(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
風力発電団地と連係したコンバータであって、
前記コンバータと連係した全体系統の直流電圧を感知する電源モニター部と、
前記感知した全体系統の直流電圧と基準電圧とを比較し、比較の結果、前記感知した全体系統の直流電圧が前記基準電圧の予め設定された範囲から外れると、前記風力発電団地に供給する交流電圧を設定値で調節する制御部と、
前記調節した設定値に基づいてスイッチング動作を行って、交流電力を直流電力に変換するスイッチング部とを備え、
前記制御部は、前記交流電圧を前記設定値で調節した後、前記全体系統の直流電圧が前記予め設定された範囲に該当すると、前記交流電圧の大きさを予め設定された割合で増加するように制御し、
前記設定値は、調節される前記交流電圧の周波数及び前記交流電圧の大きさを含む、コンバータ。
【請求項２】
前記電源モニター部は、
前記コンバータと前記風力発電団地との間の交流系統の交流電流を測定し、
前記制御部は、
前記測定した交流電流の変化量が予め設定された変化量以上であるかどうかを判断する、請求項１に記載のコンバータ。
【請求項３】
前記制御部は、
前記測定した交流電流の変化量が前記予め設定された変化量以上であると、前記交流電圧の周波数を予め設定された割合で増加させる周波数制御部を備える、請求項２に記載のコンバータ。
【請求項４】
前記制御部は、
予め設定された割合で増加する交流電圧の周波数に基づいて、前記スイッチング部のスイッチング動作を制御する動作制御部を備える、請求項３に記載のコンバータ。
【請求項５】
前記コンバータに予め設定された大きさ以上の過電流が流れることを遮断する保護部をさらに備える、請求項１に記載のコンバータ。
【請求項６】
前記制御部は、
前記交流電圧を前記設定値で調節して、前記風力発電団地に供給する前記交流電圧の周波数及び大きさを減らし、前記調節した交流電圧の供給を受ける前記風力発電団地の電力生産量を減らすようにする、請求項１に記載のコンバータ。
【請求項７】
前記制御部は、
前記感知した全体系統の直流電圧と前記基準電圧とを比較する比較部と、
比較の結果に応じて、前記交流電圧の周波数を前記設定値で調節する周波数制御部と、
調節した交流電圧の周波数に基づいて、前記交流電圧の大きさを調節する電圧大きさ制御部と、
前記調節した交流電圧の周波数に基づいて、前記交流電圧の位相を調節する位相制御部と、
前記調節した交流電圧の大きさ及び位相のうち、一つ以上に基づいて前記スイッチング部を制御する動作制御部とを備える、請求項１に記載のコンバータ。
【請求項８】
前記電圧大きさ制御部は、前記交流電圧の大きさを一定（Ｃｏｎｓｔａｎｔ）Ｖ／ｆ制御方式によって前記調節した交流電圧の周波数に対応する交流電圧の大きさで調節する、請求項７に記載のコンバータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンバータ及びその動作方法に関し、風力発電団地と連係したコンバータ及びその動作方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、高圧直流送電（Ｈｉｇｈ  Ｖｏｌｔａｇｅ  Ｄｉｒｅｃｔ  Ｃｕｒｒｅｎｔ、以下、ＨＶＤＣとする）は、発電所から生産される交流電力を直流に変換させて送電した後、受電地域で交流に再変換させて供給する高圧直流送電方式のことをいう。
【０００３】
ＨＶＤＣは、電力送電効率は高く、かつ電力損失が低いから、世界各国において超高圧送電から給配電に達するまで幅広く活用している。
【０００４】
そして、最近では、風力と太陽光熱など温室ガスの縮小及び新再生エネルギーの普及を拡大するための必須技術として認められて、ＨＶＤＣに対して関心がさらに大きくなっている。
【０００５】
また、ＨＶＤＣは、半導体電力電子、コンピュータ、制御、通信、電気、機械設計、解析エンジニアリンなど、連係分野への波及効果が高いから、国単位で電力産業分野の核心技術として認識されている。
【０００６】
このようなＨＶＤＣシステムは、サイリスタ（Ｔｈｙｒｉｓｔｏｒ）バルブを利用する電流型ＨＶＤＣシステムとＩＧＢＴ素子を利用する電圧型ＨＶＤＣシステムとに区分される。
【０００７】
電圧型ＨＶＤＣは、有効電力だけでなく無効電力の供給が可能なために別の電源のない小規模孤立系統連係にも適しており、電流型ＨＶＤＣに比べて変換所面積が小さく、ブラックスタート機能の具現が可能なので、交流電源のない海上プラットホームに適している。
【０００８】
このような電圧型ＨＶＤＣの長所によって、大規模、遠距離新再生エネルギー発展団地を電圧型ＨＶＤＣを利用して連係する方案及びプロジェクトが増えている。
【０００９】
一方、一般的なマルチターミナル直流送信装置において交流系統と風力発電団地が共に連係して構成されると、遠隔制御装置２００の統制を受ける。
【００１０】
図１を参考して、これを説明する。
図１は、一般的なマルチターミナル直流送信装置に対する構成図である。
【００１１】
図１のマルチターミナル直流送信装置は、４個のターミナルを有したシステムであって、各々のターミナルは、変圧器４００と接続した交流系統または風力発電団地３００に連係している。
【００１２】
そして、コンバータ１００と交流系統の間には、電線のインピーダンス（Ｒ＋ｊｗＬ）と格子（Ｇｒｉｄ）インピーダンスとが存在する。
【００１３】
各ターミナルは、コンバータ１００を備え、各ターミナルは、遠隔制御装置２００の制御を受ける。
【００１４】
遠隔制御装置２００は、各々のコンバータ１００と離隔しているので、通信を介して各々のコンバータ１００を制御できる。
【００１５】
一方、各々のコンバータ１００と接続した遠隔制御装置２００の通信に障害が発生して、遠隔制御装置２００が各々のコンバータ１００を制御できなくなり、一つ以上のコンバータ１００が正常に動作しない場合、各々のコンバータ１００は、バックアップ運転モードを動作する。
【００１６】
これにより、各コンバータ１００は、ドループ制御機（Ｄｒｏｏｐ  ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）のようなバックアップ制御機を起動するようになって、全体直流送信システムの電力送信が持続的になされるように補助する。
【００１７】
しかしながら、コンバータ１００と風力発電団地３００との通信が不可能な場合、風力発電機と連係したコンバータ１００での電力送信制御が正常に作動できない。
【００１８】
これは、一般的な風力発電機の制御は、最大出力追従の方式で構成されて、全体直流送信装置に過剰電力供給が発生するようになり、これによりマルチターミナル直流送信装置の共通直流バス電圧が上昇して、直流送信装置の持続的な運転が難しくなるという問題があるためである。
【００１９】
また、全体系統の直流電圧の大きさに対応して、コンバータ１００の出力交流電力の大きさを変更するようになると、コンバータ１００に連係した風力発電団地３００において突入電流が発生しうる。
【００２０】
そして、発生した突入電流によって電力系統の機器が損傷できるという問題がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２１】
本発明は、風力発電団地と連係した直流送信装置の持続的な電力送信を可能にし、突入電流の発生を防止するコンバータ及びその動作方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
本発明の一実施の形態による風力発電団地と連係したコンバータであって、前記コンバータと連係した全体系統の直流電圧を感知する電源モニター部と、前記感知した全体系統の直流電圧と基準電圧とを比較し、比較の結果、前記感知した全体系統の直流電圧が前記基準電圧の予め設定された範囲から外れると、前記風力発電団地に供給する交流電圧を設定値で調節する制御部と、前記調節した設定値に基づいてスイッチング動作を行って、交流電力を直流電力に変換するスイッチング部とを備え、前記制御部は、前記交流電圧を前記設定値で調節した後、前記全体系統の直流電圧が前記予め設定された範囲に該当すると、前記交流電圧の大きさを予め設定された割合で増加するように制御することができる。
【００２３】
前記電源モニター部は、前記コンバータと前記風力発電団地との間の交流系統の交流電流を測定し、前記制御部は、前記測定した交流電流の変化量が予め設定された変化量以上であるかどうかを判断することができる。
【００２４】
前記制御部は、前記測定した交流電流の変化量が前記予め設定された変化量以上であると、前記交流電圧の周波数を予め設定された割合で増加させる周波数制御部を備えることができる。
【００２５】
前記制御部は、予め設定された割合で増加する交流電圧の周波数に基づいて、前記スイッチング部のスイッチング動作を制御する動作制御部を備えることができる。
【００２６】
前記コンバータに予め設定された大きさ以上の過電流が流れることを遮断する保護部をさらに備えることができる。
【００２７】
本発明の一実施の形態による風力発電団地と連係したコンバータの設定値は、調節される前記交流電圧の周波数及び前記交流電圧の大きさを含むことができる。
【００２８】
前記制御部は、前記交流電圧を前記設定値で調節して、前記風力発電団地に供給する前記交流電圧の周波数及び大きさを減らし、前記調節した交流電圧の供給を受ける前記風力発電団地の電力生産量を減らすようにすることができる。
【００２９】
前記制御部は、感知した全体系統の直流電圧と前記基準電圧とを比較する比較部と、比較の結果に応じて、前記交流電圧の周波数を前記設定値で調節する周波数制御部と、調節した交流電圧の周波数に基づいて、前記交流電圧の大きさを調節する電圧大きさ制御部と、前記調節した交流電圧の周波数に基づいて、前記交流電圧の位相を調節する位相制御部と、前記調節した交流電圧の大きさ及び位相のうち、一つ以上に基づいて前記スイッチング部を制御する動作制御部とを備えることができる。
【００３０】
前記電圧大きさ制御部は、前記交流電圧の大きさを一定（Ｃｏｎｓｔａｎｔ）Ｖ／ｆ制御方式によって前記調節した交流電圧の周波数に対応する交流電圧の大きさで調節することができる。
【発明の効果】
【００３１】
本発明によれば、風力発電団地が連係した直流送信装置システムの通信異常時にも、持続的な電力送信が可能であるから、風力発電団地のシャットダウン（Ｓｈｕｔ−ｄｏｗｎ）を防止できる。
【００３２】
また、風力発電団地が連係した直流送信装置システムに突入電流の発生を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】一般的なマルチターミナル直流送信装置に対する構成図である。
【図２】コンバータに連係した風力発電団地を示す。
【図３】一般的な誘導電動機の一定（Ｃｏｎｓｔａｎｔ）Ｖ／ｆ制御特性曲線である。
【図４】本発明の一実施の形態によるコンバータの構成を示す構成ブロック図である。
【図５】本発明の一実施の形態による制御部の構成を示す構成ブロック図である。
【図６】本発明の一実施の形態によるコンバータの動作方法を示すフローチャートである。
【図７】本発明の一実施の形態によるコンバータの動作を示す概念図である。
【図８】本発明の一実施の形態によるコンバータの動作を示す概念図である。
【図９】本発明のさらに他の実施の形態によるコンバータの動作方法を示すフローチャートである。
【図１０】本発明のさらに他の実施の形態によるコンバータの動作を示す概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
以下、添付した図面を参考にして、本発明の実施の形態について、本発明が属する技術分野における通常の知識を有した者が容易に実施できるように詳細に説明する。しかしながら、本発明は、色々な相異なる形態により具現化されることができ、ここで説明する実施の形態に限定されない。そして、図面において本発明を明確に説明するために、説明と関係のない部分は省略し、明細書全体にわたって類似の部分に対しては、類似の図面符号を付している。
【００３５】
また、ある部分がある構成要素を「含む（備える）」とするとき、これは、特に逆の記載がない限り、他の構成要素を除外することではなく、他の構成要素をさらに含む（備える）ことができることを意味する。
【００３６】
本発明に係るコンバータ１００及びその動作方法を説明する前に、風力発電団地３００の基本的な動作について、図２を参考にして説明する。
図２は、コンバータ１００に連係した風力発電団地３００を示す。
【００３７】
コンバータ１００は、変圧器４００を介して風力発電団地３００と連係している。そして、コンバータ１００と変圧器４００との間には、電線のインピーダンス（Ｒ＋ｊｗＬ）が存在する。
【００３８】
風力発電団地３００は、複数の風力発電機を備える。
風力発電機は、ブレード３１０、ギヤボックス３２０、誘導電動機３３０、制御部３４０を備える。
【００３９】
ブレード３１０は、風から回転力を得ることができる。
ギヤボックス３２０は、ブレード３１０の回転を適正速度に変換する。
誘導電動機３３０は、ブレード３１０の回転に応じて誘導電気を生産する。
【００４０】
制御部３４０は、風力発電機全般の動作を制御する。
制御部３４０の風力発電動作制御は、多様な方式により構成されることができる。
【００４１】
例えば、ピッチ角を制御する方式の場合、制御部３４０は、電力量指令に対応して有効電力制御により制御できる。
【００４２】
風力発電機に連係した交流系統の交流電圧が固定された周波数及び大きさを有する場合、風力のパワーは、以下の式１のとおりである。
【００４３】
【数１】
0006023259.tif 000002
式１中、Ｃｐは出力係数であって、ピッチ角制御により変換できる。
【００４４】
一方、このような特性により、交流電圧の周波数及び大きさは、有効電力に影響を及ぼす。
【００４５】
これについて、図３を参考にして説明する。
図３は、一般的な誘導電動機の一定（Ｃｏｎｓｔａｎｔ）Ｖ／ｆ制御特性曲線である。
ここで、Ｖ／ｆは、電圧と周波数の大きさの比を示す。
【００４６】
図３の特性曲線におけるＸ軸は、定格周波数に比例する周波数値で、Ｙ軸は、一定Ｖ／ｆ制御に応じるトルクＴ、電力Ｐに対した値を示す。
【００４７】
図３に示すように、周波数が１ｐｕより高い場合には、誘導電動機の電力Ｐが一定で、周波数が１ｐｕより低い場合には、一定のトルクＴが維持されるから、周波数が低くなるほど、電力Ｐも低くなるという特性がある。
【００４８】
このような一般的な誘導電動機の特性は公知の内容であるから、詳細な説明は省略する。
【００４９】
以下、上述した内容を参考にして、本発明のコンバータ１００及びその動作方法を説明する。
【００５０】
図４及び図５を参考にして、本発明のコンバータ１００について説明する。
図４は、コンバータ１００の構成を示す構成ブロック図である。
図５は、コンバータ１００の制御部１２０の構成を示す構成ブロック図である。
【００５１】
コンバータ１００は、交流電力を直流電力に変換したり、直流電力を交流電力に変換する。
コンバータ１００は、電源モニター部１１０、制御部１２０、スイッチング部１３０、保護部１４０を備える。
【００５２】
電源モニター部１１０は、コンバータ１００と連係した全体系統の直流電圧、コンバータ１００と風力発電団地３００との間の交流系統の交流電流のうち、一つ以上を測定する。
【００５３】
電源モニター部１１０は、測定された全体系統の直流電圧、交流系統の交流電流のうち、一つ以上を制御部１２０に伝達する。
【００５４】
制御部１２０は、コンバータ１００の全般的な動作を制御する。
具体的に制御部１２０は、コンバータ１００が行う直流電力と交流電力との間の変換動作を制御できる。
【００５５】
例えば、制御部１２０は、コンバータ１００の直流電力と交流電力との間の変換動作時に、直流電圧の大きさ、交流電圧の周波数、交流電圧の大きさ、交流電圧の位相のうち、一つ以上を調節するように制御できる。
【００５６】
これにより、制御部１２０は、コンバータ１００の直流電力と交流電力との間の変換動作時に、具体的な制御値で直流電圧の大きさ、交流電圧の周波数、交流電圧の大きさ、交流電圧の位相のうち、一つ以上を調節できる。
【００５７】
また、制御部１２０は、通信を介して遠隔制御装置２００の制御信号を受信することができる。
【００５８】
具体的に、制御部１２０は、比較部１２１、周波数制御部１２２、電圧大きさ制御部１２３、位相制御部１２４、及び動作制御部１２５を備える。
【００５９】
比較部１２１は、測定された全体系統の直流電圧と基準電圧とを比較する。
また、比較部１２１は、測定された交流系統の交流電流の変化量が基準変化量以上であるかどうかを比較できる。
【００６０】
周波数制御部１２２は、比較部１２１の測定された全体系統の直流電圧と基準電圧との比較に応じて交流電圧の周波数を調節し、周波数制御信号を送出する。
【００６１】
電圧大きさ制御部１２３は、周波数制御部１２２の制御信号に対応する交流電圧の大きさを算出し、コンバータ１００が出力する交流電圧の大きさを算出された交流電圧の大きさで調節する。
【００６２】
位相制御部１２４は、周波数制御部１２２の制御信号に対応して、コンバータ１００が出力する交流電圧の位相を調節する。
【００６３】
動作制御部１２５は、算出された交流電圧の大きさ、位相のうち、一つ以上に基づいて、スイッチング部１３０の動作を制御できる。
【００６４】
スイッチング部１３０は、スイッチング動作を介して交流電力を直流電力に変換するか、または直流電力を交流電力に変換できる。
【００６５】
具体的にスイッチング部１３０は、電力半導体を備えることができるから、備えられた電力半導体を介して交流電力を直流電力に変換するか、または直流電力を交流電力に変換できる。
【００６６】
例えば、スイッチング部１３０は、ＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ  Ｇａｔｅ  Ｂｙｐｏｌａｒ  Ｔｒａｎｓｉｓｏｒ、絶縁ゲートバイポーラートランジスタ）を利用して、直流を交流または交流を直流に変換する。
【００６７】
具体的にスイッチング部１３０に備えられたＩＧＢＴのスイッチング動作を介して、直流電力を交流電力に変換するか、または交流電力を直流電力に変換できる。
【００６８】
保護部１４０は、コンバータ１００に過電流が流れるのを防止できる。
具体的に保護部１４０は、抵抗を備えることができ、予め設定された大きさ以上の過電流がコンバータ１００に流入するのを防止できる。
【００６９】
図６を参考にして、コンバータ１００の動作方法を説明する。
図６は、コンバータ１００の動作方法を示すフローチャートである。
【００７０】
電源モニター部１１０が連係した系統全体の直流電圧を測定する（Ｓ１００）。
電源モニター部１１０が測定した系統全体の直流電圧は、制御部１２０に伝達される。
【００７１】
制御装置１００の制御部１２０は、測定された直流電圧が基準電圧の予め設定された範囲内に含まれるかどうかを判断する（Ｓ１１０）。
【００７２】
制御部１２０の比較部１２１は、測定された直流電圧と基準電圧とを比較して、測定された直流電圧が基準電圧の予め設定された範囲内に含まれるかどうかを判断できる。
【００７３】
例えば、基準電圧が１０００Ｖで予め設定された範囲が９００Ｖないし１１００Ｖである場合、比較部１２１は、測定された直流電圧が９５０Ｖであると、基準電圧の予め設定された範囲内に含まれると判断できる。しかしながら、測定された直流電圧が１３００Ｖであると、比較部１２１は、測定された直流電圧が基準電圧の予め設定された範囲内に含まれないと判断できる。
【００７４】
ここで、基準電圧及び基準電圧の予め設定された範囲は、全体系統の構成、設計、動作によって多様に設定することができる。
【００７５】
一方、制御部１２０は、遠隔制御装置２００とコンバータ１００との間に通信障害、通信エラーで遠隔制御装置２００の制御信号がコンバータ１００に伝達されない場合、電源モニター部１１０が測定した直流電圧が基準電圧の予め設定された範囲内に含まれるかどうかを判断できる。
【００７６】
制御部１２０は、測定された直流電圧が基準電圧の予め設定された範囲内に含まれないと、コンバータ１００から出力される交流電圧の周波数を設定値で調節する（Ｓ１２０）。
【００７７】
例えば、連係した全体系統の直流電圧が基準電圧に含まれないで遠隔制御装置２００の制御信号をコンバータ１００が受信できない場合、制御部１２０は、コンバータ１００が風力発電団地３００に供給する交流電圧の周波数の大きさを設定値で減らすように制御できる。
【００７８】
ここで、設定値は、全体系統の構成、設計、動作によって多様に設定されることができる。
【００７９】
これについて、図７を参考にして説明する。
図７は、コンバータ１００の動作方法を示す概念図である。
図７に示すように、コンバータ１００の電圧モニター部１１０は、全体系統の直流電圧を測定する。
【００８０】
そして、比較部１２１は、測定された全体系統の直流電圧と基準電圧とを比較して、測定された全体系統の直流電圧が基準電圧以内に含まれるかどうかを判断する。
【００８１】
比較部１２１での比較結果、測定された全体系統の直流電圧が基準電圧以内に含まれないと、周波数制御部１２２は、コンバータ１００の出力交流電圧の周波数を設定値で調節し、設定値である調節される周波数に対する周波数制御信号を送出する。
【００８２】
周波数制御部１２２が送出する周波数制御信号には、調節される交流電圧の周波数値である設定値に対する情報も含むことができる。
【００８３】
したがって、周波数制御部１２２が交流電圧の周波数を低くするように制御する周波数制御信号を送出する場合、周波数制御信号には、調節される交流電圧の周波数値も含むことができる。
【００８４】
そして、周波数制御部１２２が送出した周波数制御信号は、電圧大きさ制御部１２３と位相制御部１２４とに伝達される。
【００８５】
一実施の形態として、周波数制御部１２２は、コンバータ１００の出力交流電圧の周波数である６０Ｈｚを設定値である３０Ｈｚに下げるように調節し、出力交流電圧の周波数を３０Ｈｚに下げるようにする周波数制御信号を送出できる。
【００８６】
一方、周波数制御部１２２が交流電圧の周波数を下げる程度は、測定された全体系統の直流電圧の大きさと全体系統の構成、設計、動作によって多様に設定されることができる。
【００８７】
一方、制御部１２０は、ステップＳ１１０の判断結果、測定された直流電圧が基準電圧の予め設定された範囲内に含まれると、ステップＳ１００に戻す。
【００８８】
図６を再度参考にして、コンバータ１００の動作方法を説明し続ける。
【００８９】
制御部１２０は、コンバータ１００の出力交流電圧の大きさを調節された周波数に対応する交流電圧の大きさで調節する（Ｓ１３０）。
【００９０】
電圧大きさ制御部１２３は、風力発電団地３００に備えられた風力発電機の誘導電動機３３０とコンバータ１００に連係した変圧器の絶縁に影響を少なく及ぼす一定（Ｃｏｎｓｔａｎｔ）Ｖ／ｆ制御方式を使用することができる。
【００９１】
これにより、制御部１２０の電圧大きさ制御部１２３は、ステップＳ１２０にて送出された周波数制御信号に応じて、コンバータ１００の出力交流電圧の大きさを調節できる。
【００９２】
例えば、周波数調節以前の出力交流電圧の大きさが２２０Ｖで周波数が６０Ｈｚである場合、電圧大きさ制御部１２３は、調節された出力交流電圧の周波数が３０Ｈｚであると、出力交流電圧の大きさを１１０Ｖに調節するようにコンバータ１００を制御できる。
【００９３】
電圧大きさ制御部１２３は、現在測定される交流電圧の大きさと調節される交流電圧の大きさに基づいて、比例積分制御（Ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌ  Ｉｎｔｅｇｒａｌ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）方式を利用して出力交流電圧の大きさを制御できる。
【００９４】
したがって、電圧大きさ制御部１２３は、現在測定される交流電圧の大きさと調節される交流電圧の大きさとを比較調節するフィードバック制御を介して、調節しようとする交流電圧の大きさに近似するように調節できる。
【００９５】
一方、比例積分制御方式は、公知の技術であり、比例積分制御方式による電圧大きさ調節も公知の技術であるから、詳細な説明は省略する。
【００９６】
制御部１２０は、コンバータ１００の出力交流電圧の位相を調節された周波数に対応する交流電圧の位相で調節する（Ｓ１４０）。
【００９７】
コンバータ１００は、インバータの役割も果たすので、制御部１２０は、コンバータ１００の出力交流電圧の位相も制御できる。
【００９８】
したがって、制御部１２０の位相制御部１２４は、周波数制御信号に応じて現在交流電圧の位相と調節される交流電圧に対応する交流電圧の位相に基づいて、出力交流電圧の位相を調節できる。
【００９９】
位相制御部１２４は、調節された交流電圧の周波数に基づいてコンバータ１００の出力交流電圧の位相を計算でき、現在出力交流電圧の位相角に基づいて、交流電圧の位相を計算された交流電圧の位相で調節できる。
【０１００】
上述した過程により、制御部１２０は、コンバータ１００が電圧の大きさと周波数とが調節された交流電圧を出力するように制御できる。
【０１０１】
これにより、コンバータ１００に連係した風力発電団地３００は、周波数及び大きさの調節された交流電圧の提供を受ける。
【０１０２】
例えば、風力発電団地３００は、調節以前より低い周波数と大きさとを有する交流電圧の供給を受けることができるから、図２に示す誘導電動機の特性曲線によって誘導電動機３３０のトルクＴは一定であるが、風力発電団地３００の電力Ｐ生産量は減少するようになる。
【０１０３】
そのため、マルチターミナル形態の直流送信装置に連係した風力発電団地３００が全体直流系統に過剰電力を供給するのを防止できる。
【０１０４】
したがって、コンバータ１００と遠隔制御装置２００との間の通信障害と交流系統に異常が発生しても、マルチターミナル形態の直流送信装置が正常に動作できる。
【０１０５】
ここで、風力発電団地３００の風力発電機のトルクＴは一定であるが、電力Ｐ生産量が減少する内容は、図２及び図３の説明部分において述べたことがある。
【０１０６】
次に、図８を参考にしてコンバータ１００の動作方法に対した一実施の形態を説明する。図８は、コンバータ１００の動作を示す概念図であって、制御部１２０の動作を具体的に示す。
図８に示すように、電圧モニター部１１０は、全体系統の直流電圧を測定する。
【０１０７】
そして、比較部１２１は、測定された全体系統の直流電圧と基準電圧とを比較して、測定された全体系統の直流電圧が基準電圧以内に含まれるかどうかを判断する。
【０１０８】
比較部１２１の比較結果、測定された全体系統の直流電圧が基準電圧以内に含まれないと、周波数制御部１２２は、コンバータ１００の出力交流電圧の周波数を設定値で調節する。
【０１０９】
そして、周波数制御部１２２は、周波数制御信号を電圧大きさ制御部１２３と位相制御部１２４に伝達する。
【０１１０】
これにより、制御部１２０の電圧大きさ制御部１２３は、受信した周波数制御信号に応じてコンバータ１００の出力交流電圧の大きさを調節できる。
【０１１１】
具体的には、電圧大きさ制御部１２３は、一定（Ｃｏｎｓｔａｎｔ）Ｖ／ｆ制御方式によって調節される周波数の大きさに対応する交流電圧の大きさを計算する。
【０１１２】
電圧大きさ制御部１２３は、比例積分制御方式により現在交流電圧の大きさを計算された交流電圧の大きさで調節する。
【０１１３】
電圧大きさ制御部１２３が出力交流電圧の大きさを計算された交流電圧の大きさで制御するための信号は、動作制御部１２５に伝達される。そして、動作制御部１２５は、基準電圧形態の信号をスイッチング部１３０に伝達する。
【０１１４】
基準電圧は、スイッチング部１３０に伝達される制御信号でありえ、ｍｃｏｓ（２πｆ＋φ）と表すことができる。
【０１１５】
ここで、ｍは、コンバータ１００の出力交流電圧の大きさ（Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ  ｉｎｄｅｘ）で、２πｆ＋φは、出力交流電圧の位相を表す。
【０１１６】
そして、基準電圧に対する信号を受信したスイッチング部１３０は、スイッチング動作を介して基準電圧に対応する出力交流電圧を出力できる。
【０１１７】
ここで、スイッチング部１４０に基準電圧が伝達される方式は、ＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ  Ｗｉｄｔｈ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）方式、ＭＭＣ（Ｍｏｄｕｌａｒ  Ｍｕｌｔｉ−ｌｅｖｅｌ  Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）制御方式など多様な方式が選択されることができる。
【０１１８】
一方、位相制御部１２４は、現在測定される交流電圧の位相角に基づいて受信した周波数制御信号に対応する交流電圧の位相で出力交流電圧の位相を調節できる。
【０１１９】
具体的には、位相制御部１２４は、現在測定された交流電圧の位相角と調節された交流電圧の周波数に基づいて調節された交流電圧の位相角とを計算し、計算された位相角（φ）をコサイン関数を経て上述した基準電圧（ｍｃｏｓ（２πｆ＋φ））の位相に反映できる。
【０１２０】
これにより、コンバータ１００の出力交流電圧の位相は、基準電圧に対する信号に含まれた交流電圧の位相の情報に応じて調節される。
【０１２１】
上述した過程により、コンバータ１００は、電圧の大きさと周波数との調節された交流電圧を出力できる。
【０１２２】
一方、コンバータ１００は、測定された全体系統の直流電圧が基準電圧以内に含まれると、出力交流電圧の大きさを設定値以上に再度制御できる。
【０１２３】
ただし、コンバータ１００が出力交流電圧を設定値で出力する途中に設定値より大きな交流電圧を出力すると、コンバータ１００に連係した風力発電団地３００から突入電流が発生できる。
【０１２４】
ここで、突入電流は、瞬間的に流れる電流の大きさが増加して流れる電流を意味し、突入電流に対する内容は公知の内容であるから、詳細な説明は省略する。
【０１２５】
これにより、コンバータ１００は、突入電流の発生を防止するための突入電流防止制御動作をできる。
コンバータ１００の突入電流防止制御動作を、図９を参考にして説明する。
【０１２６】
図９は、コンバータ１００の突入電流防止動作に対するフローチャートである。
図９を参考すると、電源モニター部１１０は、コンバータ１００に連係した全体系統の直流電圧を測定する。
【０１２７】
電源モニター部１１０は、測定された直流電圧を制御部１２０に伝達する。
【０１２８】
制御部１２０は、測定された直流電圧が基準電圧以内であるかどうかを判断する（Ｓ２１０）。
制御部１２０の比較部１２１は、測定された直流電圧と基準電圧とを比較して、測定された直流電圧が基準電圧の予め設定された範囲内に含まれるかどうかを判断できる。
【０１２９】
判断の結果、測定された直流電圧が基準電圧の範囲内に含まれると、電源モニター部１１０は、コンバータ１００と風力発電団地３００との間の交流系統の交流電流を測定する（Ｓ２２０）。
【０１３０】
電源モニター部１１０は、測定された交流電流を制御部１２０に伝達する。
【０１３１】
制御部１２０は、測定された交流電流に基づいて測定された交流電流の変化量が予め設定された変化量以上であるかどうかを判断する（Ｓ２３０）。
【０１３２】
制御部１２０は、測定された交流電流の変化量を算出でき、算出された交流電流の変化量が予め設定された変化量以上であるかどうかを判断できる。
【０１３３】
判断結果、測定された交流電流の変化量が予め設定された変化量以上であると、制御部１２０は、予め設定された割合でコンバータ１００の出力交流電圧が増加する制御信号を生成する（Ｓ２４０）。
【０１３４】
制御部１２０は、コンバータ１００の出力交流電圧の大きさを調節でき、出力交流電圧の大きさが予め設定された割合で増加するように制御できる。
【０１３５】
具体的には、制御部１２０は、周波数制御部１２２の周波数制御を介して出力交流電圧の大きさを調節でき、調節される交流電圧の周波数を予め設定された割合で増加するように制御できる。
【０１３６】
例えば、周波数制御部１２２は、周波数制御信号を予め設定された割合で増加するようにすることができる。
【０１３７】
コンバータ１００は、生成された制御信号で動作する（Ｓ２５０）。
【０１３８】
制御部１２０は、ステップＳ２３０にて生成された予め設定された割合で交流電圧が増加する制御信号に基づいて、スイッチング部１４０の動作を制御できる。
【０１３９】
具体的には、動作制御部１２５は、周波数制御部１２２が生成した周波数制御信号に基づいて、スイッチング部１４０のスイッチング動作を制御できる。
【０１４０】
これにより、スイッチング部１４０がスイッチング動作を行うようになり、コンバータ１００から出力される交流電圧の大きさが予め設定された割合で増加できる。
【０１４１】
それにより、コンバータ１００から出力される交流電圧の大きさが予め設定された割合で増加することによって、コンバータ１００に連係した風力発電団地３００から突入電流が発生するのを防止できる。
【０１４２】
以上、実施の形態において説明された特徴、構造、効果などは、本発明の少なくとも一つの実施の形態に含まれ、必ずしも一つの実施の形態にだけ限定されるものではない。なお、各実施の形態において例示される特徴、構造、効果などは、実施の形態が属する分野における通常の知識を有する者により他の実施の形態に対しても組み合わせまたは変形されて実施できる。したがって、このような組み合わせと変形に関係した内容は、本発明の範囲に含まれるものと解析されなければならない。
【０１４３】
以上、実施の形態を中心に説明したが、これは単に例示のためのものであり、本発明を限定するものではなく、当業者ならば本実施の形態の本質的な特性から逸脱しない範囲内で、以上で例示されていない多様な変形及び応用が可能であることが分かるであろう。例えば、実施の形態に具体的に示すそれぞれの構成要素は変形させて実施することができる。そして、このような変形及び応用に関係される差異は特許請求の範囲で規定する本発明の範囲に含まれると解釈されねばならないであろう。
【符号の説明】
【０１４４】
１００    コンバータ
１１０    電源モニター部
１２０    制御部
１２１    比較部
１２２    周波数制御部
１２３    電圧大きさ制御部
１２４    位相制御部
１２５    動作制御部
１３０    スイッチング部
１４０    保護部
２００    遠隔制御装置
３００    風力発電団地
３１０    ブレード
３２０    ギヤボックス
３３０    誘導電動機
３４０    制御部
４００    変圧器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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