(57)【要約】  【課題】時々刻々変動するバンク負荷に応じた１以上の風力発電機の出力制御を自動的に実施することで風力エネルギーを有効活用可能とする。  【解決手段】バンク負荷容量またはバンク最低負荷容量以上を有する１以上の風力発電機を設置した際に、常に一定の制限を設けることなく、バンク負荷に追従した１以上の風力発電機の出力を出すことで、風力エネルギーを有効に活用することが可能となり、従って、時々刻々と変動するバンク負荷に応じた１以上の風力発電機の出力制御を自動的に実施することが可能となる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
配電線等の上位系統が存在する電力系統に連系された１以上の風力発電機において、当該電力系統の変電所におけるバンク負荷情報を監視し、そのバンク負荷情報を１以上の風力発電機の出力制御に適用し、１以上の風力発電機の出力指令値の算出にあたり、現在の風速値を用いて、変電所のバンク負荷を超えない余裕をもった出力指令値を用いて制御を行うことを特徴とする風力発電機の出力制御方法であって、変電所における逆潮流が発生しない範囲で風力エネルギーを有効に利用することを特徴とする風力発電機の出力制御方法。
【請求項２】
変電所構内又は風力発電装置構内に演算制御手段を設けて、前記の１以上の風力発電機の出力指令値の算出を行なうことを特徴とする請求項１に記載の風力発電機の出力制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、１以上の風力発電機において、１以上の風力発電機が連系される電力系統の変電所におけるバンク負荷を１以上の風力発電機の出力が上回ることにより発生するバンク逆潮流を生じることなく、自動制御により１以上の風力発電機の運転を行えるものである。
【背景技術】
【０００２】
風力発電機のような分散型電源を配電線に連系する場合、事前に「電力品質確保に係る系統連系技術要件ガイドライン」に定められた内容に基づき連系を行う必要がある。
本ガイドラインには「配電用変電所におけるバンク単位で逆潮流が発生すると、系統運用者において系統側の電圧管理面での問題が生ずるおそれがあることから、逆潮流のある発電設備等の設置によって、当該発電設備等を連系する配電用変電所のバンクにおいて、常に逆潮流が生じないようにすることが必要である」と定められており、これを満足する連系可能容量を決定する一つの手段として、連系するバンクの年間の最低負荷を基準とすることで、常に変電所のバンクにて逆潮流を発生させないよう一定の連系可能量を決定している。
このため、バンク負荷容量またはバンク最低負荷容量以上を有する１以上の風力発電機を設置した場合には、１以上の風力発電機は定格出力以下に常に一定に制限が設けられることになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第4559577 号
【特許文献２】特開2006-333563 号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このように、バンク容量またはバンク最低負荷容量以上を有する１以上の風力発電機を設置した場合には、１以上の風力発電機を定格出力以下に常に一定に制限をかけるため、風力エネルギーを十分に有効活用できない。
これに対し、本発明の出願人が特許を取得した特許文献１は、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変動を抑制可能であるが、バンク容量またはバンク最低負荷容量以上を有する１以上の風力発電機を設置した場合には、上述のとおり１以上の風力発電機を定格出力以下に常に一定に制限をかけるため、風力エネルギーを十分に有効活用できないという欠点が残っている。
なお、類似する発明として、特許文献２のように、複数種類の分散型電源による負荷追従運転制御方法が有るが、電力貯蔵装置を用いた制御により急峻な負荷変動を補償するものであるから、電力貯蔵装置を必要としない本発明とは異なる。
本発明の技術的課題は、このような問題に着目し、時々刻々変動するバンク負荷に応じた１以上の風力発電機の出力制御を自動的に実施することで風力エネルギーを有効活用可能とすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１は、変電所におけるバンク負荷情報を監視し、その情報を１以上の風力発電機の出力制御に適用し、１以上の風力発電機へ出力制御指令を出すことにより、バンク負荷からの逆潮流を生じさせることなく、１以上の風力発電機を運転する。
詳細に説明すると、配電線等の上位系統が存在する電力系統に連系された１以上の風力発電機において、当該電力系統の変電所におけるバンク負荷情報を監視し、そのバンク負荷情報を１以上の風力発電機の出力制御に適用し、１以上の風力発電機の出力指令値の算出にあたり、現在の風速値を用いて、変電所のバンク負荷を超えない余裕をもった出力指令値を用いて制御を行うことを特徴とする風力発電機の出力制御方法である。
この方法によると、変電所における逆潮流が発生しない範囲で風力エネルギーを有効利用できる。
【０００６】
請求項２は、変電所構内又は風力発電装置構内に演算制御手段を設けて、前記の１以上の風力発電機の出力指令値の算出を行なうことを特徴とする請求項１に記載の風力発電機の出力制御方法である。
【発明の効果】
【０００７】
請求項１の発明によれば、バンク負荷容量またはバンク最低負荷容量以上を有する１以上の風力発電機を設置した際に、常に一定の制限を設けることなく、バンク負荷に追従した１以上の風力発電機の出力を出すことで、風力エネルギーを有効に活用することが可能となる。
【０００８】
請求項２の発明によれば、１以上の風力発電機の出力指令値の算出を変電所構内の演算制御伝送装置で行う場合は、変電所のバンク負荷情報を送信したり、逆に１以上の風力発電機の出力情報を送信する関係上、通信回線は双方向通信となるが、風力発電装置構内で行なう場合は、変電所のバンク負荷情報を送信するだけであるから、一方向通信で足りる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の全容を示す構成図である。
【図２】風力発電機の出力指令値を算出するブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
次に本発明による１以上の風力発電機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。バンク負荷容量またはバンク最低負荷容量以上を有する１以上の風力発電機を設置した場合には、１以上の風力発電機は定格出力以下に常に一定に制限が設けられることになる。
次に本発明による１以上の風力発電機の負荷追従システムの実施形態を説明する。
【００１１】
図１は、この発明の全容を示したものである。図１では、風力発電機10を示しているが、風力発電機は単基の風力発電機もしくは複数台の風力発電機群とする。従って、「１以上の風力発電機」と表現する。
図２は、変電所のバンク負荷情報を利用して、風力発電機の出力指令値を算出するブロック図を示したものであり、本発明はバンク負荷に追従した１以上の風力発電機の出力を出すための出力指令値24を得ようとするものである。
【００１２】
図１において、変電所のバンク負荷情報4 は演算制御伝送装置5 に送信される。一方、風力発電機10からの出力情報11は伝送装置13に送信されるとともに、通信回線7 を介して演算制御伝送装置５に送信される。演算制御伝送装置5 にて風力発電機の出力指令値を演算後、通信回線7 を介し、伝送装置13に送信される。
この伝送装置13から風力発電機10に出力制御指令情報12が送信され、風力発電機10は出力制御指令情報12の出力値にみあった出力制御を行う。
また、風力発電機10の出力指令値の算出を、風力発電機構内９で行うことも可能である。ただし、演算制御の機能も伝送装置13に持たせるものとする。この方法であれば、通信回線７を通る情報信号はバンク負荷情報４だけとなり、通信方向は変電所構内２から風力発電機構内９への片方向となる。
【００１３】
次に、図２は演算制御伝送装置で行われる風力発電機の出力指令値を演算するブロック図を示したものである。
変電所のバンク負荷情報14、もしくは、変電所のバンク負荷情報14を平滑化フィルタ15にて平滑化した値は、スイッチ16を通して処理済バンク負荷情報17となる。スイッチ16は変電所のバンク負荷情報14、もしくは、変電所のバンク負荷情報14を平滑化フィルタ15で処理したバンク負荷情報かを選択するスイッチであり、電力系統の負荷変動の度合いによってスイッチ16の切替を選定する。
また、風力発電機の出力変動を考慮し、出力変動余裕分とした設定値18を設ける。
【００１４】
さらに、風力発電機10はその出力特性として出力が出力制限指令17で与えられた出力指令値を一時的に超過する現象があるため、本現象を抑えるための指令値抑制量20を設ける。処理済バンク負荷情報17を用いて演算した風速値から補正値を差し引いた値が実際の風速値より大きい場合は、スイッチ21をONとし、小さい場合はスイッチ21をOFF とする。
ここで、処理済指令値抑制量22の値は、スイッチ21がONの時は指令値抑制量20、スイッチ21がOFF の時は０である。
【００１５】
つまり、処理済バンク負荷情報17の電力値から、その電力値を風力発電機10が発電することのできる風速値であるPbase 演算風速値を割り出し、割り出した風速値から補正値を差し引いた値と実際の風速値を比較することで、実際の風速が低く風力発電機10の出力が小さい状況下における風速の急上昇があった場合、風力発電機10の出力特性としての出力超過現象とならないために、暫定的に出力指令値を抑制するかどうかを決定する処理が「処理済バンク負荷情報17を用いて演算した風速値から補正値の差分の値と実際の風速値を比較する処理19」である。
最後に、加算器23は処理済バンク負荷情報17と出力変動余裕分とした設定値18と処理済指令値抑制量22を加算する処理を行い、出力指令値24を算出する。
以上の演算制御機能を、風力発電機構内９の伝送装置13に設けることもできる。
【産業上の利用可能性】
【００１６】
１以上の風力発電機の出力がバンク容量またはバンク最低負荷容量以下に制限されるような場所において１以上の風力発電機の設置を行う際には、本発明による技術を用いることにより、１以上の風力発電機を定格出力以下に常に一定に制限をかけることなく、風力エネルギーを十分に有効活用することができる。  
【符号の説明】
【００１７】
1  上位系統
2  変電所構内                                                          
3  変電所変圧器                                                        
4  変電所のバンク負荷情報                                              
5  演算制御伝送装置                                                    
6  配電線                                                              
7  通信回線                                                            
8  系統連系点                                                          
9  風力発電機構内                                                      
10  風力発電機                                                          
11  風力発電機の出力情報                                                
12  風力発電機への出力制御指令情報                                      
13  伝送装置                                                            
14  変電所のバンク負荷情報
15  平滑化フィルタ
16  スイッチ
17  処理済バンク負荷情報
18  出力変動余裕分とした設定値
19  処理済バンク負荷情報を用いて演算した風速値から補正値の差分の値と実際の風速値を比較する処理
20  指令値抑制量
21  スイッチ
22  処理済指令値抑制量
23  加算器
24  出力指令値
【図１】
2014090636.tif 000003
【図２】
2014090636.tif 000004