JPH11299295A - 風力発電装置の制御方法 - Google Patents
風力発電装置の制御方法Info
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- JPH11299295A JPH11299295A JP10117842A JP11784298A JPH11299295A JP H11299295 A JPH11299295 A JP H11299295A JP 10117842 A JP10117842 A JP 10117842A JP 11784298 A JP11784298 A JP 11784298A JP H11299295 A JPH11299295 A JP H11299295A
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/70—Wind energy
- Y02E10/72—Wind turbines with rotation axis in wind direction
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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- Y02E10/70—Wind energy
- Y02E10/76—Power conversion electric or electronic aspects
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- Wind Motors (AREA)
- Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
- Control Of Eletrric Generators (AREA)
Abstract
が達成できると共に、これらで充/放電損失等をなく
し、風力発電装置のエネルギー効率を上昇させることが
できる風力発電装置の制御方法を提供することを目的と
する。 【解決手段】 風車ブレードに駆動軸を介して連結した
発電機よりの風車発生電力をAC/DC変換器により直
流電力に変換したのち、更にDC/AC変換器により交
流電力に変換して電力系統に供給する風力発電装置にお
いて、前記AC/DC変換器とDC/AC変換器間の直
流ラインに直接蓄電池を接続するとともに、前記2つの
変換器や直流ライン及び前記蓄電池よりの検知信号を適
宜選択的に取込んで所定の演算を行なって前記夫々の変
換器の出力指令信号を生成する演算器とを具え、前記出
力指令信号に基づいて前記AC/DC変換器より直流ラ
インに供給される電圧若しくはDC/AC変換器よりの
出力電力を制御しながら蓄電池の充/放電状態を制御す
ることを特徴とする。
Description
方法に係り、特にDCリンク方式の風力発電装置の蓄電
池の充放電制御方法に関する。
の出来ない風力発電装置においても系統への供給電力の
変動を極力抑制することで、小規模系統や風車単独での
運転を可能とする風車と蓄電池を利用したハイブリッド
風力発電装置の電力制御方法を提案している。(特願平
9−264858号、非公知)
ッド風力発電装置に基づいて説明する。7は直流電力ラ
イン6上に設けた余剰電力放電装置、14は電力系統ラ
イン15の交流電力を直流電力に変換して直流電力ライ
ン6に供給するAC/DC変換器で、両装置よりの直流
電力は切替器12を介して充電装置8に送られ、蓄電池
10に充電される。切替器12は蓄電池10の充電が必
要な時に、風車発電電力が過剰なときには余剰電力放電
装置7からの電力で充電し、風車発電電力が不足のとき
には電力系統ライン15からの電力をAC/DC変換器
14で直流電力に変換した電力で充電するように切り換
える装置である。そして蓄電池10に充電された余剰電
力は必要に応じ放電装置11を介して直流電力ライン6
に戻される。
車ブレード1の起動は風速がカットイン風速以上になる
とブレード1のピッチ角をフェザリングの位置から風力
エネルギーを回収する方向へ動かしてブレード1の回転
数を上昇させる。そして、回転数が同期速度に到達する
と電力系統ライン15に連結される。このとき、配電系
統の有効電力をAC/DC変換器14により直流電力に
変換して直流電力ライン6に供給され、この直流電力ラ
イン6の直流電力からAC/DC変換器5により無効電
力を生成し、風車誘導発電機4へ励磁電流が供給され、
誘導発電機4が発電を始める。
いる場合には、この電力を放電装置11を介して直流電
力ライン6上に直流電力を供給することにより、前記と
同様に無効電力を生成し、風車誘導発電機4へ励磁電流
を供給して起動することもできる。一方、風車誘導発電
機4で発電された交流電力はAC/DC変換器5にて直
流電力に変換され直流電力ライン6へ供給される。
して直流変換された電力が消費電力を上回る場合には、
AC/DC変換器5にて無効電力の周波数を上昇させて
風車の回転数を上昇させる。この上昇により余剰エネル
ギーを一旦回転エネルギーとして蓄えることができる。
しかし、この回転数の上昇が所定の回転数を超えると、
ブレード1が所定の回転数内となるようにピッチ角駆動
装置3によりピッチ角を操作して制御する。さらに風車
発電電力が過剰となるときには、直流電力ライン6に設
けた余剰電力放電装置7により放電し、切替器12を介
して充電装置8にて蓄電池10に充電される。
れた電力が消費電力を下回る場合には、AC/DC変換
器5にて無効電力の周波数を下降させて、回転上昇エネ
ルギーとして蓄えていた余剰エネルギーを回収する。さ
らに電力系統ライン15への供給電力が不足する場合に
は、放電装置11により蓄電池10から放電して直流ラ
イン6へ供給する。ここで充電装置8と放電装置11
は、通常一定電圧に保持されている直流電力ライン6の
直流電圧を蓄電池10の充電電圧ならびに放電電圧に変
換するDC−DC変換機能を有し、かつ充電電力と放電
電力を制御するものである。
変動にともない変動する風車発電力を無効電力の周波数
制御により平滑して系統へ給電できるため小規模系統で
の並列運転時に系統への擾乱を与えることがないととも
に、また、定周波数及び定電圧制御により、系統へ定周
波数、定電圧の電力を供給することができるので風車単
独運転が可能となる。また余剰電力を蓄電池へ充電する
ことができる。
た先願技術においては、直流電力ラインよりの充放電を
行なう充電装置8と放電装置11と余剰電力放電装置7
とともに、風車発電電力が不足のときには電力系統ライ
ン15からの電力を戻すAC/DC変換器14も必要と
する。前記した充電装置8や放電装置11等は、装置全
体のコストを高くするだけではなく、充電装置8や放電
装置11で発生する充/放電損失や、AC/DC変換器
14のAC−DC変換の際に発生する損失が装置のエネ
ルギー効率を下げている。
放電装置11等設備の削減が達成できると共に、直流電
力ライン6の直流電圧をAC/DC変換器13を利用
し、蓄電池10の充電電圧ならびに放電電圧を制御する
風力発電装置の制御方法を提供することを目的とする。
本発明の他の目的は、充電装置8や放電装置11で発生
する充/放電損失や、AC/DC変換器14のAC−D
C変換損失をなくし、風力発電装置のエネルギー効率を
上昇させることができる風力発電装置の制御方法を提供
することを目的とする。
整可能に構成した風車ブレードに駆動軸を介して誘導発
電機を連結し、該発電機よりの交流電力からなる風車発
生電力をAC/DC変換器により直流電力に変換したの
ち、更にDC/AC変換器により交流電力に変換して電
力系統に供給するいわゆるDCリンク方式の風力発電装
置において、前記AC/DC変換器とDC/AC変換器
間の直流ラインに直接蓄電池を接続するとともに、前記
2つの変換器よりの検知信号若しくはその間に位置する
直流ラインよりの検知信号と前記蓄電池の出力検知信号
を適宜選択的に取込んで所定の演算を行なって前記夫々
の変換器の出力指令信号を生成する演算器とを具え、前
記出力指令信号に基づいて前記AC/DC変換器より直
流ラインに供給される電圧若しくはDC/AC変換器よ
りの出力電力を制御しながら蓄電池の充/放電状態を制
御することを特徴とする風力発電装置の制御方法にあ
る。
流ラインに直接接続したために、前記先願技術に記載し
た充電装置8と放電装置11が不要となる。又、本発明
は、前記誘導発電機により発電された交流電力を受け直
流電力に変換し直流電力ラインに出力するAC/DC変
換器の出力電圧を演算器よりの出力電圧指令により制御
するために、前記先願技術に記載した余剰電力放電装置
7が不要となる。更に、本発明は、前記直流電力ライン
から直流電力を受け交流電力に変換し系統ラインに送電
するDC/AC変換器の系統側への出力電力を演算器よ
りの出力電力指令により制御するために、前記先願技術
に記載した、風車発電電力が不足のときに電力系統ライ
ン15からの電力をもどすAC/DC変換器14も不要
となる。
装置11を用いないために、これらで発生する充/放電
損失を無くする事が出来るとともに、余剰電力放電装置
7やAC/DC変換器14が不要であるためにAC/D
C変換器の出力電圧を無用に放電する事無く、又AC/
DC変換器14のAC−DC変換損失をなくすることが
出来、これにより風力発電装置のエネルギー効率を大幅
に上昇させることができる。
適な実施形態を例示的に詳しく説明する。但しこの実施
形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、そ
の相対的配置等は特に特定的な記載がないかぎりは、こ
の発明の範囲をそれに限定する趣旨ではなく、単なる説
明例にすぎない。図1は、本発明の実施形態に係る風車
発電装置の蓄電池充放電制御系統図である。図1におい
て、Aは、ブレードピッチ角駆動装置3によりピッチ角
を調整可能に構成した風車ブレード1に駆動軸2を介し
て誘導発電機4を連結した風力発電装置で、前記誘導発
電機4よりの交流電力からなる風車発生電力をAC/D
C変換器5により直流電力に変換したのち、更に直流電
力ライン6を介してDC/AC変換器13により交流電
力に変換して電力系統に供給するとともに、前記直流電
力ライン6に直接蓄電池10が接続されており、演算器
16よりの制御により風車発電電力の余剰電力を蓄電池
10に蓄え、また不足電力を前記蓄電池10より直流電
力ライン6に供給可能に構成している。
了している場合は、誘導発電機4により得られた電力は
そのままAC/DC変換器5、直流電力ライン6、DC
/AC変換器13を通って系統ライン15へ送電され
る。その際、直流電力ライン6の電圧信号はDC/AC
変換器13を介して、演算器16に取り入れられ、蓄電
池10の浮動充電電圧となるよう常時蓄電池に一定電圧
を加え充電状態を保たせるために、演算器16内で演算
されたあと演算器16よりAC/DC変換器5に対し出
力電圧指令値を出す。これにより、蓄電池10は充電完
了している場合は、浮動充電状態となり、漏洩放電を防
止する。
発電機4が発生する電力はAC/DC変換器5を通過す
る。その電力信号を演算器16に取り入れ、該演算器1
6内で、これに蓄電池10から放電させたい電力を加え
た値をDC/AC変換器13への出力電力指令値として
出力する。また、安定な制御を達成するために蓄電池1
0の出力電流信号を演算器16に取り込み、演算器16
よりDC/AC変換器13に送られる出力電力指令値
と、DC/AC変換器13より出力される電力とを比較
するマイナーフィードバック制御を演算器16内で行な
わせる。これにより誘導発電機4が出力を系統ライン1
5に出しながら蓄電池10から必要な電力を放電させる
ことができる。
電流充電させる場合、誘導発電機4が発生する電力は、
AC/DC変換器5を通過する。その電力信号を演算器
16に取り入れ、演算器16内で、これに蓄電池10へ
充電する電流に直流ライン6の電圧を乗じた値に相当す
る電力を加えた値をDC/AC変換器13への出力電力
指令値として出力する。また、安定な制御を達成するた
めに蓄電池10の出力電流信号を演算器16に取り込
み、演算器16よりDC/AC変換器13に送られる出
力電力指令値と、DC/AC変換器13より出力される
電力とを比較するマイナーフィードバック制御を演算器
16内で行なわせる。
電圧充電させる場合は、直流電力ライン6の電圧信号が
DC/AC変換器13を介して演算器16内に取り入れ
られ、蓄電池10の回復充電電圧となるように演算器1
6内で演算されたあとAC/DC変換器5に対し出力電
圧指令値を出す。その際、誘導発電機4が発生する電力
は、AC/DC変換器5を通過する。その電力信号を演
算器16に取り入れ、演算器16内で、これに蓄電池1
0へ充電する電流に直流ライン6の電圧を乗じた値に相
当する電力を加えた値をDC/AC変換器13への出力
電力指令値として出力する。これにより、蓄電池10は
風車側からAC/DC変換器5を介して直流ライン6よ
り定電圧充電されると同時に、誘導発電機4の電力は、
DC/AC変換器13を介して系統ライン15へ出力さ
れる。
風力発電機の風速変動による出力変動をおさえる目的で
設置されているAC/DC変換器とDC/AC変換器を
利用して、新たに専用の充電装置や放電装置を設置する
事なく、風力エネルギーで得られた電力を系統ラインに
送電すると同時に蓄電池へ充電したり、必要な時に系統
に放電することができる。これにより設備の削減が達成
できると共に、充電装置や放電装置で発生する充電損失
をなくし、風力発電装置のエネルギー効率を上昇させる
ことができる。
充放電制御系統図である。
図である。
Claims (1)
- 【請求項1】 ピッチ角を調整可能に構成した風車ブレ
ードに駆動軸を介して誘導発電機を連結し、該発電機よ
りの交流電力からなる風車発生電力をAC/DC変換器
により直流電力に変換したのち、更にDC/AC変換器
により交流電力に変換して電力系統に供給する風力発電
装置において、 前記AC/DC変換器とDC/AC変換器間の直流ライ
ンに直接蓄電池を接続するとともに、 前記2つの変換器や直流ライン及び前記蓄電池よりの検
知信号を適宜選択的に取込んで所定の演算を行なって前
記夫々の変換器の出力指令信号を生成する演算器とを具
え、 前記出力指令信号に基づいて前記AC/DC変換器より
直流ラインに供給される電圧若しくはDC/AC変換器
よりの出力電力を制御しながら蓄電池の充/放電状態を
制御することを特徴とする風力発電装置の制御方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10117842A JPH11299295A (ja) | 1998-04-13 | 1998-04-13 | 風力発電装置の制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10117842A JPH11299295A (ja) | 1998-04-13 | 1998-04-13 | 風力発電装置の制御方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11299295A true JPH11299295A (ja) | 1999-10-29 |
Family
ID=14721626
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP10117842A Pending JPH11299295A (ja) | 1998-04-13 | 1998-04-13 | 風力発電装置の制御方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH11299295A (ja) |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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-
1998
- 1998-04-13 JP JP10117842A patent/JPH11299295A/ja active Pending
Cited By (10)
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