り出し変換器;SEC)と、グリッド側に設けられる直交変換器(受け取り変換器;REC)とを有している。交直変換器と直交変換器の間には、直流送電路が設けられる。交直変換器は、発電施設からの交流電力を直流電力に変換し、直流送電路を介して直交変換器に直流電力を供給する。直交変換器は、直流送電路を介して交直変換器から受け取った直流電力を交流電力に変換し、グリッドにこれを供給する。
この点、特許文献1には、付帯設備を設けずに、他励式の直交変換器を採用するための具体的な構成については何ら開示されていない。
第2風力発電装置で生成した電力は、交流電力として交流送電路を介してグリッド側へ送電される。その際、交流送電路のキャパシタンス成分に起因した送電ロスが発生し、第2風力発電装置とグリッドとの間の距離に比例して送電ロスは大きくなる。一方、第1風力発電装置で生成した電力の送電経路は、大部分を直流送電路が占めるため、比較的送電ロスは小さい。そこで、少なくとも一つの第2風力発電装置が、少なくとも一つの第1風力発電装置よりもグリッドの近くに位置するように構成することで、風力発電施設全体としての送電ロスを低減することができ、長距離送電においても効率的な送電が可能となる。
このように、連系点における力率が目標範囲内に収まるように第2風力発電装置を制御することによって、第2風力発電装置から供給される無効電力を精度良く調整可能となり、グリッドの電圧安定化により一層寄与する。
このように、グリッド側からの無効電力指令に基づいて第2風力発電装置を制御することによって、第2風力発電装置から供給される無効電力を容易に調整可能となり、グリッドの電圧安定化により一層寄与する。
同図に示すように、風力発電施設1は、第1風力発電装置10(10a,10b,…10x)及び第2風力発電装置20を含むウィンドファーム2と、第1風力発電装置10及び第2風力発電装置20とグリッド(系統)40とを接続するローカルグリッド3と、第1風力発電装置10とグリッド40との間に設けられる第1送電設備11と、第2風力発電装置20とグリッド40との間に設けられる第2送電設備21とを備える。
幾つかの実施形態では、第1風力発電装置10及び第2風力発電装置20は、同一の連系点45に接続されることによって一つのウィンドファーム2を構成する。但し、第1風力発電装置10と第2風力発電装置20とは、互いに離れたエリアに配置されてもよい。各風力発電装置10,20から出力される交流電力はローカルグリッド3に送り出され、ローカルグリッド3に設けられる各送電設備11,21を経てグリッド40に供給される。なお、風力発電施設1において、第1風力発電装置10及び第2風力発電装置20は少なくとも一つずつ設けられればよいが、図1には一例として、複数の第1風力発電装置10a,10b,…10xと、一つの第1風力発電装置20が設けられた構成を示している。
第1ローカルグリッド3aは、第1風力発電装置10(10a,10b,…10x)側から順に、交流送電路5(5a,5b,…5x)と、直流送電路6(6a,6b,…6x),7と、交流送電路8とから構成されてもよい。なお、複数の第1風力発電装置10a,10b,…10xに対応して設けられた複数の直流送電路6a,6b,…6xは、任意の接続点7aで一つの直流送電路7に接続されてもよい。
第2ローカルグリッド3bは、交流送電路9から構成されてもよい。
これにより、第2風力発電装置20で生成された無効電力が直交変換器16に供給される。
このように、連系点45における力率が目標範囲内に収まるように第2風力発電装置20を制御することによって、第2風力発電装置20から供給される無効電力を精度良く調整可能となり、グリッド40の電圧安定化により一層寄与する。
このように、グリッド40側からの無効電力指令に基づいて第2風力発電装置20を制御することによって、第2風力発電装置20から供給される無効電力を容易に調整可能となり、グリッド40の電圧安定化により一層寄与する。
第2風力発電装置20で生成した電力は、交流電力として交流送電路9を介してグリッド40側へ送電されるので、交流送電路9のキャパシタンス成分に起因した送電ロスが発生する。この送電ロスは、第2風力発電装置20とグリッド40との間の距離に比例して大きくなる。これに対し、第1風力発電装置10で生成した電力の送電経路(第1送電設備11)は、その大部分を直流送電路60が占めるため、比較的送電ロスは小さい。
そこで、上記したように、第2風力発電装置20が第1風力発電装置10よりもグリッド40の近くに位置するように構成することで、ウィンドファーム2全体としての送電ロスを低減することができ、長距離送電においても効率的な送電が可能となる。
2 ウィンドファーム
3 ローカルグリッド
3a 第1ローカルグリッド
3b 第2ローカルグリッド
4 接続点
5(5a,5b,…5x),8,9,50 交流送電路
6(6a,6b,…6x),7,60 直流送電路
10(10a,10b,…10x) 第1風力発電装置
11 第1送電設備
12(12a,12b,…12x) 交直変換器
14(14a,14b,…14x),24 開閉器
16 直交変換器
18,28 変圧器
20 第2風力発電装置
30 風車制御部
40 グリッド
42 系統監視制御部
45 連系点
Claims (6)
- 複数の風力発電装置を含むウィンドファームを備える風力発電施設であって、
前記ウィンドファームとグリッドとの間に設けられる第1送電設備および第2送電設備を備え、
前記第1送電設備は、
前記ウィンドファームと前記グリッドとの間に位置し、前記複数の風力発電装置のうち少なくとも一つの第1風力発電装置から前記グリッドに電力を送るための直流送電路と、
前記ウィンドファームと前記グリッドとの間に位置し、前記少なくとも一つの第1風力発電装置からの交流電力を直流電力に変換して前記直流送電路に供給するための交直変換器と、
前記ウィンドファームと前記グリッドとの間に位置し、前記直流送電路からの前記直流電力を交流電力に変換して前記グリッドに供給するための直交変換器と、
を含み、
前記第2送電設備は、
前記ウィンドファームと前記グリッドとの間に位置し、前記複数の風力発電装置のうち前記第1風力発電装置以外の少なくとも一つの第2風力発電装置を、前記風力発電施設の前記グリッドとの連系点と前記直交変換器との間に接続するための交流送電路を含み、
前記少なくとも一つの第2風力発電装置は、前記第2送電設備の前記交流送電路を介して前記第1送電設備の前記直交変換器に無効電力を供給するように構成されたことを特徴とする風力発電施設。 - 前記第1送電設備の前記直交変換器は、他励式直交変換器であることを特徴とする請求項1に記載の風力発電施設。
- 前記少なくとも一つの第2風力発電装置は、前記少なくとも一つの第1風力発電装置よりも前記グリッドに近いことを特徴とする請求項1又は2に記載の風力発電施設。
- 前記連系点における力率が目標範囲内に収まるように前記少なくとも一つの第2風力発電装置を制御するための風車制御部をさらに備えることを特徴とする請求項1乃至3の何れか一項に記載の風力発電施設。
- 前記グリッド側からの無効電力供給指令に基づいて、前記少なくとも一つの第2風力発電装置を制御するための風車制御部をさらに備えることを特徴とする請求項1乃至3の何れか一項に記載の風力発電施設。
- 複数の風力発電装置を含むウィンドファームと、前記ウィンドファームとグリッドとの間に設けられる第1送電設備および第2送電設備と、を備えており、前記第1送電設備は、前記ウィンドファームと前記グリッドとの間に位置し、前記複数の風力発電装置のうち少なくとも一つの第1風力発電装置からグリッドに電力を送るための直流送電路と、前記ウィンドファームと前記グリッドとの間に位置し、前記少なくとも一つの第1風力発電装置からの交流電力を直流電力に変換して前記直流送電路に供給するための交直変換器と、前記ウィンドファームと前記グリッドとの間に位置し、前記直流送電路からの前記直流電力を交流電力に変換して前記グリッドに供給するための直交変換器と、を含み、前記第2送電設備は、前記ウィンドファームと前記グリッドとの間に位置し、前記複数の風力発電装置のうち前記第1風力発電装置以外の少なくとも一つの第2風力発電装置を、風力発電施設の前記グリッドとの連系点と前記直交変換器との間に接続するための交流送電路を含む風力発電施設の運転方法であって、
前記第2送電設備の前記交流送電路を介して前記少なくとも一つの第2風力発電装置から前記第1送電設備の前記直交変換器に無効電力を供給することを特徴とする風力発電施設の運転方法。
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