JP4559577B2 - 風力発電装置の複数台運転における出力制御方法 - Google Patents
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- Wind Motors (AREA)
- Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
- Control Of Eletrric Generators (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、複数台運転される風力発電装置群において、風力発電装置群の出力変動を自動的に抑制する制御方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
風力発電装置は、風のエネルギーを捕らえて回転エネルギーとし、発電機を回転させることにより電気を造りだし、配電線や送電線などの電力系統に供給される。
【０００３】
ところが、風力発電装置は、風速変動により出力変動が生じるため、風力発電装置が電力系統に連係された場合に、電力系統における電圧や周波数等の電力品質に影響を与える。
【０００４】
さらに、複数台の風力発電装置が電力系統に連係された場合は、風力発電装置の総合出力の変動が増大することから、電力品質をさらに悪化させる恐れがある。
【０００５】
この問題を解決すべく、従来の技術では、一部の風力発電装置を停止することにより、出力変動の抑制を行っている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、このような制御技術では、人間が系統を監視し、風力発電装置の停止操作を行っているため、運転監視や操作に費やす負担が大きい。また、風力発電設備の停止を伴うので、風のエネルギーを十分に有効利用できない。
【０００７】
本発明の技術的課題は、このような問題に着目し、人手を要せずに自動的にしかも風力発電装置を停止させることなしに風力発電装置群全体の出力の変動を抑制可能とすることにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の技術的課題は、次のような手段によって解決される。請求項１は、電力
系統に連係され、２台以上の複数台運転される風力発電装置群において、各々の
風力発電装置の出力を計測し、出力変動の大きさを各々の風力発電装置毎に比較
することにより、最も出力変動の大きい風力発電装置を選択して、風力発電装置
の出力を抑制することで、風力発電装置群の総合出力の変動の大きさを抑制する
出力制御方法である。
【０００９】
このように、請求項１によると、複数台運転される風力発電機群の中で、出力変
動が大きな風車を選択して出力を抑制すると、風力発電装置群の総合出力の変動
量が大きな風力発電装置を選択して出力を抑制すると、風力発電装置群の総合出
力の変動を、制御する前に比べて小さくすることができ、電力系統の品質を維持
しながら風力発電装置群を運転することができる。
【００１０】
請求項２は、複数台運転の風力発電装置群が連係される電力系統の運用に供する
ディーゼル発電装置の出力と周波数を計測し、設定値を逸脱したら、請求項１に
記載した方法で風力発電装置群の総合出力の変動の大きさを抑制する出力制御方
法である。
【００１１】
このように、請求項２によると、風力発電装置が連係される電力系統の運用に供
するディーゼル発電装置の出力と周波数は、風力発電装置群の総合出力の変動と
連動することから、ディーゼル発電装置の出力と周波数を計測し、請求項１と同
様な制御を行い、電力系統の品質を維持しながら風力発電装置群を運転すること
ができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
次に本発明による風力発電装置群の出力制御方法が実際上どのように具体化されるか実施形態を説明する。
【００１３】
まず、風力発電設備の出力変動について説明する。風力発電装置は風のエネルギーの強弱により、出力が変動しようとする。ある種の風力発電装置では、風車ブレードのピッチ角制御や回転数制御などにより、最大出力を抑制する機能を有しており、その抑制量を大きくすると、風力発電設備の出力変動量が抑制される。これは、公知の技術である。
【００１４】
次に、本発明による風力発電装置群の出力制御方法の実施形態を説明する。図１は、この発明の全容を示したものであり、図２は本発明の方法による風力発電装置群の出力制御方法の原理を示すタイムチャートである。
【００１５】
図１では、複数台の風力発電装置として、２台の風力発電装置１と４を示してあるが、風力発電装置が３台以上の風力発電装置群であってもよい。
【００１６】
図２は、本発明の制御方法によって、風力発電装置群のうち出力変動の大きい風力発電装置に選択して出力制御を行なうことにより、風力発電装置群の総合出力変動が抑制されることを示すタイムチャートである。（１）（２）は、個々の風力発電装置の出力変動を示し、（３）は風力発電装置が複数台の場合の総合出力変動を示している。
【００１７】
本発明が対象としているように複数台の風力発電装置を運転する場合において、複数台の風力発電装置のうちの出力変動の小さな装置における出力変化を示すと、（１）のようになる。すなわち、特に出力制御を行なう必要もないほどの出力変動である。
【００１８】
これに対し、出力変動の大きな装置の出力変化を示すと、（２）の前半のようになる。その結果、複数台の風力発電装置群の全体としての出力変動は、（３）の前半のように、より大きな出力変動となる。
【００１９】
本発明は、複数台の風力発電装置のうち、（２）のように出力変動の大きな装置のみを選択して、後半のように出力変動を抑制することによって、（３）の後半のように、風力発電装置群全体の総合的な出力変動を抑制しようとするものである。
【００２０】
すなわち、（１）のように出力変動の小さな装置における出力と、（２）の後半のように、出力変動の大きな装置の出力変動を抑制した場合との出力とを総合すると、（３）の後半のように、総合出力も出力変動が抑制された状態となる。本発明は、（３）の後半のような比較的安定した総合出力を得ようとするものである。
【００２１】
図１において、複数の風力発電装置１及び４は、電力系統７に連係され、運転している。風力発電装置１及び４からの出力を出力検出器２及び５で検出し、データ収集装置１０で収集する。
【００２２】
次に、図３を併用して、請求項１に対応する技術を説明する。まず、電力系統７から周波数変動や電圧変動などの系統データをデータ収集装置１０で収集する。また、風速計８からの風速データもデータ収集装置１０で収集する。
【００２３】
そして、系統データを用いて、次の演算装置１１において、電力系統の電力品質を維持するために、風力発電装置群の合計出力変動量をどの程度抑制しなければならないかを演算し、出力抑制量設定器１４の出力設定を行う。
【００２４】
一方、別の演算装置１２においては、風速データを用いて、平均風速による出力抑制量の補正演算を行い、出力抑制量設定器１４に補正信号を出力する。
【００２５】
風車選択制御装置１５においては、出力抑制量設定器１４からの信号と各風力発電装置１、４からの風車出力信号を用いて、制御対象とする風力発電装置の選択と出力設定値を決定し、それぞれの風力発電装置１、４の出力制御装置３、６に出力設定信号を出力する。
【００２６】
そして、最終的に、出力制御装置３、６により、対象となる個々の風力発電装置１または２の出力制御がなされる。すなわち、各風力発電装置１または２に対し、最大出力を抑え込むように制御が行われ、その結果、風力発電装置群全体の出力変動が抑制される。
【００２７】
次に、図４を併用して、請求項２に対応する技術を説明する。電力系統の運用に供するディーゼル発電装置９からの発電機データと風速計８からの風速データもデータ収集装置１０で収集する。
【００２８】
まず、ディーゼル発電装置９からの発電機データを用いて、演算装置１３において、電力系統の電力品質を維持するために、風力発電装置群の合計出力変動量をどの程度抑制しなければならないかを演算し、出力抑制量設定器１４の出力設定を行う。
【００２９】
一方、前記演算装置１２においては、風速データを用いて、平均風速による出力抑制量の補正演算を行い、出力抑制量設定器１４に補正信号を出力する。
【００３０】
風車選択制御装置１５においては、出力抑制量設定器１４からの信号と各風力発電装置１、４からの風車出力信号を用いて、制御対象をする風力発電装置の選択と出力設定値を決定し、出力制御装置３，６に出力設定信号を出力する。
【００３１】
そして、最終的に、出力制御装置３，６により、対象となる風力発電装置の出力制御がなされる。
【００３２】
【発明の効果】
以上の説明より明らかなように、この発明によれば、複数台運転された風力発電装置群の中で、出力変動が大きな風車を自動的に選択して、その出力を抑制すると、風力発電装置群の合計出力の変動量が効果的に抑制される。
【００３３】
しかも、選択された風力発電設備に対する制御量も、系統の状態に合わせて自動的に設定することにより、電力系統の電力品質を悪化させずに、風力発電装置を自動的に運転できるようになる。
【００３４】
これにより、人間による系統監視に費やす負担や風力発電設備を停止する操作に費やす負担を軽減することができる。また、風力発電設備の停止を伴わないため、風のエネルギーを有効に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の全容を示す構成図である。
【図２】 本発明の制御方法によって風力発電装置群の総合的な出力変動を抑制する方法を示すタイムチャートである。
【図３】 請求項１の発明の実施形態を示すブロック図である。
【図４】 請求項２の発明の実施形態を示すブロック図である。
【符号の説明】
１・４ 風力発電装置
２・５ 出力検出器
３・６ 出力制御装置
７ 電力系統
８ 風速計
９ ディーゼル発電装置
10 データ収集装置
11 演算装置Ｉ
12 演算装置II
13 演算装置III
14 出力制御量設定器
15 風車選択制御装置
【発明の属する技術分野】
この発明は、複数台運転される風力発電装置群において、風力発電装置群の出力変動を自動的に抑制する制御方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
風力発電装置は、風のエネルギーを捕らえて回転エネルギーとし、発電機を回転させることにより電気を造りだし、配電線や送電線などの電力系統に供給される。
【０００３】
ところが、風力発電装置は、風速変動により出力変動が生じるため、風力発電装置が電力系統に連係された場合に、電力系統における電圧や周波数等の電力品質に影響を与える。
【０００４】
さらに、複数台の風力発電装置が電力系統に連係された場合は、風力発電装置の総合出力の変動が増大することから、電力品質をさらに悪化させる恐れがある。
【０００５】
この問題を解決すべく、従来の技術では、一部の風力発電装置を停止することにより、出力変動の抑制を行っている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、このような制御技術では、人間が系統を監視し、風力発電装置の停止操作を行っているため、運転監視や操作に費やす負担が大きい。また、風力発電設備の停止を伴うので、風のエネルギーを十分に有効利用できない。
【０００７】
本発明の技術的課題は、このような問題に着目し、人手を要せずに自動的にしかも風力発電装置を停止させることなしに風力発電装置群全体の出力の変動を抑制可能とすることにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の技術的課題は、次のような手段によって解決される。請求項１は、電力
系統に連係され、２台以上の複数台運転される風力発電装置群において、各々の
風力発電装置の出力を計測し、出力変動の大きさを各々の風力発電装置毎に比較
することにより、最も出力変動の大きい風力発電装置を選択して、風力発電装置
の出力を抑制することで、風力発電装置群の総合出力の変動の大きさを抑制する
出力制御方法である。
【０００９】
このように、請求項１によると、複数台運転される風力発電機群の中で、出力変
動が大きな風車を選択して出力を抑制すると、風力発電装置群の総合出力の変動
量が大きな風力発電装置を選択して出力を抑制すると、風力発電装置群の総合出
力の変動を、制御する前に比べて小さくすることができ、電力系統の品質を維持
しながら風力発電装置群を運転することができる。
【００１０】
請求項２は、複数台運転の風力発電装置群が連係される電力系統の運用に供する
ディーゼル発電装置の出力と周波数を計測し、設定値を逸脱したら、請求項１に
記載した方法で風力発電装置群の総合出力の変動の大きさを抑制する出力制御方
法である。
【００１１】
このように、請求項２によると、風力発電装置が連係される電力系統の運用に供
するディーゼル発電装置の出力と周波数は、風力発電装置群の総合出力の変動と
連動することから、ディーゼル発電装置の出力と周波数を計測し、請求項１と同
様な制御を行い、電力系統の品質を維持しながら風力発電装置群を運転すること
ができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
次に本発明による風力発電装置群の出力制御方法が実際上どのように具体化されるか実施形態を説明する。
【００１３】
まず、風力発電設備の出力変動について説明する。風力発電装置は風のエネルギーの強弱により、出力が変動しようとする。ある種の風力発電装置では、風車ブレードのピッチ角制御や回転数制御などにより、最大出力を抑制する機能を有しており、その抑制量を大きくすると、風力発電設備の出力変動量が抑制される。これは、公知の技術である。
【００１４】
次に、本発明による風力発電装置群の出力制御方法の実施形態を説明する。図１は、この発明の全容を示したものであり、図２は本発明の方法による風力発電装置群の出力制御方法の原理を示すタイムチャートである。
【００１５】
図１では、複数台の風力発電装置として、２台の風力発電装置１と４を示してあるが、風力発電装置が３台以上の風力発電装置群であってもよい。
【００１６】
図２は、本発明の制御方法によって、風力発電装置群のうち出力変動の大きい風力発電装置に選択して出力制御を行なうことにより、風力発電装置群の総合出力変動が抑制されることを示すタイムチャートである。（１）（２）は、個々の風力発電装置の出力変動を示し、（３）は風力発電装置が複数台の場合の総合出力変動を示している。
【００１７】
本発明が対象としているように複数台の風力発電装置を運転する場合において、複数台の風力発電装置のうちの出力変動の小さな装置における出力変化を示すと、（１）のようになる。すなわち、特に出力制御を行なう必要もないほどの出力変動である。
【００１８】
これに対し、出力変動の大きな装置の出力変化を示すと、（２）の前半のようになる。その結果、複数台の風力発電装置群の全体としての出力変動は、（３）の前半のように、より大きな出力変動となる。
【００１９】
本発明は、複数台の風力発電装置のうち、（２）のように出力変動の大きな装置のみを選択して、後半のように出力変動を抑制することによって、（３）の後半のように、風力発電装置群全体の総合的な出力変動を抑制しようとするものである。
【００２０】
すなわち、（１）のように出力変動の小さな装置における出力と、（２）の後半のように、出力変動の大きな装置の出力変動を抑制した場合との出力とを総合すると、（３）の後半のように、総合出力も出力変動が抑制された状態となる。本発明は、（３）の後半のような比較的安定した総合出力を得ようとするものである。
【００２１】
図１において、複数の風力発電装置１及び４は、電力系統７に連係され、運転している。風力発電装置１及び４からの出力を出力検出器２及び５で検出し、データ収集装置１０で収集する。
【００２２】
次に、図３を併用して、請求項１に対応する技術を説明する。まず、電力系統７から周波数変動や電圧変動などの系統データをデータ収集装置１０で収集する。また、風速計８からの風速データもデータ収集装置１０で収集する。
【００２３】
そして、系統データを用いて、次の演算装置１１において、電力系統の電力品質を維持するために、風力発電装置群の合計出力変動量をどの程度抑制しなければならないかを演算し、出力抑制量設定器１４の出力設定を行う。
【００２４】
一方、別の演算装置１２においては、風速データを用いて、平均風速による出力抑制量の補正演算を行い、出力抑制量設定器１４に補正信号を出力する。
【００２５】
風車選択制御装置１５においては、出力抑制量設定器１４からの信号と各風力発電装置１、４からの風車出力信号を用いて、制御対象とする風力発電装置の選択と出力設定値を決定し、それぞれの風力発電装置１、４の出力制御装置３、６に出力設定信号を出力する。
【００２６】
そして、最終的に、出力制御装置３、６により、対象となる個々の風力発電装置１または２の出力制御がなされる。すなわち、各風力発電装置１または２に対し、最大出力を抑え込むように制御が行われ、その結果、風力発電装置群全体の出力変動が抑制される。
【００２７】
次に、図４を併用して、請求項２に対応する技術を説明する。電力系統の運用に供するディーゼル発電装置９からの発電機データと風速計８からの風速データもデータ収集装置１０で収集する。
【００２８】
まず、ディーゼル発電装置９からの発電機データを用いて、演算装置１３において、電力系統の電力品質を維持するために、風力発電装置群の合計出力変動量をどの程度抑制しなければならないかを演算し、出力抑制量設定器１４の出力設定を行う。
【００２９】
一方、前記演算装置１２においては、風速データを用いて、平均風速による出力抑制量の補正演算を行い、出力抑制量設定器１４に補正信号を出力する。
【００３０】
風車選択制御装置１５においては、出力抑制量設定器１４からの信号と各風力発電装置１、４からの風車出力信号を用いて、制御対象をする風力発電装置の選択と出力設定値を決定し、出力制御装置３，６に出力設定信号を出力する。
【００３１】
そして、最終的に、出力制御装置３，６により、対象となる風力発電装置の出力制御がなされる。
【００３２】
【発明の効果】
以上の説明より明らかなように、この発明によれば、複数台運転された風力発電装置群の中で、出力変動が大きな風車を自動的に選択して、その出力を抑制すると、風力発電装置群の合計出力の変動量が効果的に抑制される。
【００３３】
しかも、選択された風力発電設備に対する制御量も、系統の状態に合わせて自動的に設定することにより、電力系統の電力品質を悪化させずに、風力発電装置を自動的に運転できるようになる。
【００３４】
これにより、人間による系統監視に費やす負担や風力発電設備を停止する操作に費やす負担を軽減することができる。また、風力発電設備の停止を伴わないため、風のエネルギーを有効に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の全容を示す構成図である。
【図２】 本発明の制御方法によって風力発電装置群の総合的な出力変動を抑制する方法を示すタイムチャートである。
【図３】 請求項１の発明の実施形態を示すブロック図である。
【図４】 請求項２の発明の実施形態を示すブロック図である。
【符号の説明】
１・４ 風力発電装置
２・５ 出力検出器
３・６ 出力制御装置
７ 電力系統
８ 風速計
９ ディーゼル発電装置
10 データ収集装置
11 演算装置Ｉ
12 演算装置II
13 演算装置III
14 出力制御量設定器
15 風車選択制御装置
Claims (2)
- 電力系統に連係され、２台以上の複数台運転される風力発電装置群において、各
々の風力発電装置の出力を計測し、出力変動の大きさを各々の風力発電装置毎に
比較することにより、最も出力変動の大きい風力発電装置を選択して、風力発電
装置の出力を抑制することで、風力発電装置群の総合出力の変動の大きさを抑制
する出力制御方法。 - 複数台運転の風力発電装置群が連係される電力系統の運用に供するディーゼル発
電装置の出力と周波数を計測し、設定値を逸脱したら、請求項１に記載した方法
で風力発電装置群の総合出力の変動の大きさを抑制する出力制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000044045A JP4559577B2 (ja) | 2000-02-22 | 2000-02-22 | 風力発電装置の複数台運転における出力制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000044045A JP4559577B2 (ja) | 2000-02-22 | 2000-02-22 | 風力発電装置の複数台運転における出力制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001234845A JP2001234845A (ja) | 2001-08-31 |
| JP4559577B2 true JP4559577B2 (ja) | 2010-10-06 |
Family
ID=18566873
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000044045A Expired - Lifetime JP4559577B2 (ja) | 2000-02-22 | 2000-02-22 | 風力発電装置の複数台運転における出力制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4559577B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9124138B2 (en) | 2011-06-28 | 2015-09-01 | Hitachi, Ltd. | Power grid operation control system, device, and method |
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|---|---|---|---|---|
| US7638893B2 (en) | 2001-09-28 | 2009-12-29 | Aloys Wobben | Method for operating a wind park |
| JP4495001B2 (ja) | 2005-02-17 | 2010-06-30 | 三菱重工業株式会社 | 発電システム |
| JP3981690B2 (ja) * | 2005-03-28 | 2007-09-26 | 東京電力株式会社 | 統括風力発電システム |
| JP4988540B2 (ja) * | 2007-12-27 | 2012-08-01 | 株式会社日立製作所 | ウィンドファーム群，ウィンドファームおよびその制御方法 |
| EP2327878B1 (en) * | 2008-09-18 | 2019-06-19 | Samsung Heavy IND. CO., LTD. | Pitch control device and system for wind power generator |
| JP4698718B2 (ja) | 2008-09-30 | 2011-06-08 | 株式会社日立製作所 | 風力発電装置群の制御装置及び制御方法 |
| JP5335522B2 (ja) * | 2009-03-31 | 2013-11-06 | 北陸電力株式会社 | 自然エネルギー発電出力変動の分析方法、分析プログラム及び推定方法 |
| EP2495436B1 (en) | 2010-06-16 | 2014-10-01 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Wind power generator control device and control method |
| JP5492054B2 (ja) * | 2010-11-12 | 2014-05-14 | 株式会社日立製作所 | 風力発電装置群の制御装置及び制御方法 |
| WO2013073017A1 (ja) * | 2011-11-16 | 2013-05-23 | 三菱重工業株式会社 | 風力発電システム及びその制御方法 |
| CN102971528B (zh) | 2012-02-24 | 2014-06-11 | 三菱重工业株式会社 | 风车控制装置及其方法和风力发电*** |
| WO2013125045A1 (ja) * | 2012-02-24 | 2013-08-29 | 三菱重工業株式会社 | 風力発電システム及びその制御方法 |
| CN104271942B (zh) * | 2012-05-11 | 2017-07-21 | 维斯塔斯风力***集团公司 | 用于利用调度算法运行风力发电***的电力***和方法 |
| DE102012013896A1 (de) | 2012-07-13 | 2014-01-16 | E.N.O. Energy Systems Gmbh | Windenergieanlage |
| WO2016152665A1 (ja) * | 2015-03-20 | 2016-09-29 | 日本電気株式会社 | 発電制御装置、発電機器、制御装置、制御システム、制御方法およびプログラム |
| JP6988609B2 (ja) * | 2018-03-16 | 2022-01-05 | 株式会社Ihi | 制御装置、水流発電システム、及び水流発電装置の制御方法 |
-
2000
- 2000-02-22 JP JP2000044045A patent/JP4559577B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| US9124138B2 (en) | 2011-06-28 | 2015-09-01 | Hitachi, Ltd. | Power grid operation control system, device, and method |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2001234845A (ja) | 2001-08-31 |
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