JP5787872B2 - Wind power generation facility and operation method thereof - Google Patents

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Description

本開示は、風力発電装置で生成した交流電力を直流電力に変換してグリッド側へ直流送電する風力発電施設及びその運転方法に関する。   The present disclosure relates to a wind power generation facility that converts AC power generated by a wind power generator into DC power and transmits DC power to a grid side, and an operation method thereof.

近年、地球環境の保全の観点から、大規模な風力発電施設の普及が進んでいる。風力発電施設は、一般に、複数の風力発電装置からなるウィンドファームから出力した電力をグリッド(系統)に供給するようになっている。   In recent years, large-scale wind power generation facilities have been popularized from the viewpoint of global environmental conservation. In general, a wind power generation facility supplies power output from a wind farm including a plurality of wind power generators to a grid (system).

このような風力発電装置は、停電等の系統異常事象の発生によって系統電圧が低下した場合には、電圧低下の程度や、電圧低下の継続時間が所定の範囲内であれば、運転を継続してグリッドへの連系を維持することが求められる場合がある。すなわち、グリッドに連系される風力発電装置はLVRT(Low Voltage Ride−Through)機能の具備を求められる。
系統異常事象の発生時、通常はグリッド側から供給される電力によって制御される制御装置や各種の補機(例えば、ピッチ駆動機構)は、グリッド側からの電力供給が断たれ、その動作を維持できない。そのため、LVRT機能を実現するためには、運転を継続してグリッドへの連系を維持するのに必要な制御装置や各種補機への電力供給源が必要となる。
Such a wind turbine generator will continue to operate if the system voltage drops due to the occurrence of an abnormal system event such as a power outage, as long as the degree of voltage drop or the duration of the voltage drop is within a predetermined range. In some cases, it is required to maintain grid connection. That is, the wind power generator linked to the grid is required to have an LVRT (Low Voltage Ride-Through) function.
When a system abnormal event occurs, control devices and various auxiliary devices (for example, pitch drive mechanisms) that are normally controlled by the power supplied from the grid side are disconnected from the grid side and maintained in operation. Can not. Therefore, in order to realize the LVRT function, a power supply source to a control device and various auxiliary devices necessary for continuing operation and maintaining interconnection to the grid is required.

LVRT時にこういった機器の動作を維持する方法の一つとして、例えば特許文献1には、無停電電源装置(UPS)を使用する構成が開示されている。これは、系統電圧の低下が検出された時、必要な機器(例えば、電力変換器、タービンコントローラ、ブレードピッチ制御システム、クローバー回路(crowbar circuit)などに無停電電源装置から電力が供給されるようになっている。   For example, Patent Document 1 discloses a configuration using an uninterruptible power supply (UPS) as one method for maintaining the operation of such devices during LVRT. This is because power is supplied from an uninterruptible power supply to necessary equipment (for example, a power converter, a turbine controller, a blade pitch control system, a crowbar circuit, etc.) when a drop in system voltage is detected. It has become.

米国特許第6921985号明細書US Patent No. 6921985

しかしながら、特許文献1に記載される無停電電源装置はメンテナンスを多く必要とし、また、無停電電源装置に用いられるバッテリーは経年変化によって劣化しやすいため、無停電電源装置の機能を維持するためには定期的にバッテリーを交換する必要がある。これは、風力発電システムのメンテナンスに必要な労力とコストを増大させることとなる。   However, the uninterruptible power supply described in Patent Document 1 requires a lot of maintenance, and since the battery used in the uninterruptible power supply is likely to deteriorate due to secular change, in order to maintain the function of the uninterruptible power supply. Need to replace the battery regularly. This increases the labor and cost required for maintenance of the wind power generation system.

本発明の少なくとも一実施形態の目的は、無停電電源装置を用いることなく、非常時に風力発電装置を構成する機器へ電力を供給することができる風力発電施設及びその運転方法を提供することである。   An object of at least one embodiment of the present invention is to provide a wind power generation facility capable of supplying power to equipment constituting the wind power generation apparatus in an emergency without using an uninterruptible power supply and an operation method thereof. .

本発明の少なくとも一実施形態に係る風力発電施設は、少なくとも一つの風力発電装置と、前記少なくとも一つの風力発電装置からグリッドに電力を供給するための直流送電路と、前記少なくとも一つの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送り出し変換器と、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受け取り変換器と、前記少なくとも一つの風力発電装置に接続された充放電ケーブルとを備え、前記充放電ケーブルは、前記少なくとも一つの風力発電装置又は前記グリッドからの電力によって充電され、前記グリッドの異常事象発生時に前記少なくとも一つの風力発電装置に対して放電するように構成されたことを特徴とする。   A wind power generation facility according to at least one embodiment of the present invention includes at least one wind power generation device, a DC power transmission path for supplying power to the grid from the at least one wind power generation device, and the at least one wind power generation device. Sending converter for converting the AC power from the DC power into the DC power transmission path and receiving converter for converting the DC power from the DC power transmission path into AC power and supplying it to the grid And a charge / discharge cable connected to the at least one wind power generator, the charge / discharge cable being charged by the power from the at least one wind power generator or the grid, and an abnormal event occurrence of the grid It is sometimes configured to discharge to the at least one wind power generator.

上記風力発電施設では、グリッド(系統)の正常時に風力発電装置から直流送電路を充電しておき、非常時(例えばLVRT時)に、直流送電路に充電された電力を少なくとも一つの風力発電装置に対して放電する。これにより、無停電電源装置を用いることなく、非常時に風力発電装置を構成する機器へ電力を供給することができ、非常時においても風力発電装置の動作を維持できる。   In the wind power generation facility, the DC power transmission path is charged from the wind power generation apparatus when the grid (system) is normal, and the power charged in the DC power transmission path is supplied to at least one wind power generation apparatus in an emergency (for example, at LVRT). To discharge. Thereby, electric power can be supplied to the apparatus which comprises a wind power generator in an emergency, without using an uninterruptible power supply device, and operation | movement of a wind power generator can be maintained also in an emergency.

幾つかの実施形態では、前記充放電ケーブルは、前記直流送電路の予備回線である。
このように、直流送電路に冗長性(Redundancy)を持たせるために設けられた直流送電路の予備回線を充放電ケーブルとして利用することで、別途充放電ケーブルを敷設する必要がない。よって、設備コストの削減を図ることができる。
In some embodiments, the charge / discharge cable is a backup line of the DC power transmission path.
In this way, it is not necessary to separately lay a charge / discharge cable by using a backup line of a DC transmission line provided for providing redundancy to the DC transmission line as a charge / discharge cable. Therefore, the equipment cost can be reduced.

幾つかの実施形態では、前記予備回線としての前記充放電ケーブルと前記送り出し変換器との間に設けられ、前記直流送電路の正常時において開かれ、前記直流送電路の異常時において閉じられるように構成された第1遮断器と、前記予備回線としての前記充放電ケーブルと前記受け取り変換器との間に設けられ、前記直流送電路の正常時において開かれ、前記直流送電路の異常時において閉じられるように構成された第2遮断器とを備える。
上記実施形態において、直流送電路の正常時には、第1遮断器及び第2遮断器を開いて、充放電ケーブルを送り出し変換器及び受け取り変換器とを切り離して風力発電装置から充放電ケーブルが充電されるようになっている。また、直流送電路の異常時には第1遮断器及び第2遮断器を閉じて、予備回線が直流送電路に代替可能になっている。
これにより、第1遮断器及び第2遮断器の操作のみで、直流送電路の予備回線を充放電ケーブルとして利用したり、直流送電路に代替させたりできる。
In some embodiments, it is provided between the charging / discharging cable as the backup line and the sending converter, and is opened when the DC transmission line is normal, and is closed when the DC transmission line is abnormal. Provided between the first circuit breaker configured as described above, the charge / discharge cable as the backup line and the receiving converter, and opened when the DC power transmission path is normal, and when the DC power transmission path is abnormal A second circuit breaker configured to be closed.
In the above embodiment, when the DC power transmission line is normal, the first circuit breaker and the second circuit breaker are opened, the charge / discharge cable is sent out, the converter and the receiving converter are disconnected, and the charge / discharge cable is charged from the wind turbine generator. It has become so. Further, when the DC transmission line is abnormal, the first circuit breaker and the second circuit breaker are closed, and the backup line can be replaced with the DC transmission line.
Thereby, only by operation of the 1st circuit breaker and the 2nd circuit breaker, the reserve line of a direct-current power transmission line can be used as a charge / discharge cable, or it can be made to substitute for a direct-current power transmission line.

本発明の少なくとも一実施形態に係る風力発電施設の運転方法は、少なくとも一つの風力発電装置と、前記少なくとも一つの風力発電装置からグリッドに電力を供給するための直流送電路と、前記少なくとも一つの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送り出し変換器と、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受け取り変換器と、前記少なくとも一つの風力発電装置に接続された充放電ケーブルとを備える風力発電施設の運転方法であって、前記少なくとも一つの風力発電装置又は前記グリッドからの電力によって前記充放電ケーブルを充電する充電ステップと、前記グリッドの異常事象発生時に前記少なくとも一つの風力発電装置に対して電力が供給されるように前記充放電ケーブルから放電する放電ステップとを備えることを特徴とする。   A method for operating a wind power generation facility according to at least one embodiment of the present invention includes at least one wind power generation device, a direct current transmission line for supplying power from the at least one wind power generation device to a grid, and the at least one wind power generation device. A sending converter for converting AC power from a wind power generator into DC power and supplying it to the DC power transmission path, and for converting the DC power from the DC power transmission path into AC power and supplying it to the grid And a charging / discharging cable connected to the at least one wind power generator, wherein the charge / discharge is performed by power from the at least one wind power generator or the grid. A charging step of charging a cable, and power supply to the at least one wind turbine generator when an abnormal event of the grid occurs. There characterized in that it comprises a discharge step of discharging from the charging and discharging cable as supplied.

上記風力発電施設の運転方法によれば、グリッドの正常時に風力発電装置から直流送電路を充電しておき、非常時(例えばLVRT時)に、直流送電路に充電された電力を少なくとも一つの風力発電装置に対して放電する。これにより、無停電電源装置を用いることなく、非常時に風力発電装置を構成する機器へ電力を供給することができ、非常時においても風力発電装置の動作を維持できる。   According to the operation method of the wind power generation facility, the DC power transmission path is charged from the wind power generator when the grid is normal, and at least one wind power is supplied to the DC power transmission path in an emergency (for example, LVRT). Discharge to the generator. Thereby, electric power can be supplied to the apparatus which comprises a wind power generator in an emergency, without using an uninterruptible power supply device, and operation | movement of a wind power generator can be maintained also in an emergency.

本発明の少なくとも一実施形態によれば、無停電電源装置を用いることなく、非常時に風力発電装置を構成する機器へ電力を供給することができ、非常時においても風力発電装置の動作を維持できる。   According to at least one embodiment of the present invention, without using an uninterruptible power supply, power can be supplied to equipment constituting the wind power generator in an emergency, and the operation of the wind power generator can be maintained even in an emergency. .

本発明の一実施形態に係る風力発電施設の全体構成を示す図である。It is a figure which shows the whole structure of the wind power generation facility which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の他の実施形態に係る風力発電施設の全体構成を示す図である。It is a figure which shows the whole structure of the wind power generation facility which concerns on other embodiment of this invention. 本発明の他の実施形態に係る風力発電施設の運転方法を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the operating method of the wind power generation facility which concerns on other embodiment of this invention. 本発明の変形例に係る風力発電施設の全体構成を示す図である。It is a figure which shows the whole structure of the wind power generation facility which concerns on the modification of this invention.

以下、添付図面に従って本発明の実施形態について説明する。ただし、実施形態として以下に記載され、あるいは、実施形態として図面で示された構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. However, the dimensions, materials, shapes, relative arrangements, and the like of the components described below as the embodiments or shown in the drawings as the embodiments are not intended to limit the scope of the present invention. It is just an example.

図1は、一実施形態に係る風力発電施設の全体構成を示す図である。
同図に示すように、幾つかの実施形態において、風力発電施設1は、少なくとも一つの風力発電装置10を備え、風力発電装置10から出力した電力をローカルグリッド2を介してグリッド50へ送電するようになっている。
FIG. 1 is a diagram illustrating an overall configuration of a wind power generation facility according to an embodiment.
As shown in the figure, in some embodiments, the wind power generation facility 1 includes at least one wind power generation device 10 and transmits the power output from the wind power generation device 10 to the grid 50 via the local grid 2. It is like that.

風力発電装置10は、主要機器として、風車ロータと、該風車ロータの回転エネルギーを電力エネルギーに変換する発電機とを備える。風力発電装置10の発電機は、例えば同期発電機や誘導発電機が用いられる。さらに、風力発電装置10は、ブレードのピッチ角を調節するピッチ駆動機構等の各種の補機やこれらの機器を制御する制御装置を備えている。この風力発電装置10で出力された電力は、交流電力としてローカルグリッド2に出力される。なお、図1には一つの風力発電装置10を示しているが、複数の風力発電装置を含むウィンドファームで構成されてもよい。   The wind power generator 10 includes, as main devices, a windmill rotor and a generator that converts rotational energy of the windmill rotor into electric energy. As the generator of the wind power generator 10, for example, a synchronous generator or an induction generator is used. Furthermore, the wind power generator 10 includes various auxiliary machines such as a pitch driving mechanism that adjusts the pitch angle of the blades, and a control device that controls these devices. The power output from the wind power generator 10 is output to the local grid 2 as AC power. In addition, although the one wind power generator 10 is shown in FIG. 1, you may be comprised with the wind farm containing a some wind power generator.

ローカルグリッド2は、風力発電装置10とグリッド50との間に設けられる主要送電路として、風力発電装置10側から順に、交流送電路11、直流送電路12、交流送電路13を含むとともに、風力発電装置10に接続される充放電ケーブル20を含んでいる。   The local grid 2 includes an AC power transmission path 11, a DC power transmission path 12, and an AC power transmission path 13 as a main power transmission path provided between the wind power generation apparatus 10 and the grid 50 in order from the wind power generation apparatus 10 side. A charge / discharge cable 20 connected to the power generation apparatus 10 is included.

主要送電路には、交直変換器によって構成される送り出し変換器(SEC;Sending End Converter)3、直交変換器によって構成される受け取り変換器(REC;Receiving End Converter)4、変圧器5が設けられている。
送り出し変換器3は、風力発電装置10からの交流電力を直流電力に変換して直流送電路12に供給する。受け取り変換器4は、直流送電路12からの直流電力を交流電力に変換してグリッド50に供給する。変圧器5は、受け取り変換器4で変換された交流電力を変圧する。
The main power transmission line is provided with a sending converter (SEC) 3 constituted by an AC / DC converter, a receiving converter (REC) 4 constituted by an orthogonal converter, and a transformer 5. ing.
The sending converter 3 converts the AC power from the wind power generator 10 into DC power and supplies it to the DC power transmission path 12. The receiving converter 4 converts the DC power from the DC power transmission path 12 into AC power and supplies it to the grid 50. The transformer 5 transforms the AC power converted by the receiving converter 4.

また、一実施形態において、直流送電路12には、第1遮断器7及び第2遮断器8が設けられている。第1遮断器7及び第2遮断器8は、主として、直流送電路12において短絡事故や地絡事故が生じた場合に直流送電路12から送り出し変換器3及び受け取り変換器4を切り離し、これらを過電圧又は過電流から保護する役割を担う。グリッド50及びローカルグリッド2に異常がない場合、第1遮断器7及び第2遮断器8は全て閉になっており、風力発電装置10で生成された電力は直流送電路12をグリッド50に向かって送電される。   In one embodiment, the DC power transmission path 12 is provided with a first circuit breaker 7 and a second circuit breaker 8. The first circuit breaker 7 and the second circuit breaker 8 mainly disconnect the sending converter 3 and the receiving converter 4 from the DC power transmission path 12 when a short-circuit accident or a ground fault occurs in the DC power transmission path 12. It plays a role to protect against overvoltage or overcurrent. When there is no abnormality in the grid 50 and the local grid 2, the first circuit breaker 7 and the second circuit breaker 8 are all closed, and the power generated by the wind turbine generator 10 is directed to the grid 50 through the DC power transmission path 12. Power is transmitted.

一実施形態において、充放電ケーブル20は、交直変換器26を介して風力発電装置10に接続されている。充放電ケーブル20は、風力発電装置10又はグリッド50からの電力によって充電され、グリッド50の異常事象発生時に風力発電装置10に対して放電するように構成される。すなわち、風力発電装置10の発生電力が交直変換器26によって直流電力に変換されて、該直流電力によって充放電ケーブル20が充電される。そして、グリッド50の異常事象発生時、充放電ケーブル20からの直流電力が交直変換器26によって交流電力に変換されて、該交流電力が風力発電装置10に供給される。
この充放電ケーブル20は複数設けられてもよい。また、充放電ケーブル20と風力発電装置10との間には、変圧器21と、開閉器22が設けられている。開閉器22は、後述する充放電制御部40によって開閉制御される。
In one embodiment, the charge / discharge cable 20 is connected to the wind turbine generator 10 via the AC / DC converter 26. The charge / discharge cable 20 is configured to be charged by electric power from the wind power generator 10 or the grid 50 and to discharge the wind power generator 10 when an abnormal event of the grid 50 occurs. That is, the generated power of the wind power generator 10 is converted into DC power by the AC / DC converter 26, and the charge / discharge cable 20 is charged by the DC power. When an abnormal event occurs in the grid 50, the DC power from the charge / discharge cable 20 is converted into AC power by the AC / DC converter 26, and the AC power is supplied to the wind power generator 10.
A plurality of the charge / discharge cables 20 may be provided. A transformer 21 and a switch 22 are provided between the charge / discharge cable 20 and the wind power generator 10. The switch 22 is controlled to be opened and closed by a charge / discharge control unit 40 described later.

なお、風力発電施設1において、少なくとも一つの風力発電装置10及び送り出し変換器3は洋上に設置され、受け取り変換器4及び変圧器5、グリッド50は陸上に設置されてもよい。この場合、直流送電路12及び充放電ケーブル20の大部分は海底に設置される海底ケーブルである。   In the wind power generation facility 1, at least one wind power generation device 10 and the sending converter 3 may be installed on the ocean, and the receiving converter 4, the transformer 5, and the grid 50 may be installed on land. In this case, most of the DC power transmission path 12 and the charge / discharge cable 20 are submarine cables installed on the seabed.

幾つかの実施形態において、風力発電施設1は、充放電ケーブル20と風力発電装置10との間に設けられた開閉器22及び交直変換器26を制御することによって、充放電ケーブル20の充電と放電とを切り替える充放電制御部40をさらに備える。   In some embodiments, the wind power generation facility 1 controls charging / discharging of the charge / discharge cable 20 by controlling a switch 22 and an AC / DC converter 26 provided between the charge / discharge cable 20 and the wind power generator 10. The charging / discharging control part 40 which switches between discharge is further provided.

グリッド50の異常事象発生前、充放電制御部40は開閉器22及び交直変換器26を制御して、開閉器22を閉じた状態で、風力発電装置10又はグリッド50からの電力を交直変換器26によって直流電力に変換し、該直流電力を充放電ケーブル20に供給する。これにより、充放電ケーブル20は充電される。充放電ケーブル20が充電されたら、開閉器22を開き、交直変換器26の制御を停止する。
一方、グリッド50の異常事象発生時、開閉器22及び交直変換器26を制御して、開閉器22を閉じた状態で、充放電ケーブル20からの直流電力を交直変換器26で交流電力に変換し、該交流電力を風力発電装置10に供給する。
ここで、検出部42によって風力発電装置10の発電機の端子電圧を検出し、発電機の端子電圧に基づいてグリッド50で異常事象が発生したか否かを判定するようにしてもよい。
Before the occurrence of an abnormal event in the grid 50, the charge / discharge control unit 40 controls the switch 22 and the AC / DC converter 26, and with the switch 22 closed, the power from the wind power generator 10 or the grid 50 is converted into the AC / DC converter. The direct current power is converted into direct current power by 26 and the direct current power is supplied to the charge / discharge cable 20. Thereby, the charging / discharging cable 20 is charged. When the charging / discharging cable 20 is charged, the switch 22 is opened and the control of the AC / DC converter 26 is stopped.
On the other hand, when an abnormal event occurs in the grid 50, the switch 22 and the AC / DC converter 26 are controlled, and the DC power from the charge / discharge cable 20 is converted into AC power by the AC / DC converter 26 with the switch 22 closed. Then, the AC power is supplied to the wind power generator 10.
Here, the detection unit 42 may detect the terminal voltage of the generator of the wind power generator 10 and determine whether or not an abnormal event has occurred in the grid 50 based on the terminal voltage of the generator.

このように、グリッド50の正常時に風力発電装置10から充放電ケーブル20を充電しておき、グリッド50に異常事象が発生した時に、充放電ケーブル20から風力発電装置10に対して給電することによって、無停電電源装置を用いることなく、LVRT時に風力発電装置10を構成する機器へ電力を供給することができ、LVRT時においても風力発電装置10の動作を維持できる。   In this way, by charging the charging / discharging cable 20 from the wind turbine generator 10 when the grid 50 is normal and supplying an electric power from the charging / discharging cable 20 to the wind turbine generator 10 when an abnormal event occurs in the grid 50. Without using an uninterruptible power supply, electric power can be supplied to the equipment constituting the wind turbine generator 10 at LVRT, and the operation of the wind turbine generator 10 can be maintained even at LVRT.

図2は本発明の他の実施形態に係る風力発電施設の全体構成を示す図である。
図2に示すように、本回線としての直流送電路12に並行して設けられる予備回線12’を充放電ケーブル20として用いてもよい。このように、直流送電路(本回線)12に冗長性を持たせるために設けられた予備回線12’を充放電ケーブル20として利用することで、別途充放電ケーブル20を敷設する必要がない。よって、設備コストの削減を図ることができる。
FIG. 2 is a diagram showing an overall configuration of a wind power generation facility according to another embodiment of the present invention.
As shown in FIG. 2, a backup line 12 ′ provided in parallel with the DC power transmission path 12 as the main line may be used as the charge / discharge cable 20. Thus, by using the spare line 12 ′ provided for providing redundancy to the DC power transmission path (main line) 12 as the charge / discharge cable 20, there is no need to separately lay the charge / discharge cable 20. Therefore, the equipment cost can be reduced.

図2に示す例示的な実施形態では、直流送電路(本回線)12と送り出し変換器3との間、および、直流送電路12と受け取り変換器4との間には、それぞれ、送り出し変換器3側の第1遮断器(SEC側遮断器)7aと受け取り変換器4側の第2遮断器(REC側遮断器)8aが設けられる。同様に、予備回線12’と送り出し変換器3との間、および、予備回線12’と受け取り変換器4との間には、それぞれ、第1遮断器7bと第2遮断器8bが設けられる。   In the exemplary embodiment shown in FIG. 2, between the DC transmission line (main line) 12 and the sending converter 3, and between the DC transmission line 12 and the receiving converter 4, the sending converter, respectively. A third circuit breaker (SEC side circuit breaker) 7a and a receiving converter 4 side second circuit breaker (REC side circuit breaker) 8a are provided. Similarly, a first circuit breaker 7b and a second circuit breaker 8b are provided between the protection line 12 'and the sending converter 3, and between the protection line 12' and the receiving converter 4, respectively.

これら第1遮断器7a,7bと第2遮断器8a,8bは、直流遮断器制御部60によって開閉制御され、直流送電路(本回線)12の異常時に直流送電路12を送り出し変換器3及び受け取り変換器4から切り離し、予備回線12’で代替するようになっていてもよい。
すなわち、直流送電路(本回線)12の正常時、直流遮断器制御部60によって、直流送電路(本回線)12の第1遮断器7a及び第2遮断器8aはいずれも閉じられ、且つ、予備回線12’の第1遮断器7b及び第2遮断器8bはいずれも開かれた状態になっている。これに対し、直流送電路(本回線)12の異常時、直流遮断器制御部60によって、直流送電路(本回線)12の第1遮断器7a及び第2遮断器8aが開かれるとともに、予備回線12’の第1遮断器7b及び第2遮断器8bは閉じられる。こうして、異常が発生した直流送電路(本回線)12は予備回線12’によって代替される。
The first circuit breakers 7a and 7b and the second circuit breakers 8a and 8b are controlled to be opened and closed by the DC circuit breaker control unit 60, and when the DC power transmission path (main line) 12 is abnormal, the DC power transmission path 12 is sent out and the converter 3 and It may be separated from the receiving converter 4 and replaced by the protection line 12 ′.
That is, when the DC transmission line (main line) 12 is normal, the DC breaker control unit 60 closes both the first circuit breaker 7a and the second breaker 8a of the DC transmission line (main line) 12, and Both the first circuit breaker 7b and the second circuit breaker 8b of the protection line 12 ′ are in an open state. On the other hand, when the DC transmission line (main line) 12 is abnormal, the DC circuit breaker control unit 60 opens the first circuit breaker 7a and the second circuit breaker 8a of the DC transmission line (main line) 12. The first circuit breaker 7b and the second circuit breaker 8b of the line 12 ′ are closed. In this way, the DC power transmission line (main line) 12 in which an abnormality has occurred is replaced by the protection line 12 ′.

また、予備回線12’は、充放電ケーブル20としての役割も兼ねるため、交直変換器36を介して風力発電装置10に接続される。一実施形態では、図2に示すように、交直変換器36の両側に位置する交流ライン31及び直流ライン32によって構成される接続ライン30が、充放電ケーブル20としての予備回線12’における第1遮断器7bの近傍の接続点33に接続される。なお、交流ライン31には変圧器35が設けられていてもよい。   Further, the standby line 12 ′ also serves as the charge / discharge cable 20, and is therefore connected to the wind power generator 10 via the AC / DC converter 36. In one embodiment, as shown in FIG. 2, the connection line 30 constituted by the AC line 31 and the DC line 32 located on both sides of the AC / DC converter 36 is connected to the first line 12 ′ as the charge / discharge cable 20. It is connected to a connection point 33 in the vicinity of the circuit breaker 7b. The AC line 31 may be provided with a transformer 35.

充放電制御部40は、グリッド50の異常事象発生前、開閉器37及び交直変換器36を制御して、開閉器37を閉じた状態で、風力発電装置10又はグリッド50からの電力を交直変換器36によって直流電力に変換し、該直流電力を充放電ケーブル20(予備回線12’)に供給する。これにより、充放電ケーブル20は充電される。充放電ケーブル20が充電されたら、開閉器37を開き、交直変換器36の制御を停止する。
一方、グリッド50の異常事象発生時、開閉器37及び交直変換器36を制御して、開閉器37を閉じた状態で、充放電ケーブル20からの直流電力を交直変換器36で交流電力に変換し、該交流電力を風力発電装置10に供給する。
なお、充放電ケーブル20(予備回線12’)の充放電時、直流遮断器制御部60によって、充放電ケーブル20(予備回線12’)の両側の第1遮断器7b及び第2遮断器8bは開かれている。
The charge / discharge control unit 40 controls the switch 37 and the AC / DC converter 36 before the occurrence of an abnormal event in the grid 50, and AC / DC converts the electric power from the wind power generator 10 or the grid 50 with the switch 37 closed. The converter 36 converts the DC power into DC power and supplies the DC power to the charge / discharge cable 20 (backup line 12 ′). Thereby, the charging / discharging cable 20 is charged. When the charge / discharge cable 20 is charged, the switch 37 is opened and the control of the AC / DC converter 36 is stopped.
On the other hand, when an abnormal event of the grid 50 occurs, the switch 37 and the AC / DC converter 36 are controlled, and the DC power from the charge / discharge cable 20 is converted into AC power by the AC / DC converter 36 with the switch 37 closed. Then, the AC power is supplied to the wind power generator 10.
In addition, at the time of charging / discharging of the charging / discharging cable 20 (protection line 12 '), the 1st circuit breaker 7b and 2nd circuit breaker 8b of the both sides of the charging / discharging cable 20 (protection line 12') are carried out by the DC circuit breaker control part 60. Open

ここで、図3を参照して、一実施形態に係る風力発電施設1の運転方法について説明する。
風力発電施設1の通常運転時(S1)、開閉器22、37を閉じた状態で交直変換器26,36を制御し、風力発電装置10又はグリッド50からの電力によって充放電ケーブル20,12’(20)の充電を行う(S2)。なお、充放電ケーブル20,12’(20)が充電されたら、開閉器22,37を開き、交直変換器26,36の制御を停止する。
この後、検出部42によって風力発電装置10の端子電圧を検出し、端子電圧に基づいてグリッド50における異常事象の発生の有無を判定する(S3)。グリッド50にて異常事象が発生したと判定されたら、開閉器22,37を閉じ、交直変換器26,36を制御して充放電ケーブル20,12’(20)から風力発電装置10に給電(放電)する(S4)。
これにより、グリッド50から電力供給を受けることができない場合であっても、風力発電装置10の動作を維持することができる。
Here, with reference to FIG. 3, the operating method of the wind power generation facility 1 which concerns on one Embodiment is demonstrated.
During normal operation of the wind power generation facility 1 (S1), the AC / DC converters 26 and 36 are controlled with the switches 22 and 37 closed, and the charge / discharge cables 20 and 12 ′ are powered by the power from the wind power generator 10 or the grid 50. (20) is charged (S2). When the charge / discharge cables 20, 12 ′ (20) are charged, the switches 22, 37 are opened, and the control of the AC / DC converters 26, 36 is stopped.
Then, the terminal voltage of the wind power generator 10 is detected by the detection part 42, and the presence or absence of generation | occurrence | production of the abnormal event in the grid 50 is determined based on a terminal voltage (S3). If it is determined that an abnormal event has occurred in the grid 50, the switches 22 and 37 are closed, and the AC / DC converters 26 and 36 are controlled to supply power to the wind turbine generator 10 from the charge / discharge cables 20, 12 ′ (20) ( Discharge) (S4).
Thereby, even if it is a case where electric power supply cannot be received from the grid 50, operation | movement of the wind power generator 10 can be maintained.

以上説明したように、上述の実施形態によれば、グリッド50の正常時において充放電ケーブル20,12’(20)を充電しておき、グリッド50の異常事象発生時に、充放電ケーブル20,12’(20)に充電された電力を少なくとも一つの風力発電装置10に対して放電する。これにより、無停電電源装置を用いることなく、LVRT時に風力発電装置10を構成する機器へ電力を供給することができる。   As described above, according to the above-described embodiment, the charging / discharging cables 20, 12 ′ (20) are charged when the grid 50 is normal, and the charging / discharging cables 20, 12 are performed when an abnormal event of the grid 50 occurs. 'The electric power charged in (20) is discharged to at least one wind power generator 10. Thereby, electric power can be supplied to the apparatus which comprises the wind power generator 10 at the time of LVRT, without using an uninterruptible power supply device.

以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明はこれに限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変形を行ってもよいのはいうまでもない。   As mentioned above, although embodiment of this invention was described in detail, it cannot be overemphasized that this invention is not limited to this, In the range which does not deviate from the summary of this invention, various improvement and deformation | transformation may be performed.

例えば、上述の実施形態では、グリッド50における異常事象の発生を、風力発電装置10の端子電圧に基づいて判定したが、グリッド50における異常事象は、グリッド50側の電圧情報や、グリッド50側の変電所や給電指令所から取得可能なグリッド50各所における遮断器の開閉状態を含む事故情報に基づいて判定してもよい。
図4は、本発明の変形例に係る風力発電施設1の全体構成を示す図である。図4に示すように、グリッド50に設けられた系統監視部52からの信号に基づいて異常事象の発生を検出してもよい。また、系統監視部52は、グリッド50を構成している各種設備の状態や各所に設置されるセンサの情報等を監視し、風力発電施設1の充放電制御部40に監視結果を報告するようになっている。この場合、充放電制御部40は、系統監視部52からの報告結果に基づいて、グリッド50における異常事象の発生の有無を判定してもよい。
For example, in the above-described embodiment, the occurrence of an abnormal event in the grid 50 is determined based on the terminal voltage of the wind turbine generator 10, but the abnormal event in the grid 50 is determined based on voltage information on the grid 50 side or on the grid 50 side. You may determine based on the accident information including the open / close state of the circuit breaker in each place of the grid 50 which can be acquired from the substation or the power supply command station.
FIG. 4 is a diagram showing an overall configuration of the wind power generation facility 1 according to a modification of the present invention. As shown in FIG. 4, the occurrence of an abnormal event may be detected based on a signal from a system monitoring unit 52 provided in the grid 50. In addition, the system monitoring unit 52 monitors the state of various facilities constituting the grid 50, information on sensors installed at various places, and reports the monitoring results to the charge / discharge control unit 40 of the wind power generation facility 1. It has become. In this case, the charge / discharge control unit 40 may determine whether or not an abnormal event has occurred in the grid 50 based on the report result from the system monitoring unit 52.

1 風力発電施設
2 ローカルグリッド
3 送り出し変換器
4 受け取り変換器
5,21,35 変圧器
7,7a,7b 第1遮断器
8,8a,8b 第2遮断器
10 風力発電装置
11,13 交流送電路
12 直流送電路
12’ 予備回線(充放電ケーブル)
20 充放電ケーブル
22,37 開閉器
30 接続ライン
40 充放電制御部
42 検出部
50 グリッド
52 系統監視部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Wind power generation facility 2 Local grid 3 Sending converter 4 Receiving converter 5, 21, 35 Transformer 7, 7a, 7b 1st circuit breaker 8, 8a, 8b 2nd circuit breaker 10 Wind power generator 11, 13 AC power transmission path 12 DC transmission line 12 'Backup line (charge / discharge cable)
20 Charge / Discharge Cable 22, 37 Switch 30 Connection Line 40 Charge / Discharge Control Unit 42 Detection Unit 50 Grid 52 System Monitoring Unit

Claims (5)

洋上に設置される少なくとも一つの風力発電装置と、
前記少なくとも一つの風力発電装置からグリッドに電力を供給するための直流送電路と、
前記少なくとも一つの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送り出し変換器と、
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受け取り変換器と、
前記少なくとも一つの風力発電装置に接続された充放電ケーブルとを備え、
前記充放電ケーブルは、海底に設置される海底ケーブルを含み、
前記充放電ケーブルは、前記少なくとも一つの風力発電装置又は前記グリッドからの電力によって充電され、前記グリッドの異常事象発生時に前記少なくとも一つの風力発電装置に対して放電するように構成されたことを特徴とする風力発電施設。
At least one wind power generator installed on the ocean ;
A DC transmission line for supplying power to the grid from the at least one wind turbine generator;
A sending-out converter for converting alternating current power from the at least one wind power generator into direct current power and supplying the direct current power to the direct current transmission line;
A receiving converter for converting the DC power from the DC power transmission path into AC power and supplying it to the grid;
A charge / discharge cable connected to the at least one wind turbine generator;
The charge / discharge cable includes a submarine cable installed on the seabed,
The charge / discharge cable is configured to be charged by electric power from the at least one wind power generator or the grid, and to discharge to the at least one wind power generator when an abnormal event occurs in the grid. Wind power generation facility.
少なくとも一つの風力発電装置と、
前記少なくとも一つの風力発電装置からグリッドに電力を供給するための直流送電路と、
前記少なくとも一つの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送り出し変換器と、
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受け取り変換器と、
前記少なくとも一つの風力発電装置に接続された充放電ケーブルとを備え、
前記充放電ケーブルは、前記少なくとも一つの風力発電装置又は前記グリッドからの電力によって充電され、前記グリッドの異常事象発生時に前記少なくとも一つの風力発電装置に対して放電するように構成され、
記充放電ケーブルは、前記直流送電路の予備回線であることを特徴とする風力発電施設。
At least one wind power generator;
A DC transmission line for supplying power to the grid from the at least one wind turbine generator;
A sending-out converter for converting alternating current power from the at least one wind power generator into direct current power and supplying the direct current power to the direct current transmission line;
A receiving converter for converting the DC power from the DC power transmission path into AC power and supplying it to the grid;
A charge / discharge cable connected to the at least one wind turbine generator;
The charging / discharging cable is configured to be charged by electric power from the at least one wind power generator or the grid, and to be discharged to the at least one wind power generator when an abnormal event occurs in the grid,
Before KiTakashi discharge cables, wind power generation facilities you being a standby line of the DC power transmission path.
前記予備回線としての前記充放電ケーブルと前記送り出し変換器との間に設けられ、前記直流送電路の正常時において開かれ、前記直流送電路の異常時において閉じられるように構成された第1遮断器と、
前記予備回線としての前記充放電ケーブルと前記受け取り変換器との間に設けられ、前記直流送電路の正常時において開かれ、前記直流送電路の異常時において閉じられるように構成された第2遮断器とを備えることを特徴とする請求項2に記載の風力発電施設。
A first cutoff provided between the charging / discharging cable as the backup line and the sending converter, and configured to be opened when the DC transmission line is normal and closed when the DC transmission line is abnormal And
A second cutoff provided between the charge / discharge cable as the backup line and the receiving converter, and configured to be opened when the DC transmission line is normal and closed when the DC transmission line is abnormal The wind power generation facility according to claim 2, further comprising:
洋上に設置される少なくとも一つの風力発電装置と、前記少なくとも一つの風力発電装置からグリッドに電力を供給するための直流送電路と、前記少なくとも一つの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送り出し変換器と、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受け取り変換器と、前記少なくとも一つの風力発電装置に接続された充放電ケーブルとを備え、前記充放電ケーブルが海底に設置される海底ケーブルを含む風力発電施設の運転方法であって、
前記少なくとも一つの風力発電装置又は前記グリッドからの電力によって前記充放電ケーブルを充電する充電ステップと、
前記グリッドの異常事象発生時に前記少なくとも一つの風力発電装置に対して電力が供給されるように前記充放電ケーブルから放電する放電ステップとを備えることを特徴とする風力発電施設の運転方法。
At least one wind power generator installed on the ocean, a DC power transmission path for supplying power to the grid from the at least one wind power generator, and AC power from the at least one wind power generator is converted to DC power A sending converter for supplying to the DC power transmission path, a receiving converter for converting the DC power from the DC power transmission path into AC power and supplying it to the grid, and the at least one wind power generation A method for operating a wind power generation facility including a submarine cable, wherein the charge / discharge cable is installed on a seabed .
A charging step of charging the charge / discharge cable with power from the at least one wind turbine generator or the grid;
And a discharging step of discharging from the charging / discharging cable so that electric power is supplied to the at least one wind power generator when an abnormal event of the grid occurs.
少なくとも一つの風力発電装置と、前記少なくとも一つの風力発電装置からグリッドに電力を供給するための直流送電路と、前記少なくとも一つの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送り出し変換器と、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受け取り変換器と、前記少なくとも一つの風力発電装置に接続された充放電ケーブルとを備え、前記充放電ケーブルが前記直流送電路の予備回線である風力発電施設の運転方法であって、At least one wind power generator, a DC power transmission path for supplying power to the grid from the at least one wind power generator, and AC power from the at least one wind power generator is converted to DC power to convert the DC power Connected to the at least one wind power generator, a sending converter for supplying to the electrical path, a receiving converter for converting the DC power from the DC power transmission path to AC power and supplying it to the grid, and A charge / discharge cable, wherein the charge / discharge cable is a backup line of the DC power transmission path, and is a method for operating a wind power generation facility,
前記少なくとも一つの風力発電装置又は前記グリッドからの電力によって前記充放電ケーブルを充電する充電ステップと、A charging step of charging the charge / discharge cable with power from the at least one wind turbine generator or the grid;
前記グリッドの異常事象発生時に前記少なくとも一つの風力発電装置に対して電力が供給されるように前記充放電ケーブルから放電する放電ステップとを備えることを特徴とする風力発電施設の運転方法。And a discharging step of discharging from the charging / discharging cable so that electric power is supplied to the at least one wind power generator when an abnormal event of the grid occurs.
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