(57)【要約】  電力系統の要求に応じた有効電力の制御をできるようにすることを目的とする。電力系統側から有効電力の最大値の変更要求および新たに定義された有効電力の最大値を受信した場合に、定格値に設定されていた有効電力指令値の最大値を新たに定義された有効電力の最大値まで所定の変化率以下で変化させる。運転状態に関するパラメータを検出する検出部（ロータ速度検出部）５０と、運転状態に関するパラメータと有効電力指令値とが対応付けられた第１情報に基づいて、検出部５０によって検出された運転状態パラメータに対応する有効電力指令値を取得する指令値取得部５１と、電力系統側から有効電力の最大値の変更要求および新たに定義された有効電力の最大値を受信した場合に、定格値に設定されていた第１情報の有効電力指令値の最大値を新たに定義された有効電力の最大値まで所定の変化率以下で変化させる。
2010134171.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力系統側から有効電力の最大値の変更要求および新たに定義された有効電力の最大値を受信した場合に、定格値に設定されていた有効電力指令値の最大値を前記新たに定義された有効電力の最大値まで所定の変化率以下で変化させる風力発電装置。
【請求項２】
運転状態に関するパラメータを検出する検出部と、
前記運転状態に関するパラメータと有効電力指令値とが対応付けられた第１情報を保有し、該第１情報に基づいて、前記検出部によって検出された前記運転状態パラメータに対応する有効電力指令値を取得する指令値取得部と、
電力系統側から有効電力の最大値の変更要求および新たに定義された有効電力の最大値を受信した場合に、定格値に設定されていた前記第１情報の有効電力指令値の最大値を前記新たに定義された有効電力の最大値まで前記所定の変化率以下で変化させる変更部と
を備える請求項１に記載の風力発電装置。
【請求項３】
前記変更部は、定格値に設定されていた有効電力指令値と、前記新たに定義された有効電力の最大値との差分を変更に要する所定の時間で除算することにより前記変化率を算出し、算出した該変化率が予め設定されている前記所定の変化率以下であった場合には算出した該変化率を採用し、算出した該変化率が予め設定されている前記所定の変化率を越えていた場合には該所定の変化率を採用する請求項１または請求項２に記載の風力発電装置。
【請求項４】
運転状態に関するパラメータと有効電力指令値とが対応付けられ、該有効電力指令値の最大値がそれぞれ異なる複数の第２情報を備え、
電力系統側から有効電力の最大値の変更要求および新たに定義された有効電力の最大値を受信した場合に、前記有効電力指令値の最大値が定格有効電力値と前記新たに定義された有効電力の最大値との間にある前記第２情報を用いて、段階的に定格値に設定されていた有効電力指令値を変更する請求項１に記載の風力発電装置。
【請求項５】
複数の風力発電装置を備えるウィンドファームであって、
前記複数の風力発電装置のうちの少なくとも一つが請求項１から請求項４のいずれかに記載の風力発電装置であるウィンドファーム。
【請求項６】
電力系統側から有効電力の最大値の変更要求および新たに定義された有効電力の最大値を受信した場合に、定格値に設定されていた有効電力指令値の最大値を前記新たに定義された有効電力の最大値まで所定の変化率以下で変化させる風力発電装置の制御方法。
【請求項７】
複数の風力発電装置を備えるウィンドファームの制御方法であって、
複数の風力発電装置のうちの少なくとも一つに請求項６に記載の風力発電装置の制御方法を適用するウィンドファームの制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、風力発電装置及びその制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば、電力系統と連系運転を行う風力発電装置においては、ロータの回転数やロータの励磁電流を制御することによって、有効電力や無効電力を制御し、これらの有効電力及び無効電力を電力系統に供給している。
また、特許文献１には、電力系統の周波数を検出し、系統周波数が所定値となるように有効電力指令値を決定し、この有効電力指令値に基づいて有効電力を制御する技術が開示されている。
【特許文献１】特開２００２−４４８６７号公報
【発明の開示】
【０００３】
ところで、ロータの回転数の変動が大きいと、これに伴い有効電力も大きく変動してしまう。このため、例えば、電力系統側で要求する単位時間当たりの有効電力量が少ないような場合であっても、ロータの回転数の変動が大きいために、有効電力を所望の値に調整することができず、要求に対して過剰な有効電力を電力系統に供給してしまうことにより、例えば、電圧や周波数の変動が生じるなど、電力系統の安定化に悪影響を与えてしまうという問題があった。
【０００４】
本発明は、上記問題を解決するためになされたもので、電力系統の要求に応じた有効電力を供給できる風力発電装置及びその制御方法を提供することを目的とする。
【０００５】
本発明の第１の態様は、電力系統側から有効電力の最大値の変更要求および新たに定義された有効電力の最大値を受信した場合に、定格値に設定されていた有効電力指令値の最大値を前記新たに定義された有効電力の最大値まで所定の変化率以下で変化させる風力発電装置である。
【０００６】
このような構成によれば、電力系統側から有効電力の最大値の変更要求および新たに定義された有効電力の最大値を取得した場合に、定格値に設定されていた有効電力指令値の最大値は、新たに定義された有効電力の最大値まで所定の変化率以下で変化させられる。
【０００７】
このように、所定の変化率以下で有効電力の最大値を変化させるので、例えば、所定の変化率を電力系統の電圧値の変動或いは周波数変動を所定値以下に抑制するような変化率に設定することにより、定格値に設定されていた有効電力指令値の最大値の急激な変化を防止することができ、電力系統の周波数変動或いは電力変動を所定値以下に抑制することができる。上記運転状態パラメータの一例としては、例えば、ロータ回転数、およびロータの励磁電流等が挙げられる。
【０００８】
上記風力発電装置は、運転状態に関するパラメータを検出する検出部と、前記運転状態に関するパラメータと有効電力指令値とが対応付けられた第１情報を保有し、該第１情報に基づいて、前記検出部によって検出された前記運転状態パラメータに対応する有効電力指令値を取得する指令値取得部と、電力系統側から有効電力の最大値の変更要求および新たに定義された有効電力の最大値を受信した場合に、定格値に設定されていた前記第１情報の有効電力指令値の最大値を前記新たに定義された有効電力の最大値まで前記所定の変化率以下で変化させる変更部とを備えることとしてもよい。
【０００９】
このような構成によれば、運転状態に関するパラメータと有効電力指令値とが対応付けられる第１情報が指令値取得部に備えられ、指令値取得部によって運転状態パラメータに対応する有効電力指令値が第１情報から読み出され、この読み出された有効電力指令値に基づいて有効電力の制御が行われる。また、電力系統側から有効電力の最大値の変更要求および新たに定義された有効電力の最大値を受信した場合には、定格値に設定されていた第１情報の有効電力指令値の最大値が変更部によって前記新たに定義された有効電力の最大値まで所定の変化率以下で変化させられる。
【００１０】
上記風力発電装置の前記変更部は、定格値に設定されていた有効電力指令値と、前記新たに定義された有効電力の最大値との差分を変更に要する所定の時間で除算することにより前記変化率を算出し、算出した該変化率が予め設定されている前記所定の変化率以下であった場合には算出した該変化率を採用し、算出した該変化率が予め設定されている前記所定の変化率を越えていた場合には該所定の変化率を採用することとしてもよい。
【００１１】
このように変化率を決定することで、定格に設定されていた有効電力指令値を緩やかに変化させることが可能となる。これにより、第１情報が遷移している期間において、有効電力が急激に変化することを防止でき、有効電力の最大値変更による電力系統への影響を少なくすることができる。
【００１２】
上記風力発電装置において、運転状態に関するパラメータと有効電力指令値とが対応付けられ、該有効電力指令値の最大値がそれぞれ異なる複数の第２情報を備え、電力系統側から有効電力の最大値の変更要求および新たに定義された有効電力の最大値を受信した場合に、前記有効電力指令値の最大値が定格有効電力値と前記新たに定義された有効電力の最大値との間にある前記第２情報を用いて、段階的に定格値に設定されていた有効電力指令値を変更することとしてもよい。
【００１３】
このように、変更部が有する複数の第２情報によって、有効電力の最大値が変更されるので、定格値に設定されていた有効電力指令値の変更を速やかに行うことができる。また、有効電力の最大値の変更要求に対し、定格値に設定されていた有効電力指令値を新たに定義された有効電力の最大値まで段階的に変更させるので、例えば、電力系統の電圧値の変動或いは周波数変動を所定値以下に抑制するように第２情報を数多く設けることで、有効電力指令値の急激な変化を防止することができ、電力系統の周波数変動或いは電力変動を所定値以下に抑制することができる。上記運転状態パラメータの一例としては、例えば、ロータ回転数、およびロータの励磁電流等が挙げられる。
【００１４】
本発明の第２の態様は、複数の風力発電装置を備えるウィンドファームであって、前記複数の風力発電装置のうちの少なくとも一つが上記記載の風力発電装置であるウィンドファームである。
【００１５】
本発明の第３の態様は、電力系統側から有効電力の最大値の変更要求および新たに定義された有効電力の最大値を受信した場合に、定格値に設定されていた有効電力指令値の最大値を前記新たに定義された有効電力の最大値まで所定の変化率以下で変化させる風力発電装置の制御方法である。
【００１６】
本発明の第４の態様は、複数の風力発電装置を備えるウィンドファームの制御方法であって、複数の風力発電装置のうちの少なくとも一つに上記記載の風力発電装置の制御方法を適用するウィンドファームの制御方法である。
【００１７】
本発明によれば、電力系統の要求に応じた有効電力の制御ができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一実施形態に係る風力発電装置の一例を示したブロック図である。
【図２】有効電力制御部の一例を示した機能ブロック図である。
【符号の説明】
【００１９】
１  風力発電装置
２  電力系統
２０  電力変換部
２１  コンバータ制御部
２７  有効電力制御部
５０  ロータ速度検出部
５１  指令値取得部
５２  変更部
５３  電力指令値演算器
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下に、本発明に係る発電装置及びその制御方法の一実施形態について、図面を参照して説明する。【００２１】
図１は、風力発電装置１に備えられた発電機６及びその周辺の構成の一例を示すブロック図である。
図１に示されるように、風力発電装置１は、風車ブレード４、ギア５、発電機６、電力変換部２０、コンバータ制御部２１、ブレード制御部２２、および主制御部２４を備えている。なお、発電機６は電力系統２と接続されている。また、発電機６のロータは、ギア５を介して風車ロータ（図示略）に接合されている。
発電機６の周辺には、発電機６のロータ速度を検出するためのロータ速度検出部（検出部）５０が設けられている。ロータ速度検出部５０によって検出されたロータ速度は、後述する主制御部に出力されるようになっている。【００２２】
本実施形態において、発電機（誘導機）６は、発電機６が発生する電力がステータ巻線及びロータ巻線の両方から電力系統２に出力できるように構成されている。具体的には、発電機６は、そのステータ巻線が電力系統２に接続され、ロータ巻線が電力変換部２０を介して電力系統２に接続されている。【００２３】
電力変換部２０は、コンバータ１４、ＤＣバス１５、及びインバータ１６を備えて構成されており、ロータ巻線から受け取った交流電力を電力系統２の周波数に適合した交流電力に変換する。コンバータ１４は、ロータ巻線に発生した交流電力を直流電力に変換し、その直流電力をＤＣバス１５に出力する。インバータ１６は、ＤＣバス１５から受け取った直流電力を電力系統２と同一の周波数の交流電力に変換し、その交流電力を出力する。【００２４】
電力変換部２０は、電力系統２から受け取った交流電力をロータ巻線の周波数に適合した交流電力に変換する機能も有している。この場合、インバータ１６は、交流電力を直流電力に変換し、その直流電力をＤＣバス１５に出力する。コンバータ１４は、ＤＣバス１５から受け取った直流電力をロータ巻線の周波数に適合した交流電力に変換し、その交流電力を発電機６のロータ巻線に供給する。【００２５】
主制御部２４は、有効電力制御部２７を備えている。有効電力制御部２７は、図２に示すように、ロータ速度検出部５０、指令値取得部５１、変更部５２、電力指令値演算器５３を備えている。【００２６】
ロータ速度検出部５０は、風力発電装置１の運転状態のパラメータとして、発電機６のロータ速度を検出し、指令値取得部５１に出力する。【００２７】
指令値取得部５１は、図２に示すように、ロータ速度（運転状態パラメータ）と電力系統２に供給する有効電力の目標値（以下「有効電力指令値」という。）とが対応付けられた第１情報を有しており、この第１情報を用いて、ロータ速度検出部５０によって検出されたロータ速度に対応する有効電力指令値を取得し、この有効電力指令値をブレード制御部２２および電力指令値演算器５３に出力する。第１情報において、最大有効電力値は定格値Ｐ０に設定されており、ロータ速度が所定値以上となる領域では、定格値が有効電力指令値として出力される。【００２８】
変更部５２は、電力変動を抑制する、または過渡安定度を向上させる等の目的により、電力系統２側から有効電力の最大値の変更要求を受信した場合に、指令値取得部５１が参照する第１情報における有効電力指令値の最大値を所定の変化率以下で変化させる。例えば、変更部５２は、変化率の上限値ａと第１情報を変化させるのに要する時間Ｔとの情報を予め保有しており、この範囲で変化率を決定する。【００２９】
具体的には、現在の有効電力の定格値をＰ０、新たに定義された有効電力の最大値をＰ１とした場合、変更部５２は、有効電力定格値Ｐ０と新たに定義された有効電力の最大値Ｐ１との差分（Ｐ１−Ｐ０）を変更に要する時間Ｔ（例えば、５分。）で除算することにより変化率（ｂ＝（Ｐ１−Ｐ０）／Ｔ）を算出し、算出した該変化率ｂが予め設定されている変化率の上限値ａ以下であった場合には算出した変化率ｂを採用し、算出した変化率ｂが上限値ａを越えていた場合には上限値ａを採用する。なお、変化率については、この例に限定されず、設計により任意に設定できるものとする。【００３０】
また、本実施形態に係る変更部５２の変化率においては、変更にかける時間Ｔとして予め決められた所定時間（例えば、５分）を採用することとしていたが、これに限定されない。例えば、変更部５２は、有効電力の最大値の変更要求とともに時間Ｔ´を受信した場合には、変化率ｂの算出の時間情報に受信した時間Ｔ´が採用され、変化率ｂは、ｂ＝（Ｐ１−Ｐ０）／Ｔ´により算出される。さらに、算出された変化率ｂが、予め設定されている所定の変化率ａ以下であった場合には算出した変化率ｂを採用し、算出した変化率ｂが予め設定されている所定の変化率ａを越えていた場合には所定の変化率ａを採用する。このように、有効電力の最大値を変更するためにかかる時間は任意に設定できるものとしてもよい。【００３１】
指令値取得部５１は、変更部５２によって第１情報が変更されている期間においてロータ速度を取得すると、変更途中である第１情報から有効電力指令値を読み出し、出力する。
指令値取得部５１から出力される有効電力指令値は、ブレード制御部２２に入力されるとともに、電力指令値演算器５３に入力される。【００３２】
電力指令値演算器５３は、指令値取得部５１から出力された有効電力指令値と力率指令値に基づいて、電力系統２に出力させる無効電力指令値を算出する。ここで、力率指令値とは、電圧と電流の位相差θ[rad]のcosθを力率とし、電力系統の要求する力率となるように制御される値である。より具体的には、Ｕを電圧の実効値、Ｉを電流の実効値とした場合に、皮相電力Ｓ＝ＵＩ［ＶＡ］で示され、有効電力Ｐ＝ＵＩｃｏｓθ［Ｗ］、無効電力Ｑ＝ＵＩｓｉｎθ［ｖａｒ］で示される。この場合に、皮相電力Ｓ、有効電力Ｐ、および無効電力Ｑの間には下記の（１）式が成立することが公知であるため、これに基づいて、無効電力を算出し、算出した無効電力を無効電力指令値とする。
Ｓ２＝Ｐ２＋Ｑ２  （１）【００３３】
電力指令値演算器５３は、無効電力指令値と指令値取得部５１から取得した有効電力指令値とをコンバータ制御部２１（図１参照）に出力する。【００３４】
コンバータ制御部２１は、有効電力制御部２７から取得した有効電力指令値および無効電力指令値に基づいてＰＷＭ（Pulse Width Modulation：パルス幅変調）信号を生成し、このＰＷＭ信号をコンバータ１４およびインバータ１６にそれぞれ与える。これにより、有効電力制御部２７から与えられた有効電力指令値および無効電力指令値に応じた有効電力および無効電力が電力系統２に供給されることとなる。【００３５】
また、ブレード制御部２２は、主制御部２４の有効電力制御部２７から受け取った有効電力指令値およびロータ速度に基づいてピッチ角指令値β＊を生成し、このピッチ角指令値β＊に実際のピッチ角βが一致するように、風車ブレード４のピッチ角を制御する。【００３６】
次に、本実施形態に係る風力発電装置１の作用について説明する。
まず、風力発電装置１のロータ速度が、所定の時間間隔でロータ速度検出部５０によって検出され、この検出値が主制御部２４の有効電力制御部２７に与えられる。有効電力制御部２７では、指令値取得部５１によってロータ速度に対応する有効電力指令値が第１情報から取得され、取得された有効電力指令値がブレード制御部２２と電力指令値演算器５３とに与えられる。【００３７】
ブレード制御部２２において、有効電力指令値に対応するピッチ角指令値β＊が求められ、このピッチ角指令値β＊に基づいてブレードピッチ角が制御される。一方、電力指令値演算器５３では、入力された有効電力指令値と力率指令値とに基づいて無効電力指令値が算出され、これらの指令値がコンバータ制御部２１に与えられる。コンバータ制御部２１は、与えられた有効電力指令値および無効電力指令値に基づいて電力変換器２０を制御する。これにより、有効電力指令値及び無効電力指令値に応じた有効電力及び無効電力が電力系統２に供給される。【００３８】
このような制御を繰り返し行っている場合において、電力系統２側から有効電力の最大値の変更要求および新たに定義された有効電力の最大値Ｐ１を受信した場合には、変更部５２によって現在の第１情報における有効電力の定格値Ｐ０が新たに定義された有効電力の最大値Ｐ１になるように第１情報が変更される。【００３９】
具体的には、変更部５２は、所定の変化率に基づいて第１情報における定格値Ｐ０を新たに定義された有効電力の最大値Ｐ１まで徐々に変化させる。そして、この第１情報の遷移期間においては、変化過程にある第１情報を用いて、ロータ速度検出部５０によって検出されるロータ速度に対応する有効電力指令値が指令値取得部５１によって取得され、取得された有効電力指令値がブレード制御部２２と電力指令値演算器５３とに与えられる。これにより、有効電力指令値が急激に増減することを回避することができ、結果的に、電力系統２に供給される有効電力量を新たに定義された有効電力の最大値まで緩やかに変化させることができる。【００４０】
そして、変更部５２による第１情報の変更が終了すると、すなわち、第１情報の定格値が新たに定義された有効電力の最大値Ｐ１に到達すると、以降、有効電力の最大値の変更指令が再度受信されるまでは、この変更後の第１情報に基づく有効電力値の制御が行われることとなる。【００４１】
本実施形態に係る風力発電装置１及びその制御方法によれば、変更部５２が所定の変化率に基づいて定格値に設定されていた第１情報の有効電力指令値の最大値を、新たに定義された有効電力の最大値に徐々に変化させるので、有効電力の最大値の変更要求に伴って、有効電力指令値が急激に変更されることを防止することができる。この結果、所定の変化率を電力系統の電圧値の変動或いは周波数変動を所定値以下に抑制するような変化率に設定することにより、定格値に設定されていた有効電力指令値の最大値の急激な変化を防止することができ、電力系統の周波数変動或いは電力変動を所定値以下に抑制することができる。【００４２】
なお、本実施形態においてはロータ速度検出部５０（検出部）によって検出する運転状態パラメータをロータの速度としていたが、これに限定されない。例えば、検出部によって検出する運転状態パラメータを、ロータの速度に代えてロータの励磁電流としてもよい。【００４３】
〔変形例１〕
なお、本実施形態にかかる変更部５２が所定の変化率以下で有効電力の最大値を変更する場合に、変更前と変更後との有効電力最大値の差分（Ｐ０−Ｐ１）および変更にかかる時間Ｔに基づいて変化率ｂを算出し、所定の変化率ａ以下となる変化率ｂで変化させることとしていたが、これに限定されない。例えば、所定の変化率ａ以下となる変化率、すなわち、単位時間当たりの有効電力の変化量を既定し、この変化率に基づいて有効電力の最大値を変化させることとしてもよい。【００４４】
〔変形例２〕
また、本実施形態においては、変更部５２によって既定される所定の変化率以下で指令値取得部５１の有する第１情報の有効電力指令値の最大値を新たに定義された有効電力の最大値に変化させていくこととしていたが、これに限定されない。例えば、変更部５２は、有効電力指令値の最大値が、第１情報の定格値Ｐ０とそれぞれ異なる値に設定された複数の第２情報を備え、有効電力の最大値の変更要求を電力系統側から受信した場合に、これら複数の第２情報を用いて有効電力指令値を徐々に変化させることとしても良い。【００４５】
例えば、変更部５２は、複数の第２情報の中から、有効電力指令値の最大値が第１情報の定格値Ｐ０から新たに定義された有効電力の最大値の間にある複数の第２情報を抽出し、抽出した第２情報のうち、定格値Ｐ０に近い有効電力指令値の最大値を持つ第２情報から、新たに定義された有効電力の最大値に近い有効電力指令値の最大値を持つ第２情報の順に採用することで、段階的に有効電力指令値を変更することとしてもよい。
このように、変更部５２が予め有する第２情報が指令値取得部５１に出力され、指令値取得部５１は第２情報に基づいて有効電力指令値を出力する。これにより、有効電力指令値を電力指令値演算器５３に速やかに出力することが可能となる。【００４６】
なお、本実施形態に係る変更部５２は、定格値に設定された第１情報における有効電力指令値を新たに定義された有効電力の最大値まで変化させる場合において、変更前の有効電力指令値の最大値が、最終的に新たに定義された有効電力の最大値と一致すればよいこととし、最大値以外の有効電力指令値の変更方法は特に限定されない。例えば、第１情報が図２に示されるようにグラフで示されている場合に、グラフの形状は変更せず、グラフを縮小させ、有効電力指令値の最大値を新たに定義された最大値と一致させることとしてもよいし、または、有効電力指令値の最大値以外の有効電力指令値は、変更前の第１情報の有効電力指令値をそのまま使用することとしてもよい。また、このような第１情報の特性の変更方法については、所定のアルゴリズムに基づいて行われることとする。【００４７】
また、本実施形態においては第１情報をグラフで示していたが、第１情報はこれに限定されない。具体的には、運転状態パラメータと有効電力指令値とが対応付けられていればよく、例えば、数式やテーブルで与えられることとしてもよい。
【図１】
2010134171.tif 000003
【図２】
2010134171.tif 000004
【手続補正書】
【提出日】平成24年5月7日(2012.5.7)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力系統側から有効電力の最大値の変更要求および新たに定義された有効電力の最大値を受信した場合に、定格値に設定されていた有効電力指令値の最大値を前記新たに定義された有効電力の最大値まで所定の変化率以下で変化させる変更部を備え、
前記変更部は、定格値に設定されていた有効電力指令値と、前記新たに定義された有効電力の最大値との差分を変更に要する所定の時間で除算することにより前記変化率を算出し、算出した該変化率が予め設定されている前記所定の変化率以下であった場合には算出した該変化率を採用し、算出した該変化率が予め設定されている前記所定の変化率を越えていた場合には該所定の変化率を採用する風力発電装置。
【請求項２】
運転状態に関するパラメータを検出する検出部と、
前記運転状態に関するパラメータと有効電力指令値とが対応付けられた第１情報を保有し、該第１情報に基づいて、前記検出部によって検出された前記運転状態パラメータに対応する有効電力指令値を取得する指令値取得部と、を備え、
前記変更部は、電力系統側から有効電力の最大値の変更要求および新たに定義された有効電力の最大値を受信した場合に、定格値に設定されていた前記第１情報の有効電力指令値の最大値を前記新たに定義された有効電力の最大値まで前記所定の変化率以下で変化させる請求項１に記載の風力発電装置。
【請求項３】
運転状態に関するパラメータと有効電力指令値とが対応付けられ、該有効電力指令値の最大値がそれぞれ異なる複数の第２情報を備え、
電力系統側から有効電力の最大値の変更要求および新たに定義された有効電力の最大値を受信した場合に、定格値に設定されていた有効電力指令値の最大値を前記新たに定義された有効電力の最大値まで所定の変化率以下で変化させ、前記有効電力指令値の最大値が定格有効電力値と前記新たに定義された有効電力の最大値との間にある前記第２情報を用いて、段階的に定格値に設定されていた有効電力指令値を変更する風力発電装置。
【請求項４】
複数の風力発電装置を備えるウィンドファームであって、
前記複数の風力発電装置のうちの少なくとも一つが請求項１から請求項３のいずれかに記載の風力発電装置であるウィンドファーム。
【請求項５】
電力系統側から有効電力の最大値の変更要求および新たに定義された有効電力の最大値を受信した場合に、定格値に設定されていた有効電力指令値の最大値を前記新たに定義された有効電力の最大値まで所定の変化率以下で変化させ、
定格値に設定されていた有効電力指令値と、前記新たに定義された有効電力の最大値との差分を変更に要する所定の時間で除算することにより前記変化率を算出し、算出した該変化率が予め設定されている前記所定の変化率以下であった場合には算出した該変化率を採用し、算出した該変化率が予め設定されている前記所定の変化率を越えていた場合には該所定の変化率を採用する風力発電装置の制御方法。
【請求項６】
電力系統側から有効電力の最大値の変更要求および新たに定義された有効電力の最大値を受信した場合に、定格値に設定されていた有効電力指令値の最大値を前記新たに定義された有効電力の最大値まで所定の変化率以下で変化させ、前記有効電力指令値の最大値が定格有効電力値と前記新たに定義された有効電力の最大値との間にある、運転状態に関するパラメータと有効電力指令値とが対応付けられ、該有効電力指令値の最大値がそれぞれ異なる複数の第２情報を用いて、段階的に定格値に設定されていた有効電力指令値を変更する風力発電装置の制御方法。
【請求項７】
複数の風力発電装置を備えるウィンドファームの制御方法であって、
複数の風力発電装置のうちの少なくとも一つに請求項５または請求項６に記載の風力発電装置の制御方法を適用するウィンドファームの制御方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】
本発明の第１の態様は、電力系統側から有効電力の最大値の変更要求および新たに定義された有効電力の最大値を受信した場合に、定格値に設定されていた有効電力指令値の最大値を前記新たに定義された有効電力の最大値まで所定の変化率以下で変化させる変更部を備え、前記変更部は、定格値に設定されていた有効電力指令値と、前記新たに定義された有効電力の最大値との差分を変更に要する所定の時間で除算することにより前記変化率を算出し、算出した該変化率が予め設定されている前記所定の変化率以下であった場合には算出した該変化率を採用し、算出した該変化率が予め設定されている前記所定の変化率を越えていた場合には該所定の変化率を採用する風力発電装置である。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
このように、所定の変化率以下で有効電力の最大値を変化させるので、例えば、所定の変化率を電力系統の電圧値の変動或いは周波数変動を所定値以下に抑制するような変化率に設定することにより、定格値に設定されていた有効電力指令値の最大値の急激な変化を防止することができ、電力系統の周波数変動或いは電力変動を所定値以下に抑制することができる。上記運転状態パラメータの一例としては、例えば、ロータ回転数、およびロータの励磁電流等が挙げられる。
また、このように変化率を決定することで、定格に設定されていた有効電力指令値を緩やかに変化させることが可能となる。これにより、第１情報が遷移している期間において、有効電力が急激に変化することを防止でき、有効電力の最大値変更による電力系統への影響を少なくすることができる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
上記風力発電装置は、運転状態に関するパラメータを検出する検出部と、前記運転状態に関するパラメータと有効電力指令値とが対応付けられた第１情報を保有し、該第１情報に基づいて、前記検出部によって検出された前記運転状態パラメータに対応する有効電力指令値を取得する指令値取得部と、を備え、前記変更部は、電力系統側から有効電力の最大値の変更要求および新たに定義された有効電力の最大値を受信した場合に、定格値に設定されていた前記第１情報の有効電力指令値の最大値を前記新たに定義された有効電力の最大値まで前記所定の変化率以下で変化させることとしてもよい。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
本発明の第２の態様は、運転状態に関するパラメータと有効電力指令値とが対応付けられ、該有効電力指令値の最大値がそれぞれ異なる複数の第２情報を備え、電力系統側から有効電力の最大値の変更要求および新たに定義された有効電力の最大値を受信した場合に、定格値に設定されていた有効電力指令値の最大値を前記新たに定義された有効電力の最大値まで所定の変化率以下で変化させ、前記有効電力指令値の最大値が定格有効電力値と前記新たに定義された有効電力の最大値との間にある前記第２情報を用いて、段階的に定格値に設定されていた有効電力指令値を変更する風力発電装置である。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
このような構成によれば、電力系統側から有効電力の最大値の変更要求および新たに定義された有効電力の最大値を取得した場合に、定格値に設定されていた有効電力指令値の最大値は、新たに定義された有効電力の最大値まで所定の変化率以下で変化させられる。
また、このように、変更部が有する複数の第２情報によって、有効電力の最大値が変更されるので、定格値に設定されていた有効電力指令値の変更を速やかに行うことができる。また、有効電力の最大値の変更要求に対し、定格値に設定されていた有効電力指令値を新たに定義された有効電力の最大値まで段階的に変更させるので、例えば、電力系統の電圧値の変動或いは周波数変動を所定値以下に抑制するように第２情報を数多く設けることで、有効電力指令値の急激な変化を防止することができ、電力系統の周波数変動或いは電力変動を所定値以下に抑制することができる。上記運転状態パラメータの一例としては、例えば、ロータ回転数、およびロータの励磁電流等が挙げられる。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
本発明の第３の態様は、複数の風力発電装置を備えるウィンドファームであって、前記複数の風力発電装置のうちの少なくとも一つが上記記載の風力発電装置であるウィンドファームである。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
本発明の第４の態様は、電力系統側から有効電力の最大値の変更要求および新たに定義された有効電力の最大値を受信した場合に、定格値に設定されていた有効電力指令値の最大値を前記新たに定義された有効電力の最大値まで所定の変化率以下で変化させ、定格値に設定されていた有効電力指令値と、前記新たに定義された有効電力の最大値との差分を変更に要する所定の時間で除算することにより前記変化率を算出し、算出した該変化率が予め設定されている前記所定の変化率以下であった場合には算出した該変化率を採用し、算出した該変化率が予め設定されている前記所定の変化率を越えていた場合には該所定の変化率を採用する風力発電装置の制御方法である。
本発明の第５の態様は、電力系統側から有効電力の最大値の変更要求および新たに定義された有効電力の最大値を受信した場合に、定格値に設定されていた有効電力指令値の最大値を前記新たに定義された有効電力の最大値まで所定の変化率以下で変化させ、前記有効電力指令値の最大値が定格有効電力値と前記新たに定義された有効電力の最大値との間にある、運転状態に関するパラメータと有効電力指令値とが対応付けられ、該有効電力指令値の最大値がそれぞれ異なる複数の第２情報を用いて、段階的に定格値に設定されていた有効電力指令値を変更する風力発電装置の制御方法である。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
本発明の第６の態様は、複数の風力発電装置を備えるウィンドファームの制御方法であって、複数の風力発電装置のうちの少なくとも一つに上記記載の風力発電装置の制御方法を適用するウィンドファームの制御方法である。
【国際調査報告】
2010134171.tif 000005
2010134171.tif 000006
2010134171.tif 000007
2010134171.tif 000008