JP4796974B2 - 風力発電装置と蓄電装置のハイブリッドシステム,風力発電システム,電力制御装置 - Google Patents
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Description
本発明の実施の形態を以下、図を用いて説明する。
21の充電量WBを取り込み、蓄電装置2の電力設定値PBSET,風力発電装置1の出力制限値PWLIMを出力する。
(数1)
PSCNS=(WB1/TCNS)×V×K
出力目標値切換部103は、運転指令OPCOMからの運転モードを判定し、システム出力設定値PSTRGを平均値PWAVGから一定出力値PSCNSに、または一定出力値PSCNSから平均値PWAVGに切換える際に、例えば、風力発電装置の定格出力値を100%として、2%/分程度で、システム出力が所定の範囲内となるように、電力変化の速度が一定以下となるように出力目標値を切換える。このように出力目標値を切換えることで、系統への影響を抑えることができる。
PBMAXを超える場合や蓄電池21が過充電される恐れがある場合に出力制限値PWLIMにより風力発電装置1の出力PWを制限する。
106の動作を説明する図である。横軸は任意の時刻、縦軸は上段が風力発電装置1の出力PW、下段が蓄電池21の充電量WBを表す。つまり、上段のグラフにおける実線は、風力発電装置1の出力PWの時間的変化を表し、下段のグラフにおける実線は、蓄電池
21の充電量WBを表す。
PWLIM1および蓄電装置2の充電量を差し引いた値となり、変動許容範囲の中の値となる。
PSCNSに切換わる期間である。また、時刻T7からT8の間は、システム出力の目標値から蓄電装置2の最大出力値PBMAXを超えて変動する風力発電装置1の出力を、出力制限値PWLIM3により制限している期間である。
S3で蓄電装置2の電力指令値PBSET1から不感帯値NFZMAX、および充電目標指令値PB1を除いた値を風力発電装置1の出力制限値PWLIMとする演算を行う。否定(NO)ならば、ステップS4に進む。
PWLIMとする演算を行う。否定(NO)ならば、ステップS9に進む。
(実施例2)
本実施例では、実施例1とは異なる風力発電電力制限部106の動作について説明する。なお、本実施例の風力発電電力制限部106以外の構成については実施例1と同様であるものとする。
95%等の充電量となったときに、風力発電装置の出力制限を開始し、満充電時に風力発電装置の出力電力余剰分を完全に抑制する方法では、急に容量の大きな電力の出力を抑制する必要がなくなるため、出力電力の余剰分を抑制する制御の確実性が向上する。
2 蓄電装置
3 電力系統
11 風車
12 発電機
13 制御装置
21 蓄電池
22 電力変換器
23 制御装置
100 システム制御装置
101 平均値演算部
102 一定出力部
103 出力目標値切換部
104 目標充電部
105 電力指令値調整部
106 風力発電電力制限部
D1,D2 電力検出器
D3 充電量検出器
Claims (16)
- 電力系統に接続された風力発電機と、該風力発電機と前記電力系統との間に電気的に接続された蓄電装置と、該蓄電装置の充放電を制御して前記電力系統への出力電力を調節するシステム制御装置とを備えた風力発電システムにおいて、
前記電力系統への出力電力の目標値を所定期間、一定値とする制御モードと、
前記蓄電装置の充電量、平均電圧、容量換算係数及び発電指令所からの運転指令に含まれる前記所定期間に応じて、前記一定値を算出する算出手段とを有することを特徴とする風力発電システム。 - 請求項1において、
前記蓄電装置が前記所定期間に充電不足とならないように前記一定値を設定する前記算出手段を備えることを特徴とする風力発電システム。 - 請求項1において、
前記蓄電装置の最大出力値を超えないように前記一定値を設定する前記算出手段を備えることを特徴とする風力発電システム。 - 請求項1において、
前記電力系統への出力電力の目標値を所定期間、一定値とする制御モードと、前記電力系統への出力電力の目標値を変動許容範囲内とする制御モードとを備え、
これらの制御モードを切り換える際に、
電力系統への供給電力の変動速度が所定以下となるように、前記供給電力の目標値を調節する前記システム制御装置を備えることを特徴とする風力発電システム。 - 請求項1において、
前記蓄電装置の最大充電出力能力を超える、前記風力発電装置の出力電力変動分を抑制する出力抑制手段を有することを特徴とする風力発電システム。 - 請求項4において、
前記風力発電装置の出力電力の変動を所定値以下とする制御モード時に、前記蓄電装置の充電量を所定値に近づくように制御する充電量制御手段を備えることを特徴とする風力発電システム。 - 風力発電装置の出力変動を蓄電装置で抑制し、変動抑制後の発電電力を電力系統に供給する風力発電装置と蓄電装置のハイブリッドシステムにおいて、
前記電力系統への出力電力の目標値を変動許容範囲内とする第一の制御モードと、所定時間、前記電力系統へ供給する電力の制御目標値を一定値とする第二の制御モードとを切り換える制御切り換え部を備え、
前記蓄電装置の充電量、平均電圧、容量換算係数及び発電指令所からの運転指令に含まれる前記所定時間に応じて、前記第二の制御モードの前記一定値を設定する一定値設定手段と、
前記第二の制御モード時に、前記風力発電装置の出力電力の前記一定値からの変動分で、前記蓄電装置の最大充電出力能力を超える電力分を抑制する出力抑制手段とを有することを特徴とする風力発電装置と蓄電装置のハイブリッドシステム。 - 請求項7において、
前記一定値設定手段は、所定時間内に蓄電装置が充電不足とならず、蓄電装置の最大充電出力能力を超えない範囲で、前記一定値を設定することを特徴とする風力発電装置と蓄電装置のハイブリッドシステム。 - 請求項7において、
前記第一の制御モードと前記第二の制御モードとの切り換え時に、
電力系統への供給電力の時間変化率が所定の範囲内となるように、前記供給電力の目標値を調節することを特徴とする風力発電装置と蓄電装置のハイブリッドシステム。 - 請求項7において、
前記第一の制御モード時に、前記出力抑制手段は、前記風力発電装置の出力変動分で、
前記蓄電装置の最大充電出力能力を超える電力分を抑制することを特徴とする風力発電装
置と蓄電装置のハイブリッドシステム。 - 請求項7において、
前記蓄電装置の所定の充電量を確保する充電量確保手段を備え、
前記充電量確保手段は、前記第一の制御モードで動作することを特徴とする風力発電装置と蓄電装置のハイブリッドシステム。 - 請求項10において、
前記出力抑制手段は、前記蓄電装置の充電量に応じて、前記風力発電装置の出力抑制値を調節することを特徴とする風力発電装置と蓄電装置のハイブリッドシステム。 - 風車の軸と接続された発電機と電気的に接続された蓄電装置の出力電力を制御し、電力系統へ供給する電力を制御する電力制御装置であって、
前記電力系統へ供給する電力の目標値を所定時間、一定値とする制御モードと、
前記一定値を前記蓄電装置の充電量、平均電圧、容量換算係数及び発電指令所からの運転指令に含まれる前記所定時間に応じて算出する算出手段とを備えることを特徴とする電力制御装置。 - 請求項13において、
前記一定値を、蓄電装置が前記所定時間内に充電不足とならないように、
蓄電装置の最大出力値を超えない範囲で設定する前記算出手段を有することを特徴とする電力制御装置。 - 請求項13において、
前記制御モードで前記発電機の出力電力が前記一定値よりも大きい場合であって、
前記発電機の出力電力と前記一定値との差分が前記蓄電装置の最大充電出力能力を超える場合に、
前記発電機の出力電力を抑制する出力抑制手段を有することを特徴とする電力制御装置。 - 請求項15において、
前記出力抑制手段は、前記風車のピッチ角を調整する手段、または、前記発電機と電気的に接続された電力変換器の動作を制御する手段、または、前記ピッチ角を調整する手段と前記電力変換器の動作を制御する手段の組み合わせで構成されることを特徴とする電力制御装置。
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