TWI765242B - 風力發電廠、風力發電廠控制器及風力發電廠控制方法 - Google Patents

風力發電廠、風力發電廠控制器及風力發電廠控制方法 Download PDF

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Abstract

[課題]提供一種風力發電廠、風力發電廠控制器及風力發電廠控制方法，其係沒有必要可控制輸出量，使風力發電廠的輸出快速接近到規定的輸出控制目標量。 [解決手段]風力發電廠(7)具備：複數個風力發電系統(9a、9b、9c)、控制風力發電系統的輸出之風車控制器(98)、以及控制複數個風力發電系統的總計輸出之風力發電廠控制器(7)；風力發電廠控制器(7)係從風力發電系統輸出(Pgen_a、b、c)及複數個風力發電系統的總計輸出的上限的指令值也就是風力發電廠輸出上限指令值(PWT_ref)來決定各個的風力發電系統的輸出的上限的指令值也就是輸出上限指令值(Plim_a、b、c)，發送輸出上限指令值(Plim_a、b、c)到風車控制器(98)。

Description

風力發電廠、風力發電廠控制器及風力發電廠控制方法
本發明是有關連接複數個利用風的能量發電的風力發電系統之風力發電廠、風力發電廠控制器及風力發電廠控制方法。
考慮到地球暖化的原因之二氧化碳的排出量削減是全世界的課題。作為二氧化碳的排出量削減的手段之一，極力導入風力發電廠(集合型風力發電所)。風力發電廠多使用互連電力系統，但是因為風速的變動，發電輸出變動，擔心會對互連端的電力系統的頻率有不良影響。作為其對策之一，提案有在風力發電廠的發電輸出設定上限值或是抑制量，抑制電力系統的頻率變動。 例如，在專利文獻1揭示出，在可再生能源發電設施(例如，風力發電廠)的可控制輸出量低過輸出控制目標量的情況下，使尚未到達可控制輸出量的上限的可再生能源發電設備(例如，風車)的輸出控制量增加的方法。 [先前技術文獻] [專利文獻] [專利文獻1]日本特開2016-19373號專利公報
[發明欲解決之課題] 但是，關於專利文獻1的技術，是一定要推定可控制輸出量的緣故，其推定精度低的話，是有實際輸出無法到達輸出控制目標量的可能性。 本發明的目的是提供一種風力發電廠、風力發電廠控制器及風力發電廠控制方法，其係沒有必要可控制輸出量，使風力發電廠的輸出快速接近到規定的輸出控制目標量。 [解決課題之手段] 本發明為了達成上述目的，是使用申請專利範圍的構成。例如，本發明的風力發電廠具備：接收風的能量而進行發電之複數個風力發電系統；分別控制複數個風力發電系統的每一個的輸出也就是風力發電系統輸出之複數個風車控制器；以及從風力發電系統輸出、及複數個風力發電系統的總計輸出的上限的指令值也就是風力發電廠輸出上限指令值來分別決定各個的風力發電系統輸出的上限的指令值也就是輸出上限指令值，並發送輸出上限指令值到複數個風車控制器的各個之風力發電廠控制器。 [發明效果] 根據本發明，沒有必要推定可控制輸出值，可以使風力發電廠的發電輸出快速接近到輸出控制目標量。 上述以外部的課題，構成及效果，係經由以下的實施方式的說明釋明之。
有關用於實施發明的型態，一邊適宜參閱圖同一面邊詳細說明之。 [實施例1] 使用圖1說明包含本發明的實施例1的風力發電廠控制器之風力發電廠整體圖像。 風力發電廠透過互連點2互連到交流系統(電力系統)1。風力發電廠是利用主變壓器4、埋設纜線6、7a、7b、風力發電系統9a、9b、9c來構成主迴路元件。在本實施例中，把連接主變壓器與各風力發電系統之輸電線作為埋設纜線，但是也可以是作為架空輸電線。 尚且，構成風力發電廠的風力發電系統的數目不限定於3個，可以是任意複數個。關於以下的說明也同樣。 而且，在廠區內輸電路具備電力檢測器3、8a、8b、8c，風力發電廠控制器7、風力發電系統9a、9b、9c輸入電力檢測器8a、8b、8c的輸出。風力發電廠控制器7與風力發電系統9a、9b、9c是透過通訊線5來連接，使風力發電廠控制器與風力發電系統間的通訊成立。風力發電廠控制器7接收從中央供電指揮所10發送出的風力發電廠輸出上限指令值PWT_ref，為了讓從互連點2輸出到交流系統1的有效電力為風力發電廠輸出上限指令值PWT_ref以下，透過通訊線5把輸出上限指令值Plim_a、b、c分配到各風力發電系統。風力發電廠輸出上限指令值PWT_ref為風力發電廠內的風力發電系統的總計輸出上限指令值，乃是風力發電廠的輸出控制目標量。 風力發電系統9a的構成例表示於圖2。風力發電系統9b、9c也具有同樣的構成。本實施例的風力發電系統9a乃是把發電機產生的電力全部用電力變換器進行頻率變換之全轉換器方式。本發明適用的全轉換器方式的風力發電系統並不限定，例如也可以適用在二次激磁式風力發電系統。 風力發電系統9a具備：具備調整槳距角的槳距控制裝置97a、b、c之葉片、以及具備在上部檢測風車附近的風速之風速感測器96；葉片透過旋轉軸91機械連接到發電機92。經由用葉片得到的旋轉力矩，發電機92內的轉子得到驅動力矩。於發電機92的定子透過電壓・電流感測器93連接電力變換器94。 電力變換器94係根據風車控制器98的指令控制從發電機92所接收的電力，把該已電力接收的電力變換成與交流系統1相同的頻率而透過變壓器95輸出到系統側。 風車控制器98係根據電力檢測器8a、電壓・電流感測器93、風速感測器96、還有從風力發電廠控制器7發送出的輸出上限指令值Plim_a，來算出電力變換器94的輸出電力指令值及槳距控制裝置97a、b、c的槳距角指令值。 而且，風車控制器98係根據風速感測器檢測值、發電機92的端電壓・電流、及輸出到系統的電力檢測值，實施把輸出上限作為Plim_a以下之MPPT控制演算(最大功率點追從控制演算)，算出電力變換器94的輸出電力指令值及槳距控制裝置97a、b、c的槳距角指令值。輸出電力指令值輸出到電力變換器94，槳距角指令值輸出到槳距控制裝置97a、b、c。 電力變換器94係為了追隨所給與的輸出電力指令值，控制發電機92輸出的交流電壓，而且，把從發電機92接收到的電力變換成與交流系統1同步的交流電力，然後透過變壓器95輸出到交流系統1。 上述控制乃是在這方面多加使用的技術的緣故，在本實施例中省略詳細說明。 風車控制器98係把透過變壓器95輸出到系統的有效電力Pgen_a、風速檢測值Wsp_a，透過通訊線5發送到風力發電廠控制器7。 使用圖說圖3風力發電廠控制器7之各風力發電系統輸出上限指令值算出邏輯。 風力發電廠控制器7具備：接收來自外部的訊號之接收部71、根據已接收的訊號來算出各風車的輸出上限指令值之輸出上限決定部72、以及接著把已算出的輸出上限透過通訊線5輸出到各風力發電系統之發送部73。 各風力發電系統的風速資訊或運轉狀態被保存到記錄媒體74。儲存在記錄媒體74的資訊具備：透過通訊線75可輸出到人機介面100之構成。 使用圖4說明本實施例之新穎的特點之風力發電廠控制器7的輸出上限決定部72的邏輯圖。 輸出上限決定部72係把風力發電廠輸出上限指令值PWF_ref、以及各風力發電系統的輸出也就是Pgen_a、b、c作為輸入，算出各風力發電系統的輸出上限指令值Plim_a、b、c。 Pgen_a、b、c被輸入到加法器721，用加法器721算出3個風力發電系統的輸出值的和。加法器721的輸出被輸出到除法運算器722a、b、c。 除法運算器722a、722b、722c係把各風力發電系統的輸出檢測值用加法器721的輸出進行除法運算，藉此，算出被風力發電系統的總計輸出值規範化的各風力發電系統的輸出比例。 除法運算器722a、722b、722c的輸出及風力發電廠輸出上限指令值PWF_ref被輸入到乘法運算器723a、723b、723c，乘法運算器723a、723b、723c係把被現在的各風車輸出加權過的輸出上限指令值輸出到限制器724a、724b、724c。 限制器724a、b、c係把輸入值限制在0以上、風力發電系統額定值以下，輸出到比例限制器(rate limiter) 725a、b、c。 比例限制器725a、b、c係算出從限制器724a、b、c輸出之各風車的輸出上限指令值的變化率抑制在各風力發電系統容許的輸出變化率R[kW/s]以下的值，把其輸出作為各風力發電系統的輸出上限指令值Plim_a、Plim_b、Plim_c輸出到發送部73。各風力發電系統容許的輸出變化率乃是與各風車的固有的輸出調整速度對應者，為各風車的可調整輸出量。可調整輸出量被設定在比例限制器725a、b、c。於各風車把可調整輸出量設定在比例限制器725a、b、c，經此，對可調整輸出量大的風車分配大的輸出上限指令值的緣故，與於各風車設定一樣的容許輸出變化率的情況相比，可以使風力發電廠輸出值快速增加。換言之，可以更提升用於把風力發電廠的輸出設定在風力發電廠的輸出上限指令值的控制速度 在本實施例中，示出了把比例限制器725a、b、c安裝到風力發電廠控制器7之構成，但是，上述比例限制器也可以安裝在各風力發電系統的風車控制器。 經由本構成，風力發電廠係根據複數個風車相互的輸出比例，決定各風車的輸出上限指令值。經此，風力發電廠輸出上限指令值係對輸出大的風車分配大的輸出上限指令值。經此，與從風速算出風力發電系統的可輸出值，使用該可輸出值分配輸出上限指令值之習知手法相比，可以抑制風力發電廠輸出上限指令值與風力發電廠輸出值的偏差。 有關本發明的實施例1的效果，使用圖5及圖6說明之。 於圖5，表示根據風速感測器的值來算出風力發電系統的可輸出量，根據該值來分配輸出上限指令值的情況的風力發電廠輸出作動例。 圖表係從上依順表示：根據風速算出的各風車可輸出值Pgen_max_est_a、b、c，各風力發電系統附近的風向，各風力發電系統的實際可輸出值Pgen_max_a、b、c，各風力發電系統的輸出上限指令值Plim_a、b、c，各風力發電系統的輸出Pgen_a、b、c，風力發電廠輸出上限指令值PWF_ref與風力發電廠輸出值PWF_gen。 作為初始條件，各風車相對於額定電力1pu，可以輸出0.9pu，各風車成為被控制在對於風向90度而發電量最大化的平擺角的狀態。廠區輸出上限指令值被設定在0.7pu，各風車係把輸出限制在0.7pu。 於時間t1中，風力發電系統9c附近的風向從90度急遽變動到45度。在該時點下，風力發電系統9c係成為從可以最大化發電量的平擺角大幅逸脫的平擺角。為此，風力發電系統9c的實際可輸出量Pgen_max_c急遽減少，隨此輸出Pgen_c也急遽減少。結果，風力發電廠輸出PWF_gen也急遽減少。 於PWF_ref與PWF_gen產生大的偏差。風力發電系統9a、9b係相對於實際可輸出量0.9pu把輸出抑制在0.7pu的緣故，以提高補正輸出上限指令值Plim_a、b的方式，可以抑制PWF_ref與PWF_gen的偏差。但是，於風力發電系統9c的風速感測器輸出沒有變化的話，輸出上限指令值的分配是不會變。 經由風力發電系統9c的平擺角控制，風力發電系統9c的輸出遞增，但是，平擺角控制響應係機械性的應力減低的緣故，設計成與一般槳距控制相比為遲緩。為此，PWF_ref與PWF_gen的偏差為大的狀態變得長時間持續。 有關搭載了本實施例的風力發電廠控制器7的情況的風力發電廠的響應，使用圖6說明之。圖表表示的波形係與圖5相同的緣故，省略重複說明。 與圖5同樣，於時間t1風向急遽變動。因為風力發電系統9c的輸出下降，在輸出上限決定部72，除法運算器722a、722b的輸出增加，722c的輸出減少。 經此，提高補正風力發電系統9a、b的輸出上限指令值。雖然風力發電系統9c的輸出上限指令值下降，但是可以發電的電力本身持續下降的緣故，難以引起風力發電系統9c之進一步的輸出下降，而且，即便引起輸出下降，其量是較少的。 經由比例限制器725a、b、c，輸出上限指令值Plim_a、b、c係變化率被抑制。 作為結果，一邊抑制風力發電系統的機械性的應力，與習知手法相比，可以快速抑制風向急遽變動時的PWF_ref與PWF_gen的偏差。 風力發電廠控制器係經由可程式邏輯控制器(PLC)等的微控制器來實現的情況為多，該情況下成為以內部演算決定出的週期(指令更新週期)而呼叫的離散時間控制。於離散時間控制，上述比例限制器係可以經由圖7所示的邏輯來實現。以比例限制器725a為例說明邏輯。 對比例限制器725a的輸入，被輸入到減法運算器7251。在減法運算器7251，算出現在的輸入與被前次值演算器7254延遲的比例限制器輸出值的差，輸出到限制器7252。 在限制器7252，輸出相對於風力發電系統容許的輸出變化率R[kW/s]、以及演算週期ΔT[s]，而把輸入限制在  -ΔTxR～ΔTxR[kW]的值。該限制值與前次值演算器7254的輸出係被加法器7253做加法運算，和作為比例限制器725a的輸出。演算週期(指令更新週期)ΔT[s]係考慮到電網規範(grid code)或通訊成本來決定。以設定變更演算週期ΔT[s]的方式，可以把各風力發電系統容許的輸出變化率R[kW/s]補正成適切的值。 以上，根據本實施例，與使用了可輸出量(推定值)的輸出上限指令值分配相比，可以快速抑制風力發電廠輸出上限指令值與風力發電廠輸出的偏差。經此，可以提升可再生能源的利用率。 而且，從以上的說明，本實施例之嶄新的技術思想，也可以彙整如下。 亦即，在本實施例中，以各風力發電系統(各風車)的實際輸出為基礎，在風力發電廠的輸出上限指令值的範圍內，對實際輸出大的風力發電系統(風車)分配更大的輸出上限指令值，對實際輸出小的風力發電系統(風車)，分配比被分配到實際輸出大的風力發電系統(風車)的輸出上限指令值還小的輸出上限指令值。 接著，實際輸出大的風力發電系統(風車)，係也就是說處於有效率捕捉風的狀態的緣故，經由把槳距角控制在輸出增大的方向，可以容易而且快速地使風車的輸出增大。另一方面，實際輸出小的風力發電系統(風車)，係也就是說不處於有效率捕捉風的狀態，亦即，從正對風向的位置偏離的緣故，僅以把槳距角控制在輸出增大的方向方式是無法使發電量充分增大。為此，平擺角也有必要控制，但是，如上述般，平擺角控制比槳距角控制還要花時間的緣故，所以無法使風車的輸出快速增大。 從這些來看，對實際輸出大的風力發電系統(風車)分配更大的輸出上限指令值的話，經由槳距角控制可以容易而且快速地使風車的輸出增大，可以讓風力發電廠的輸出快速接近到風力發電廠的輸出上限指令值。而且，在本實施例中，在風力發電廠的輸出上限指令值的範圍內，以各風力發電系統(各風車)的實際輸出為基礎，對各風力發電系統(各風車)分配上限指令值的緣故，也可以有效率最大限度活用風力發電廠的輸出上限指令值。此乃是，例如，對各風車的輸出的偏差大的風力發電廠的輸出上限指令值的控制特別有效。 尚且，在上述的實施例中，說明了有關因為對各風車的風向的不同而風車的實際輸出相異的情況，但是，各風車的實際輸出相異的要因不限於此。例如，是有因為在風車的風力發電廠內的配置，經由風向而輸出分布改變的情況。亦即，在風向的情況下，也有位置在其他的風車的下游的情況，於該情況即便控制平擺角也無法增大輸出。而且，也是有因為環境要因(陰影閃爍(shadow flicker)或噪音等)，就風力發電廠內的某風車不得不抑制輸出或是停止風車的情況。也在這些的情況下，以各風車的實際輸出的大小為基礎來決定各風車的輸出上限指令值，經此，可以讓風力發電廠的輸出快速接近到風力發電廠的輸出上限指令值，而且，可以有效率最大限度活用風力發電廠的輸出上限指令值。尚且，在因為環境要因(陰影閃爍(shadow flicker)或噪音等)而各風車的實際輸出的大小相異的情況下，也可以掌握各風車的輸出的分配比例，接著，也可以掌握根據各風車的輸出的分配比例而決定各風車的輸出上限指令值。 而且，在上述的實施例中，說明了假定因為任何的要因，風力發電廠內的某風車的實際輸出下降的情況，但是，在從中央供電指揮所10發送出的風力發電廠輸出上限指令值下降的情況下，換言之，在有了輸出抑制指令的情況下，也是有效。 [實施例2] 使用圖8說明本發明的實施例2。 本實施例與實施例1的差異，大致有2點。第1點是，於風力發電廠輸出抑制加上回饋控制系統，藉此，減低風力發電廠輸出與風力發電廠輸出上限指令值的差這一點。第2點是，具備控制風力發電廠輸出的無效電力之無效電力控制器這一點。尚且，除了具備回饋控制系統以及無效電力控制器之兩者的情況，也可以是具備其中任一方者。 以下，使用圖式詳細說明之。 尚且，有關在本發明的實施例1已說明過的構成要件賦予相同的元件符號，省略重複說明。 本實施例的廠區控制器7_2，係除了實施例1的廠區控制器7，還被輸入有用電力檢測器3檢測出的無效電力QWF_gen。於輸出上限決定部75，除了各風力發電系統的輸出上限指令值Plim_a、b、c，還使用無效電力檢測值算出無效電力指令值Qref_a、b、c，透過發送部73與通訊線5，輸出到各風力發電系統。 使用圖9說明輸出上限決定部75的構成。 輸出上限算出部75，係大致利用有效電力上限值算出部720與無效電力指令值算出部750所構成。 有效電力上限值算出部720對應到實施例1的輸出上限決定部72。有效電力上限值算出部720與實施例1的輸出上限決定部72的差別在於，具備：為了減低PWF_ref與PWF_gen的偏差而補正之算出新的風力發電廠輸出上限指令值PWF_ref2(第二總計輸出上限指令值)之PI控制器7202這一點。PWF_ref與PWF_gen的差係經由減法運算器7201而被算出，並輸出到PI控制器7202。PI控制器7202係對已被輸入的輸出偏差，施以比例・積分補償演算，算出新的風力發電廠輸出上限指令值PWF_ref2。亦即，相對於PWF_ref2，PWF_gen小的話，持續提高補正PWF_ref2。 PWF_ref2係與實施例1同樣，以各風力發電系統的輸出比做加權，來算出各風力發電系統的輸出上限指令值Plim_a、b、c。 經由本構成，在各風車的實際可輸出量的總和超過PWF_ref的情況下可以使PWF_gen一致於PWF_ref，可以讓發電電力增加到從中央供電指揮所許可出的發電量為止。 而且，如在實施例1所說明般，經由本發明的輸出上限指令值分配方法，與以包含誤差的可輸出推定值來分配輸出上限指令值的情況相比，是可以快速縮小風力發電廠輸出上限指令值與風力發電廠輸出的偏差。為此，可以加快回饋控制的響應。 有關本實施例與實施例1的差異的第2點也就是無效電力控制功能，以下說明之。 從中央供電指揮所10輸入的無效電力指令QWF_ref、與利用電力檢測器3檢測出的無效電力QWF_gen的偏差被輸入到減法運算器751，其差被輸出到PI控制器752。PI控制器752的輸出，係作為新的無效電力指令值QWF_ref2被輸入到乘法運算器756a、b、c。 另一方面，風力發電系統9a、b、c的有效電力輸出值也就是Pgen_a、b、c被輸出到風力發電系統運轉表753a、b、c。 風力發電系統係在一般輸出某有效電力的情況下，同時，可輸出無效電力成為該有效電力的函數。經由有效電力可輸出無效電力的特性例表示於圖10。圖10表示的圖，為橫軸是可輸出無效電力，縱軸是輸出的有效電力。 在有效電力為0的情況下，無效電力係在-Qmax[pu]～Qmax[pu]之間可以輸出。另一方面，有效電力超過P1[pu]的話，隨著輸出的有效電力的增加，輸出的視在功率為1.0[pu]以下，可輸出無效電力範圍變窄。 風力發電系統運轉表753a、b、c係如圖11表示，對輸入的有效電力檢測值Pgen_a、b、c[kW]，輸出可輸出無效電力。經由以上，算出與風力發電系統的輸出狀態對應的無效電力輸出範圍。 風力發電系統運轉表753a、b、c的輸出被輸出到除法運算器755a、b、c及加法器754。加法器754係算出753a、b、c的輸出的和，把其和輸出到除法運算器755a、b、c。 除法運算器755a係風力發電系統運轉表753a的輸出值除以加法器754的輸出。除法運算器755b，c也同樣，表753b，c的輸出除以加法器754的輸出。經由以上的邏輯，除法運算器755a、b、c係把被規範化的可輸出無效電力輸出到乘法運算器756a、b、c。 經由乘法運算器756a、b、c，無效電力輸出指令值QWF_ref2與除法運算器755a、b、c的輸出分別被乘法運算，其積被輸出到限制器757a、b、c。 限制器757a係把表753a的輸出設為Qlim_a的話，把輸入值限制在-Qlim_a與Qlim_a之間，來算出新的無效電力指令值Qref_a。限制器757b、c也同樣，根據表753b、c的輸出Qlim_b、c來限制輸入值，輸出Qref_b、c。 經由本構成，被分配到風力發電系統的無效電力係與實施一律以無效電力輸出比例的指令值分配的情況相比，可以對可輸出無效電力之大的風力發電系統分配大的無效電力指令的緣故，可以改善無效電力控制的響應性。 由以上，在本實施例的風力發電廠中，在各風力發電系統的可輸出有效電力的和比風力發電廠輸出上限指令值大的情況下，可以達成與風力發電廠的輸出上限指令值一致的有效電力輸出。而且，以各風車的輸出的有效電力的比例分配輸出上限指令值，藉此，可以高響應化有效電力控制。 更進一步，本實施例的風力發電廠控制器7_2係具備PI控制器與分配各風力發電系統的可輸出無效電力之構成，經此，在各風力發電系統的可輸出無效電力的和比上述無效電力指令值的絕對值大的情況下，可以把追隨到無效電力指令值的無效電力輸出到交流系統。更進一步，具備根據可輸出無效電力來改變無效電力指令的比例之構成，經此，可以高響應化無效電力控制。 尚且，本發明並不限定於上述的實施例，包含有各式各樣的變形例。例如，上述的實施例係為了容易理解地說明本發明而詳細說明，未必會限定在具備已說明之全部的構成。又，也可以把某一實施例的構成的一部分置換到另一實施例的構成，還有，亦可在某一實施例的構成加上另一實施例的構成。又，有關各實施例的構成的一部分，是可以追加、刪除、置換其他的構成。 而且，申請專利範圍的記載係為了簡潔化引用關係而引用單項請求項，但是，本發明為引用多項請求項，更進一步，並沒有排除多項請求項引用多項請求項。
1:交流系統 2:互連點 3,8a,8b,8c:電力檢測器 4:主變壓器 5,76:通訊線 6,7a,7b:埋設纜線 7,7_2:風力發電廠控制器 71:接收部 72,75:輸出上限決定部 720:有效電力上限值算出部 721,754:加法器 722a,722b,722c:除法運算器 723a,723b,723c:乘法運算器 755a,755b,755c:除法運算器 724a,724b,724c,757a,757b,757c:限制器 725a,725b,725c:比例限制器 73:發送部 74:記錄媒體 750:無效電力指令值算出部 753a,b,c:風力發電系統運轉表 9a,9b,9c:風力發電系統 10:中央供電指揮所 91:旋轉軸 93:電壓・電流感測器 94:電力變換器 95:變壓器 96:風速感測器 97a,97b,97c:槳距控制裝置 98:風車控制器 100:人機介面 Pgen_max_est_a,Pgen_max_est_b,Pgen_max_est_c:可輸出推定值 W_direc_a,W_direc_b,W_direc_c:風向 Pgen_max_a,Pgen_max_b,Pgen_max_c:實際風車可輸出值 Plim_a,Plim_b,Plim_c:風車輸出上限指令 Pgen_a,Pgen_b,Pgen_c:風車輸出 PWF_ref:風力發電廠輸出上限指令值 PWF_gen:風力發電廠輸出值 Wsp_a,Wsp_b,Wsp_c:風速檢測值 Qref_a,Qref_b,Qref_c:無效電力指令值
[圖1]為包含本發明的實施例1的風力發電廠控制器之風力發電廠整體構成圖。 [圖2]表示作為本發明的實施例1的控制對象之風力發電系統構成圖。 [圖3]表示本發明的實施例1的風力發電廠控制器概略圖。 [圖4]表示本發明的實施例1的輸出上限決定部的控制邏輯圖。 [圖5]表示從用風車計測出的風速求出可輸出量，使用該可輸出量來分配各風車輸出上限指令值的情況的風力發電廠作動例。 [圖6]表示使用了本發明的實施例1的風力發電廠控制器的情況的風力發電廠作動例。 [圖7]表示本發明的實施例1的比例限制器的邏輯圖。 [圖8]表示本發明的實施例2的風力發電廠控制器概略圖。 [圖9]表示本發明的實施例2的輸出上限決定部的邏輯圖。 [圖10]表示風力發電系統的可運轉領域的其中一例。 [圖11]表示風力發電系統運轉表的其中一例。
7:風力發電廠控制器
10:中央供電指揮所
71:接收部
72,75:輸出上限決定部
73:發送部
74:記錄媒體
100:人機介面
Plim_a,Plim_b,Plim_c:風車輸出上限指令
Pgen_a,Pgen_b,Pgen_c:風車輸出
Wsp_a,Wsp_b,Wsp_c:風速檢測值
PWF_ref:風力發電廠輸出上限指令值

Claims (8)

  1. 一種風力發電廠控制器，係控制風力發電廠，該風力發電廠具備：複數個風力發電系統、以及設在前述複數個風力發電系統的每一個並控制前述複數個風力發電系統的每一個的風力發電系統輸出之風車控制器；其特徵為具備：接收部，其係接收：前述複數個風力發電系統的每一個的風力發電系統輸出、及前述複數個風力發電系統的總計輸出的上限指令值也就是風力發電廠輸出上限指令值；輸出上限決定部，其係根據已接收的前述風力發電系統輸出來求出前述複數個風力發電系統相互的風力發電系統輸出的比例，根據前述比例，在前述風力發電廠輸出上限指令值的範圍內，決定對前述複數個風力發電系統之每一個的輸出上限指令值；以及發送部，其係把已決定的前述輸出上限指令值，發送到前述複數個風力發電系統的每一個的風車控制器；其中，前述輸出上限決定部，係在互連點的有效電力不足於前述風力發電廠輸出上限指令值的情況下，演算使前述風力發電廠輸出上限指令值增加的第二風力發電廠輸出上限指令值。
  2. 一種風力發電廠控制器，係控制風力發電廠，該風力發電廠具備：複數個風力發電系統、以及設在前述複數個風力發電系統的每一個並控制前述複數個風力發電系統的每一個的風力發電系統輸出之風車控制器； 其特徵為具備：接收部，其係接收：前述複數個風力發電系統的每一個的風力發電系統輸出、及前述複數個風力發電系統的總計輸出的上限指令值也就是風力發電廠輸出上限指令值；輸出上限決定部，其係根據已接收的前述風力發電系統輸出及前述風力發電廠輸出上限指令值，來決定對前述複數個風力發電系統之每一個的輸出上限指令值，使得對前述風力發電系統輸出大的風力發電系統之輸出上限指令值比對前述風力發電系統輸出小的風力發電系統之輸出上限指令值還大；以及發送部，其係把已決定的前述輸出上限指令值，發送到前述複數個風力發電系統的每一個的風車控制器；其中，前述輸出上限決定部，係在互連點的有效電力不足於前述風力發電廠輸出上限指令值的情況下，演算使前述風力發電廠輸出上限指令值增加的第二風力發電廠輸出上限指令值。
  3. 如請求項1的風力發電廠控制器，其中，前述輸出上限決定部，係也基於根據前述複數個風力發電系統的每一個的輸出調整速度所設定出的前述複數個風力發電系統的每一個的可調整輸出量，來決定對前述複數個風力發電系統之每一個的輸出上限指令值。
  4. 如請求項2的風力發電廠控制器，其中，前述輸出上限決定部，係也基於根據前述複數個風力發電系統的每一個的輸出調整速度所設定出的前述複數個 風力發電系統的每一個的可調整輸出量，來決定對前述複數個風力發電系統之每一個的輸出上限指令值。
  5. 如請求項3的風力發電廠控制器，其中，前述可調整輸出量係從前述輸出調整速度與前述風力發電廠控制器的指令更新週期來決定。
  6. 如請求項4的風力發電廠控制器，其中，前述可調整輸出量係從前述輸出調整速度與前述風力發電廠控制器的指令更新週期來決定。
  7. 一種風力發電廠，係具備：複數個風力發電系統、設在前述複數個風力發電系統的每一個並控制前述複數個風力發電系統的每一個的風力發電系統輸出之風車控制器、以及發送控制指令到前述複數個風力發電系統的每一個的前述風車控制器之風力發電廠控制器；其特徵為：作為前述風力發電廠控制器，使用如請求項1至6中任一項的風力發電廠控制器。
  8. 一種風力發電廠控制方法，係控制風力發電廠，該風力發電廠具備：複數個風力發電系統、以及設在前述複數個風力發電系統的每一個並控制前述複數個風力發電系統的每一個的風力發電系統輸出之風車控制器；其特徵為：根據前述複數個風力發電系統的每一個的風力發電系統輸出的大小、與前述複數個風力發電系統的總計輸出的上限指令值也就是風力發電廠輸出上限指令值，分配對前 述複數個風力發電系統之每一個的輸出上限指令值，於前述風車控制器根據前述輸出上限指令值控制前述複數個風力發電系統的每一個的風力發電系統輸出，來使前述風力發電廠的輸出接近到前述風力發電廠輸出上限指令值；在互連點的有效電力不足於前述風力發電廠輸出上限指令值的情況下，演算使前述風力發電廠輸出上限指令值增加的第二風力發電廠輸出上限指令值。
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