(57)【要約】  本発明は、コンピュータ支援により送配電網（ＥＮ）のインピーダンス（ＺG）を求める方法に関する。この場合、発電装置が送配電網（ＥＮ）に接続点（ＰＣＣ）のところで接続されており、接続点（ＰＣＣ）において相前後する個々の時点に、電圧（ＶPCC）、有効電力（ＰPCC）および無効電力（ＱPCC）を測定する。その際、測定された電圧（ＶPCC）の位相に依存しない計算規則を用いて、インピーダンス値（ＺGE）が現在時点においてそのつど推定される。この推定は、測定された電圧もしくは測定された無効電力の変化が大きい場合だけ行われる。さらにこの推定値は、その推定誤差が小さい場合のみ考慮される。本発明は、送配電網の特定の動作時点では電圧の位相に関する情報がなくても、正確なインピーダンス推定が可能である、という認識に基づく。本発明による方法は特に、風力タービンもしくは複数の風力タービンから成る集合型風力発電所が接続された送配電網において利用される。
2016512949.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンピュータ支援により送配電網（ＥＮ）のインピーダンス（ＺG）を求める方法であって、
発電装置が前記送配電網（ＥＮ）に接続されている接続点（ＰＣＣ）において、相前後する個々の時点に、電圧（ＶPCC）、有効電力（ＰPCC）および無効電力（ＱPCC）を測定し、前記送配電網（ＥＮ）のインピーダンス値（ＺG）を求める、
コンピュータ支援により送配電網（ＥＮ）のインピーダンス（ＺG）を求める方法において、
ａ）それぞれ現在時点に、先行時点と現在時点との間の、測定された電圧（ＶPCC）の変化の絶対値（｜ΔＶPCC｜）と、先行時点と現在時点との間の、測定された無効電力（ＱPCC）の変化の絶対値（｜ΔＱPCC｜）とが、第１の判定基準を満たしているか否かを判定し、該第１の判定基準が満たされるとは、測定された前記電圧（ＶPCC）の変化の絶対値（｜ΔＶPCC｜）が第１の閾値（ＴＨ１）よりも大きく、かつ、測定された前記無効電力（ＱPCC）の変化の絶対値（｜ΔＱPCC｜）が第２の閾値（ＴＨ２）よりも大きい場合であり、
ｂ）測定された前記電圧（ＶPCC）および測定された前記無効電力（ＱPCC）の変化の絶対値（｜ΔＶPCC｜，｜ΔＱPCC｜）が、前記第１の判定基準を満たしている場合のみ、測定された前記電圧（ＶPCC）と測定された前記無効電力（ＱPCC）の変化（ΔＶPCC，ΔＱPCC）が、第２の判定基準を満たしているか否かを判定し、該第２の判定基準が満たされるとは、測定された前記電圧（ＶPCC）および測定された前記無効電力（ＱPCC）の変化（ΔＶPCC，ΔＱPCC）が前記発電装置によって引き起こされる場合であり、
ｃ）測定された前記電圧（ＶPCC）と測定された前記無効電力（ＱPCC）の変化（ΔＶPCC，ΔＱPCC）が、前記第２の判定基準を満たしている場合のみ、測定された前記電圧（ＶPCC）の位相に依存しない計算規則に基づき、インピーダンス値（ＺGE）を推定し、該推定インピーダンス値（ＺGE）に対する推定誤差（ｅｒｒＺGE）を特定し、
ｄ）前記推定誤差（ｅｒｒＺGE）が予め定められた誤差閾値（ｅｒｒＺG）よりも小さい場合のみ、前記推定インピーダンス値（ＺGE）が、求められるインピーダンス値（ＺG）を表すものとする、
ことを特徴とする、
コンピュータ支援により送配電網（ＥＮ）のインピーダンス（ＺG）を求める方法。
【請求項２】
前記ステップｂ）において、前記第２の判定基準を以下のようにしてチェックする、即ち、
測定された前記電圧（ＶPCC）の変化（ΔＶPCC）の極性符号を、測定された前記無効電力（ＱPCC）の変化（ΔＱPCC）の極性符号と比較し、両方の極性符号が一致している場合に、前記第２の判定基準が満たされているものとする、
請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記予め定められた誤差閾値（ｅｒｒＺG）は、現在時点の前に最後に実施されたステップｄ）において特定された推定誤差である、
請求項１または２記載の方法。
【請求項４】
前記第１の閾値（ＴＨ１）は、１よりも大きい正の係数と、パーセントで表された測定された前記電圧（ＶPCC）の測定精度との積である、および／または、
前記第２の閾値（ＴＨ２）は、１よりも大きい正の係数と、パーセントで表された測定された前記無効電力（ＱPCC）との積である、
請求項１から３のいずれか１項記載の方法。
【請求項５】
前記先行時点と前記現在時点との間の前記有効電力（ＰPCC）の変化（ΔＰPCC）を求め、
前記有効電力（ＰPCC）の変化の絶対値（｜ΔＰPCC｜）が第３の閾値よりも大きければ、現在時点での前記インピーダンス値（ＺG）の算出を中止する、
請求項１から４のいずれか１項記載の方法。
【請求項６】
前記先行時点と前記現在時点との間の前記有効電力（ＰPCC）の変化（ΔＰPCC）をさらに求め、
前記ステップｃ）において、前記推定誤差（ｅｒｒＺGE）を予め定められた関係に基づき特定する、
なお、前記予め定められた関係とは、測定された前記有効電力（ＰPCC）と、測定された該有効電力（ＰPCC）の変化の絶対値（｜ΔＰPCC｜）と、測定された前記無効電力（ＱPCC）の変化の絶対値（｜ΔＱPCC｜）とに依存して、前記推定誤差（ｅｒｒＺGE）を表す、
請求項１から５のいずれか１項記載の方法。
【請求項７】
前記ステップｃ）において前記インピーダンス値を、現在時点と１つまたは複数の先行時点とを含む複数の時点で測定された前記電圧（ＶPCC）と、測定された前記有効電力（ＰPCC）と、測定された無効電力（ＱPCC）とによって、以下の式のうち１つまたは複数の式に基づき推定し、
【数１】
2016512949.tif 000006
ただしＺGEは、推定されたインピーダンス値であり、
Ｕ2、Ｑ2およびＰ2は、前記複数の時点のうち１つの時点で前記接続点においてそれぞれ測定された電圧、無効電力、有効電力であり、
Ｕ1もしくはＱ1もしくはＰ1は、前記電圧Ｕ2と前記無効電力Ｑ2と前記有効電力Ｐ2とが測定された時点よりも前の時点で前記接続点においてそれぞれ測定された電圧もしくは無効電力もしくは有効電力である、
請求項１から６のいずれか１項記載の方法。
【請求項８】
前記ステップｄ）が実施された最後の時点以降の期間が、予め定められた閾値を超えた場合、前記接続点（ＰＣＣ）における前記電圧（ＶPCC）および／または前記無効電力（ＱPCC）が変化するように、前記発電装置の１つまたは複数のパラメータを変更し、
前記パラメータの変更によって前記ステップａ）〜ｄ）の実施をトリガし、
有利には前記パラメータの変更を、前記接続点（ＰＣＣ）における前記有効電力（ＰPCC）が一定に維持されるように行う、
請求項１から７のいずれか１項記載の方法。
【請求項９】
測定された前記電圧（ＶPCC）の変化の絶対値（｜ΔＶPCC｜）が、前記第１の閾値よりも大きい第４の閾値よりもさらに大きい場合、および／または、測定された前記無効電力（ＱPCC）の変化の絶対値（｜ΔＱPCC｜）が、前記第２の閾値よりも大きい第５の閾値よりもさらに大きい場合、および、測定された前記電圧（ＶPCC）と測定された前記無効電力（ＱPCC）の変化の絶対値（｜ΔＶPCC｜，｜ΔＱPCC｜）が、前記第２の判定基準を満たしていない場合、前記接続点（ＰＣＣ）における前記電圧（ＶPCC）および／または前記無効電力（ＱPCC）が変化するように、前記発電装置の１つまたは複数のパラメータを変更し、
前記パラメータの変更によって前記ステップａ）〜ｄ）の実施をトリガし、
有利には前記パラメータの変更を、前記接続点（ＰＣＣ）における前記有効電力（ＰPCC）が一定に維持されるように行う、
請求項１から８のいずれか１項記載の方法。
【請求項１０】
前記発電装置は風力タービンまたは複数の風力タービンから成る集合型風力発電所である、
請求項１から９のいずれか１項記載の方法。
【請求項１１】
前記発電装置が送配電網の接続点（ＰＣＣ）に接続された場合、請求項１から１０のいずれか１項記載の方法を実施するように構成されている、発電装置。
【請求項１２】
コンピュータにおいて実行された場合、請求項１から１０のいずれか１項記載の方法を実施するための、機械読み取り可能な媒体に記憶されたプログラムコードを含むコンピュータプログラム製品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンピュータ支援により送配電網のインピーダンスを求める方法、および発電装置、ならびにコンピュータプログラム製品に関する。
【０００２】
接続点のところで送配電網と接続されている発電装置を適切に制御するためには、一般に送配電網のインピーダンスがパラメータとして必要とされる。このインピーダンスを推定するために、従来技術において様々な方法が知られている。１つの方法論によれば、送配電網の電気的な成分がコンピュータ支援によりモデリングされ、このモデリングを用いて送配電網の特性が計算され、特に接続点における送配電網のインピーダンスが計算される。ただしこのような方法は複雑であるし、送配電網が変更された場合には恒常的にアップデートしなければならない。さらに、発電装置のパラメータを能動的に変化させることにより送配電網の特性を求めることも知られているが、このことにより生じる欠点は、装置の通常動作が妨害されることである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
したがって本発明の課題は、送配電網のインピーダンスをコンピュータ支援による方法によって簡単に求めることである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
この課題は、独立請求項に記載された特徴により解決される。従属請求項には、本発明の実施形態が記載されている。
【０００５】
本発明による方法は、コンピュータ支援により送配電網もしくは電力網のインピーダンスを求めるために用いられる。この場合、発電装置が送配電網に接続点のところで接続され、この接続点において相前後する個々の時点に、電圧、有効電力および無効電力が測定される。ここでは、そして以降の説明においても、測定された電圧とは、実数の電圧値（電圧振幅）のことであり、つまり測定された電圧の位相は求められない。本発明による方法によれば、後述のステップａ）〜ｄ）に基づき送配電網のインピーダンス値が求められる。これらのステップにおいて、それぞれ対応する条件を「〜の場合のみ」という表現で記述する。つまりこの場合、条件が存在している場合のみ、それぞれ対応するステップが実施され、さもなければ対応する時点（現在時点）でのインピーダンス値の算出は中止される。
【０００６】
本発明による方法の第１のステップａ）によれば、それぞれ現在時点に、先行時点と現在時点との間の、測定された電圧の変化の絶対値と、先行時点と現在時点との間の、測定された無効電力の変化の絶対値とが、第１の判定基準を満たしているか否かが判定される。この第１の判定基準が満たされるとは、測定された電圧の変化の絶対値が第１の閾値よりも大きく、かつ、測定された無効電力の変化の絶対値が第２の閾値よりも大きい場合である。
【０００７】
ステップｂ）において、測定された電圧および測定された無効電力の変化の絶対値が、第１の判定基準を満たしている場合のみ、測定された電圧と測定された無効電力の変化が、第２の判定基準を満たしているか否かが判定される。この第２の判定基準が満たされるとは、測定された電圧および測定された無効電力の変化が発電装置によって引き起こされた場合である。ここでは、そして以降でも、「絶対値の」という付加語が伴わない変化は、絶対値ではなく符号とともに表される変化のことを意味するものとする。
【０００８】
ステップｃ）において、測定された電圧と測定された無効電力の変化が第２の判定基準を満たしている場合のみ、測定された電圧の位相に依存しない計算規則に基づき、インピーダンス値が推定される。特にこの計算規則は、測定された電圧の位相が一定である場合に成り立つように設定されている。その際、推定されたインピーダンス値の推定誤差も特定される。推定誤差が予め定められた誤差閾値よりも小さい場合のみ、推定インピーダンス値が求められるインピーダンス値を表すものとし、つまりこの場合、推定されたインピーダンス値によりインピーダンス値が更新される。
【０００９】
本発明による方法が基礎とする認識は、一般に発電装置が接続されるインダクタンス性の送配電網（即ちインピーダンスの実数成分が小さいかまたは含まれない送配電網）の場合、測定された電圧の位相を考慮せずに簡単な計算規則を用いてインピーダンスを正確に求めることができる動作点が発生する、ということである。ここで発明者が認識したことは、接続点において測定された電圧と無効電力が大きく変化し、かつこれと同時に有効電力の変動が僅かである場合にのみ、十分な精度で上述の計算規則を適用できることであり、ここで後者の条件は、推定誤差を介して間接的にチェックされる。
【００１０】
殊に有利な実施形態によれば、ステップｂ）において、第２の判定基準が簡単な手法でチェックされ、即ち、測定された電圧の変化の極性符号が、測定された無効電力の変化の極性符号と比較され、これら両方の極性符号が一致している場合に、第２の判定基準が満たされているものとする。
【００１１】
本発明による方法のさらに別の変形実施形態によれば、ステップｄ）における予め定められた誤差閾値は、現在時点の直前に実施されたステップｄ）において特定された推定誤差とされる。このようにすることでインピーダンス値は、その推定誤差が小さくなった場合のみ、常に更新されるようになる。
【００１２】
有利には、上述の第１および第２の閾値は、（事前に求められた）パーセントで表された測定精度を考慮して設定され、それによって、測定誤差に起因して変化が引き起こされないようになる。この場合、第１の閾値は、１よりも大きい正の係数と、パーセントで表された測定された電圧の測定精度との積であり、および／または、第２の閾値は、１よりも大きい正の係数と、パーセントで表された測定された電力の積である。正の係数として、特に値５が妥当であると判明した。
【００１３】
さらに別の変形実施形態によれば、先行時点と現在時点との間の有効電力の変化が求められ、有効電力の変化の絶対値が第３の閾値よりも大きければ、現在時点でのインピーダンス値の算出が中止される。これによって、インピーダンスの正確な推定は有効電力の変動が少ない場合にのみ可能である、という本発明による認識が考慮される。
【００１４】
本発明による方法の別の実施形態によれば、先行時点と現在時点との間の有効電力の変化も求められ、この実施形態の場合、ステップｃ）の推定誤差は、予め定められた関係に基づき決定される。この関係は、測定された有効電力と、測定された有効電力の変化の絶対値と、測定された無効電力の変化の絶対値とに依存して、推定誤差を表すものである。ここで関係の検出は、具体例として送配電網の場合には、上述の計算規則により推定されたインピーダンス値と、実際に発生しているインピーダンス値とを比較することにより、形成することができる。実際のインピーダンス値を求めるために、それ自体周知の方法を利用して送配電網をシミュレートすることができ、もしくは実際の送配電網を用いてもよい。この関係を、例えば１つまたは複数のテーブルとして格納しておくことができる。詳細な説明では、一例として１つの関係をグラフによって表す。
【００１５】
本発明による方法のさらに別の変形実施形態によれば、ステップｃ）においてインピーダンス値が、現在時点と１つまたは複数の先行時点とを含む複数の時点で測定された電圧と、測定された有効電力と、測定された無効電力とを用い、以下の方程式のうち１つまたは複数の方程式に基づき推定される。ただし以下の方程式は、ステップｃ）による計算規則の１つの変形実施形態である。
【００１６】
【数１】
2016512949.tif 000003
ただしＺGEは推定されたインピーダンス値、
Ｕ2は、複数の時点のうち１つの時点で接続点において測定された電圧、Ｑ2は、複数の時点のうち１つの時点で接続点において測定された無効電力、Ｐ2は、複数の時点のうち１つの時点で接続点において測定された有効電力、
Ｕ1もしくはＱ1もしくはＰ1は、電圧Ｕ2と無効電力Ｑ2と有効電力Ｐ2とが測定された時点よりも前の時点で、接続点において測定された電圧もしくは測定された無効電力もしくは測定された有効電力、
である。
【００１７】
上述の方程式系はそれ自体周知のように、平均二乗誤差の最小化に基づき解くことができる。１つの簡単な変形実施形態によれば、現在時点の値と１つの先行時点の値だけを考慮するのであれば、方程式系にはただ１つの方程式しか含まれない。
【００１８】
別の変形実施形態によれば、ステップｄ）が実施された最後の時点以降の期間が、予め定められた閾値を超えた場合には、接続点における電圧および／または無効電力が変化するように、発電装置の１つまたは複数のパラメータが変更される。その際、パラメータの変更によって、本発明による方法の上述のステップａ）〜ｄ）の実施がトリガされる。このようにすれば、発電装置の能動的な励起によって動作パラメータが変更されるようになり、その結果として、インピーダンス値を新たに推定できるようになる。その際に有利であるのは、発電装置のパラメータの変更を、接続点における有効電力が一定に維持されるように行うことである。このようにすれば、有効電力が実質的に一定の場合に上述の推定誤差が小さくなる、ということが考慮され、それによってインピーダンス値の新たな特定が行われるようになる。
【００１９】
さらに別の実施形態によれば、測定された電圧の変化の絶対値が、第１の閾値よりも大きい第４の閾値よりもさらに大きい場合、および／または、測定された無効電力の変化の絶対値が、第２の閾値よりも大きい第５の閾値よりもさらに大きい場合、および、測定された電圧と測定された無効電力の変化の絶対値が、第２の判定基準を満たしていない場合、接続点における電圧および／または無効電力が変化するように、発電装置の１つまたは複数のパラメータが変更される。その際、パラメータの変更によって、本発明による方法の上述のステップａ）〜ｄ）の実施がトリガされる。このことによって、送配電網において比較的大きな事象が発生した場合に送配電網のインピーダンスが変化するので、インピーダンスの再計算をトリガすべきである、という点が考慮される。その際に有利であるのは、発電装置におけるパラメータの変更を、接続点における有効電力が一定に維持され、その変更によって実際にインピーダンスの新たな特定も行われるように構成することである。
【００２０】
１つの有利な変形実施形態によれば、本発明による方法は、風力タービンまたは複数の風力タービンから成る集合型風力発電所の形態の発電装置が接続された送配電網において適用される。ただし本発明による方法を、必要に応じてこれとは別の発電装置に適用することもできる。
【００２１】
上述の方法に加え本発明はさらに、以下のように構成された発電装置にも関する。即ち、この発電装置が送配電網の接続点に接続されると、本発明による方法もしくは本発明による方法の１つまたは複数の有利な変形実施形態を実施するように構成されている。この場合、求められたインピーダンス値を、発電装置の対応する制御ユニットによってじかに処理して、発電装置の動作を送配電網に適切に整合させることができる。
【００２２】
さらに本発明は、コンピュータにおいて実行されると、本発明による方法もしくは本発明による方法の１つまたは複数の変形実施形態を実施するための、機械読み取り可能な媒体に格納されたプログラムコードを含むコンピュータプログラム製品に関する。
【００２３】
次に、添付の図面を参照しながら本発明の実施例について説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明による方法の１つの実施形態が実施される発電装置のための接続点を備えた三相送配電網を示す図
【図２】図１による三相送配電網のインピーダンスを単相系統によってモデリングした様子を示す図
【図３】本発明による方法の１つの実施形態の基本ステップを示す図
【図４】本発明に従って推定されたインピーダンスの推定誤差を特定するための関係を例示するグラフ
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下で説明する本発明による方法の実施形態は、三相送配電網をベースとしており、これは図１ではテプナンの等価回路として示されている。送配電網の個々の相１，２，３におけるインピーダンスは、Ｚ1，Ｚ2，Ｚ3によって表されている。電力網内の対応する電圧は、Ｖ1，Ｖ2，Ｖ3によって表されている。この送配電網には、接続点ＰＣＣ（PCC = Point of Common Coupling）を介して発電装置（図示せず）が接続され、その際、各接続点もやはり３つの相についてそれぞれ別々に表されている。各相中に生じる電流は、Ｉ1，Ｉ2，Ｉ3によって表されている。さらに個々の相にはトランスも設けられており、そのインピーダンスはＺTで表されている。このインピーダンスは、以下では個々のインピーダンスＺ1，Ｚ2，Ｚ3に含めて計算される。個々の相間の電圧は、図１ではＶ12，Ｖ13，Ｖ23によって表されている。
【００２６】
ここで説明する実施形態の場合に前提とするのは、等しいインピーダンスＺ1〜Ｚ3と（１２０°の位相差を伴う）等しい電圧Ｖ1〜Ｖ3を有する、平衡状態におかれた三相送配電網である。したがって、図２に示した単相系統に基づきインピーダンスを求めることができる。図２による単相系統の場合、ＶGは、図１に示した等しい電圧Ｖ1〜Ｖ3の値を表しており、ＺGは、図１に示した等しいインピーダンスＺ1〜Ｚ3に対応する。接続点ＰＣＣにおける電圧ＶPCCもしくは電流ＩPCCは、１つの相の電圧もしくは電流に対応する。電圧ＶPCCは、接続されている発電装置によって測定される。同様に、電流ＩPCCおよび無効電力ＱPCCならびに有効電力ＰPCCも、発電装置によって測定される。図１と同様に、トランスのインピーダンスＺTは、送配電網のインピーダンスＺGに含めて計算される。
【００２７】
以下で説明する本発明による方法の実施形態の目的は、測定値ＶPCC，ＱPCC，ＰPCCに基づき、送配電網のインピーダンスを正確に求めることである。理論的にはインピーダンスＺGを、それ自体周知のように次式によって求めることができる。
【００２８】
【数２】
2016512949.tif 000004
ただし、Ｕ2およびＩ2は、接続点におけるある時点での複素数の電圧もしくは電流であり、Ｕ1およびＵ1は、接続点における別の時点での複素数の電圧もしくは電流である。したがって上述の電圧もしくは電流には、位相値が含まれている。この場合、送配電網の周波数変動に起因して、この位相値を特定するのは難しいことがわかっている。しかしながら、正確なインピーダンス値ＺGを求めるために以下では、接続点における電圧の位相は一定であるものとしてインピーダンス値を求める計算規則を適用する。ここで利用している認識は、電力網の動作中、この計算規則を用いてインピーダンス値を推定しても僅かな推定誤差しか発生しない動作点が繰り返し現れる、ということである。その際、推定誤差を分析することで、インピーダンスのそれ相応の推定がどの時点で適切であるとみなされるのか、を特定することができる。
【００２９】
特に発明者が認識したのは、接続点において測定された電圧と無効電力が変化し、かつこれと同時に、有効電力の変化が僅かであり、送配電網がリアクタンス性である場合に、つまり送配電網のインピーダンスの実数成分が小さい場合に、測定された電圧の位相が一定であるとした計算規則を適用すれば、結果として測定誤差は必ず小さくなる、という点である。送配電網のインピーダンスの実数成分が小さい、という前提条件が一般に満たされるのは、発電装置が高電圧送配電網に接続されている場合である。
【００３０】
インピーダンスを推定するための計算規則として、既に挙げた以下の方程式系が適用される。
【００３１】
【数３】
2016512949.tif 000005
ただし、ＺGEは推定されたインピーダンス値、Ｕ2は測定された電圧、Ｑ2は測定された無効電力、Ｐ2は測定された有効電力であり、これらの測定値は、現在時点と１つまたは複数の先行時点とを含む複数の時点のうち１つの時点に、接続点において測定された値である。さらにＵ1もしくはＱ1もしくはＰ1は、電圧Ｕ2と無効電力Ｑ2と有効電力Ｐ2とが測定された時点よりも前の時点に、接続点において測定された電圧もしくは測定された無効電力もしくは測定された有効電力である。
【００３２】
この場合、１つの簡単な変形実施形態によれば、方程式系にただ１つの方程式だけしか含まれないように、現在時点とその直前の時点だけが考察される。このケースによれば、Ｕ2，Ｑ2，Ｐ2は現在時点に関する値であり、Ｕ1，Ｑ1，Ｐ1はその直前の時点に関する値である。
【００３３】
次に、本発明による方法の基本ステップについて、図３を参照しながら説明する。この方法は、常に適切な現在時点ｔにおいてステップごとに実施され、図３には、適切な１つの時点ｔにおける複数のステップが示されている。この時点でステップＳ１において、現在時点と先行時点との間での接続点における電圧ＶPCCの変化の絶対値｜ΔＶPCC｜が、閾値ＴＨ１よりも大きいか否か、および現在時点と先行時点との間での接続点における無効電力ＱPCCの変化の絶対値｜ΔＱPCC｜が、閾値ＴＨ２よりも大きいか否か、がチェックされる。ここで利用される認識とは、接続点において電圧と無効電力の変化が発生している、ということが、上述の計算規則の適用にあたり僅かな推定誤差のために必要とされる前提条件となる、という点である。１つの有利な変形実施形態によれば、閾値ＴＨ１およびＴＨ２は、電圧もしくは無効電力の測定について事前に求められた精度に依存して定められる。例えば対応する閾値は、１よりも大きい正の係数（例えば５）と、パーセントで表した対応する測定精度との積である。
【００３４】
ステップ１による条件が満たされている場合のみ、現在時点におけるインピーダンスの推定が続行され、そうでなければ推定は終了する。ステップＳ１による条件が満たされている場合には、ステップＳ２において、接続点のところで電圧および無効電力の相応の変化が、発電装置によって引き起こされているのか、または送配電網によって引き起こされているか否か、がチェックされる。発電装置によって電圧もしくは無効電力の変化が引き起こされている場合のみ、インピーダンスの推定が可能である。ここで説明する実施形態によれば、ステップＳ２において、電圧ＶPCCの変化ΔＶPCCの極性符号が、無効電力ＱPCCの変化ΔＱPCCの極性符号と一致しているか否か、がチェックされる。これらの極性符号が一致している場合のみ、発電装置によって電圧もしくは無効電力の変化が引き起こされている。このことが該当する場合には、この方法はステップＳ３に進む。さもなければ、現在時点でのインピーダンスの推定は終了する。
【００３５】
この方法が続行される場合、ステップＳ３において、上述の計算規則に基づきインピーダンス値ＺGEが推定される。さらにこの推定について、推定誤差ｅｒｒＺGEが特定される。推定誤差の特定は、事前に送配電網のシミュレーションのために求められた、もしくは場合によっては送配電網の実際の動作中に求められた関係に基づいて行われる。図４には、この関係を表すグラフの具体例が示されている。このグラフには、一般性を狭めないように、対応する電力値がｐｕ（単位あたり）で表され、推定誤差がパーセントで表されている。このグラフを求めるために、送配電網のシミュレーションにおいて、実際のインピーダンスの値としてＺG＝0.0707 + 0.4950j（単位あたり）を基礎とした。このグラフでは、推定誤差ｅｒｒＺGEが無効電力の変化の絶対値｜ΔＱPCC｜に依存して示されており、これによれば、有効電力ΔＰPCCの変化の絶対値｜ΔＰPCC｜のそれぞれ異なる値に対して、グラフ中でそれぞれ異なる線が適用されている。図４では具体例として３本の線についてのみ、対応する線にそれぞれ該当する有効電力の変化の絶対値が示されている。この場合、有効電力の変化の絶対値は、各線について左から右へ向かって増加している。
【００３６】
図４のグラフは、現在時点において所定の有効電力値に対し求められたものである。その際、推定誤差を特定する目的で、図４に示されているように、有効電力の種々の値に対しシミュレーションによりそれぞれ求められた多数のグラフが存在する。ここで、ステップＳ３において推定誤差を特定するために、接続点における有効電力の現在値と一致する相応のグラフが選択される。ついで、接続点における有効電力の変化に対応する線が選択される。その後、この線に基づき、無効電力の変化の絶対値に対して推定誤差が読み出される。図４のグラフからわかるように、無効電力の変化が大きく、かつ有効電力の変化が小さい場合には、常に推定誤差は小さく、つまりこの条件の場合には常に、ＺGEを推定するために上述の計算規則が適している、ということがわかる。
【００３７】
推定誤差が特定された後、ステップＳ４において、この推定誤差が推定誤差ｅｒｒＺよりも小さいか否かが求められる。ここで推定誤差ｅｒｒＺは、直前の先行時点で特定された推定誤差である。現在の推定誤差ｅｒｒＺGEが直前に特定された推定誤差ｅｒｒＺよりも小さい場合のみ、ステップＳ５において、推定されたインピーダンス値ＺGEが、求められた有効なインピーダンス値ＺGであるとみなされる。ステップＳ４の条件が満たされなければ、現在時点でのインピーダンスの推定は中止される。その後、ステップＳ５において求められたインピーダンス値を、発電装置において、もしくは発電装置内の対応する制御ユニットにおいて適切に処理し、送配電網の現状に整合させることができる。
【００３８】
さらに上述の方法の１つの特に有利な実施形態によれば、ある特定の条件のもとで、発電装置のパラメータが能動的に変更される。この場合、パラメータを変更することによって、接続点における電圧もしくは無効電力に作用が及ぼされる。１つの変形実施形態によれば、ステップＳ５が実施された最後の時点以降の期間が、予め定められた閾値を超えた場合に、上述の変更が実施される。これにより、現在の動作条件によっても長期間にわたり、適切なインピーダンスが行われなくなってしまった場合に、新たな動作条件が形成されるようになる。有利には、発電装置の能動的な励起は、その際に接続点における有効電力が一定に維持されるように行われる。したがってこのケースでは、インピーダンスの推定を行うことができる条件が再び生じることが見込まれる。
【００３９】
１つの別の実施形態によれば、送配電網において重要な事象が発生した場合も、発電装置の能動的な励起が実施される。重要な事象が検出されるのは、ステップＳ２による条件が満たされておらず、かつ電圧変化の絶対値および／または無効電力変化の絶対値が著しく大きい場合である。この目的で、変化の絶対値に対応する閾値が設定され、これは閾値ＴＨ１およびＴＨ２よりも著しく大きい。本発明のこの変形実施形態によって考慮されるのは、送配電網における重要な事象によってインピーダンスに変化が引き起こされると、インピーダンス値の更新が必要になる、ということである。
【００４０】
本発明による方法の既述の実施形態は、一連の利点を有している。例えば、発電装置の動作中、装置の接続点におけるインピーダンスを、送配電網に対する能動的な妨害を僅かに抑えながら、オンラインで良好に推定することができる。その際に本発明が基礎とする認識は、接続点における電圧の位相変動は、周波数が不安定であることから正確には特定できないが、そのような位相変動を考慮することなく、発電装置もしくは送配電網が特定の動作点にある場合に、インピーダンスの正確な推定が可能である、ということである。本発明による方法を、任意の種類の発電装置に適用することができ、１つの有利な実施形態によれば、発電装置は複数の風力タービンから成る集合型風力発電所である。また、発電装置を接続する送配電網は、例えば高電圧送配電網であり、このような送配電網の場合、インピーダンスは実質的にリアクタンス成分であり、したがって実数成分をほとんど含まず、あるいはまったく含んでいない。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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