JP6474701B2 - Generator controller, wind farm controller, and wind farm control method - Google Patents

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Description

本発明は、電力変換器を備えた発電装置が少なくとも2台以上設置されたエネルギーファーム(発電装置群)において、エネルギーファームから電力系統に流出する高調波電流を抑制する発電装置、エネルギーファームおよびエネルギーファームの制御方法に関する。   The present invention relates to an energy farm (power generator group) in which at least two power generators equipped with power converters are installed, a power generator that suppresses harmonic currents flowing from the energy farm to the power system, the energy farm, and the energy The present invention relates to a farm control method.

近年、再生可能エネルギーの普及が進んでおり、多数の風力発電装置が設置された大規模なウィンドファームや多数のソーラーパネル(太陽光発電装置)が設置された大規模なソーラーファームが建設されている。   In recent years, the spread of renewable energy has progressed, and large-scale wind farms with a large number of wind power generation devices and large-scale solar farms with a large number of solar panels (solar power generation devices) have been constructed. Yes.

風力発電装置や太陽光発電装置は、発電した電力を交流から直流に変換する発電機側の電力変換器、およびその直流を交流に変換して電力系統に電力を送る系統側の電力変換器を備えている。電力変換器は、半導体素子のスイッチングによって電力を直流から交流、または反対に交流から直流に変換する。電力を変換する際にスイッチングで発生する電流の歪みが高調波電流として電力系統に流出する。   Wind power generators and solar power generators include a power converter on the generator side that converts the generated power from AC to DC, and a power converter on the system side that converts the DC to AC and sends the power to the power system. I have. The power converter converts power from direct current to alternating current, or vice versa, by switching semiconductor elements. Distortion of current generated by switching when power is converted flows out into the power system as harmonic current.

この高調波電流は、系統連系規定JEAC9701−2012(非特許文献1)で定められた基準値以下に抑えることが望ましい。また、例えばウィンドファームでは、複数の風力発電装置の電力変換器のスイッチングが同期することによって、各風力発電装置から流出する電流の歪みが重畳して高調波電流が増幅する場合がある。   It is desirable to suppress this harmonic current to a reference value or less defined in the grid connection provision JEAC 9701-2012 (Non-Patent Document 1). Further, for example, in a wind farm, the switching of power converters of a plurality of wind power generators may be synchronized so that distortion of current flowing out from each wind power generator may be superimposed to amplify the harmonic current.

高調波電流を抑制する技術として、例えば、特許文献1のような技術がある。特許文献1には、「複数の風力発電装置の電力変換器のスイッチングが非同期になるように、同期した時刻情報に基づいてスイッチングパラメータ(キャリア波の位相など)を設定する方法」が開示されている。   As a technique for suppressing the harmonic current, for example, there is a technique as disclosed in Patent Document 1. Patent Document 1 discloses a “method for setting switching parameters (carrier wave phase, etc.) based on synchronized time information so that switching of power converters of a plurality of wind turbine generators is asynchronous”. Yes.

欧州特許出願公開第2482418A1号明細書European Patent Application Publication No. 2482418A1

系統連系規定:JEAC9701−2012、一般社団法人日本電気協会、2013年2月、第6版Grid interconnection regulations: JEAC 9701-2012, Japan Electric Association, February 2013, 6th edition

ところで、特許文献1では、風況状態によって風力発電装置の電力変換器のスイッチングのタイミングが変わることが想定されていない。   By the way, in patent document 1, it is not assumed that the switching timing of the power converter of a wind power generator changes with wind conditions.

ここで、風況が同じ2台の風力発電装置において、スイッチングパラメータの一つであるキャリア波の位相の調整によって、風力発電装置の電力変換器のスイッチングを非同期にしている一例を図2に示す。図2は、風況の同じ1台目の風力発電装置(添え字a)と2台目の風力発電装置(添え字b)のキャリア波10aおよび10bと、目標正弦波電圧11と、電力変換器がキャリア波10aおよび10bと目標正弦波電圧11の交点でスイッチングして電力系統に出力する電圧12aおよび12bと、電圧12aおよび12bによって電力系統に流れる電流13aおよび13bを示す。   Here, FIG. 2 shows an example in which the switching of the power converter of the wind power generator is made asynchronous by adjusting the phase of the carrier wave, which is one of the switching parameters, in two wind power generators having the same wind conditions. . FIG. 2 shows the carrier waves 10a and 10b, the target sine wave voltage 11, the power conversion of the first wind turbine generator (subscript a) and the second wind turbine generator (subscript b) having the same wind conditions. The voltage 12a and 12b which the device switches at the intersection of the carrier waves 10a and 10b and the target sine wave voltage 11 and outputs to the power system, and the currents 13a and 13b flowing in the power system by the voltages 12a and 12b are shown.

図2では、特許文献1に示す手法のように、1台目と2台目の風力発電装置に異なる位相のキャリア波を整定して電力変換器のスイッチングを非同期にしている。これにより、1台目と2台目の風力発電装置で電流の歪みの凹凸の頂点の時刻が異なり、それらの電流の合計が流れる連系点では、電流の歪みが打ち消し合ってならされて高調波電流は抑制される。   In FIG. 2, like the method shown in Patent Document 1, carrier waves having different phases are set to the first and second wind power generators to make the switching of the power converter asynchronous. As a result, the time of the peak of the current distortion unevenness differs between the first and second wind power generators, and at the interconnection point where the sum of these currents flows, the current distortion is canceled and harmonics Wave current is suppressed.

これに対し、風況の異なる2台の風力発電装置において、特許文献1の手法では風力発電装置の電力変換器のスイッチングが同期してしまう一例を図3に示す。図3では、キャリア波の位相は図2と同じである。1台目と2台目の風力発電装置で風況が異なり、各風力発電装置の発電電力は異なるため、目標正弦波電圧11aおよび11bのように目標正弦波電圧の位相に違いが生じている。発電電力と目標正弦波電圧の関係は一般に(1)式の関係で表される。   On the other hand, in two wind power generators with different wind conditions, an example in which the switching of the power converter of the wind power generator is synchronized in the method of Patent Document 1 is shown in FIG. In FIG. 3, the phase of the carrier wave is the same as in FIG. Since the wind conditions are different between the first and second wind power generators and the generated power of each wind power generator is different, there is a difference in the phase of the target sine wave voltage as in the target sine wave voltages 11a and 11b. . The relationship between the generated power and the target sine wave voltage is generally expressed by the relationship of equation (1).

Figure 0006474701
Figure 0006474701

ただし、Pは発電電力、Vsは電力系統の電圧、Vrは目標正弦波電圧、δは両電圧の位相差、Xは送電線のリアクタンスである。なお、図3は、2台目の風力発電装置(添え字b)において、電力系統の電圧Vsと送電線のリアクタンスXと目標正弦波電圧Vrと電力系統の電圧の位相一定の場合で、発電電力Pの変化に応じて両電圧の位相δが変化したため、目標正弦波電圧の位相が変化した一例である。   Where P is the generated power, Vs is the voltage of the power system, Vr is the target sine wave voltage, δ is the phase difference between the two voltages, and X is the reactance of the transmission line. FIG. 3 shows the case where the phase of the power system voltage Vs, the transmission line reactance X, the target sine wave voltage Vr, and the power system voltage is constant in the second wind turbine generator (subscript b). This is an example in which the phase of the target sine wave voltage has changed because the phase δ of both voltages has changed in accordance with the change of the power P.

目標正弦波電圧の位相が変化したことにより、スイッチングのタイミングが変化し、時刻T1およびT2で、1台目と2台目の風力発電装置のスイッチングが同期している。したがって、特許文献1の方法では、風況の違いを考慮せずに、複数の風力発電装置の電力変換器に異なる位相のキャリア波を整定すると、スイッチングが同期してしまう場合がある。   Since the phase of the target sine wave voltage has changed, the switching timing has changed, and the switching of the first and second wind turbine generators is synchronized at times T1 and T2. Therefore, in the method of Patent Document 1, if carrier waves having different phases are set in the power converters of a plurality of wind turbine generators without considering the difference in wind conditions, switching may be synchronized.

一方、風況の異なる2台の風力発電装置では、図4に示すように、1台目と2台目の風力発電装置で目標正弦波電圧11aおよび11bが異なるため、同じ位相のキャリア波10を整定することで、風力発電装置の電力変換器のスイッチングを非同期にすることができる。   On the other hand, in the two wind turbine generators having different wind conditions, the target sine wave voltages 11a and 11b are different between the first and second wind turbine generators as shown in FIG. Can be set to asynchronous switching of the power converter of the wind turbine generator.

本発明の目的は、異なる条件下にある複数の発電装置の電力変換器のキャリア波情報を調整してスイッチングを非同期にすることで、高調波電流の発生を抑制することにある。   An object of the present invention is to suppress generation of harmonic currents by adjusting carrier wave information of power converters of a plurality of power generators under different conditions to make switching asynchronous.

本発明は、電力変換装置を備えた発電装置のコントローラであって、前記発電装置の発電情報を検出する検出部と、前記電力変換装置のキャリア波の位相を整定するキャリア波位相整定部と、を備え、前記キャリア波位相整定部は、前記検出部により検出した発電情報に基づき、キャリア波の位相を決定し、当該決定したキャリア波の位相に基づき前記電力変換装置を制御し、前記発電装置は、風を受けて発電運転する風力発電装置、または、太陽光を受けて発電運転する太陽光発電装置であり、前記発電情報は、前記風力発電装置における風向情報、または、前記太陽光発電装置における日射量情報であることを特徴とする。 The present invention is a controller for a power generation device including a power conversion device, a detection unit for detecting power generation information of the power generation device, a carrier wave phase settling unit for setting the phase of a carrier wave of the power conversion device, The carrier wave phase setter determines a phase of a carrier wave based on the power generation information detected by the detector, controls the power converter based on the phase of the determined carrier wave, and the power generator Is a wind power generator that generates power by receiving wind, or a solar power generator that generates power by receiving sunlight, and the power generation information is wind direction information in the wind power generator or the solar power generator. It is characterized by the amount of solar radiation information .

また、本発明は、電力変換装置を備えた複数の風力発電装置からなるウィンドファームのコントローラであって、前記風力発電装置の風向情報を検出する風向検出部と、前記電力変換装置のキャリア波の位相を整定するキャリア波位相整定部と、を備え、前記キャリア波位相整定部は、前記風向検出部により検出した風向情報に基づき、キャリア波の位相を決定し、当該決定したキャリア波の位相に基づき前記電力変換装置を制御することを特徴とする。   The present invention is also a wind farm controller comprising a plurality of wind turbine generators equipped with a power converter, a wind direction detector for detecting wind direction information of the wind turbine generator, and a carrier wave of the power converter A carrier wave phase setter for setting the phase, and the carrier wave phase setter determines the phase of the carrier wave based on the wind direction information detected by the wind direction detector, and sets the phase of the carrier wave thus determined. The power converter is controlled based on the above.

また、本発明は、複数の風力発電装置からなるウィンドファームの制御方法であって、前記ウィンドファームを構成する各風力発電装置の風向情報に基づき、各々の風力発電装置の電力変換装置のキャリア波の位相を決定し、当該決定したキャリア波の位相に基づき前記電力変換装置を制御することを特徴とする。   Further, the present invention is a wind farm control method comprising a plurality of wind power generators, and based on the wind direction information of each wind power generator constituting the wind farm, the carrier wave of the power converter of each wind power generator , And the power converter is controlled based on the determined phase of the carrier wave.

本発明によれば、ウィンドファームやソーラーファームなど、異なる条件下にある複数の発電装置の電力変換器のキャリア波情報を調整してスイッチングを非同期にすることで、高調波電流の発生を抑制することができる。これにより、エネルギーファーム(発電装置群)において、信頼性の高い安定した電力供給が可能となる。   According to the present invention, the generation of harmonic current is suppressed by adjusting carrier wave information of power converters of a plurality of power generators under different conditions such as a wind farm and a solar farm to make switching asynchronous. be able to. As a result, a reliable and stable power supply is possible in the energy farm (power generation device group).

上記した以外の課題、構成および効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。   Problems, configurations, and effects other than those described above will become apparent from the following description of embodiments.

本発明の第1実施例における風力発電装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the wind power generator in 1st Example of this invention. 風況の同じ2台の風力発電装置の電力変換器のスイッチングが非同期になる一例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows an example in which switching of the power converter of two wind power generators with the same wind condition becomes asynchronous. 風況の異なる2台の風力発電装置の電力変換器のスイッチングが同期する場合の一例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows an example in case switching of the power converter of two wind power generators from which a wind condition differs is synchronized. 風況の異なる2台の風力発電装置で電力変換器のスイッチングが非同期になる一例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows an example in which switching of a power converter becomes asynchronous with two wind power generators with different wind conditions. 本発明の第1実施例における風力発電装置の整定データベースに格納される風力発電装置グループテーブルの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the wind power generator group table stored in the setting database of the wind power generator in 1st Example of this invention. ウィンドファームにおける風力発電装置の配置と風向の関係を示す図である。It is a figure which shows the arrangement | positioning of a wind power generator in a wind farm, and the relationship between a wind direction. 本発明の第1実施例における風力発電装置の整定データベースに格納されるキャリア波位相整定テーブルの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the carrier wave phase settling table stored in the settling database of the wind power generator in 1st Example of this invention. 本発明の第1実施例における風力発電装置の動作を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining operation | movement of the wind power generator in 1st Example of this invention. 本発明の第1実施例における風力発電装置による電流波形の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the current waveform by the wind power generator in 1st Example of this invention. 本発明の第1実施例における風力発電装置による電流波形の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the current waveform by the wind power generator in 1st Example of this invention. 本発明の第1実施例における風力発電装置による電流波形の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the current waveform by the wind power generator in 1st Example of this invention. 本発明の第1実施例における風力発電装置による電流波形の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the current waveform by the wind power generator in 1st Example of this invention. 本発明の第1実施例における風力発電装置による電流波形の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the current waveform by the wind power generator in 1st Example of this invention. 本発明の第1実施例における風力発電装置による電流歪率の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the current distortion rate by the wind power generator in 1st Example of this invention. 特許文献1の手法による電流波形の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the current waveform by the method of patent document 1. FIG. 特許文献1の手法による電流波形の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the current waveform by the method of patent document 1. FIG. 特許文献1の手法による電流波形の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the current waveform by the method of patent document 1. FIG. 特許文献1の手法による電流波形の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the current waveform by the method of patent document 1. FIG. 特許文献1の手法による電流波形の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the current waveform by the method of patent document 1. FIG. 特許文献1の手法による電流歪率の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the current distortion rate by the method of patent document 1. FIG. 本発明の第2実施例における風力発電装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the wind power generator in 2nd Example of this invention. 本発明の第2実施例における実績データベースに格納されるテーブルの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the table stored in the performance database in 2nd Example of this invention. 本発明の第2実施例における風力発電装置グループテーブル作成部の動作を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining operation | movement of the wind power generator group table preparation part in 2nd Example of this invention. 本発明の第2実施例における連系点の高調波電流の時間変化を示す図である。It is a figure which shows the time change of the harmonic current of the connection point in 2nd Example of this invention. 本発明の第3実施例における風力発電装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the wind power generator in 3rd Example of this invention. 本発明の第3実施例における実績データベースに格納される目標正弦波電圧テーブルの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the target sine wave voltage table stored in the performance database in 3rd Example of this invention. 本発明の第3実施例における実績データベースに格納されるキャリア波テーブルの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the carrier wave table stored in the performance database in 3rd Example of this invention. 本発明の第3実施例におけるウィンドファームコントローラの動作を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining operation | movement of the wind farm controller in 3rd Example of this invention. 本発明の第3実施例におけるウィンドファームコントローラによる電力変換器のスイッチングタイミングの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the switching timing of the power converter by the wind farm controller in 3rd Example of this invention. 本発明の第4実施例における太陽光発電装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the solar power generation device in 4th Example of this invention. 本発明の第4実施例における太陽光発電装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the solar power generation device in 4th Example of this invention. 本発明の第4実施例における太陽光発電装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the solar power generation device in 4th Example of this invention.

以下、図面を用いて実施例を説明する。なお、各図面において同一の構成については同一の符号を付し、重複する部分についてはその詳細な説明は省略する。   Embodiments will be described below with reference to the drawings. In the drawings, the same components are denoted by the same reference numerals, and detailed description of overlapping portions is omitted.

先ず、図1を参照して、本実施例におけるウィンドファーム500の構成について説明する。なお、本実施例では発電装置の例として、風力発電装置を用いて説明する。   First, with reference to FIG. 1, the structure of the wind farm 500 in a present Example is demonstrated. In this embodiment, a wind power generator is used as an example of the power generator.

図1は、本発明の一実施例を示す図である。図1は、風力発電装置100(100a〜100d)と、送電線200(200a〜200d)と、電力系統300で構成される。   FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of the present invention. FIG. 1 includes a wind power generator 100 (100a to 100d), a power transmission line 200 (200a to 200d), and a power system 300.

なお、複数の風力発電装置100(100a〜100d)が送電線200(200a〜200d)を介して電力系統300に接続される地点を連系点400とした。また、複数の風力発電装置100(100a〜100d)とそれらをつなぐ送電線200(200a〜200d)をまとめてウィンドファーム500とした。   A point where a plurality of wind power generators 100 (100a to 100d) are connected to the power system 300 via the power transmission lines 200 (200a to 200d) is defined as a connection point 400. A plurality of wind power generators 100 (100a to 100d) and power transmission lines 200 (200a to 200d) connecting them are collectively referred to as a wind farm 500.

風力発電装置100(100a〜100d)は、風力発電機110と、風力発電機110の発電電力を電力系統に送る電力変換器120と、電力変換器のキャリア波の位相を整定する整定装置130とで構成される。   The wind power generator 100 (100a to 100d) includes a wind power generator 110, a power converter 120 that sends the power generated by the wind power generator 110 to the power system, and a settling device 130 that sets the phase of the carrier wave of the power converter. Consists of.

次に、整定装置130の構成について説明する。整定装置130は、風向検出部131と、時刻同期部132と、整定データベース133と、キャリア波位相整定部134とで構成される。   Next, the configuration of the settling device 130 will be described. The settling device 130 includes a wind direction detector 131, a time synchronizer 132, a settling database 133, and a carrier wave phase setter 134.

風向検出部131は、風力発電機110に流入する風の風向を検出する。風向の検出には、風力発電機110に設置した風向計の計測情報、または風力発電機のナセル角度を用いる。   The wind direction detector 131 detects the wind direction of the wind flowing into the wind power generator 110. For detecting the wind direction, measurement information of an anemometer installed in the wind power generator 110 or a nacelle angle of the wind power generator is used.

時刻同期部132は、ウィンドファーム500における複数の風力発電機の時刻情報を同期させる。時刻同期は、例えば、GPS(Global−Positioning−System:全地球測位システム)衛星からの信号を各風力発電装置が受信する方法を用いる。これにより、マイクロ秒程度の精度で同期した時刻情報が得られる。   The time synchronization unit 132 synchronizes time information of a plurality of wind power generators in the wind farm 500. The time synchronization uses, for example, a method in which each wind power generator receives a signal from a GPS (Global Positioning System) satellite. Thereby, time information synchronized with an accuracy of about microseconds is obtained.

整定データベース133には、識別番号、風力発電装置グループテーブル、キャリア波位相整定テーブル、不感帯が格納される。   The settling database 133 stores an identification number, a wind power generator group table, a carrier wave phase settling table, and a dead zone.

キャリア波位相整定部134は、風向検出部131と、時刻同期部132と、整定データベース133とから送られる各種データを用いて、電力変換器120に送るキャリア波位相の整定値を決定する。なお、キャリア波位相整定部134において決定すべきキャリア波情報としては、例えばキャリア波位相やキャリア周波数がある。   The carrier wave phase setter 134 determines the set value of the carrier wave phase to be sent to the power converter 120 using various data sent from the wind direction detector 131, the time synchronizer 132, and the settling database 133. The carrier wave information to be determined by the carrier wave phase setter 134 includes, for example, a carrier wave phase and a carrier frequency.

整定データベース133に格納される識別番号、風力発電装置グループテーブル、キャリア波位相整定テーブル、不感帯について説明する。   The identification number, wind power generator group table, carrier wave phase settling table, and dead zone stored in the setting database 133 will be described.

識別番号は、ウィンドファーム500に設置された複数の風力発電装置100(100a〜100d)において各風力発電装置を区別するための番号である。例えば、図1に示す4台の風力発電装置100は、100a,100b,100c,100dのように識別番号が与えられている。   The identification number is a number for distinguishing each wind power generator in the plurality of wind power generators 100 (100a to 100d) installed in the wind farm 500. For example, the four wind turbine generators 100 shown in FIG. 1 are given identification numbers such as 100a, 100b, 100c, and 100d.

風力発電装置グループテーブルは、所定の風向に対して類似の風況条件下にある複数の風力発電装置100を事前に定めたテーブルである。その一例を図5に示す。図5は、任意の幅を持たせて区切った風向範囲と、各風向範囲に対して類似の風況条件下にある風力発電装置100をまとめたグループの番号A1〜D2またはそれ以外と、各グループに所属する風力発電機100の識別番号100a〜100dとを対応づけたテーブルである。   The wind turbine generator group table is a table in which a plurality of wind turbine generators 100 under similar wind conditions with respect to a predetermined wind direction are determined in advance. An example is shown in FIG. FIG. 5 is a group of numbers A1 to D2 in which the wind direction ranges separated by an arbitrary width and the wind power generators 100 under similar wind conditions for each wind direction range are grouped, It is the table which matched with the identification numbers 100a-100d of the wind power generator 100 which belongs to a group.

例えば、図6に示す風力発電装置100(100a〜100d)の配置の場合は、風向が0°〜90°の範囲では、風上に配置されている風力発電装置は100aおよび100bであり、それらをグループA1とする。また、風下に配置されている風力発電装置は100cおよび100dであり、それらをグループA2にする。さらに、風力発電装置の配置間隔、地形の起伏、障害物などに基づいてグループテーブルを作成することが望ましい。なお、類似の風況条件下にある風力発電装置が2台以上存在しない風力発電装置については、それらを図5に示すグループ番号のそれ以外とする。   For example, in the case of the arrangement of the wind power generators 100 (100a to 100d) shown in FIG. 6, the wind power generators arranged on the wind are 100a and 100b when the wind direction is in the range of 0 ° to 90 °. Is group A1. Moreover, the wind power generators arrange | positioned in the lee are 100c and 100d, and make them group A2. Furthermore, it is desirable to create a group table based on the arrangement interval of wind power generators, topographic undulations, obstacles, and the like. In addition, about the wind power generator in which two or more wind power generators exist in similar wind conditions, let them be other than that of the group number shown in FIG.

キャリア波位相整定テーブルは、風力発電装置グループテーブルの各グループに所属する風力発電装置の電力変換器のスイッチングが非同期になるように、各電力変換器に整定するキャリア波の位相の整定値を事前に定めたテーブルである。その一例を図7に示す。図7は、風力発電装置グループテーブルに対応したグループ番号A1〜D2またはそれ以外と、各風力発電装置の電力変換器のキャリア波位相の整定値を対応づけたテーブルである。   The carrier wave phase settling table pre-sets the carrier wave phase settling value to each power converter so that the switching of the wind power generator power converter belonging to each group of the wind turbine group table becomes asynchronous. It is a table defined in. An example is shown in FIG. FIG. 7 is a table in which group numbers A1 to D2 corresponding to the wind power generator group table or other values are associated with the set value of the carrier wave phase of the power converter of each wind power generator.

風況条件が類似する風力発電装置の各グループ(図7に示すA1〜D2)では、図2に示すように各風力発電装置の電力変換器のキャリア波位相に位相差を与えることでスイッチングを非同期にできる。また、類似の風況条件下にある風力発電装置が2台以上存在しない複数の風力発電装置(図7に示すそれ以外)については、図4に示すように、各風力発電装置の電力変換器に同じ位相のキャリア波位相を整定することでスイッチングを非同期にできる。   In each group of wind turbine generators having similar wind conditions (A1 to D2 shown in FIG. 7), switching is performed by giving a phase difference to the carrier wave phase of the power converter of each wind turbine generator as shown in FIG. Can be asynchronous. As for a plurality of wind turbine generators (other than those shown in FIG. 7) that do not have two or more wind turbine generators under similar wind conditions, as shown in FIG. 4, the power converter of each wind turbine generator Switching can be made asynchronous by setting the carrier wave phase of the same phase.

不感帯は、風向の微小変化に対して上記の風力発電装置グループの変更が行われないようにするための整定値である。例えば、風向が90°を中心に±5°で変動している場合は、図5に示すように風力発電装置100bはグループA1とB1の変更を繰り返す。グループの変更に伴い、キャリア波位相も変更されるため、電力変換器の出力が不安定になる可能性がある。そこで、風力発電装置100bがグループA1に所属している場合には、90°に不感帯の10°を加算した100°を超えた場合にグループB1に変更させる。   The dead zone is a set value for preventing the wind power generator group from being changed in response to a minute change in the wind direction. For example, when the wind direction fluctuates by ± 5 ° centering on 90 °, the wind turbine generator 100b repeats the change of the groups A1 and B1 as shown in FIG. As the group is changed, the carrier wave phase is also changed, so that the output of the power converter may become unstable. Therefore, when the wind power generation apparatus 100b belongs to the group A1, when it exceeds 100 ° obtained by adding 10 ° of the dead zone to 90 °, the wind power generator 100b is changed to the group B1.

次に、図8を参照して、整定装置130におけるキャリア波位相整定部134の動作を説明する。   Next, the operation of the carrier wave phase setter 134 in the settling device 130 will be described with reference to FIG.

ステップ11(S11)において、整定データベース133から識別番号、風力発電装置グループテーブル、キャリア波位相整定テーブル、不感帯を読込む。なお、ステップ11(S11)は、整定データベース133が更新されるたびに実行する。   In step 11 (S11), the identification number, the wind power generator group table, the carrier wave phase setting table, and the dead zone are read from the setting database 133. Step 11 (S11) is executed each time the settling database 133 is updated.

続いて、ステップ12(S12)において、風向検出部131の風向情報から風向の変化を検出する。風向の変化を検出した場合は、ステップ13(S13)に移行する。風向が変化していない場合は、またステップ12(S12)に移行する。なお、ステップ12(S12)は、風向の検出周期で実行する。   Subsequently, in step 12 (S12), a change in the wind direction is detected from the wind direction information of the wind direction detecting unit 131. If a change in the wind direction is detected, the process proceeds to step 13 (S13). If the wind direction has not changed, the process proceeds to step 12 (S12). Step 12 (S12) is executed in the wind direction detection cycle.

続いて、ステップ13(S13)において、ステップ11(S11)で読込んだ識別番号と風力発電装置グループテーブルと不感帯と、ステップ12(S12)で検出した風向情報とを用いて、風力発電装置の所属グループを判定する。現在の所属グループの風向範囲に不感帯を追加した範囲を超えた場合に、所属グループを変更する。また、その範囲を超えている時間の積分値が所定の値を超えた場合にグループを変更しても良い。   Subsequently, in step 13 (S13), the identification number read in step 11 (S11), the wind power generator group table, the dead zone, and the wind direction information detected in step 12 (S12) are used. Determine the group to which the user belongs. When the range of the dead zone is added to the current direction of the group's wind direction, the group is changed. Further, the group may be changed when the integral value of the time exceeding the range exceeds a predetermined value.

続いて、ステップ14(S14)において、所属グループが変更された場合にはステップ15(S15)に移行する。変更されていない場合はステップ12(S12)に移行する。   Subsequently, when the affiliation group is changed in step 14 (S14), the process proceeds to step 15 (S15). If not changed, the process proceeds to step 12 (S12).

続いて、ステップ15(S15)において、ステップ11(S11)で読込んだキャリア波位相整定テーブルと、ステップ13(S13)で判定した所属グループの番号を用いて、キャリア波の位相の整定値を決定する。   Subsequently, in step 15 (S15), using the carrier wave phase settling table read in step 11 (S11) and the group number determined in step 13 (S13), the carrier wave phase settling value is calculated. decide.

最後に、ステップ16(S16)において、時刻同期部132によって複数の風力発電装置と同期のとれた時刻情報に基づいて、電力変換器のキャリア波の位相を変更する。   Finally, in step 16 (S16), the phase of the carrier wave of the power converter is changed based on the time information synchronized with the plurality of wind turbine generators by the time synchronization unit 132.

このようにして、本実施例の風力発電装置100(100a〜100d)では、整定装置130のキャリア波位相整定部134は、風向検出部131の風向情報に応じて変更したキャリア波位相を電力変換器120に整定する。これにより、複数の風力発電装置100(100a〜100d)から流出する高調波電流は、各々の変動が打ち消しあって変動がならされ、ウィンドファーム500から電力系統300に流出する高調波電流を抑制できる。   Thus, in the wind turbine generator 100 (100a to 100d) of the present embodiment, the carrier wave phase settling unit 134 of the settling device 130 converts the carrier wave phase changed according to the wind direction information of the wind direction detection unit 131 into power. Settling on vessel 120. Thereby, the harmonic currents flowing out from the plurality of wind turbine generators 100 (100a to 100d) cancel each other out, and the fluctuations are smoothed, so that the harmonic current flowing out from the wind farm 500 to the power system 300 can be suppressed. .

ウィンドファーム500に風況条件の異なる複数の風力発電装置100(100a〜100d)が存在する場合であっても、電力変換器120のスイッチングを非同期することができる。また、不感帯を設けることで、過剰なキャリア波位相の変更によって電力変換器120の出力が不安定になることを防止できる。   Even when the wind farm 500 includes a plurality of wind power generators 100 (100a to 100d) having different wind conditions, the switching of the power converter 120 can be asynchronously performed. Also, by providing a dead band, it is possible to prevent the output of the power converter 120 from becoming unstable due to an excessive change in the carrier wave phase.

なお、各風力発電機110がナセル角度から検出した風向情報に基づいてキャリア波の位相の整定値を更新する場合、集中制御サーバと、その集中制御サーバと風力発電装置100(100a〜100d)でデータを送受信するための通信網が不要である。   In addition, when updating the set value of the phase of a carrier wave based on the wind direction information which each wind power generator 110 detected from the nacelle angle, with a centralized control server, its centralized control server, and the wind power generator 100 (100a-100d). A communication network for transmitting and receiving data is not required.

また、高調波電流を抑制するための高調波フィルタを送電線200(200a〜200d)などに設ける場合、その容量を削減することができる。   Moreover, when providing the harmonic filter for suppressing a harmonic current in the power transmission line 200 (200a-200d) etc., the capacity | capacitance can be reduced.

ここで、本実施例における風力発電装置による高調波電流の抑制の一例を図9Aから図9E、および図10に示す。図9Aから図9Eは、図1に示すような風力発電装置100a〜100dで構成されるウィンドファーム500における、各風力発電装置100の電流波形(図9A〜図9D)と、連系点400の電流波形(図9E)である。   Here, an example of suppression of the harmonic current by the wind power generator in the present embodiment is shown in FIGS. 9A to 9E and FIG. 9A to 9E show current waveforms (FIGS. 9A to 9D) of the wind power generators 100 in the wind farm 500 configured by the wind power generators 100a to 100d as shown in FIG. FIG. 9E is a current waveform.

また、風力発電装置100aと100b、および風力発電装置100cと100dの風況条件は、各々等しいものとした。風力発電装置100のグループ分けおよびキャリア波位相の整定値は、図5および図7を参照して、風向範囲は0°〜90°で、グループ番号はA1およびA2のケースとした。図9Aから図9Eに示すように、各風力発電装置100(100a〜100d)の電流波形(図9A〜図9D)に対して、連系点400の電流波形(図9E)は正弦波に近づき、高調波は低減されている。また、図10に示すように、連系点400の電流波形(図9E)の電流歪率は1%程度に抑制できている。   The wind conditions of the wind power generators 100a and 100b and the wind power generators 100c and 100d are assumed to be equal. The grouping of the wind power generation apparatus 100 and the set value of the carrier wave phase are in the case where the wind direction range is 0 ° to 90 ° and the group numbers are A1 and A2 with reference to FIGS. 9A to 9E, the current waveform (FIG. 9E) at the interconnection point 400 approaches a sine wave with respect to the current waveform (FIGS. 9A to 9D) of each wind power generator 100 (100a to 100d). The harmonics are reduced. Moreover, as shown in FIG. 10, the current distortion rate of the current waveform (FIG. 9E) at the interconnection point 400 can be suppressed to about 1%.

一方、特許文献1の手法のように、風力発電装置100(100a〜100d)の風況条件の違いを考慮しないでキャリア波の位相を整定したときの高調波電流の一例を図11Aから図11Eに示す。キャリア波の位相は、4台の風力発電装置で位相差が均等になるように、風力発電装置100aは0°、100bは90°、100cは180°、100dは270°に整定した。   On the other hand, as in the method of Patent Document 1, examples of harmonic currents when the phase of the carrier wave is set without considering the difference in wind conditions of the wind power generator 100 (100a to 100d) are shown in FIGS. 11A to 11E. Shown in The phase of the carrier wave was set at 0 ° for the wind power generation device 100a, 90 ° for 100b, 180 ° for 100c, and 270 ° for 100d so that the phase difference would be equal between the four wind power generation devices.

図11Aから図11Eに示すように、特許文献1の手法においても、各風力発電装置100(100a〜100d)の電流波形(図11A〜図11D)に対して、連系点400の電流波形(図11E)は正弦波に近づき、高調波は低減されている。しかしながら、図12に示すように、連系点400の電流波形(図11E)の電流歪率は2%程度発生している。したがって、本実施例の手法により高調波電流をさらに半減できることがわかる。   As shown in FIGS. 11A to 11E, in the method of Patent Document 1 as well, the current waveform of the interconnection point 400 (FIG. 11A to FIG. 11D) with respect to the current waveform (FIG. FIG. 11E) approaches a sine wave and the harmonics are reduced. However, as shown in FIG. 12, the current distortion rate of the current waveform at the interconnection point 400 (FIG. 11E) is about 2%. Therefore, it can be seen that the harmonic current can be further halved by the method of this embodiment.

以上説明したように、本実施例によれば、異なる風況条件下にある複数の風力発電装置の電力変換器のキャリア波情報を調整してスイッチングを非同期にすることで、高調波電流の発生を抑制することができる。これにより、ウィンドファーム(風力発電装置群)において、信頼性の高い安定した電力供給が可能となる。   As described above, according to the present embodiment, harmonic current generation is achieved by adjusting carrier wave information of power converters of a plurality of wind turbine generators under different wind conditions to make switching asynchronous. Can be suppressed. As a result, a reliable and stable power supply can be achieved in the wind farm (wind power generation device group).

本実施例では、実施例1の風力発電装置100(100a〜100d)に加えて、整定データベース133に格納される風力発電装置グループデータベースを複数の風力発電装置の実績データに基づいて更新するウィンドファームコントローラを備えた例について説明する。   In the present embodiment, in addition to the wind power generator 100 (100a to 100d) of the first embodiment, the wind farm that updates the wind power generator group database stored in the settling database 133 based on the actual data of the plurality of wind power generators. An example provided with a controller will be described.

図13は、本実施例の風力発電装置の構成を示すブロック図である。図13は、風力発電装置100(100a〜100d)と、送電線200(200a〜200d)と、電力系統300と、高調波を検出するセンサ600と、通信ネットワーク700と、ウィンドファームコントローラ800とからなる構成を示した図である。   FIG. 13 is a block diagram illustrating the configuration of the wind turbine generator of the present embodiment. FIG. 13 shows a wind power generator 100 (100a to 100d), a power transmission line 200 (200a to 200d), a power system 300, a sensor 600 for detecting harmonics, a communication network 700, and a wind farm controller 800. FIG.

また、複数の風力発電装置100(100a〜100d)が送電線200(200a〜200d)を介して電力系統300に接続される地点を連系点400、複数の風力発電装置100(100a〜100d)とそれらをつなぐ送電線200(200a〜200d)をまとめてウィンドファーム500とした。風力発電装置100(100a〜100d)は、実施例1の整定装置130に代えて整定装置130bを有する。センサ600は、連系点400の高調波電流を計測する。高調波電流の計測値は、通信ネットワーク700を介してウィンドファームコントローラ800に送られる。   Further, a point where the plurality of wind power generators 100 (100a to 100d) are connected to the power system 300 via the transmission lines 200 (200a to 200d) is a connection point 400, and the plurality of wind power generators 100 (100a to 100d). And a power transmission line 200 (200a to 200d) connecting them together to form a wind farm 500. The wind power generator 100 (100a to 100d) includes a settling device 130b instead of the settling device 130 of the first embodiment. Sensor 600 measures the harmonic current at interconnection point 400. The measured value of the harmonic current is sent to the wind farm controller 800 via the communication network 700.

本実施例の整定装置130bは、整定装置130の要素に加え、発電量検出部135、実績データベース136、通信部137を含む。整定装置130bの要素のうち、整定装置130と同一の符号を付けた要素については、同一の機能を有するとして、その説明を省略する。   The settling device 130b of the present embodiment includes a power generation amount detection unit 135, a performance database 136, and a communication unit 137 in addition to the elements of the settling device 130. Of the elements of the settling device 130b, the elements denoted by the same reference numerals as those of the settling device 130 have the same functions and will not be described.

発電量検出部135は、風向検出部131と同じ時間周期で風力発電機110の発電量を検出し、その検出値を実績データベース136に送る。発電量は、風力発電機110の皮相電力、有効電力、電流、回転数または風力発電機110に設置された風向計の風速など風力発電装置の発電量を示すいずれかの指標である。   The power generation amount detection unit 135 detects the power generation amount of the wind power generator 110 in the same time period as the wind direction detection unit 131, and sends the detected value to the performance database 136. The power generation amount is any index indicating the power generation amount of the wind power generator such as the apparent power, active power, current, rotation speed of the wind power generator 110, or the wind speed of an anemometer installed in the wind power generator 110.

実績データベース136には、風向・発電量実績デーブルが格納される。風向・発電量実績デーブルは、風向および発電量の検出値と、それらを検出した日時を対応づけたテーブルである。その一例を図14に示す。図14は、10分刻みで検出された風向および発電量の検出値を示している。例えば、検出値は10分毎の各時刻で計測した値であっても良いし、1秒毎に計測した10分間の平均値であっても良い。   The result database 136 stores a wind direction / power generation result table. The wind direction / power generation amount actual table is a table in which detected values of the wind direction and the power generation amount are associated with the date and time when they are detected. An example is shown in FIG. FIG. 14 shows the detected values of the wind direction and the power generation amount detected every 10 minutes. For example, the detection value may be a value measured at each time every 10 minutes, or may be an average value for 10 minutes measured every second.

通信部137は、通信ネットワーク700を介して、ウィンドファームコントローラ800に実績データベース136の風向・発電量実績デーブルを送るためと、ウィンドファームコントローラ800から変更された風力発電装置グループテーブルを受け取るために用いられる。   The communication unit 137 is used to send the wind direction / power generation amount table of the result database 136 to the wind farm controller 800 via the communication network 700 and to receive the changed wind power generator group table from the wind farm controller 800. It is done.

次に、ウィンドファームコントローラ800の構成について説明する。ウィンドファームコントローラ800は、通信部810と、実績データベース820と、風力発電装置グループテーブル作成部830とで構成される。   Next, the configuration of the wind farm controller 800 will be described. The wind farm controller 800 includes a communication unit 810, a performance database 820, and a wind power generator group table creation unit 830.

通信部810は、通信ネットワーク700を介して、風力発電装置100(100a〜100d)に風力発電装置グループテーブルを送信するためと、風力発電装置100(100a〜100d)から実績データベース136の風向・発電量実績デーブルを受信するために用いられる。   The communication unit 810 transmits the wind power generation device group table to the wind power generation device 100 (100a to 100d) via the communication network 700, and the wind direction / power generation of the performance database 136 from the wind power generation device 100 (100a to 100d). Used to receive the quantity actual table.

実績データベース820は、通信部810を介して受信した複数の風力発電装置100(100a〜100d)の各実績データベース136の風向・発電量実績デーブルを格納する。   The result database 820 stores the wind direction / power generation amount result table of each result database 136 of the plurality of wind turbine generators 100 (100a to 100d) received via the communication unit 810.

風力発電装置グループテーブル作成部830は、通信部810を介して受信したセンサ600の高調波電流の計測値が許容値を超過した場合に、実績データベース820に格納された複数の風力発電装置100(100a〜100d)の風向・発電量実績デーブルを用いて風力発電装置グループテーブルを修正する。   The wind turbine generator group table creation unit 830 is configured to store a plurality of wind turbine generators 100 (stored in the performance database 820 when the harmonic current measurement value of the sensor 600 received via the communication unit 810 exceeds an allowable value. The wind power generator group table is corrected using the wind direction / power generation result table 100a to 100d).

以下、図15を参照して、ウィンドファームコントローラ800における風力発電装置グループテーブル作成部830の動作を説明する。   Hereinafter, the operation of the wind turbine generator group table creation unit 830 in the wind farm controller 800 will be described with reference to FIG.

ステップ21(S21)において、高調波を検出するセンサ600から高調波電流の計測値を読込む。なお、ステップ21(S21)は、センサ600の計測周期で実行することが望ましい。   In step 21 (S21), the measured value of the harmonic current is read from the sensor 600 that detects the harmonic. Note that step 21 (S21) is preferably executed in the measurement cycle of the sensor 600.

続いて、ステップ22(S22)において、高調波電流の計測値が予め定めた許容値を超過するかを判定する。許容値を超過しない場合は、ステップ23(S23)に移行する。許容値を超過する場合には、ステップ24(S24)に移行する。   Subsequently, in step 22 (S22), it is determined whether the measured value of the harmonic current exceeds a predetermined allowable value. If the allowable value is not exceeded, the process proceeds to step 23 (S23). If the allowable value is exceeded, the process proceeds to step 24 (S24).

ステップ23(S23)において、ループ回数iに0を代入してステップ21(S21)に移行する。   In step 23 (S23), 0 is substituted for the number of loops i, and the process proceeds to step 21 (S21).

ステップ24(S24)において、ループ回数iが予め定めておいた上限値に達したかを判定する。ループ回数iが上限値に達している場合はステップ25(S25)に移行する。上限値に達していない場合はステップ26(S26)に移行する。   In step 24 (S24), it is determined whether the loop count i has reached a predetermined upper limit value. If the loop count i has reached the upper limit value, the process proceeds to step 25 (S25). If the upper limit has not been reached, the process proceeds to step 26 (S26).

ステップ25(S25)において、風力発電装置グループテーブルの修正によって、高調波電流を許容値以下に抑えることができないことを運用者に警告する。このアラームを受けた運用者は、高調波フィルタの増設等の高調波対策を計画する。   In step 25 (S25), the operator is warned that the harmonic current cannot be kept below the allowable value by correcting the wind power generator group table. The operator who receives this alarm plans harmonic countermeasures such as adding a harmonic filter.

ステップ26(S26)において、ループ回数iが1以上かを判定する。ループ回数iが1以上の場合はステップ27(S27)に移行する。ループ回数iが0の場合はステップ28に移行する。   In step 26 (S26), it is determined whether the loop count i is 1 or more. When the loop count i is 1 or more, the routine proceeds to step 27 (S27). If the loop count i is 0, the process proceeds to step 28.

ステップ27(S27)では、1つ前のループで修正した風力発電装置グループテーブルでは高調波電流を許容値以下にできなかったため、風力発電装置グループテーブルのグループを分けの基準となる発電量の範囲ΔWを狭める。例えば、平均発電量の範囲ΔWを0.2puから0.1puに狭めると、0.0pu〜1.0puを5個のグループに分けていたのが、その2倍の10個のグループになる。このようにグループを細分化することで、図2に示すように目標正弦波電圧11がより類似している風力発電装置を同じグループにすることができる。これにより、キャリア波位相を整定した際に、図3に示すように目標正弦波電圧11aと11bの違いによってスイッチングが同期してしまう確立が低くなる。   In step 27 (S27), since the harmonic current could not be less than or equal to the allowable value in the wind turbine generator group table corrected in the previous loop, the range of the power generation amount serving as a reference for dividing the group in the wind turbine generator group table Reduce ΔW. For example, when the range ΔW of the average power generation amount is narrowed from 0.2 pu to 0.1 pu, 0.0 pu to 1.0 pu are divided into five groups, which is twice as many as ten groups. By subdividing the group in this way, wind power generators having a more similar target sine wave voltage 11 can be grouped as shown in FIG. As a result, when the carrier wave phase is set, the probability that switching is synchronized due to the difference between the target sine wave voltages 11a and 11b as shown in FIG. 3 is reduced.

続いて、ステップ28(S28)において、実績データベース820から図14に示す複数の風力発電装置100(100a〜100d)の風向・発電量実績デーブルを読込む。   Subsequently, in step 28 (S28), the wind direction / power generation amount record tables of the plurality of wind power generation apparatuses 100 (100a to 100d) shown in FIG. 14 are read from the record database 820.

続いて、ステップ29(S29)において、風力発電装置グループテーブルで示される風向範囲毎に、各風力発電装置100(100a〜100d)の平均発電量を計算する。平均発電量は、図14に示す風向・発電量実績デーブルの各時刻の発電量の平均値を計算したものである。   Subsequently, in step 29 (S29), the average power generation amount of each wind power generator 100 (100a to 100d) is calculated for each wind direction range indicated in the wind power generator group table. The average power generation amount is obtained by calculating the average value of the power generation amount at each time in the wind direction / power generation result table shown in FIG.

続いて、ステップ30(S30)において、ステップ29(S29)の平均発電量と予め定めておいた発電量の範囲ΔWを用いて風力発電装置をグループ分けする。例えば、発電量の範囲ΔWが0.2puの場合は、0.0pu〜0.2pu、0.2pu〜0.4pu、0.4pu〜0.6pu、0.6pu〜0.8pu、0.8pu〜1.0puの5個のグループに分けて、平均発電量が各々のグループに所属する風力発電装置100(100a〜100d)を決定する。   Subsequently, in step 30 (S30), the wind power generators are grouped using the average power generation amount in step 29 (S29) and the predetermined power generation amount range ΔW. For example, when the power generation range ΔW is 0.2 pu, 0.0 pu to 0.2 pu, 0.2 pu to 0.4 pu, 0.4 pu to 0.6 pu, 0.6 pu to 0.8 pu, 0.8 pu The wind power generation apparatus 100 (100a to 100d) whose average power generation amount belongs to each group is determined in five groups of ~ 1.0pu.

最後に、ステップ31(S31)において、ステップ30(S30)でのグループ情報を用いて風力発電装置グループテーブルを修正する。風力発電装置グループテーブルには、図5に示すように風向毎にグループ番号と、グループに所属する風力発電装置100(100a〜100d)の識別番号を記載する。なお、ステップ30(S30)のグループ分けにおいて、風力発電装置100が1台しか所属しないグループがあった場合には、その風力発電装置を図5に示すグループ番号がそれ以外のグループに登録する。   Finally, in step 31 (S31), the wind power generator group table is corrected using the group information in step 30 (S30). In the wind turbine generator group table, as shown in FIG. 5, the group number for each wind direction and the identification number of the wind turbine generator 100 (100a to 100d) belonging to the group are described. In addition, in the grouping of step 30 (S30), when there is a group to which only one wind turbine generator 100 belongs, the group number shown in FIG. 5 is registered in the other group.

このようにして、本実施例のウィンドファームコントローラ800は、センサ600の高調波電流計測値が許容値を超過する場合に、風力発電装置グループデータテーブルを修正する。また、風力発電装置グループデータテーブルは、複数の風力発電装置100(100a〜100d)の実績データベース136の風向・発電量実績テーブルを用いて作成する。さらに、風力発電装置グループデータテーブルの修正によって高調波電流を許容値以下に抑えることができない場合には、ウィンドファーム500の運用者に対してアラームを出す。これにより、建物の新設、天候状況などにより風向に対する各風力発電装置100(100a〜100d)の発電量が変化して高調波電流が増加しても、風力発電装置グループデータテーブルを修正して高調波電流を抑制することができる。また、風力発電装置100のキャリア波位相整定部134のキャリア波位相の調整によって高調波電流を許容値以下に抑制できない場合に運用者にアラームを出すことで、高調波フィルタの増設などの対策が必要なことを運用者に知らせることができる。   In this way, the wind farm controller 800 of the present embodiment corrects the wind power generator group data table when the harmonic current measurement value of the sensor 600 exceeds the allowable value. The wind power generator group data table is created by using the wind direction / power generation amount result table of the result database 136 of the plurality of wind power generators 100 (100a to 100d). Further, when the harmonic current cannot be suppressed to an allowable value or less by correcting the wind power generator group data table, an alarm is issued to the operator of the wind farm 500. As a result, even if the amount of power generation of each wind power generator 100 (100a to 100d) with respect to the wind direction changes due to new construction of the building, weather conditions, etc., and the harmonic current increases, the wind power generator group data table is corrected and the harmonics are increased. Wave current can be suppressed. Further, when the harmonic current cannot be suppressed below the allowable value by adjusting the carrier wave phase of the carrier wave phase setter 134 of the wind turbine generator 100, an alarm is given to the operator, so that measures such as adding a harmonic filter can be taken. The operator can be informed of what is necessary.

ここで、本実施例におけるウィンドファームコントローラ800による連系点400の高調波電流の抑制の一例を図16に示す。図16では、本実施例の手法による連系点400の高調波電流を実線21で示し、本実施例の手法を用いない場合の高調波電流を破線22を示している。   Here, an example of the suppression of the harmonic current at the interconnection point 400 by the wind farm controller 800 in this embodiment is shown in FIG. In FIG. 16, the harmonic current at the interconnection point 400 according to the method of this embodiment is indicated by a solid line 21, and the harmonic current when the method of this embodiment is not used is indicated by a broken line 22.

本実施例の手法では、時刻T1で高調波電流の実線21は高調波電流の許容値23を超過し、ウィンドファームコントローラ800の風力発電装置グループテーブル作成部830は、図15に示すフローに従って風力発電装置グループテーブルの修正を開始した。時刻T2で、1回目の修正した風力発電装置グループテーブルがウィンドファームコントローラ800から各風力発電装置100(100a〜100d)に送信された。これにより、各風力発電装置100(100a〜100d)のキャリア波位相が変更され、系統連系点400の高調波電流は抑制された。   In the method of this embodiment, the solid line 21 of the harmonic current exceeds the allowable value 23 of the harmonic current at time T1, and the wind power generator group table creation unit 830 of the wind farm controller 800 follows the flow shown in FIG. The power generator group table has been modified. At time T2, the first corrected wind power generator group table is transmitted from the wind farm controller 800 to each wind power generator 100 (100a to 100d). Thereby, the carrier wave phase of each wind power generator 100 (100a-100d) was changed, and the harmonic current of the grid connection point 400 was suppressed.

しかしながら、系統連系点400の高調波電流は、まだ許容値23を超過しているため、2回目の風力発電装置グループテーブルの修正が行われる。1回目と同様に、2回目の修正した風力発電装置グループテーブルにより各風力発電装置100(100a〜100d)のキャリア波位相が変更され、高調波電流はさらに抑制された。2日目の修正で、時刻T4において高調波電流(実線21)は許容値23以下となり、風力発電装置グループテーブルの修正は終了する。   However, since the harmonic current at the grid interconnection point 400 still exceeds the allowable value 23, the second correction of the wind turbine generator group table is performed. Similarly to the first time, the carrier wave phase of each wind power generator 100 (100a to 100d) was changed by the second corrected wind power generator group table, and the harmonic current was further suppressed. With the correction on the second day, the harmonic current (solid line 21) becomes equal to or less than the allowable value 23 at time T4, and the correction of the wind turbine generator group table ends.

これに対して、本実施例の手法による風力発電装置グループテーブルの更新を行わない場合は、時刻T1で高調波電流(破線22)は高調波電流の許容値23を超過した後も、高調波電流(破線22)は上昇を続けて、時刻T3で系統連系規定の上限値24を超過してしまう。   On the other hand, when the wind turbine generator group table is not updated by the method of the present embodiment, the harmonic current (dashed line 22) exceeds the allowable value 23 of the harmonic current at time T1. The current (broken line 22) continues to rise and exceeds the upper limit 24 defined by the grid connection at time T3.

したがって、本実施例の手法による風力発電装置グループテーブルの修正によって、各風力発電装置100(100a〜100d)のキャリア波位相は適切に整定され、系統連系点の高調波電流を抑制することができる
以上説明したように、本実施例によれば、異なる風況条件下にある複数の風力発電装置の電力変換器のキャリア波情報を調整してスイッチングを非同期にすることで、高調波電流の発生をより効果的に抑制することができる。これにより、ウィンドファーム(風力発電装置群)において、より信頼性の高い安定した電力供給が可能となる。
Therefore, by correcting the wind power generator group table according to the method of the present embodiment, the carrier wave phase of each wind power generator 100 (100a to 100d) is appropriately set, and the harmonic current at the grid connection point is suppressed. As described above, according to the present embodiment, by adjusting the carrier wave information of the power converters of a plurality of wind turbine generators under different wind conditions and making the switching asynchronous, the harmonic current can be reduced. Generation | occurrence | production can be suppressed more effectively. As a result, more reliable and stable power supply can be achieved in the wind farm (wind power generation device group).

以下、図17を参照して、本実施例におけるウィンドファーム500の構成について説明する。図17は、本発明の一実施例を示す図である。図17は、風力発電装置100(100a〜100d)と、送電線200(200a〜200d)と、電力系統300と、通信ネットワーク700と、ウィンドファームコントローラ800bとの構成を示した図である。また、複数の風力発電装置100(100a〜100d)が送電線200(200a〜200d)を介して電力系統300に接続される地点を連系点400、複数の風力発電装置100(100a〜100d)とそれらをつなぐ送電線200(200a〜200d)をまとめてウィンドファーム500とした。ウィンドファーム500は、実施例2のウィンドファームコントローラ800に代えてウィンドファームコントローラ800bを有する。   Hereinafter, the configuration of the wind farm 500 in this embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 17 is a diagram showing an embodiment of the present invention. FIG. 17 is a diagram illustrating the configuration of the wind power generator 100 (100a to 100d), the power transmission line 200 (200a to 200d), the power system 300, the communication network 700, and the wind farm controller 800b. Further, a point where the plurality of wind power generators 100 (100a to 100d) are connected to the power system 300 via the transmission lines 200 (200a to 200d) is a connection point 400, and the plurality of wind power generators 100 (100a to 100d). And a power transmission line 200 (200a to 200d) connecting them together to form a wind farm 500. The wind farm 500 includes a wind farm controller 800b instead of the wind farm controller 800 of the second embodiment.

次に、風力発電装置100の構成について説明する。風力発電装置100は、風力発電機110と、電力変換器120と、通信部150で構成される。風力発電機110は、風のエネルギーに基づいて発電する。電力変換器120は、風力発電機110の発電電力を電力系統に送る。通信部150は、通信ネットワーク700を介して、電力変換器120の目標正弦波電圧とキャリア波の周波数および位相をウィンドファームコントローラ800bに送信する。また、ウィンドファームコントローラ800bから変更したキャリア波の位相を受信して電力変換器120に送る。   Next, the configuration of the wind power generator 100 will be described. The wind power generator 100 includes a wind power generator 110, a power converter 120, and a communication unit 150. The wind power generator 110 generates power based on wind energy. The power converter 120 sends the power generated by the wind power generator 110 to the power system. The communication unit 150 transmits the target sine wave voltage of the power converter 120 and the frequency and phase of the carrier wave to the wind farm controller 800b via the communication network 700. In addition, the phase of the changed carrier wave is received from the wind farm controller 800 b and sent to the power converter 120.

次に、ウィンドファームコントローラ800bの構成について説明する。ウィンドファームコントローラ800bは、通信部810と、電力変換器データベース840と、スイッチングタイミング推定部850と、キャリア波位相整定部860で構成される。   Next, the configuration of the wind farm controller 800b will be described. The wind farm controller 800b includes a communication unit 810, a power converter database 840, a switching timing estimation unit 850, and a carrier wave phase settling unit 860.

通信部810は、通信ネットワーク700を介して、ウィンドファームコントローラ800bが作成したキャリア波位相の整定値を複数の風力発電装置100(100a〜100d)に送信する。また、複数の風力発電装置100(100a〜100d)から各電力変換器120の目標正弦波電圧とキャリア波を受信する。   The communication unit 810 transmits the set value of the carrier wave phase created by the wind farm controller 800b to the plurality of wind turbine generators 100 (100a to 100d) via the communication network 700. Moreover, the target sine wave voltage and carrier wave of each power converter 120 are received from the plurality of wind turbine generators 100 (100a to 100d).

電力変換器データベース840は、複数の風力発電装置100(100a〜100d)の各電力変換器120の目標正弦波電圧とキャリア波のテーブルを格納する。例えば、図2に示すように目標正弦波電圧は実線11であり、またキャリア波は実線10aおよび破線10bである。電力変換器データベース840に格納されるテーブルの一例を図18および図19に示す。図18は、目標正弦波電圧のデーブルであり、複数の風力発電装置100(100a〜100d)の目標正弦波電圧とその検出時刻とを対応づけている。検出時刻の刻みは、キャリア周波数に対して十分小さい値の設定することが望ましく、例えば数十マイクロ秒程度である。図19は、キャリア波のテーブルであり、複数の風力発電装置100(100a〜100d)の識別番号とキャリア波の振幅、周波数、および位相を対応づけている。なお、キャリア波は、振幅、周波数、および位相の情報を用いて再現できる。   The power converter database 840 stores a table of target sine wave voltages and carrier waves of each power converter 120 of the plurality of wind turbine generators 100 (100a to 100d). For example, as shown in FIG. 2, the target sine wave voltage is a solid line 11, and the carrier wave is a solid line 10a and a broken line 10b. An example of a table stored in the power converter database 840 is shown in FIGS. FIG. 18 is a table of target sine wave voltages, in which target sine wave voltages of a plurality of wind turbine generators 100 (100a to 100d) are associated with their detection times. The increment of the detection time is desirably set to a sufficiently small value with respect to the carrier frequency, for example, about several tens of microseconds. FIG. 19 is a table of carrier waves, in which identification numbers of a plurality of wind turbine generators 100 (100a to 100d) are associated with carrier wave amplitudes, frequencies, and phases. The carrier wave can be reproduced using amplitude, frequency, and phase information.

スイッチングタイミング推定部850は、電力変換器データベース840に格納される目標正弦波電圧とキャリア波の振幅、周波数、位相を用いて、複数の風力発電装置100(100a〜100d)の各電力変換器120のスイッチングのタイミングを推定する。さらに、スイッチングタイミングの推定値と、その推定に用いたキャリア波の位相をキャリア波位相整定部860に送る。   The switching timing estimation unit 850 uses the target sine wave voltage and the amplitude, frequency, and phase of the carrier wave stored in the power converter database 840, and each power converter 120 of the plurality of wind turbine generators 100 (100a to 100d). The switching timing is estimated. Further, the estimated value of the switching timing and the phase of the carrier wave used for the estimation are sent to the carrier wave phase setter 860.

キャリア波位相整定部860は、スイッチングタイミング推定部850によるスイッチングタイミングの推定値とキャリア波位相の整定値から、複数の風力発電装置100(100a〜100d)のスイッチングタイミングの間隔が所定値以上離れるように、キャリア波位相を修正する。また、修正したキャリア波位相をスイッチングタイミング推定部850に送る。そして、スイッチングタイミングの間隔が所定値以上離れたことを確認したら、その時のキャリア波位相を通信部810に送る。   The carrier wave phase settling unit 860 is configured such that the switching timing intervals of the plurality of wind turbine generators 100 (100a to 100d) are more than a predetermined value from the estimated switching timing value and the set value of the carrier wave phase by the switching timing estimation unit 850. Next, the carrier wave phase is corrected. Further, the corrected carrier wave phase is sent to the switching timing estimation unit 850. When it is confirmed that the switching timing interval is a predetermined value or more, the carrier wave phase at that time is sent to the communication unit 810.

以下、図20を参照して、ウィンドファームコントローラ800bにおける、スイッチングタイミング推定部850およびキャリア波位相整定部860の動作を説明する。   Hereinafter, the operations of the switching timing estimation unit 850 and the carrier wave phase setting unit 860 in the wind farm controller 800b will be described with reference to FIG.

ステップ31(S31)において、電力変換器データベース840から複数風力発電装置100(100a〜100d)の目標正弦波電圧とキャリア波のテーブル(図18,図19)を読込む。なお、ステップ31(S31)は、電力変換器データベース840が更新されるたびに実行することが望ましい。   In step 31 (S31), the target sine wave voltage and carrier wave tables (FIGS. 18 and 19) of the plurality of wind turbine generators 100 (100a to 100d) are read from the power converter database 840. Note that step 31 (S31) is preferably executed every time power converter database 840 is updated.

続いて、ステップ32(S32)において、スイッチングタイミング推定部850が、目標正弦波電圧とキャリア波のテーブルを用いて、複数の風力発電装置100(100a〜100d)の電力変換器120のスイッチングのタイミングを推定する。図2に示すように、電力変換器120は、目標正弦波電圧とキャリア波の交点でスイッチングするため、目標正弦波電圧とキャリア波から電力変換器120のスイッチングのタイミングを推定することができる。   Subsequently, in step 32 (S32), the switching timing estimation unit 850 uses the target sine wave voltage and carrier wave table to switch the switching timings of the power converters 120 of the plurality of wind turbine generators 100 (100a to 100d). Is estimated. As shown in FIG. 2, since the power converter 120 switches at the intersection of the target sine wave voltage and the carrier wave, the switching timing of the power converter 120 can be estimated from the target sine wave voltage and the carrier wave.

続いて、ステップ33(S33)において、ステップ32(S32)によるスイッチングタイミングの推定値から、スイッチングの時間間隔ΔTを計算する。ΔTは、複数の風力発電装置100(100a〜100d)うちいずれか1台がスイッチングした時刻から、次にいずれか1台がスイッチングする時刻までの間隔である。なお、同時刻に複数台の風力発電装置100(100a〜100d)がスイッチングした場合は,ΔTは0となる。   Subsequently, in step 33 (S33), a switching time interval ΔT is calculated from the estimated value of the switching timing in step 32 (S32). ΔT is an interval from the time when any one of the plurality of wind turbine generators 100 (100a to 100d) is switched to the time when any one is switched next. When a plurality of wind power generators 100 (100a to 100d) are switched at the same time, ΔT is 0.

続いて、ステップ34(S34)において、スイッチングの時間間隔ΔTが予め設定しておいたしきい値以上であるかを判定する。ΔTがしきい値以上の場合は、ステップ38(S38)に移行する。ΔTがしきい値より小さい場合は、ステップ35(S35)に移行する。   Subsequently, in step 34 (S34), it is determined whether the switching time interval ΔT is equal to or greater than a preset threshold value. If ΔT is greater than or equal to the threshold value, the process proceeds to step 38 (S38). When ΔT is smaller than the threshold value, the process proceeds to step 35 (S35).

ステップ35(S35)では、スイッチングの時間間隔ΔTがしきい値以上になるように各風力発電装置100(100a〜100d)の電力変換器120のキャリア波の位相を修正する。例えば、ΔTが小さい時にスイッチングしていた2台の風力発電装置100のうち、後にスイッチングした風力発電装置100のキャリア波位相を30°から90°に遅らせる。これにより、後にスイッチングした風力発電装置100のスイッチングのタイミングを遅らせることができ、ΔTは大きくなる。   In step 35 (S35), the phase of the carrier wave of the power converter 120 of each wind power generator 100 (100a to 100d) is corrected so that the switching time interval ΔT is equal to or greater than the threshold value. For example, among the two wind turbine generators 100 that are switched when ΔT is small, the carrier wave phase of the wind turbine generator 100 that is switched later is delayed from 30 ° to 90 °. As a result, the switching timing of the wind turbine generator 100 that is switched later can be delayed, and ΔT increases.

ステップ36(S36)では、ループ回数iに1を加算する。   In step 36 (S36), 1 is added to the loop count i.

ステップ37(S37)では、ループ回数iが予め設定しておいた上限値以上であるかを判定する。ループ回数が上限値以上の場合は、ステップ38(S38)に移行する。ループ回数が上限値より小さい場合は、ステップ32(S32)に移行する。   In step 37 (S37), it is determined whether the loop count i is equal to or greater than a preset upper limit value. If the number of loops is greater than or equal to the upper limit value, the process proceeds to step 38 (S38). When the number of loops is smaller than the upper limit value, the process proceeds to step 32 (S32).

最後にステップ38において、スイッチングの時間間隔ΔTがしきい値以下、またはキャリア波位相の修正回数(ループ回数)が上限値以上の場合に、複数の風力発電装置100(100a〜100d)に修正したキャリア波位相の整定値を送信する。   Finally, in step 38, when the switching time interval ΔT is equal to or smaller than the threshold value, or the number of corrections of the carrier wave phase (the number of loops) is equal to or greater than the upper limit value, correction is made to the plurality of wind turbine generators 100 (100a to 100d). Transmit the set value of the carrier wave phase.

このようにして、本実施例のウィンドファームコントローラ800bは、各風力発電装置100(100a〜100d)の目標正弦波電圧とキャリア波の検出値を用いて、複数の風力発電装置100(100a〜100d)のスイッチングが非同期になるように各風力発電装置100(100a〜100d)の電力変換器120のキャリア波位相の整定値を作成する。また、可能な限り複数の風力発電装置100(100a〜100d)のスイッチングの時間間隔が大きくなるように、キャリア波位相の整定値を作成する。これにより、各風力発電装置から流出する高調波電流は個々の変動が打ち消しあって変動がならされ、ウィンドファーム500から電力系統300に流出する高調波電流を抑制できる。また、複数の風力発電装置100(100a〜100d)のスイッチングの時間間隔を大きくすることで、高調波電流のならし効果を最大化することができる。   In this way, the wind farm controller 800b according to the present embodiment uses the target sine wave voltage and the detected value of the carrier wave of each wind power generator 100 (100a to 100d) to generate a plurality of wind power generators 100 (100a to 100d). ) Of the carrier wave phase of the power converter 120 of each of the wind turbine generators 100 (100a to 100d) is created so that the switching in () is asynchronous. Further, the set value of the carrier wave phase is created so that the switching time interval of the plurality of wind turbine generators 100 (100a to 100d) is as large as possible. As a result, the harmonic current flowing out from each wind turbine generator cancels out the individual fluctuations, and the fluctuations are smoothed, so that the harmonic current flowing out from the wind farm 500 to the power system 300 can be suppressed. In addition, the leveling effect of the harmonic current can be maximized by increasing the switching time interval of the plurality of wind turbine generators 100 (100a to 100d).

ここで、本実施例におけるウィンドファームコントローラ800bによって、複数の風力発電装置100(100a〜100d)のスイッチングを非同期にした一例を図21に示す。図21は、スイッチングタイミング推定部850が推定した複数の風力発電装置100(100a〜100d)のスイッチングタイミングを示すテーブルである。キャリア波位相整定部860よってキャリア波位相の整定値を修正する前のスイッチングタイミングを黒丸●で示し、また修正した後のスイッチングタイミングを白丸○で示している。   Here, FIG. 21 shows an example in which the switching of the plurality of wind turbine generators 100 (100a to 100d) is made asynchronous by the wind farm controller 800b in the present embodiment. FIG. 21 is a table showing switching timings of the plurality of wind turbine generators 100 (100a to 100d) estimated by the switching timing estimation unit 850. The switching timing before the carrier wave phase setting unit 860 corrects the set value of the carrier wave phase is indicated by black circles ●, and the switching timing after correction is indicated by white circles ○.

本実施例の手法では、図20に示すフローに従って、図18に示す目標正弦波電圧のテーブルと図19に示すキャリア波のテーブルを用いて、図21に示すように各風力発電装置100(100a〜100d)のスイッチングタイミングを推定した。そして、スイッチングが同期しているか、またはスイッチングの時間間隔ΔTが予め設定したしきい値より小さい場合に、キャリア波位相を修正する。図21では、キャリア波位相の修正前(黒丸●で示す)は、風力発電100cおよび100dでスイッチングが同期した。そこで、風力発電100dのキャリア波位相を進めることで、スイッチングの時刻を早めた。これにより、キャリア波位相の修正後(白丸○で示す)は、風力発電100cおよび100dのスイッチングを非同期することができた。また、風力発電装置100(100a〜100d)のスイッチングの各時間間隔ΔTが所定の値以上となるようにキャリア波位相を整定するため、ΔTは均等になり、高調波電流のならし効果を最大化することができた。   In the method of this embodiment, according to the flow shown in FIG. 20, each wind power generator 100 (100a) is used as shown in FIG. 21, using the target sine wave voltage table shown in FIG. 18 and the carrier wave table shown in FIG. The switching timing of ˜100d) was estimated. When the switching is synchronized or the switching time interval ΔT is smaller than a preset threshold value, the carrier wave phase is corrected. In FIG. 21, before the carrier wave phase is corrected (indicated by black circles ●), the switching is synchronized between the wind power generations 100c and 100d. Thus, the switching time was advanced by advancing the carrier wave phase of the wind power generation 100d. Thereby, after correction of the carrier wave phase (indicated by white circles), switching of the wind power generations 100c and 100d could be made asynchronous. In addition, since the carrier wave phase is set so that each switching time interval ΔT of the wind power generator 100 (100a to 100d) is equal to or greater than a predetermined value, ΔT is equalized and the harmonic current smoothing effect is maximized. I was able to.

以上説明したように、本実施例によれば、異なる風況条件下にある複数の風力発電装置の電力変換器のキャリア波情報を調整してスイッチングを非同期にすることで、高調波電流の発生を確実に抑制することができる。これにより、ウィンドファーム(風力発電装置群)において、より信頼性の高い安定した電力供給が可能となる。   As described above, according to the present embodiment, harmonic current generation is achieved by adjusting carrier wave information of power converters of a plurality of wind turbine generators under different wind conditions to make switching asynchronous. Can be reliably suppressed. As a result, more reliable and stable power supply can be achieved in the wind farm (wind power generation device group).

図22から図24を用いて、本実施例におけるソーラーファームおよびソーラーファームコントローラについて説明する。実施例1から実施例3では発電装置の例として風力発電装置を用いて説明したが、本実施例では太陽光発電装置を例に説明する。図22は図1(実施例1)に対応する太陽光発電装置の構成を示すブロック図である。また、図23は図13(実施例2)に対応する太陽光発電装置の構成を示すブロック図である。図24は図17(実施例3)に対応する太陽光発電装置の構成を示すブロック図である。   The solar farm and solar farm controller in the present embodiment will be described with reference to FIGS. In the first to third embodiments, the wind power generator is used as an example of the power generator. However, in this embodiment, a solar power generator is described as an example. FIG. 22 is a block diagram showing a configuration of a photovoltaic power generation apparatus corresponding to FIG. 1 (Example 1). FIG. 23 is a block diagram showing a configuration of a photovoltaic power generation apparatus corresponding to FIG. 13 (Example 2). FIG. 24 is a block diagram showing a configuration of a photovoltaic power generation apparatus corresponding to FIG. 17 (Example 3).

図1と図22の差異は、エネルギーファーム(発電装置群)内に設置される発電装置が、風力発電機110であるか太陽光発電機910であるかの違いである。図1の風向検出部131は、図22の日射量検出部931に相当する。同様に、図13と図23の差異、図17と図24の差異も、風力発電機110であるか太陽光発電機910であるかの違いである。図22から図24の各図の構成およびそれらの作用効果は、実施例1から実施例3において述べた内容と重複するため、詳細な説明は省略するが、実施例1から実施例3において説明した風力発電装置(ウィンドファーム)での作用効果は、本実施例の太陽光発電装置(ソーラーファーム)においても同様である。   The difference between FIG. 1 and FIG. 22 is the difference in whether the power generation device installed in the energy farm (power generation device group) is the wind power generator 110 or the solar power generator 910. The wind direction detection unit 131 in FIG. 1 corresponds to the solar radiation amount detection unit 931 in FIG. Similarly, the difference between FIG. 13 and FIG. 23 and the difference between FIG. 17 and FIG. 24 are also differences between the wind power generator 110 and the solar power generator 910. The configurations in FIGS. 22 to 24 and their functions and effects are the same as those described in the first to third embodiments, and thus detailed description thereof will be omitted. However, the description will be given in the first to third embodiments. The effect of the wind power generator (wind farm) is the same as that of the solar power generator (solar farm) of the present embodiment.

つまり、実施例1から実施例3の手法を、太陽光発電装置(ソーラーファーム)に適用することで、ソーラーファームに日射量条件の異なる複数の太陽光発電装置が存在する場合であっても、太陽光発電装置の電力変換器のスイッチングを非同期することができる。これにより、各太陽光発電装置から流出する高調波電流は、各々の変動が打ち消しあって変動がならされ、ソーラーファームから電力系統に流出する高調波電流は抑制できる。また、高調波電流を抑制するために必要な高調波フィルタの容量を削減できる。   That is, by applying the method of Example 1 to Example 3 to a solar power generation device (solar farm), even when there are a plurality of solar power generation devices having different solar radiation amount conditions in the solar farm, Switching of the power converter of the photovoltaic power generator can be made asynchronous. As a result, the harmonic currents flowing out from the respective solar power generation devices are varied by canceling out the respective fluctuations, and the harmonic currents flowing out from the solar farm to the electric power system can be suppressed. Moreover, the capacity | capacitance of the harmonic filter required in order to suppress a harmonic current can be reduced.

なお、本発明は上記した実施例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。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。   In addition, this invention is not limited to an above-described Example, Various modifications are included. 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. Further, it is possible to add, delete, and replace other configurations for a part of the configuration of each embodiment.

また、上記の各構成、機能、処理部、処理手段等は、それらの一部又は全部を、例えば集積回路で設計する等によりハードウェアで実現してもよい。また、上記の各構成、機能等は、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによりソフトウェアで実現してもよい。各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、メモリや、ハードディスク、SSD(Solid−State−Drive)等の記録装置、または、ICカード、SDカード、DVD等の記録媒体に置くことができる。   Each of the above-described configurations, functions, processing units, processing means, and the like may be realized by hardware by designing a part or all of them with, for example, an integrated circuit. Each of the above-described configurations, functions, and the like may be realized by software by interpreting and executing a program that realizes each function by the processor. Information such as programs, tables, and files for realizing each function may be stored in a memory, a hard disk, a recording device such as an SSD (Solid-State-Drive), or a recording medium such as an IC card, an SD card, or a DVD. it can.

10,10a,10b…キャリア波、11,11a,11b…目標正弦波電圧、12,12a,12b…電圧、13,13a,13b…電流、100,100a,100b,100c,100d…風力発電装置、110…風力発電機、120…電力変換器、130,130b…整定装置、131…風向検出部、132…時刻同期部、133…整定データベース、134…キャリア波位相整定部、135…発電量検出部、136…実績データベース、137…通信部、200,200a,200b,200c,200d…送電線、300…電力系統、400…連系点、500…ウィンドファーム、600…センサ、700…通信ネットワーク、800,800b…ウィンドファームコントローラ、810…通信部、820…実績データベース、830…風力発電装置グループテーブル作成部、840…電力変換器データベース、850…スイッチングタイミング推定部、860…キャリア波位相整定部、900,900a,900b,900c,900d…太陽光発電装置、910…太陽光発電機、931…日射量検出部、1000…ソーラーファーム、1100,1100b…ソーラーファームコントローラ、1130…太陽光発電装置グループテーブル作成部。   10, 10a, 10b ... carrier wave, 11, 11a, 11b ... target sine wave voltage, 12, 12a, 12b ... voltage, 13, 13a, 13b ... current, 100, 100a, 100b, 100c, 100d ... wind power generator, DESCRIPTION OF SYMBOLS 110 ... Wind power generator, 120 ... Power converter, 130, 130b ... Setting device, 131 ... Wind direction detection part, 132 ... Time synchronization part, 133 ... Setting database, 134 ... Carrier wave phase setting part, 135 ... Power generation amount detection part DESCRIPTION OF SYMBOLS 136 ... Performance database, 137 ... Communication part, 200, 200a, 200b, 200c, 200d ... Transmission line, 300 ... Electric power system, 400 ... Interconnection point, 500 ... Wind farm, 600 ... Sensor, 700 ... Communication network, 800 , 800b ... Wind farm controller, 810 ... Communication unit, 820 ... Results database, DESCRIPTION OF SYMBOLS 30 ... Wind power generator group table preparation part, 840 ... Power converter database, 850 ... Switching timing estimation part, 860 ... Carrier wave phase settling part, 900, 900a, 900b, 900c, 900d ... Solar power generation device, 910 ... Sun Photovoltaic generator, 931 ... Solar radiation amount detection unit, 1000 ... Solar farm, 1100, 1100b ... Solar farm controller, 1130 ... Solar power generation device group table creation unit.

Claims (13)

電力変換装置を備えた発電装置のコントローラであって、
前記発電装置の発電情報を検出する検出部と、
前記電力変換装置のキャリア波の位相を整定するキャリア波位相整定部と、を備え、
前記キャリア波位相整定部は、前記検出部により検出した発電情報に基づき、キャリア波の位相を決定し、
当該決定したキャリア波の位相に基づき前記電力変換装置を制御し、
前記発電装置は、風を受けて発電運転する風力発電装置、または、太陽光を受けて発電運転する太陽光発電装置であり、
前記発電情報は、前記風力発電装置における風向情報、または、前記太陽光発電装置における日射量情報であることを特徴とする発電装置のコントローラ。
A controller of a power generation device including a power conversion device,
A detection unit for detecting power generation information of the power generation device;
A carrier wave phase setter for setting the phase of the carrier wave of the power converter,
The carrier wave phase setter determines the phase of the carrier wave based on the power generation information detected by the detector,
Controlling the power converter based on the phase of the determined carrier wave ;
The power generator is a wind power generator that generates power by receiving wind, or a solar power generator that generates power by receiving sunlight,
The said power generation information is the wind direction information in the said wind power generator, or the solar radiation amount information in the said solar power generator, The controller of the power generator characterized by the above-mentioned .
請求項1に記載の発電装置のコントローラであって、
前記発電装置の時刻情報を同期させる時刻同期部をさらに備え、
前記キャリア波位相整定部は、前記時刻同期部からの時刻情報に基づき、キャリア波の位相を決定し、当該決定したキャリア波の位相に基づき、前記電力変換装置のスイッチングのタイミングを制御することを特徴とする発電装置のコントローラ。
It is a controller of the power generator according to claim 1, Comprising:
A time synchronization unit for synchronizing the time information of the power generator,
The carrier wave phase setting unit determines a phase of a carrier wave based on time information from the time synchronization unit, and controls switching timing of the power converter based on the determined phase of the carrier wave. A controller for a power generation device.
請求項2に記載の発電装置のコントローラであって、
前記発電装置は複数台設置され、
前記キャリア波位相整定部は、前記発電装置の各々の検出部により検出した発電情報および予め定めたグループテーブルに基づき、前記発電装置のグループ分けを行い、
同じグループに属する各発電装置の電力変換装置のスイッチングが非同期になるように前記各発電装置の電力変換装置を制御することを特徴とする発電装置のコントローラ。
It is a controller of the power generator according to claim 2,
A plurality of the power generation devices are installed,
The carrier wave phase settling unit performs grouping of the power generation devices based on power generation information detected by each detection unit of the power generation device and a predetermined group table,
A controller of a power generation device, wherein the power conversion device of each power generation device is controlled so that switching of the power conversion devices of the power generation devices belonging to the same group becomes asynchronous.
請求項3に記載の発電装置のコントローラであって、
前記発電情報が予め設定された許容範囲を超えた場合、または予め設定された許容範囲を超えた時間の積分値が所定の値を超えた場合、前記キャリア波位相整定部は、前記発電装置の各々の検出部により検出した発電情報および予め定めたグループテーブルに基づき、前記発電装置のグループ分けを変更することを特徴とする発電装置のコントローラ。
It is a controller of the power generator according to claim 3,
When the power generation information exceeds a preset allowable range, or when the integral value of the time exceeding the preset allowable range exceeds a predetermined value, the carrier wave phase settling unit A power generator controller that changes the grouping of the power generators based on power generation information detected by each detector and a predetermined group table.
請求項3に記載の発電装置のコントローラであって、
前記キャリア波位相整定部は、同じグループに属する各発電装置のスイッチングが非同期になるキャリア波位相の整定値を予め定めたキャリア波位相整定テーブルに基づき、前記各発電装置の電力変換装置を制御することを特徴とする発電装置のコントローラ。
It is a controller of the power generator according to claim 3,
The carrier wave phase settling unit controls the power conversion device of each power generator based on a carrier wave phase settling table in which a set value of a carrier wave phase at which switching of each power generator belonging to the same group becomes asynchronous is set in advance. A controller for a power generation device.
請求項3に記載の発電装置のコントローラであって、
前記発電装置の発電情報を蓄積する実績データベースをさらに備え、
前記キャリア波位相整定部は、前記発電装置の各々の検出部により検出した発電情報、予め定めたグループテーブル、および前記実績データベースの発電情報に基づき、前記発電装置のグループ分けを行い、前記各発電装置の電力変換装置を制御することを特徴とする発電装置のコントローラ。
It is a controller of the power generator according to claim 3,
A performance database for storing power generation information of the power generation device ;
The carrier wave phase setter performs grouping of the power generation devices based on the power generation information detected by each detection unit of the power generation device, a predetermined group table, and the power generation information of the performance database, and A controller for a power generation device, which controls a power conversion device of the device.
電力変換装置を備えた複数の風力発電装置からなるウィンドファームのコントローラであって、
前記風力発電装置の風向情報を検出する風向検出部と、
前記電力変換装置のキャリア波の位相を整定するキャリア波位相整定部と、を備え、
前記キャリア波位相整定部は、前記風向検出部により検出した風向情報に基づき、キャリア波の位相を決定し、
当該決定したキャリア波の位相に基づき前記電力変換装置を制御することを特徴とするウィンドファームのコントローラ。
A wind farm controller comprising a plurality of wind power generators equipped with a power converter,
A wind direction detector for detecting wind direction information of the wind turbine generator;
A carrier wave phase setter for setting the phase of the carrier wave of the power converter,
The carrier wave phase setter determines the phase of the carrier wave based on the wind direction information detected by the wind direction detector,
A wind farm controller that controls the power converter based on the determined phase of the carrier wave.
請求項に記載のウィンドファームのコントローラであって、
前記キャリア波位相整定部は、前記風力発電装置の各々の風向検出部により検出した風向情報および予め定めたグループテーブルに基づき、前記風力発電装置のグループ分けを行い、
同じグループに属する各風力発電装置の電力変換装置のスイッチングが非同期になるように各風力発電装置の電力変換装置を制御することを特徴とするウィンドファームのコントローラ。
A wind farm controller according to claim 7 ,
The carrier wave phase setter performs grouping of the wind power generators based on wind direction information detected by each wind direction detector of the wind power generator and a predetermined group table,
A wind farm controller that controls a power converter of each wind power generator so that switching of the power converter of each wind power generator belonging to the same group becomes asynchronous.
請求項に記載のウィンドファームのコントローラであって、
前記電力変換装置の目標正弦波電圧およびキャリア波情報を格納する電力変換装置データベースと、
前記電力変換装置のスイッチングのタイミングを推定するスイッチングタイミング推定部と、をさらに備え、
前記スイッチングタイミング推定部は、前記電力変換装置データベースの目標正弦波電圧およびキャリア波情報に基づき、前記電力変換装置のスイッチングのタイミングを推定し、
前記キャリア波位相整定部は、当該推定した前記電力変換装置のスイッチングタイミングの推定値に基づき、前記電力変換装置を制御することを特徴とするウィンドファームのコントローラ。
A wind farm controller according to claim 7 ,
A power converter database that stores target sine wave voltage and carrier wave information of the power converter;
A switching timing estimation unit for estimating the switching timing of the power converter,
The switching timing estimation unit estimates the switching timing of the power converter based on the target sine wave voltage and carrier wave information of the power converter database,
The wind farm controller, wherein the carrier wave phase setter controls the power converter based on the estimated switching timing of the power converter.
請求項に記載のウィンドファームのコントローラであって、
前記キャリア波位相整定部は、前記複数の風力発電装置の各電力変換装置のスイッチングが非同期になるように前記電力変換装置を制御することを特徴とするウィンドファームのコントローラ。
A wind farm controller according to claim 9 ,
The carrier wave phase setter controls the power converter so that the switching of the power converters of the plurality of wind power generators is asynchronous.
複数の風力発電装置からなるウィンドファームの制御方法であって、
前記ウィンドファームを構成する各風力発電装置の風向情報に基づき、各々の風力発電装置の電力変換装置のキャリア波の位相を決定し、
当該決定したキャリア波の位相に基づき前記電力変換装置を制御することを特徴とするウィンドファームの制御方法。
A wind farm control method comprising a plurality of wind power generators,
Based on the wind direction information of each wind turbine generator that constitutes the wind farm, determine the phase of the carrier wave of the power converter of each wind turbine generator,
A wind farm control method, comprising: controlling the power converter based on the determined phase of the carrier wave.
請求項11に記載のウィンドファームの制御方法であって、
前記各風力発電装置の風向情報および時刻情報に基づき、前記電力変換装置のスイッチングのタイミングを制御することを特徴とするウィンドファームの制御方法。
A wind farm control method according to claim 11 ,
The wind farm control method characterized by controlling the switching timing of the power converter based on wind direction information and time information of each wind power generator.
請求項11に記載のウィンドファームの制御方法であって、
前記風力発電装置の各々の風向検出部により検出した風向情報および予め定めたグループテーブルに基づき、前記風力発電装置のグループ分けを行い、
同じグループに属する各風力発電装置の電力変換装置のスイッチングが非同期になるように各風力発電装置の電力変換装置を制御することを特徴とするウィンドファームの制御方法。
A wind farm control method according to claim 11 ,
Based on the wind direction information detected by each wind direction detector of the wind power generator and a predetermined group table, grouping the wind power generator,
A wind farm control method comprising: controlling a power converter of each wind power generator so that switching of the power converter of each wind power generator belonging to the same group becomes asynchronous.
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