JP2002125317A - 系統安定化装置 - Google Patents
系統安定化装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 小規模電力系統に設置する場合であっても何
ら規制されることなく電力系統の安定化が図れ、長寿命
で低コストの系統安定化装置を提供することにある。 【解決手段】 風力発電機１１を連系させ、ディーゼル
発電機を系統電源１２に持つ小規模な電力系統に接続さ
れた一方向形電力変換器１５と、その電力変換器１５に
接続された抵抗器１６とを備え、電力系統に逆潮流され
る風力発電機１１の出力変動を除いた平均値を検出し、
その変動抑制範囲内の変動分を抵抗器１６で消費させた
逆潮流電力を電力変換器から出力する。これにより、風
力発電機１１の出力変動による電力系統の電圧または周
波数変動を抑制するように電力補償すると共に、この系
統安定化装置により電力系統に出力される逆潮流電力を
抵抗器１６による変動分の消費でもって低減させる。
ら規制されることなく電力系統の安定化が図れ、長寿命
で低コストの系統安定化装置を提供することにある。 【解決手段】 風力発電機１１を連系させ、ディーゼル
発電機を系統電源１２に持つ小規模な電力系統に接続さ
れた一方向形電力変換器１５と、その電力変換器１５に
接続された抵抗器１６とを備え、電力系統に逆潮流され
る風力発電機１１の出力変動を除いた平均値を検出し、
その変動抑制範囲内の変動分を抵抗器１６で消費させた
逆潮流電力を電力変換器から出力する。これにより、風
力発電機１１の出力変動による電力系統の電圧または周
波数変動を抑制するように電力補償すると共に、この系
統安定化装置により電力系統に出力される逆潮流電力を
抵抗器１６による変動分の消費でもって低減させる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は系統安定化装置に関
し、例えば風力発電機を系統電源に連系させた小規模な
電力系統に設けられ、その風力発電機の出力変動により
電力系統に発生する電力変動を抑制する系統安定化装置
に関する。
し、例えば風力発電機を系統電源に連系させた小規模な
電力系統に設けられ、その風力発電機の出力変動により
電力系統に発生する電力変動を抑制する系統安定化装置
に関する。
【０００２】
【従来の技術】例えば、電力変動を伴う風力発電機など
の分散電源を系統電源に連系させた電力系統では、風力
発電機の出力変動により電力系統に電圧および周波数変
動が発生することから、この電圧および周波数変動を抑
制するための系統安定化装置を設置するのが一般的であ
る。
の分散電源を系統電源に連系させた電力系統では、風力
発電機の出力変動により電力系統に電圧および周波数変
動が発生することから、この電圧および周波数変動を抑
制するための系統安定化装置を設置するのが一般的であ
る。
【０００３】図３はその系統安定化装置の主回路構成を
示す。この系統安定化装置は、同図に示すように、例え
ば分散電源である風力発電機１と系統電源２との間に設
置され、系統母線３に連系用変圧器４を介して電力変換
器５を接続し、その直流側に鉛電池などの二次電池６を
配設した構成を具備する。なお、図中、７は交流遮断
器、８は直流遮断器である。
示す。この系統安定化装置は、同図に示すように、例え
ば分散電源である風力発電機１と系統電源２との間に設
置され、系統母線３に連系用変圧器４を介して電力変換
器５を接続し、その直流側に鉛電池などの二次電池６を
配設した構成を具備する。なお、図中、７は交流遮断
器、８は直流遮断器である。
【０００４】前記電力変換器５は、インバータ機能と整
流機能を有する双方向形交直変換器で、系統母線３から
の交流電力を直流変換して二次電池６に充電する整流運
転と、二次電池６に充電された直流電力を交流変換して
系統母線３に供給するインバータ運転とに切り換え制御
される。
流機能を有する双方向形交直変換器で、系統母線３から
の交流電力を直流変換して二次電池６に充電する整流運
転と、二次電池６に充電された直流電力を交流変換して
系統母線３に供給するインバータ運転とに切り換え制御
される。
【０００５】ここで、風力発電機１の出力は風速などの
自然条件に応じて時々刻々と変動する。一方、風力発電
機１は、例えば僻地や離島などに設置されることから、
電力系統の末端、つまり、ディーゼル発電機を系統電源
として持つ小規模な電力系統と連系することになる。こ
の種の小規模な電力系統では、前述したように風力発電
機１の出力変動が頻繁に現出すると、その風力発電機１
の出力変動により電力系統に電圧または周波数変動を招
くことがある。
自然条件に応じて時々刻々と変動する。一方、風力発電
機１は、例えば僻地や離島などに設置されることから、
電力系統の末端、つまり、ディーゼル発電機を系統電源
として持つ小規模な電力系統と連系することになる。こ
の種の小規模な電力系統では、前述したように風力発電
機１の出力変動が頻繁に現出すると、その風力発電機１
の出力変動により電力系統に電圧または周波数変動を招
くことがある。
【０００６】そのため、系統安定化装置では、前述した
風力発電機１の出力変動を打ち消すように前記二次電池
６を準備しその貯蔵電力を電力変換器５の運転により電
力系統へ充放電し、この電力変換器５の運転による電力
系統との電力のやり取りでもって、電力系統の電圧また
は周波数変動を抑制するように電力補償動作させてい
る。
風力発電機１の出力変動を打ち消すように前記二次電池
６を準備しその貯蔵電力を電力変換器５の運転により電
力系統へ充放電し、この電力変換器５の運転による電力
系統との電力のやり取りでもって、電力系統の電圧また
は周波数変動を抑制するように電力補償動作させてい
る。
【０００７】なお、図示しないが、系統安定化装置で
は、前述した風力発電機１の出力変動を、系統母線３に
設けられた計器用変圧器（ＶＴ）及び変流器（ＣＴ）に
より検出し、その検出された電力変動量または電力量に
基づいて電力変換器５を整流運転またはインバータ運転
させるように制御している。
は、前述した風力発電機１の出力変動を、系統母線３に
設けられた計器用変圧器（ＶＴ）及び変流器（ＣＴ）に
より検出し、その検出された電力変動量または電力量に
基づいて電力変換器５を整流運転またはインバータ運転
させるように制御している。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】ところで、風力発電機
１は、例えば僻地や離島などに設置されることから、デ
ィーゼル発電機を系統電源２として持つ小規模な電力系
統と連系させているのが一般的である。このような小規
模な電力系統では、前述したように風力発電機１の出力
変動による電力系統の電圧または周波数変動を系統安定
化装置により抑制するように電力補償するようにしてい
る。
１は、例えば僻地や離島などに設置されることから、デ
ィーゼル発電機を系統電源２として持つ小規模な電力系
統と連系させているのが一般的である。このような小規
模な電力系統では、前述したように風力発電機１の出力
変動による電力系統の電圧または周波数変動を系統安定
化装置により抑制するように電力補償するようにしてい
る。
【０００９】しかしながら、この系統安定化装置により
電力系統に出力される逆潮流電力が大きいと、ディーゼ
ル発電機を系統電源２とする小規模な電力系統では、前
記系統安定化装置により電力補償を行っているにもかか
わらず、大きな逆潮流電力が電圧または周波数変動を発
生させる要因となって、ディーゼル発電機の不安定運転
などの不具合が生じる等の悪影響を及ぼすことがある。
そのため、小規模な電力系統では、風力発電機の容量や
設置数が規制される場合があるというのが現状であっ
た。
電力系統に出力される逆潮流電力が大きいと、ディーゼ
ル発電機を系統電源２とする小規模な電力系統では、前
記系統安定化装置により電力補償を行っているにもかか
わらず、大きな逆潮流電力が電圧または周波数変動を発
生させる要因となって、ディーゼル発電機の不安定運転
などの不具合が生じる等の悪影響を及ぼすことがある。
そのため、小規模な電力系統では、風力発電機の容量や
設置数が規制される場合があるというのが現状であっ
た。
【００１０】また、前記系統安定化装置では、二次電池
６の貯蔵電力を充放電することにより電力補償動作を行
っているが，風力発電機１の出力変動が頻繁に現出する
ことから、二次電池６の充放電も頻繁に行われる。その
ため、このような頻繁な充放電を繰り返すことにより二
次電池６の寿命が短く、例えば５年程度で二次電池６を
交換する必要がある。さらに、前記二次電池自体が高価
なものである点で装置全体のコストアップを招来してい
ることもある。
６の貯蔵電力を充放電することにより電力補償動作を行
っているが，風力発電機１の出力変動が頻繁に現出する
ことから、二次電池６の充放電も頻繁に行われる。その
ため、このような頻繁な充放電を繰り返すことにより二
次電池６の寿命が短く、例えば５年程度で二次電池６を
交換する必要がある。さらに、前記二次電池自体が高価
なものである点で装置全体のコストアップを招来してい
ることもある。
【００１１】そこで、本発明は前述した問題点に鑑みて
提案されたもので、その目的とするところは、小規模な
電力系統に設置する場合であっても何ら規制されること
なく電力系統の安定化が図れ、長寿命で低コストの系統
安定化装置を提供することにある。
提案されたもので、その目的とするところは、小規模な
電力系統に設置する場合であっても何ら規制されること
なく電力系統の安定化が図れ、長寿命で低コストの系統
安定化装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】前述の目的を達成するた
めの技術的手段として、本発明の系統安定化装置は、電
力変動を伴う分散電源を連系させた小規模な電力系統に
接続された一方向形電力変換器と、その電力変換器の直
流側に接続された抵抗器とを備え、前記分散電源出力の
最大変動分のうちの所定の変動分を前記抵抗器で消費さ
せるようにしたことを特徴とする。
めの技術的手段として、本発明の系統安定化装置は、電
力変動を伴う分散電源を連系させた小規模な電力系統に
接続された一方向形電力変換器と、その電力変換器の直
流側に接続された抵抗器とを備え、前記分散電源出力の
最大変動分のうちの所定の変動分を前記抵抗器で消費さ
せるようにしたことを特徴とする。
【００１３】なお、前記系統安定化装置では、前記電力
系統に逆潮流される分散電源の出力変動を除いた平均値
を検出し、前記分散電源出力の最大変動分のうちの１／
２の変動分を抵抗器で消費させることが望ましい。
系統に逆潮流される分散電源の出力変動を除いた平均値
を検出し、前記分散電源出力の最大変動分のうちの１／
２の変動分を抵抗器で消費させることが望ましい。
【００１４】この本発明の系統安定化装置では、電力変
動を伴う分散電源、例えば風力発電機を連系させた、例
えば、ディーゼル発電機を系統電源に持つ小規模な電力
系統に設置することが有効である。この系統安定化装置
のように、一方向形電力変換器と抵抗器とで主回路構成
し、電力系統に逆潮流される分散電源の出力変動を除い
た平均値を検出し、分散電源出力の最大変動分のうちの
所定の変動分、例えば最大変動分のうちの１／２の変動
分を抵抗器で消費させる。
動を伴う分散電源、例えば風力発電機を連系させた、例
えば、ディーゼル発電機を系統電源に持つ小規模な電力
系統に設置することが有効である。この系統安定化装置
のように、一方向形電力変換器と抵抗器とで主回路構成
し、電力系統に逆潮流される分散電源の出力変動を除い
た平均値を検出し、分散電源出力の最大変動分のうちの
所定の変動分、例えば最大変動分のうちの１／２の変動
分を抵抗器で消費させる。
【００１５】これにより、風力発電機の出力変動による
電力系統の電圧または周波数変動を抑制するように電力
補償すると共に、この系統安定化装置により電力系統に
出力される逆潮流電力を抵抗器による変動分の消費でも
って低減することができるので、ディーゼル発電機の不
安定運転などの不具合が生じる等の悪影響を及ぼすこと
はない。また、前記系統安定化装置では、従来のような
二次電池を使用することなく、主回路に抵抗器を設けて
いるだけなので、装置全体の長寿命化およびコスト低減
化が図れる。
電力系統の電圧または周波数変動を抑制するように電力
補償すると共に、この系統安定化装置により電力系統に
出力される逆潮流電力を抵抗器による変動分の消費でも
って低減することができるので、ディーゼル発電機の不
安定運転などの不具合が生じる等の悪影響を及ぼすこと
はない。また、前記系統安定化装置では、従来のような
二次電池を使用することなく、主回路に抵抗器を設けて
いるだけなので、装置全体の長寿命化およびコスト低減
化が図れる。
【００１６】
【発明の実施の形態】本発明に係る系統安定化装置の実
施形態を以下に詳述する。
施形態を以下に詳述する。
【００１７】図１は系統安定化装置の主回路構成を示
す。この系統安定化装置は、同図に示すように例えば分
散電源である風力発電機１１と系統電源１２との間に設
置され、系統母線１３に連系用変圧器１４を介して電力
変換器１５を接続し、その直流側に抵抗器１６を接続し
た構成を具備する。なお、図中、１７は交流遮断器であ
る。
す。この系統安定化装置は、同図に示すように例えば分
散電源である風力発電機１１と系統電源１２との間に設
置され、系統母線１３に連系用変圧器１４を介して電力
変換器１５を接続し、その直流側に抵抗器１６を接続し
た構成を具備する。なお、図中、１７は交流遮断器であ
る。
【００１８】前記電力変換器１５は、整流機能を有する
一方向形交直変換器で、系統母線１３からの交流電力を
直流変換して抵抗器１６で電力消費させる整流運転を実
行する。なお、図示の電力変換器１５は、整流運転とイ
ンバータ運転とを切り換え制御する従来の双方向形交直
変換器１５ａ（図３の電力変換器５に相当）と、整流器
１５ｂとを組み合わせて構成されているが、前記整流器
１５ｂのみで構成することも可能であり、さらに、サイ
リスタ位相制御やＤＣチョッパによる連続制御方式、ま
たはサイリスタスイッチによる段階制御方式の変換器で
構成することも可能である。
一方向形交直変換器で、系統母線１３からの交流電力を
直流変換して抵抗器１６で電力消費させる整流運転を実
行する。なお、図示の電力変換器１５は、整流運転とイ
ンバータ運転とを切り換え制御する従来の双方向形交直
変換器１５ａ（図３の電力変換器５に相当）と、整流器
１５ｂとを組み合わせて構成されているが、前記整流器
１５ｂのみで構成することも可能であり、さらに、サイ
リスタ位相制御やＤＣチョッパによる連続制御方式、ま
たはサイリスタスイッチによる段階制御方式の変換器で
構成することも可能である。
【００１９】なお、図示しないが、系統安定化装置で
は、前述した風力発電機１１の出力変動を、系統母線１
３に設けられた計器用変圧器（ＶＴ）及び変流器（Ｃ
Ｔ）により検出し、その検出された電力変動量または電
力量に基づいて電力変換器１５を整流運転させるように
制御している。
は、前述した風力発電機１１の出力変動を、系統母線１
３に設けられた計器用変圧器（ＶＴ）及び変流器（Ｃ
Ｔ）により検出し、その検出された電力変動量または電
力量に基づいて電力変換器１５を整流運転させるように
制御している。
【００２０】ここで、風力発電機１１の出力は風速など
の自然条件に応じて時々刻々と変動する。一方、風力発
電機１１は、例えば僻地や離島などに設置されることか
ら、電力系統の末端、つまり、ディーゼル発電機を系統
電源１２として持つ小規模な電力系統と連系させている
のが一般的である。
の自然条件に応じて時々刻々と変動する。一方、風力発
電機１１は、例えば僻地や離島などに設置されることか
ら、電力系統の末端、つまり、ディーゼル発電機を系統
電源１２として持つ小規模な電力系統と連系させている
のが一般的である。
【００２１】この種の小規模な電力系統では、前述した
ように風力発電機１１の出力変動が頻繁に現出すると、
その風力発電機１１の出力変動により電力系統に電圧ま
たは周波数変動を招くことがある。そのため、このよう
な小規模な電力系統では、風力発電機１１の出力変動に
よる電力系統の電圧または周波数変動を系統安定化装置
により抑制するように電力補償するようにしている。
ように風力発電機１１の出力変動が頻繁に現出すると、
その風力発電機１１の出力変動により電力系統に電圧ま
たは周波数変動を招くことがある。そのため、このよう
な小規模な電力系統では、風力発電機１１の出力変動に
よる電力系統の電圧または周波数変動を系統安定化装置
により抑制するように電力補償するようにしている。
【００２２】この実施形態の系統安定化装置では、電力
変換器１５を制御回路（図示せず）により以下の要領で
もって動作させる。つまり、図２に示すように風速など
の自然条件に応じて時々刻々と変動する風力発電機１１
の出力ＰGについて、その風力発電機１１の数Ｈｚオー
ダーの出力変動を除いた平均値ＰG AVGを検出する。ここ
で、風力発電機１１の出力ＰGの最大変動分（ＰG MAX−
ＰG MIN）をΔＰGとする。
変換器１５を制御回路（図示せず）により以下の要領で
もって動作させる。つまり、図２に示すように風速など
の自然条件に応じて時々刻々と変動する風力発電機１１
の出力ＰGについて、その風力発電機１１の数Ｈｚオー
ダーの出力変動を除いた平均値ＰG AVGを検出する。ここ
で、風力発電機１１の出力ＰGの最大変動分（ＰG MAX−
ＰG MIN）をΔＰGとする。
【００２３】そして、前記風力発電機１１の出力ＰGの
変動抑制範囲内の変動分、つまり、出力変動の最大変動
分ΔＰGの１／２（ΔＰG／２）を抵抗器１６で消費させ
る。これにより、電力変換器１５から電力系統に出力さ
れる逆潮流電力ＰRは、風力発電機１１の数Ｈｚオーダ
ーの出力変動を除いた平均値ＰG AVGから風力発電機１１
の出力ＰGの最大変動分ΔＰGの１／２（ΔＰG／２）を
低減させたものとなる。
変動抑制範囲内の変動分、つまり、出力変動の最大変動
分ΔＰGの１／２（ΔＰG／２）を抵抗器１６で消費させ
る。これにより、電力変換器１５から電力系統に出力さ
れる逆潮流電力ＰRは、風力発電機１１の数Ｈｚオーダ
ーの出力変動を除いた平均値ＰG AVGから風力発電機１１
の出力ＰGの最大変動分ΔＰGの１／２（ΔＰG／２）を
低減させたものとなる。
【００２４】このようにして、定常的には、風力発電機
１１の出力変動の最大変動分ΔＰGの１／２（ΔＰG／
２）を抵抗器１６で消費することになり、風力発電機１
１の出力ＰGが上昇した時には、前記抵抗器１６で消費
する電力を増加させ、逆に、風力発電機１１の出力ＰG
が下降した時には、前記抵抗器１６で消費する電力を減
少させるようにすることで、電力変換器１５から電力系
統に出力される逆潮流電力ＰRを安定化させる。
１１の出力変動の最大変動分ΔＰGの１／２（ΔＰG／
２）を抵抗器１６で消費することになり、風力発電機１
１の出力ＰGが上昇した時には、前記抵抗器１６で消費
する電力を増加させ、逆に、風力発電機１１の出力ＰG
が下降した時には、前記抵抗器１６で消費する電力を減
少させるようにすることで、電力変換器１５から電力系
統に出力される逆潮流電力ＰRを安定化させる。
【００２５】これにより、風力発電機１１の出力変動に
よる電力系統の電圧または周波数変動を抑制するように
電力補償すると共に、この系統安定化装置により電力系
統に出力される逆潮流電力ＰRを抵抗器１６による変動
分（ΔＰG／２）の消費でもって低減することができる
ので、ディーゼル発電機の不安定運転などの不具合が生
じる等の悪影響を及ぼすことはない。また、前記系統安
定化装置では、従来のような二次電池を使用することな
く、主回路に抵抗器１６を設けているだけなので、装置
全体の長寿命化およびコスト低減化が図れる。
よる電力系統の電圧または周波数変動を抑制するように
電力補償すると共に、この系統安定化装置により電力系
統に出力される逆潮流電力ＰRを抵抗器１６による変動
分（ΔＰG／２）の消費でもって低減することができる
ので、ディーゼル発電機の不安定運転などの不具合が生
じる等の悪影響を及ぼすことはない。また、前記系統安
定化装置では、従来のような二次電池を使用することな
く、主回路に抵抗器１６を設けているだけなので、装置
全体の長寿命化およびコスト低減化が図れる。
【００２６】
【発明の効果】本発明によれば、電力変動を伴う分散電
源を連系させた小規模な電力系統に接続された一方向形
電力変換器と、その電力変換器の直流側に接続された抵
抗器とを備え、前記分散電源出力の最大変動分のうちの
所定の変動分を前記抵抗器で消費させるようにしたこと
により、分散電源の出力変動による電力系統の電圧また
は周波数変動を抑制するように電力補償すると共に、こ
の系統安定化装置により電力系統に出力される逆潮流電
力を抵抗器による変動分の消費でもって低減することが
できるので、系統電源の不安定運転などの不具合が生じ
る等の悪影響を及ぼすことはないので、分散電源の出力
変動を高速に抑制でき、電力系統の安定化が実現容易と
なる。
源を連系させた小規模な電力系統に接続された一方向形
電力変換器と、その電力変換器の直流側に接続された抵
抗器とを備え、前記分散電源出力の最大変動分のうちの
所定の変動分を前記抵抗器で消費させるようにしたこと
により、分散電源の出力変動による電力系統の電圧また
は周波数変動を抑制するように電力補償すると共に、こ
の系統安定化装置により電力系統に出力される逆潮流電
力を抵抗器による変動分の消費でもって低減することが
できるので、系統電源の不安定運転などの不具合が生じ
る等の悪影響を及ぼすことはないので、分散電源の出力
変動を高速に抑制でき、電力系統の安定化が実現容易と
なる。
【００２７】また、前記系統安定化装置では、従来のよ
うな二次電池を使用することなく、主回路に抵抗器を設
けているだけなので、装置全体の長寿命化およびコスト
低減化が図れる。
うな二次電池を使用することなく、主回路に抵抗器を設
けているだけなので、装置全体の長寿命化およびコスト
低減化が図れる。
【図１】本発明の実施形態における系統安定化装置の主
回路構成例を示す回路図である。
回路構成例を示す回路図である。
【図２】風力発電機の出力および逆潮流電力を示す特性
図である。
図である。
【図３】従来の系統安定化装置の主回路構成例を示す回
路図である。
路図である。
１１ 分散電源（風力発電機） １２ 系統電源 １５ 電力変換器 １６ 抵抗器
Claims (2)
- 【請求項１】 電力変動を伴う分散電源を連系させた小
規模な電力系統に接続された一方向形電力変換器と、そ
の電力変換器の直流側に接続された抵抗器とを備え、前
記分散電源出力の最大変動分のうちの所定の変動分を前
記抵抗器で消費させるようにしたことを特徴とする系統
安定化装置。 - 【請求項２】 前記電力系統に逆潮流される分散電源の
出力変動を除いた平均値を検出し、前記分散電源出力の
最大変動分のうちの１／２の変動分を抵抗器で消費させ
るようにしたことを特徴とする請求項１に記載の系統安
定化装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000312283A JP2002125317A (ja) | 2000-10-12 | 2000-10-12 | 系統安定化装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000312283A JP2002125317A (ja) | 2000-10-12 | 2000-10-12 | 系統安定化装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002125317A true JP2002125317A (ja) | 2002-04-26 |
Family
ID=18791911
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000312283A Pending JP2002125317A (ja) | 2000-10-12 | 2000-10-12 | 系統安定化装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002125317A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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