JP7304385B2 - 自然エネルギー発電システム、無効電力コントローラまたは自然エネルギー発電システムの制御方法 - Google Patents
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Description
具体的には、電力変換器の有効電力出力PCONと、それにより生じた電力変換器の連系点の電圧変動ΔVPCCから系統パラメータα=RL/XLを推定し、電力変換器にQCON=-αPCONで求まる無効電力QCONを出力させる。ここで、RLとXLは、それぞれ連系線のインピーダンスの抵抗分とリアクタンス分を表している。
ΔVPCC=ΔVPCC1+ΔVPCC2=(5)式+(6)式=0
具体的には、(8)式で求められる無効電力指令値QREFに電力変換器13の無効電力出力QCONを制御すれば良い。つまり、図2に示す無効電力指令決定部162は、(8)式を用いて無効電力指令値QREFを求めれば良い。なお、(8)式において、連系線3のインピーダンス比(RL/XL)が小さいことで、第1項が第2項および第3項に対して十分小さい場合には、第1項を省略しても良い。
電流出力ICONを(18)式に示すように有効電力出力PCONとセンサ14の設置点の基準線間電圧VBASEで近似する。
有効電力出力PCONと無効電力指令値QREFを対応づけたテーブルを事前に作成し、そのテーブルを参照して無効電力指令値QREFを決定する。具体的には、図6に示すように無効電力コントローラ16aは、無効電力コントローラ16に対して、無効電力指令値テーブル作成部166と無効電力指令値テーブル記憶部167が追加された構成となる。無効電力指令値テーブル作成部166は、(19)式を用いて、有効電力出力PCONを0kWから最大出力まで所定の刻みで変化させたときの無効電力指令QREFを計算する。そして、図7に示すような有効電力出力PCONと無効電力指令QREFを対応づけたテーブルを無効電力指令値テーブル記憶部167に保存する。無効電力指令値決定部162は、有効電力出力PCONが更新される度に、無効電力指令値テーブル記憶部167のテーブルを参照して無効電力指令値QREFを決定する。
2 連系変圧器
3 連系線
4 電力系統
5 連系点
6 発電出力予測手段
7 太陽光発電システム
11 風力タービン
12 発電機
13 電力変換器
14 センサ
15 有効電力コントローラ
16 無効電力コントローラ
71 太陽電池
72 太陽項発電装置用電力変換器
73 太陽項発電装置用センサ
74 太陽光発電用有効電力コントローラ
75 太陽光発電用無効電力コントローラ
161 受信部
162 無効電力指令決定部
163 連系線パラメータ記憶部
164 連系変圧器パラメータ記憶部
165 送信部
166 無効電力指令値テーブル作成部
167 無効電力指令値テーブル記憶部
168 集電構成記憶部
169 無効電力配分決定部
170 電力変換器定格出力記憶部
Claims (10)
- 自然エネルギーを受けて発電する発電装置の出力が、電力変換器、連系変圧器、連系線
を介して電力系統に送られるとともに、
前記電力変換器が出力する無効電力指令を生成する無効電力コントローラを備え、
前記無効電力コントローラは、
前記連系変圧器のリアクタンスと、前記電力変換器の連系変圧器側の電圧に対する前記電力変換器が出力する有効電力の比の二乗を用いて、前記無効電力指令を決定する無効電力指令決定部を備えることを特徴とする自然エネルギー発電システム。 - 請求項1に記載の自然エネルギー発電システムであって、
前記無効電力コントローラは、
更に前記連系線のインピーダンス比(連系線のリアクタンスに対する連系線の抵抗)を用
いて、前記無効電力指令を決定することを特徴とする自然エネルギー発電システム。 - 請求項2に記載の自然エネルギー発電システムであって、
前記有効電力と前記リアクタンスと前記インピーダンス比から、前記有効電力と無効電
力指令値を対応づけた制御テーブルを作成する制御テーブル作成部と、
前記制御テーブルを記憶する制御テーブル記憶部を備え、
前記無効電力指令決定部は、前記制御テーブルと前記有効電力を用いて無効電力指令値
を決定することを特徴とする自然エネルギー発電システム。 - 請求項2または3に記載の自然エネルギー発電システムであって、
複数の前記発電装置と、複数の前記電力変換器と、複数台の前記連系変圧器を備え、
前記無効電力コントローラは、
前記連系変圧器と前記電力変換器の集電構成を示すテーブルを記憶する集電構成テーブ
ル記憶部を備え、
前記無効電力指令決定部は、前記有効電力と、前記連系変圧器のリアクタンスと、前記
連系線のインピーダンス比と、前記集電構成テーブルを用いて無効電力指令値を決定する
ことを特徴とする自然エネルギー発電システム。 - 請求項4に記載の自然エネルギー発電システムであって、
前記無効電力コントローラは、
前記電力変換器の最大皮相電力と前記有効電力から、前記電力変換器の無効電力出力可
能量を算出し、前記無効電力指令値が前記無効電力出力可能量以下となるように複数台の
前記電力変換器に無効電力指令値の配分を決定する無効電力出力配分決定部を備えること
を特徴とする自然エネルギー発電システム。 - 請求項1ないし5のいずれか1項に記載の自然エネルギー発電システムであって、
前記無効電力コントローラは、
前記電力変換器の電流予測値および有効電力予測値を取得する手段を備え、
前記無効電力指令決定部は、前記電流予測値および前記有効電力予測値から、複数時間
断面の無効電力指令値を決定する、
ことを特徴とする自然エネルギー発電システム。 - 請求項1ないし6のいずれか1項に記載の自然エネルギー発電システムであって、
前記発電装置は、風力発電装置であることを特徴とする自然エネルギー発電システム。 - 請求項1ないし6のいずれか1項に記載の自然エネルギー発電システムであって、
前記発電装置は、太陽光発電装置であることを特徴とする自然エネルギー発電システム
。 - 自然エネルギーを受けて発電する発電装置の出力が、電力変換器、連系変圧器、連系線
を介して電力系統に送られるとともに、前記連系変圧器と前記連系線との間の連系点電圧
の変動を抑制する様に、前記電力変換器が出力する無効電力指令を生成する演算装置と、
前記連系変圧器のリアクタンスと、前記電力変換器の連系変圧器側の電圧に対する前記電力変換器が出力する有効電力の比の二乗を用いて、前記無効電力指令を決定する無効電力指令決定部と、を備えること
を特徴とする無効電力コントローラ。 - 自然エネルギーを受けて発電する発電装置の出力が、電力変換器、連系変圧器、連系線
を介して電力系統に送られるとともに、
前記電力変換器が出力する無効電力指令を生成する無効電力コントローラを備える自然
エネルギー発電システムの制御方法であって、
前記連系変圧器のリアクタンスと、前記電力変換器の連系変圧器側の電圧に対する前記電力変換器が出力する有効電力の比の二乗を用いて、前記無効電力指令を決定することを特徴とする自然エネルギー発電システムの制御方法。
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