(57)【要約】【課題】系統異常時の瞬時電圧低下時において、電力変換装置とその上位システムである風車制御盤とのデータ通信による制御遅れを低減し、風力発電システムの運転を安定的に継続可能とした風力発電設備とその運転方法およびウィンドファームを提供する。【解決手段】風を受けて回転するブレードにより駆動される発電機と、発電機の電気出力を変換して電力系統に連系する電力変換器と、電力変換器を制御する電力変換器制御器と、電力変換器制御器へ電力変換器が与える電気出力の指令値となる有効電力指令値を与える風車制御盤を備えた風力発電設備であって、電力変換器制御器は、風力発電設備が連系する系統電圧が瞬時低下した時、系統電圧の低下量に応じた有効電力指令値に従って電力変換器の電気出力を制御することを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
風を受けて回転するブレードにより駆動される発電機と、該発電機の電気出力を変換して電力系統に連系する電力変換器と、該電力変換器を制御する電力変換器制御器と、該電力変換器制御器へ前記電力変換器が与える電気出力の指令値となる有効電力指令値を与える風車制御盤を備えた風力発電設備であって、
前記電力変換器制御器は、風力発電設備が連系する系統電圧が瞬時低下した時、前記系統電圧の低下量に応じた有効電力指令値に従って前記電力変換器の電気出力を制御することを特徴とする風力発電設備。
【請求項２】
請求項１に記載の風力発電設備であって、
前記電力変換器制御器は、前記系統電圧の低下量に応じた有効電力指令値を得るために、前記系統電圧の瞬時低下前に前記風車制御盤が与える有効電力指令値を保存し、前記系統電圧の低下時に、前記系統電圧の低下量と前記有効電力指令値の保存値を用いて演算することを特徴とする風力発電設備。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の風力発電設備であって、
前記風車制御盤は、通常時に前記発電機の機械入力に相当する前記有効電力指令値を前記電力変換器制御器に与え、前記電力変換器制御器を介して前記電力変換器の電気出力を制御しているとともに、このときの前記有効電力指令値は、前記発電機の回転速度の変動を抑制する変動抑制成分を含んでいることを特徴とする風力発電設備。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の風力発電設備であって、
前記風車制御盤は、風力発電設備が連系する系統電圧が瞬時低下した後に系統電圧が復旧した時に、時間経過とともに増加する前記有効電力指令値を前記電力変換器制御器に与え、前記電力変換器制御器を介して前記電力変換器の電気出力を制御するとともに、このときの前記有効電力指令値は、前記発電機の回転速度の変動を抑制する変動抑制成分を含んでいることを特徴とする風力発電設備。
【請求項５】
風を受けて回転するブレードにより駆動される発電機と、該発電機の電気出力を変換して電力系統に連系する電力変換器とを備えた風力発電設備の運転方法であって、
風力発電設備が連系する系統電圧が瞬時低下した時、前記系統電圧の低下量に応じた有効電力指令値に従って前記電力変換器の電気出力を制御することを特徴とする風力発電設備の運転方法。
【請求項６】
請求項５に記載の風力発電設備の運転方法であって、
風力発電設備が連系する系統が通常時に、前記発電機の機械入力に相当する前記有効電力指令値により前記電力変換器の電気出力を制御するとともに、このときの前記有効電力指令値は、前記発電機の回転速度の変動を抑制する変動抑制成分を含んでいることを特徴とする風力発電設備の運転方法。
【請求項７】
請求項５または請求項６に記載の風力発電設備の運転方法であって、
風力発電設備が連系する系統電圧が瞬時低下した後に系統電圧が復旧した時に、時間経過とともに増加する前記有効電力指令値を前記電力変換器制御器に与えるとともに、このときの前記有効電力指令値は、前記発電機の回転速度の変動を抑制する変動抑制成分を含んでいることを特徴とする風力発電設備の運転方法。
【請求項８】
風を受けて回転するブレードにより駆動される発電機と、該発電機の電気出力を変換して電力系統に連系する電力変換器とを備えた風力発電設備の運転方法であって、
通常時は、前記発電機の機械入力に相当する前記電力変換器の電気出力を与える有効電力指令値により前記電力変換器を制御するとともに、このときの前記有効電力指令値は前記発電機の回転速度の変動を抑制する変動抑制成分を含んでおり、
風力発電設備が連系する系統電圧が瞬時低下した時、前記系統電圧の低下量に応じた有効電力指令値に従って前記電力変換器の電気出力を制御し、
風力発電設備が連系する系統電圧が瞬時低下した後に系統電圧が復旧した時に、時間経過とともに増加する前記有効電力指令値を前記電力変換器制御器に与えるとともに、このときの前記有効電力指令値は、前記発電機の回転速度の変動を抑制する変動抑制成分を含んでいることを特徴とする風力発電設備の運転方法。
【請求項９】
請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の風力発電設備を複数備えて形成されたウィンドファームであって、
ウィンドファームは、風を受けて回転するブレードにより駆動される複数の発電機と、該発電機の電気出力を変換して電力系統に連系する１つまたは複数の電力変換器を備えていることを特徴とするウィンドファーム。
【請求項１０】
請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の風力発電設備であって、
前記電力変換器は、同期機である前記発電機の交流電力を直流電力に変換する発電機側電力変換器と、直流コンデンサと、前記発電機側電力変換器の直流電力を交流電力に変換する系統側電力変換器により構成されていることを特徴とする風力発電設備。
【請求項１１】
請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の風力発電設備であって、
前記電力変換器は、二次励磁巻線型誘導発電機である前記発電機の回転子の交流電力を直流電力に変換する回転子側電力変換器と、直流コンデンサと、前記回転子側電力変換器の直流電力を交流電力に変換する系統側電力変換器で構成されていることを特徴とする風力発電設備。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は風力発電設備と、その運転方法およびウィンドファームに係り、特に連系系統の電圧低下および復電時の対応に好適な風力発電設備とその運転方法およびウィンドファームに関する。
【背景技術】
【０００２】
風力発電設備は、二酸化炭素を発生させない環境に優しい発電方式として近年導入が進んでいる。しかし、落雷等により系統電圧が瞬時低下した時に、風力発電設備が一斉に系統から脱落する事象が過去に起きている。そのため、風力発電設備には、系統異常時の瞬時電圧低下時も運転を継続するＦＲＴ（Ｆａｕｌｔ  Ｒｉｄｅ  Ｔｈｒｏｕｇｈ）機能をもつことが義務付けられている。
【０００３】
特許文献１には、系統電圧低下時の制御方法として、発電機の出力電力と回転速度、ＦＲＴの頻度と、電力変換装置の上位システムである発電機制御システムの出力であるトルク指令値を用いて、電力変換装置内のチョッパおよび抵抗にて消費する電力と発電機のトルクを制御する風力発電用電力変換装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１５−０２３６１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１に記載の技術では、電力変換装置は、系統電圧の瞬時低下時も、上位システムの発電機制御システムからトルク指令値を受信することで動作するため、データ通信の遅れが発生し、瞬時電圧低下といった急峻な過渡現象への対応が遅くなるという問題がある。系統異常時の瞬時電圧低下は数ミリ秒オーダでの現象となるため、制御遅れが大きくなり迅速な対応がされない場合は、電力変換装置内部の直流電圧上昇により平滑コンデンサの破損や、風力発電機の回転速度が過大となる事象が発生し、風力発電設備は運転を停止してしまう。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、系統異常時の瞬時電圧低下時において、電力変換装置とその上位システムである風車制御盤とのデータ通信による制御遅れを低減し、風力発電システムの運転を安定的に継続可能とした風力発電設備とその運転方法およびウィンドファームを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
以上のことから本発明においては、風を受けて回転するブレードにより駆動される発電機と、発電機の電気出力を変換して電力系統に連系する電力変換器と、電力変換器を制御する電力変換器制御器と、電力変換器制御器へ電力変換器が与える電気出力の指令値となる有効電力指令値を与える風車制御盤を備えた風力発電設備であって、電力変換器制御器は、風力発電設備が連系する系統電圧が瞬時低下した時、系統電圧の低下量に応じた有効電力指令値に従って電力変換器の電気出力を制御することを特徴とする。
【０００８】
また本発明は、風を受けて回転するブレードにより駆動される発電機と、発電機の電気出力を変換して電力系統に連系する電力変換器とを備えた風力発電設備の運転方法であって、風力発電設備が連系する系統電圧が瞬時低下した時、系統電圧の低下量に応じた有効電力指令値に従って電力変換器の電気出力を制御することを特徴とする風力発電設備の運転方法である。
【０００９】
また本発明は、風を受けて回転するブレードにより駆動される発電機と、発電機の電気出力を変換して電力系統に連系する電力変換器とを備えた風力発電設備の運転方法であって、通常時は、発電機の機械入力に相当する電力変換器の電気出力を与える有効電力指令値により電力変換器を制御するとともに、このときの有効電力指令値は発電機の回転速度の変動を抑制する変動抑制成分を含んでおり、風力発電設備が連系する系統電圧が瞬時低下した時、系統電圧の低下量に応じた有効電力指令値に従って電力変換器の電気出力を制御し、風力発電設備が連系する系統電圧が瞬時低下した後に系統電圧が復旧した時に、時間経過とともに増加する有効電力指令値を電力変換器制御器に与えるとともに、このときの有効電力指令値は、発電機の回転速度の変動を抑制する変動抑制成分を含んでいることを特徴とする風力発電設備の運転方法である。
【００１０】
また本発明は、風力発電設備を複数備えて形成されたウィンドファームであって、ウィンドファームは、風を受けて回転するブレードにより駆動される複数の発電機と、発電機の電気出力を変換して電力系統に連系する１つまたは複数の電力変換器を備えていることを特徴とするウィンドファームである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、系統異常時の瞬時電圧低下時においても、風力発電設備の電力を高応答で制御でき、風力発電システムの運転を安定的に継続することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施例１に係る風力発電設備の構成を示す図。
【図２】系統電圧低下発生前後における風力発電設備の有効電力指令値の水位を示す図。
【図３】風車制御盤１５の回路構成を示す図。
【図４】本発明の実施例２に係る風力発電設備の構成を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施例について図面を参照して詳細に説明する。
【実施例１】
【００１４】
本発明の実施例１に係る風力発電設備の構成例を図１に示す。図１において、風力発電設備の本体は、ブレード１と発電機２と電力変換装置１３により構成されている。また発電機２の出力は、電力変換装置１３から昇圧変圧器１４を介して電力系統３０に連系されている。
【００１５】
電力変換装置１３は、電力変換器５と電力変換器制御器６により構成されており、電力変換器５は、発電機側電力変換器３と系統側電力変換器４の間に直流コンデンサ３１を配置して構成されている。発電機側電力変換器３では、同期機である発電機２の交流電力を直流電力に変換し、系統側電力変換器４では、発電機側電力変換器３の直流電力を交流電力に変換する。
【００１６】
発電機側電力変換器３および系統側電力変換器４は、電力変換器制御器６が与えるゲートパルス信号により点弧制御される。また電力変換器制御器６には、その上位装置である風車制御盤１５から有効電力指令値Ｐｒｅｆが与えられており、電力変換器制御器６は有効電力指令値Ｐｒｅｆに従ってゲートパルス信号を決定している。なお図１において、１２は電力変換器５内の系統電圧検出器、１６は発電機の回転速度検出器、２５は高速軸ブレーキである。
【００１７】
上記のように構成された風力発電設備において、風車制御盤１５は発電機２の回転速度検出器１６から回転速度ＮＦＢを得て、有効電力指令値Ｐｒｅｆを作成し、電力変換器制御器６に与えている。ここで有効電力指令値Ｐｒｅｆは、回転速度ＮＦＢに応じて可変に変動する値であるが、本発明では電力系統３０に事故が発生して電圧が低下し、その後遮断器の開放により電圧が復旧するまでの短時間における挙動を問題としているので、この期間内の有効電力指令値Ｐｒｅｆは、回転速度ＮＦＢとの関係では一定と考えてよい。本発明では、後述するように、電力変換器制御器６内で生成した信号ＦＦＲＴ、ＰＦＢを用いて、電圧低下時の有効電力指令値Ｐｒｅｆを強制的に変更して電力変換器制御器６を制御するものである。
【００１８】
次に、電力変換器制御器６の動作について説明する。まず電力変換器制御器６は、系統電圧検出器１２により電力変換装置１３内の系統電圧ＶＦＢを検出して入力する。系統電圧ＶＦＢは、電力変換器制御器６内の検出電圧正規化部７にて、昇圧変圧器１４の一次側電圧を基準に正規化した値Ｖｐｕとして出力される。次いで電圧低下状態判定部８では、この正規化値Ｖｐｕが所定の閾値以下であるかを確認し、閾値以下であるときに系統電圧低下状態を示す信号Ｆｆｒｔを出力する。これにより通常時に系統電圧低下状態信号Ｆｆｒｔは「０」となり、系統電圧低下時に系統電圧低下状態信号Ｆｆｒｔは「１」となる。
【００１９】
電力変換器制御器６は、風車制御盤１５から送信される有効電力指令値Ｐｒｅｆを受信し、有効電力算出部１０へ通常発電時の電力指令値として与える。同時に、有効電力指令値Ｐｒｅｆは有効電力指令値保存部９へも入力され、有効電力指令値保存部９は今回の有効電力指令値Ｐｒｅｆを記憶、保存するとともに、１サンプリング前の有効電力指令値Ｐｒｅｆ＿ｄを出力する。有効電力指令値保存部９では、系統電圧低下状態信号Ｆｆｒｔが「０：系統電圧通常時」の場合はこの動作を繰り返し、有効電力指令値Ｐｒｅｆを更新するが、系統電圧低下状態信号Ｆｆｒｔが「１：電圧低下状態」になると有効電力指令値Ｐｒｅｆの更新を停止し、系統電圧低下状態信号Ｆｆｒｔが「０：系統電圧通常時」の場合での最終値を保持する。
【００２０】
乗算器１７では、正規化値Ｖｐｕと１サンプリング前の有効電力指令値Ｐｒｅｆ＿ｄの積として、系統電圧の低下量に応じた値Ｐｒｅｆ＿ｆｒｔ（＝Ｐｒｅｆ＿ｄ×Ｖｐｕ）が、系統電圧低下時の有効電力指令値として求められ、出力される。例えば系統電圧低下前のサンプリング時点における電圧に対し、系統電圧低下直後のサンプリング時点における電圧が０．３である場合、Ｖｐｕは０．３であり、系統電圧の低下量に応じた値Ｐｒｅｆ＿ｆｒｔは、Ｐｒｅｆ＿ｄに対して０．３倍の値となる。
【００２１】
有効電力指令値算出部１０では、系統電圧低下状態信号Ｆｆｒｔの値に応じて、有効電力指令値Ｐｒｅｆ１を決定する。系統電圧低下状態信号Ｆｆｒｔが「０：系統電圧通常時」の場合は、Ｐｒｅｆを出力する。また、系統電圧低下状態信号Ｆｆｒｔが「１：電圧低下状態」の場合は、Ｐｒｅｆ＿ｆｒｔを出力する。
【００２２】
電力、電流制御部１１では、有効電力指令値算出部１０より出力された有効電力指令値、および図示していない発電機側電力変換器３と系統側電力変換器４にてそれぞれ検出する検出電流値ＩＦＢと検出電圧値ＶＦＢを用いてゲートパルス信号を算出し、発電機側電力変換器３と系統側電力変換器４の各電力変換器を駆動する。同時に、電力、電流制御部１１は検出電流値ＩＦＢと検出電圧値ＶＦＢを用いて有効電力検出値ＰＦＢを算出し、風車制御盤１５へ送信する。
【００２３】
図２は、電力変換器制御器６が定める電圧低下前後における有効電力指令値の時間的変動を示している。図２には、上から順に系統電圧Ｖ、系統電圧低下状態信号Ｆｆｒｔ、電力変換装器制御器６の有効電力指令値Ｐｒｅｆ１、電力変換器制御器６の与える有効電力指令値Ｐｒｅｆを表している。
【００２４】
この事例では、系統電圧Ｖは通常時に１００％であったものが、時刻ｔ１における系統異常により系統電圧が瞬時低下し、電圧低下期間Ｔ１後の時刻ｔ２において遮断器開放などによる事故除去が行われた結果として再度１００％電圧に復帰したものとする。このとき、図１内の電圧低下状態判定部８から与えられる系統電圧低下状態信号Ｆｆｒｔは、時刻ｔ１とｔ２の間の電圧低下期間Ｔ１において「１」となり、その前後の時間帯では「０」となる。電圧低下状態判定部８からの系統電圧低下状態信号ＦｆｒｔがＯＮ（Ｆｆｒｔ＝１）となる状態は電圧低下中モードであり、この期間がＴ１である。
【００２５】
この電圧低下状態では、有効電力指令値算出部１０が与える有効電力指令値Ｐｒｅｆ１は、乗算器１７で作成したＰｒｅｆ＿ｆｒｔとなっている。つまり、電圧低下の状態を反映した大きさの有効電力指令値とされている。例えば、電圧が通常時の３０％に低下したとすると、乗算器１７が与える３０％相当のＰｒｅｆ＿ｆｒｔが、有効電力指令値算出部１０が与える有効電力指令値Ｐｒｅｆ１として、電力、電流制御部１１を介して電力変換器５に与えられる。かくして、電力変換器制御器６は、風車制御盤１５からの有効電力指令値Ｐｒｅｆを使用せずに、電力変換器制御器６内部にて独自に演算した有効電力指令値Ｐｒｅｆ＿ｆｒｔにより、電力を制御する。そして、上記の有効電力指令値Ｐｒｅｆ＿ｆｒｔにより制御された有効電力値ＰＦＢを風車制御盤１５に送信し、風車制御盤１５は有効電力指令値Ｐｒｅｆに示すようにＰＦＢを有効電力指令値とする。
【００２６】
以上の構成により、系統異常による系統電圧低下時に、電力変換装置１３は上位システムの風車制御盤１５からの有効電力指令値を使用せずに、電力変換装置内の電力変換器制御器６で独自に系統電圧の低下量に応じた有効電力指令値を演算し、演算した有効電力指令値に従って電力を制御することで風力発電設備の電力を高応答で制御でき、系統異常時も風力発電システムの運転を安定的に継続することが可能となる。
【００２７】
一方、時刻ｔ２における系統電圧Ｖの復帰後は、図２に示すように系統電圧低下状態信号ＦｆｒｔがＯＦＦ（Ｆｆｒｔ＝０）となり、電力変換装置５は風車制御盤１５から与えられる有効電力指令値Ｐｒｅｆの値に従って電力を制御することになる。
【００２８】
しかし、系統電圧復帰直後は、風力発電機２の有効電力は電圧低下量に応じた値へ低下しているため、有効電力を回復させる状態（復帰モード）が発生する。電力変換装置が制御する電力指令値Ｐｒｅｆを出力する風車制御盤１５の詳細構成を示した図３を用いて、本復帰モードの動作を説明する。図２では、復帰モードの期間が時刻ｔ２からｔ３までの期間Ｔ２として表示されている。
【００２９】
図３は、風車制御盤１５の回路構成を示す図である。図３に示した風車制御盤１５の機能は、大別すると通常時に有効電力指令値Ｐｒｅｆを定める機能Ｆ１と、復帰モードにおける有効電力指令値Ｐｒｅｆを定める機能Ｆ２とを備えている。
【００３０】
まず、通常時に有効電力指令値Ｐｒｅｆを定める機能Ｆ１について説明する。風車制御盤１５では、回転速度検出器１６により検出した発電機２の回転速度ＮＦＢを取り込み、回転速度指令演算器１８から出力されるＮｒｅｆとの偏差Ｎｅｒｒｏｒを算出する。算出した偏差Ｎｅｒｒｏｒを用いてＰＩ制御器１９にて基準トルク指令値Ｔｒｅｆを演算する。また、発電機２の回転速度ＮＦＢから振動成分を抽出し、その振動成分を低減するトルク指令値を算出するドライブトレイン振動抑制制御器２０にてドライブトレイン振動抑制トルク指令値を演算し、加算部ＡＤ１においてＰＩ制御器１９にて求めた基準トルク指令値Ｔｒｅｆに加算して、通常運転時のトルク指令値Ｔｒｅｆ＿ｎを算出する。そして乗算器２１にて通常運転時のトルク指令値Ｔｒｅｆ＿ｎとＮＦＢを乗算し、通常運転時の有効電力指令値Ｐｒｅｆ＿ｎを算出する。
【００３１】
通常時に有効電力指令値Ｐｒｅｆを定める機能Ｆ１は、これを極簡便に説明すると、風車に対する機械入力に相当する電気出力の目標値を定めたものであり、そのときにドライブトレインの振動抑制成分を電気出力の目標値に加味した信号としたものであるということができる。
【００３２】
これに対し、復帰モードにおける有効電力指令値Ｐｒｅｆを定める機能Ｆ２は、風車制御盤１５の機能の中から通常時に有効電力指令値Ｐｒｅｆを定める機能Ｆ１を除いた残余の部分である。
【００３３】
復帰モードにおける有効電力指令値Ｐｒｅｆを定める機能Ｆ２では、復帰モードの有効電力指令値演算部２２は、系統電圧低下（Ｆｆｒｔ＝１）時に電力変換器制御器６から入手した有効電力指令値ＰＦＢを保存する。次に復帰モードの有効電力指令値演算部２２は、系統電圧復帰後（Ｆｆｒｔ＝０）にＰＦＢを初期値として任意のレートでランプ状に増加させる有効電力指令値Ｐｒａｍｐを出力する。
【００３４】
他方、ドライブトレイン振動抑制制御器２０にて演算されたドライブトレイン振動抑制トルク指令値と発電機回転速度ＮＦＢを乗算器２３にて乗算している。ランプ状に増加させる有効電力指令値Ｐｒａｍｐと、乗算器２３からの乗算値は加算器ＡＤ２において加算され、復帰モード時の有効電力指令値Ｐｒｅｆ＿ｆｒｔを算出する。
【００３５】
また、有効電力指令算出部２４では、系統電圧低下状態信号Ｆｆｒｔ信号の値の変化および、Ｐｒｅｆ＿ｎとＰｒｅｆ＿ｆｒｔの大小比較を行い、有効電力指令値Ｐｒｅｆを算出し、通常モード時はＰｒｅｆ＿ｎを、復帰モード時は、Ｐｒｅｆ＿ｆｒｔを、有効電力指令値Ｐｒｅｆとして出力する。Ｐｒｅｆ＿ｆｒｔはドライブトレイン振動抑制トルク指令値と発電機回転速度ＮＦＢを乗算器２３にて乗算した値が加算された有効電力指令値となるため、復帰モード時も通常モード時と同様に発電機回転速度の変動を抑制することが可能となる。
【００３６】
本発明によれば以上の構成により、電圧低下状態からの復帰後は、ドライブトレイン振動抑制制御を組込んだ有効電力指令値に従って電力を制御することで発電機回転速度の変動を低減することができ、系統復帰後も風力発電システムの運転を安定的に継続することが可能となる。
【００３７】
また本発明によれば、系統異常時の電圧低下中モード、および復帰モードのいずれの場合においても、図１に示す高速軸ブレーキ２５は動作せずに、電力変換器制御器６での電力制御および風車制御盤１５でのドライブトレイン振動抑制制御により発電機回転速度の変動を低減することが可能となる。
【００３８】
なお高速軸ブレーキ２５は、風車制御盤１５からの動作指令信号を受信後動作するため、機械的な時定数遅れ（数百ｍｓ）が発生する。系統異常時の瞬時電圧低下といった最小１００ｍｓ程度の事象時に動作すると、発電機回転速度の変動が電力制御により低減された状態では、発電機回転速度が所定の値よりも小さくなり、不安定な回転速度変動を発生させる。
【００３９】
そのため、系統電圧低下時および復帰後は高速軸ブレーキを動作しない本実施例の構成により、系統電圧低下時および復帰後は、発電機回転速度の変動を低減することができ、系統復帰後も風力発電システムの運転を安定的に継続することが可能となる。
【実施例２】
【００４０】
次に、本発明の実施例２について、実施例１と異なる点を主体に説明する。実施例１においては、発電機２は同期発電機、電力変換装置５はフルコンバータの構成としたが、実施例２では図４に示すように、発電機２は二次励磁巻線型誘導発電機、電力変換装置５は二次励磁型電力変換装置としている。
【００４１】
実施例２では、二次励磁巻線型誘導発電機２６の回転子に与える励磁電流の周波数と大きさを制御するために、電力変換装置５は二次励磁型電力変換装置２９に置換されており、回転子の交流電力を直流電力に変換する回転子側電力変換器２７と、回転子側電力変換器の直流電力を交流電力に変換する系統側電力変換器２８で構成されている。実施例２でも、実施例１と同様に電力変換器５に対して、電力変換器制御器６からゲートパルス信号が出力され、回転子側電力変換器２７、系統側電力変換器２８は駆動される。
【００４２】
このように、実施例１では、発電機は同期発電機、電力変換装置はフルコンバータの構成にて本発明の効果を示していたが、実施例２のように、発電機は二次励磁巻線型誘導発電機、電力変換装置は二次励磁型電力変換装置の構成においても、実施例１と同様の効果を得ることが可能である。
【００４３】
以上、実施例１、実施例２で説明した風力発電設備は、多くの場合に同一地区に複数台が設置されていわゆるウィンドファームを形成する。この場合に、電力変換装置を個別の発電機ごとに設置する形態と、電力変換装置を複数の発電機に対して共通に設置する形態とが考えられるが、本発明はいずれの場合であっても適用が可能である。
【符号の説明】
【００４４】
１：ブレード
２：発電機
３：発電機側電力変換器
４：系統側電力変換器
５：電力変換器
６：電力変換器制御器
７：検出電圧正規化部
８：電圧低下状態判定部
９：有効電力指令値保存部
１０：有効電力指令値算出部
１１：電力、電流制御部
１２：系統電圧検出器
１３：電力変換装置
１４：昇圧変圧器
１５：風車制御盤
１６：回転速度検出器
１７：乗算器
１８：回転速度指令演算器
１９：ＰＩ制御器
２０：ドライブトレイン振動抑制制御器
２１：乗算器
２２：系統電圧復帰モードの有効電力指令値演算部
２３：乗算器
２４：有効電力指令算出部
２５：高速軸ブレーキ
２６：発電機
２７：回転子側電力変換器
２８：系統側電力変換器
２９：二次励磁型電力変換装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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