(57)【要約】【課題】良好なＣＯＥを達成可能であり、且つ、遮断が容易な風力発電施設、及び、風力発電施設の運転方法を提供する。【解決手段】風力発電施設は、風力発電装置からの交流電力を、第１の変換機によって、商用周波数より低い第１の周波数を有する低周波交流電力に変換し、低周波送電路で送電する。低周波送電路で送電された低周波交流電力は、第２の変換機によって第１の周波数より高い第２の周波数を有する交流電力に変換される。【選択図】図１
2018121476.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一つの風力発電装置と、
前記少なくとも一つの風力発電装置からの交流電力を商用周波数より低い第１の周波数を有する低周波交流電力に変換する第１の変換器と、
前記第１の変換器に接続され、前記低周波交流電力を送電するための低周波送電路と、
前記低周波送電路に接続され、前記低周波交流電力を前記第１の周波数より高い第２の周波数を有する交流電力に変換する第２の変換器と、
を備える、風力発電施設。
【請求項２】
前記低周波送電路は単相送電路である、請求項１に記載の風力発電施設。
【請求項３】
前記第１の変換機はマトリクスコンバータである、請求項１又は２に記載の風力発電施設。
【請求項４】
前記第１の変換機はサイクロコンバータである、請求項１又は２に記載の風力発電施設。
【請求項５】
前記低周波送電路上に設けられ、前記低周波送電路の正常時において閉じられ、前記低周波送電路の異常時において開かれるように構成された遮断器を更に備える、請求項１から４のいずれか一項に記載の風力発電施設。
【請求項６】
少なくとも一つの風力発電装置を備える風力発電施設の運転方法であって、
前記少なくとも一つの風力発電装置からの交流電力を商用周波数より低い第１の周波数を有する低周波交流電力に変換する第１の変換工程と、
前記第１の変換器に接続された低周波送電路を介して、前記低周波交流電力を送電する送電工程と、
前記低周波送電路を介して送電された前記低周波交流電力を、前記第１の周波数より高い第２の周波数を有する交流電力に変換する第２の変換工程と、
を備える、風力発電施設の運転方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、風力発電装置で生成した交流電力をグリッド側に送電する風力発電施設及びその運転方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、地球環境の保全の観点から、風力発電施設の普及が進んでいる。大規模な風力発電施設では、複数の風力発電装置からなるウィンドファームから出力された電力が、グリッド（系統）に供給されるように構成される。このようなウィンドファームは陸上だけでなく、洋上に建設されることがある。洋上に建設されたウィンドファームでは、出力された電力は海底ケーブル等を介して陸上に対して送られる。このような送電は長距離にわたって行われるため、良好な送電効率が求められる。
【０００３】
一般的な風力発電装置では、風力エネルギによって回転するブレードによって発電機を駆動して電気的エネルギを発生させるため、出力電力は交流となる。ウィンドファーム及びグリッド間に使用される送電ケーブルは、導体の周囲を絶縁体で囲んで構成されることから、交流電力が送電される場合には、絶縁体の誘電率に応じた充電電流が生じ、送電効率が低下してしまう。
【０００４】
交流送電時に生じる充電電流は、周波数に比例して増加する特性がある。そのため交流電力を直流化して送電することにより、充電電流を抑制する、いわゆる高圧直流送電（ＨＶＤＣ）が用いられていることがある。高圧直流送電では、周波数がゼロであるため充電電流を効果的に抑制して、良好な送電効率が得られる。例えば特許文献１には、洋上に設置された風力発電装置から出力された交流電力を直流電力に変換して送電し、グリッド側で再び交流電力に変換することで、風力発電施設で出力した交流電力を長距離にわたって送電する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１４−１２８１５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
高圧直流送電で交流電力を直流化するために用いられる変換器として、従来は、ダイオード整流器のようなパッシブ方式が用いられていたが、近年では、ＩＧＢＴ等の半導体パワーデバイスを用いた電圧制御形変換器（ＶＳＣ）のようなアクティブ方式が主流になりつつある。アクティブ方式では、従前のパッシブ方式に比べて優れた電力制御性能が得られるが、半導体デバイスが高価且つデリケートであるため、システムが複雑になりやすく、コストが非常に高くなってしまう。風力発電施設の普及には、良好なＣＯＥ（Ｃｏｓｔ  ｏｆ  Ｅｎｅｒｇｙ＝発電にかかる総コスト／発電量）の達成が求められるため、風力発電装置単体だけでなく、集電・送電系まで含めた全体的なコスト合理化が必要とされている。アクティブ方式では優れた制御性能の反面、上述のように、コスト的な問題が課題とされている。一方で、パッシブ方式では、アクティブ方式に比べて電力制御性能は劣るものの、システムが単純で頑健であるため、良好なＣＯＥを得やすい点で、依然として有利な面もある。
【０００７】
また高圧直流送電では、交流電力のように時間的にゼロ点を有さない直流電力が取り扱われるため、電路の遮断が難しい。特に大規模なウィンドファームのように送電容量が大きい場合には、例えば外部に蓄えたエネルギを逆電流として加えたり、自励振動電流を加えることでゼロ点を作って遮断を行うことも考えられるが、これらはシステムの複雑化を伴ってしまい、結果的にＣＯＥが不利になりやすい。
【０００８】
本発明の少なくとも幾つかの実施形態は上述の事情に鑑みなされたものであり、良好なＣＯＥを達成可能であり、且つ、遮断が容易な風力発電施設、及び、風力発電施設の運転方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
（１）本発明の少なくとも一実施形態に係る風力発電施設は上記課題を解決するために、少なくとも一つの風力発電装置と、前記少なくとも一つの風力発電装置からの交流電力を商用周波数より低い第１の周波数を有する低周波交流電力に変換する第１の変換器と、前記第１の変換器に接続され、前記低周波交流電力を送電するための低周波送電路と、前記低周波送電路に接続され、前記低周波交流電力を前記第１の周波数より高い第２の周波数を有する交流電力に変換する第２の変換器と、を備える。
【００１０】
上記（１）の構成によれば、風力発電装置から出力される交流電力は、第１の変換器によって、商用周波数より低い第１の周波数（例えば数Ｈｚ〜数１０Ｈｚ）を有する低周波交流電力に変換された後、低周波送電路を介して送電される。このように風力発電装置から出力された電力を、低周波交流電力として送電することで、周波数に比例して送電時に生じる充電電流を抑えることができる（直流送電のように充電電流は完全に略ゼロにはならないが、従来の交流送電に比べると充電電流を大幅に小さくできる）。
【００１１】
尚、風力発電装置では、風力エネルギによるブレードの回転数を適切なギア比を有するギアボックスで変速することで、発電機からの出力電力を低周波数化することで低周波交流送電を行うことも考えられる。しかしながら、風力発電装置では気象条件等によってブレード回転数が逐次変化するため、このような手法では安定的な低周波交流送電を行うためには複雑な制御システムが必要となってしまう。その点、本実施形態では、風力発電装置から出力された交流電力を第１の変換器によって低周波電力に変換するため、安定的な低周波交流送電が可能となる。
【００１２】
このように本実施形態では、第１の変換器及び第２の変換器によって送電対象である交流電力に対して周波数変換が実施されることで、低周波送電路における充電電流が抑制される。その結果、良好な送電効率が得られる。また交流電力に対して周波数変換を行うための変換器は、交流−交流電力変換は、交流電力−直流電力変換を行うデバイスに比べてシステムが単純で頑健であるた直流変換を行うための変換器に比べて安価な装置構成で実現できるため、風力発電施設に要するコストを抑え、良好なＣＯＥが得られる。また低周波交流送電では、直流送電とこなり送電電力がゼロ点を有するため、遮断も容易である。
【００１３】
（２）幾つかの実施形態では上記（１）の構成において、前記低周波送電路は単相送電路である。
【００１４】
上記（２）の構成によれば、低周波交流電力を送電するための低周波送電路が単相送電路として構成される。一般的に、風力発電装置からの出力電力は三相交流であるため、風力発電装置側の送電路には典型的には三相三線方式が用いられる。この構成では、風力発電装置からの出力電力が第１の変換器によって低周波交流電力に変換される際に、三相電力が単相電力に変換される。これにより、少ない装置構成にて単相変換を行うことができ、その結果、送電に用いられるケーブル本数を少なく抑えることができ、送電系におけるコストを効果的に削減できる。
【００１５】
（３）幾つかの実施形態では上記（１）又は（２）の構成において、前記第１の変換機はマトリクスコンバータである。
【００１６】
上記（３）の構成によれば、第１の変換器としてマトリクスコンバータが用いられる。マトリクスコンバータは、ＩＧＢＴ等の半導体デバイスを用いた電子回路で構成されるため高速なスイッチング動作が可能であり、例えば風力発電装置における各種電圧・周波数制御を担いながら、第１の周波数への周波数変換を行うことができる。これにより、風力発電施設の全体的なパフォーマンスを向上させながら、低周波交流送電による良好な送電効率が達成できる。
【００１７】
（４）幾つかの実施形態では上記（１）又は（２）の構成において、前記第１の変換機は単相出力のサイクロコンバータである。
【００１８】
上記（４）の構成によれば、第１の変換機として単相出力のサイクロコンバータが用いられる。サイクロコンバータでは、ＩＧＢＴのような半導体デバイスに比べて、安価で頑健なサイリスタを用いた電子回路で構成される。そのため、上述のマトリクスコンバータに比べて第１の変換機をより安価に実現でき、また良好な信頼性が得られる。更に単相出力のサイクロコンバータを用いることで、三相出力に比べて出力側の送電ケーブル本数を少なく抑えることができ、送電系におけるコストを効果的に削減できる。
【００１９】
（５）幾つかの実施形態では上記（１）から（４）のいずれか一構成において、前記低周波送電路上に設けられ、前記低周波送電路の正常時において閉じられ、前記低周波送電路の異常時において開かれるように構成された遮断器を更に備える。
【００２０】
上記（５）の構成によれば、低周波送電路で送電される電力は、上述したようにゼロ点を有する低周波交流電力であるため、例えば低周波送電路の正常時において閉じられ、前記低周波送電路の異常時において開かれるように構成された遮断器を設置することで、容易に遮断できる。
【００２１】
（６）本発明の少なくとも一実施形態に係る風力発電施設の運転方法は上記課題を解決するために、少なくとも一つの風力発電装置を備える風力発電施設の運転方法であって、前記少なくとも一つの風力発電装置からの交流電力を商用周波数より低い第１の周波数を有する低周波交流電力に変換する第１の変換工程と、前記第１の変換器に接続された低周波送電路を介して、前記低周波交流電力を送電する送電工程と、前記低周波送電路を介して送電された前記低周波交流電力を、前記第１の周波数より高い第２の周波数を有する交流電力に変換する第２の変換工程と、を備える。
【００２２】
上記（６）の方法は、上述の風力発電施設（上記各種態様を含む）によって好適に実施可能である。
【発明の効果】
【００２３】
本発明の少なくとも一実施形態によれば、良好なＣＯＥを達成可能であり、且つ、遮断が容易な風力発電施設、及び、風力発電施設の運転方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の少なくとも一実施形態に係る風力発電施設の全体構成を示す模式図である。
【図２】図１の第１の変換器として用いられるマトリクスコンバータの内部構成を示す回路図である。
【図３】図１の第１の変換器として用いられるサイクロコンバータの内部構成を示す回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、添付図面を参照して本発明の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
また例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
一方、一の構成要素を「備える」、「具える」、「具備する」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。
【００２６】
図１は本発明の少なくとも一実施形態に係る風力発電施設１の全体構成を示す模式図である。風力発電施設１は、少なくとも一つの風力発電装置１０を備える。風力発電装置１０は洋上に設置されており、風力発電装置１０から出力した電力を、海底ケーブルを含むローカルグリッド２を介して、陸上のグリッド５０へ送電するように構成されている。
【００２７】
風力発電装置１０では、不図示のブレードが風力エネルギによって回転されると発電機１１によって電気的エネルギが生成され、発電が行われる。発電機１１は例えば同期発電機や誘導発電機であり、三相交流電力を発電する。本実施形態では、発電機１１によって発生された三相交流電力は、不図示の装置内変換器を介して商用周波数を有する三相交流電力として出力される。
尚、風力発電装置１０から出力される三相交流電力の一部は、風力発電装置１０に含まれる各種補機に供給されてもよい。
【００２８】
尚、図１では風力発電施設１が一つの風力発電装置１０を備える場合を例示しているが、複数の風力発電装置１０を含むウィンドファームで構成されてもよい。
【００２９】
風力発電装置１０では、陸上のグリッドに向けて送電するにあたり、洋上系統における電圧・周波数を制御するためのコントロールユニットを含む。図１では、風力発電装置１０に搭載される発電機１１とともに、コントロールユニットの機能的構成の一例がブロック図として示されている。
【００３０】
風力発電装置１０では、発電機１１の回転軸１１ａに、発電機１１の回転数ωｇｅｎを検知するための回転数センサ１２が設けられている。回転数センサ１２で検知された回転数ωｇｅｎは、回転軸１１ａに生じる軸ねじり振動を低減するために位相が調整された振動成分１４と加算され、最適出力を得るための回転数−トルク特性が規定されたマップ１６にて、回転数センサで検知された回転数ωｇｅｎに対応する要求トルクτ＊ｅｍが求められる。
【００３１】
一方、発電機１１の回転軸には回転数ωｇｅｎに応じてねじれ振動が生じることから、このようなねじれ振動を相殺するための補正成分である補正トルクτｄａｍｐが補正トルク算出部１８で算出される。補正トルク算出部１８は、回転数ωｇｅｎ及び補正トルクτｄａｍｐ間の関係を予め規定するマップに基づいて、回転数センサで検出された回転数ωｇｅｎに対応する補正トルクτｄａｍｐを算出する。そして、要求トルクτ＊ｅｍ及び補正トルクτｄａｍｐが加算されることにより、発電機１１の目標トルクτ＊が求められる。トルクコントローラ２０は、このように求められた目標トルクτ＊に基づいて発電機１１のトルク制御を実施する。
【００３２】
またピッチコントローラ２２では、風力発電装置１０のブレードのピッチ角βを調節してロータ回転数ωｇｅｎを制御する。ここではピッチコントローラは、回転数センサで検知された回転数ωｇｅｎを取得し、風車形状より定まる最大出力が得られるようにブレードのピッチ角βが算出される。また図１では図示が省略されているが、ピッチコントローラ２２でピッチ角βを算出する際には、ブレードが取り付けられるハブが接続されたナセルを支持するタワーに生じる横揺れを抑制するための補正成分が加算されてもよい。このように算出されたピッチ角βは、不図示の風速センサで検知された風速Ｖｗｉｎｄとともにエアロダイナミックモデル２４に入力される。エアロダイナミックモデル２４では、ブレードのピッチ角β及び風速Ｖｗｉｎｄに加えて、風力発電装置１０のメカニカルモデル２６から回転数ωｒｏｔを取得し、発電機１１がブレードから受ける空力的な抗力トルクτａｅｒｏを算出する。メカニカルモデル２６では、このように算出された抗力トルクτａｅｒｏを用いて、発電機１１の出力トルクτｍが推定され、当該出力トルクτｍが上述の目標トルクτ＊になるように、トルク制御が実施される。
【００３３】
このように風力発電装置１０では発電機１１のトルク・回転数が制御されることによって、発電機１１における出力の最適化、回転軸のねじれ振動の低減、そして、タワーの横揺れ防止による疲労低減が行われる。
【００３４】
続いてローカルグリッド２は、風力発電装置１０とグリッド５０との間に設けられる主要送電路であり、風力発電装置１０側から順に、交流送電路３０、第１の変換器３２、低周波送電路３４、第２の変換器３６、及び、交流送電路３８を含む。
【００３５】
交流送電路３０は、風力発電装置１０と第１の変換器３２との間を接続する送電路である。風力発電装置１０ではブレードが風力エネルギによって回転されることで発電機１１が駆動され、三相交流電力が発生する。この三相交流電力は、所定の変圧機構によって商用周波数を有しており、その一部が風力発電装置１０の各種補機の動力源として用いられる。風力発電装置１０から出力される三相交流電力は、三相三線方式からなる交流送電路３０によって第１の変換器３２に送られる。
【００３６】
第１の変換器３２は、交流送電路３０を介して風力発電装置１０からの三相交流電力を受け取り、第１の周波数を有する交流電力（低周波交流電力）に変換する直接式周波数変換機である。また第１の変換器３２は、変換後の低周波交流電力を低周波送電路３４に送り出す、送り出し変換器（ＳＥＣ：Ｓｅｎｄｉｎｇ  Ｅｎｄ  Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）でもある。ここで第１の変換器３２は、交流送電路３０から供給される三相交流電力（商用周波数）を、商用周波数より低い第１の周波数に変換する。商用周波数は典型的には５０Ｈｚ又は６０Ｈｚであり、第１の周波数は商用周波数より低い数Ｈｚ〜数１０Ｈｚに設定される。
【００３７】
低周波送電路３４の一端は、第１の変換器３２に接続されており、第１の変換器３２から出力される第１の周波数を有する低周波交流電力をグリッド５０側に送電する。このように風力発電装置１０から出力された電力を、低周波交流電力として送電することで、周波数に比例して送電時に生じる充電電流を抑えることができる（直流送電のように充電電流は完全に略ゼロにはならないが、従来の交流送電に比べると充電電流を大幅に小さくできる）。
【００３８】
幾つかの実施形態では第１の変換器３２はマトリクスコンバータとして構成される。図２は図１の第１の変換器３２として用いられるマトリクスコンバータ３２Ａの内部構成を示す回路図である。マトリクスコンバータ３２Ａは、入力される三相交流電力の各相に対して並列に接続された複数のコンデンサからなる入力フィルタ部４０と、複数のスイッチング素子４２ａがマトリクス上に配列されてなるスイッチ部４２と、スイッチ部４２からの出力をフィルタリングするための出力フィルタ部４４と、を備え、入力された三相交流電力から新たな周波数を有する三相交流電力に変換する、直接式周波数変換機を構成している。
【００３９】
入力フィルタ部４０は、入力される三相交流電力の各相に対して並列に接続された複数のコンデンサを含んでなる。
【００４０】
スイッチ部４２は、入力フィルタ部４０から送られる三相交流電力の各相と出力側の各相との間に複数のスイッチング素子４２ａがマトリクス状に配置されている。これら複数のスイッチング素子４２ａは双方向スイッチであり、例えばＩＧＢＴのような半導体デバイスが組み合わされることにより、数ｋＨｚ以上の高速なスイッチングが可能に構成されている。
【００４１】
出力フィルタ部４４はインダクタ等のリアクトルから構成される。尚、図２では三相出力のマトリクスコンバータ３２Ａの回路構成の一例を示したが、単層出力の回路構成を有していてもよい。例えば三相−単相マトリクスコンバータをセルとしてトランスで多重化する多重マトリクスコンバータを用いてもよい。この場合、マトリクスコンバータ３２Ａは単相出力であるため、出力側の送電ケーブル本数を少なく抑えることができ、送電系におけるコストを効果的に削減できる。
【００４２】
このようなマトリクスコンバータ３２Ａでは、入力される三相交流電力の各相に対してＰＷＭスイッチングが行われることによって、出力電圧制御と同時に入力電流制御が可能となるため、風力発電装置１０の運転状態に応じて変化する発電機１１の出力電力を、低周波交流電力に安定的に変換できる。従来、直流送電を行う風力発電施設において、送電用の直流電力に変換するための変換器として電圧・周波数制御が不能なダイオード整流器等を用いる場合には、安定的な直流送電を行うために、洋上の風力発電装置１０側で電圧・周波数制御を行う必要があった。そのため、上述した出力の最適化やねじれ振動の軽減のためのトルク制御等が制限されてしまうデメリットがあった。その点、本実施形態のようにマトリクスコンバータ３２Ａを用いることによって、第１の変換器３２にて出力電圧・入力電流制御を柔軟に行うことができるので、風力発電装置１０では、上述したトルク・回転数の制御を好適に実施し、発電機１１における出力の最適化、回転軸のねじれ振動の低減、そして、タワーの横揺れ防止による疲労低減が可能となる。これによって、特に出力の最適化によって風力発電装置１０における発電量が向上するので、ＣＯＥ（＝コスト／発電量）のうち分母成分（発電量）が増加することによるＣＯＥの改善に効果的である。また、特にねじれ振動の低減、及び、タワーの横揺れ防止によって、風力発電装置１０の疲労蓄積が緩和し長寿命化が可能となるため、ＣＯＥ（＝コスト／発電量）のうち分子成分（コスト）が低下することによるＣＯＥの改善に効果的である。
【００４３】
幾つかの実施形態では第１の変換器３２はサイクロコンバータ３２Ｂとして構成される。図３は図１の第１の変換器３２として用いられるサイクロコンバータ３２Ｂの内部構成を示す回路図である。サイクロコンバータ３２Ｂは、入力される三相交流電力の各相に対して正群コンバータと負群コンバータとを並列に接続した自然整流型サイクロコンバータである。正群コンバータ及び負群コンバータは、それぞれ極性を反転させた複数のサイリスタ４６Ａ及び４６Ｂから構成されており、各サイリスタ４６Ａ及び４６Ｂの制御遅れ角を変化させることにより、入力される交流電力の周波数を十分低い程周波数に変換する（例えば６０Ｈｚの商用周波数を１／３以下の程周波数（１０Ｈｚ等）に変換する）。
【００４４】
このようにサイクロコンバータ３２Ｂを構成するサイリスタ４６Ａ及び４６Ｂは、ＩＧＢＴのような半導体デバイスに比べて、安価で頑健であるため、上述のマトリクスコンバータ３２Ａに比べて第１の変換器３２をより安価に実現でき、また良好な信頼性が得られる。
【００４５】
また図３に示されるように、サイクロコンバータ３２Ｂは三相交流電力を単相交流電力として出力する。すなわち、サイクロコンバータ３２Ｂは単相出力であるため、出力側の送電ケーブル本数を少なく抑えることができ、送電系におけるコストを効果的に削減できる。
【００４６】
図１の実施形態では、第１の変換器３２は三相交流電力（商用周波数）から二相交流電力（第１の周波数）に変換されるように構成されている。第１の変換器３２としてサイクロコンバータ３２Ｂを用いる場合、図３に示されるように、出力側の低周波送電路３４が単相送電路となっている。このように、低周波交流電力を送電する低周波送電路が単相送電路として構成されるため、三相送電（典型的には三相三線方式）に比べてケーブル本数が少なく済む。そのため、送電系におけるコスト削減に有効であり、より良好なＣＯＥを達成できる。
【００４７】
尚、第１の変換器３２としてマトリクスコンバータ３２Ａを用いた場合には、図２では三相交流として低周波交流電力が出力される回路構成を例示しているが、同様に単相交流として出力可能に構成してもよい。
【００４８】
再び図１に戻って、第２の変換器３６は、低周波送電路３４の他端に接続されており、低周波送電路３４によって送電された低周波交流電力（第１の周波数）を受け取る受け取り変換器（ＲＥＣ：Ｒｅｃｅｉｖｉｎｇ  Ｅｎｄ  Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）である。第２の変換器３６は、低周波送電路３４から供給される低周波交流電力を、第１の周波数より高い第２の周波数を有する交流電力に変換する。第２の周波数は、交流送電路３８を介して接続されるグリッド５０に対応する周波数であり、典型的には商用周波数である。
【００４９】
また本実施形態では、低周波送電路３４上には、遮断器４８が設けられている。遮断器４８は、主として、低周波送電路３４において短絡事故や地絡事故が生じた場合に、事故発生地点を上流側及び下流側から切り離し、これらを過電圧又は過電流から保護する役割を担っており、低周波送電路３４の正常時において閉じられ、低周波送電路３４の異常時において開かれるように構成されている。例えば、グリッド５０及びローカルグリッド２に異常がない場合、遮断器４８は閉状態になっており、風力発電装置１０で生成された電力は低周波送電路３４をグリッド５０に向かって送電される。
尚、遮断器４８の開閉動作は、作業者の遠隔操作による手動で行われてもよいし、異常が検出された際に自動的に制御されてもよい。
【００５０】
本実施形態では、上述のように低周波送電路３４では低周波交流電力が送電される。つまり、低周波送電路３４で送電される電力は、上述したようにゼロ点を有する低周波電力であるため、例えば低周波送電路の正常時において閉じられ、低周波送電路３４の異常時において開かれるように構成された遮断器４８を設置することで、容易に遮断が可能となる。このように技術開発途上にあり高価な直流遮断器を用いる必要がないため、送電系におけるコスト削減に有効であり、より良好なＣＯＥを達成できる。
【００５１】
以上説明したように上述の実施形態によれば、良好なＣＯＥを達成可能であり、且つ、遮断が容易な風力発電施設、及び、風力発電施設の運転方法を提供できる。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
本発明の少なくとも１実施形態は、風力発電装置で生成した交流電力をグリッド側に送電する風力発電施設及びその運転方法に利用可能である。
【符号の説明】
【００５３】
１  風力発電施設
２  ローカルグリッド
１０  風力発電装置
１１  発電機
１２  回転数センサ
１４  ノイズ成分
１６  マップ
１８  補正トルク算出部
２０  トルクコントローラ
２２  ピッチコントローラ
２４  エアロダイナミックモデル
２６  メカニカルモデル
３０  交流送電路
３２  第１の変換器
３２Ａ  マトリクスコンバータ
３２Ｂ  サイクロコンバータ
３４  低周波送電路
３６  第２の変換器
３８  交流送電路
４０  入力フィルタ部
４２  スイッチ部
４４  出力フィルタ部
４８  遮断器
５０  グリッド
【図１】
2018121476.tif 000003
【図２】
2018121476.tif 000004
【図３】
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