(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一台以上の風力発電装置からなり、前記風力発電装置の発電電力を電力系統へ出力し、  前記電力系統側から出力電力に関する制限を受けるウィンドファームを複数備えるウィンドファーム群において、
前記ウィンドファーム群の中の複数ファームの電力に関する情報を取得し、前記電力に関する情報に基づき前記ウィンドファーム群の出力電力を制御する制御部を備え、
前記制御部は、
前記ウィンドファーム群を構成するウィンドファームの出力電力を調節し、前記ウィンドファーム群の出力電力の変動を抑制することを特徴とするウィンドファーム群。
【請求項２】
一台以上の風力発電装置により構成され、電力系統側から出力電力に関する制限を受け、前記風力発電装置の発電電力を電力系統に出力するウィンドファームにおいて、
前記電力系統に電力を供給する他ウィンドファームの電力に関する情報を受信する受信部と、
自ウィンドファームの電力に関する情報と前記他ウィンドファームの電力に関する情報とに基づき前記自ウィンドファームの発電電力を制御する制御部と、を備え、
前記他ウィンドファームの出力電力の制限に関する情報および前記他ウィンドファームの電力に関する情報に基づき、前記自ウィンドファームの出力電力に関する制限の上限値よりも大きな値の電力を発電することを特徴とするウィンドファーム。
【請求項３】
一台以上の風力発電装置により構成され、電力系統側から出力電力に関する制限を受け、前記風力発電装置の発電電力を電力系統に出力するウィンドファームにおいて、
前記電力系統に電力を供給する他ウィンドファームの電力に関する情報を受信する受信部と、
自ウィンドファームの電力に関する情報と前記他ウィンドファームの電力に関する情報とに基づき前記自ウィンドファームの発電電力を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、
前記自ウィンドファームの出力電力と前記他ウィンドファームの出力電力との合算の変動が減少する前記ウィンドファームの発電電力指令値を作成する前記コントローラと、を備えることを特徴とするウィンドファーム。
【請求項４】
一台以上の風力発電装置からなり、前記風力発電装置の発電電力を電力系統へ出力し、
前記電力系統側から出力電力に関する制限を受けるウィンドファームの制御方法において、
自ウィンドファーム及び他ウィンドファームの電力に関する情報を取得するステップと、
前記電力に関する情報に基づき前記自ウィンドファームの発電電力を制御するステップと、を備え、
前記他ウィンドファームの出力電力の制限に関する情報を取得するステップと、
前記他ウィンドファームの出力電力の制限に関する情報および前記他ウィンドファームの電力に関する情報に基づき、前記自ウィンドファームの出力電力に関する制限の上限値よりも大きな値の電力を発電するステップとを備えることを特徴とするウィンドファームの制御方法。
【請求項５】
一台以上の風力発電装置からなり、前記風力発電装置の発電電力を電力系統へ出力し、
前記電力系統側から出力電力に関する制限を受けるウィンドファームの制御方法において、
自ウィンドファーム及び他ウィンドファームの電力に関する情報を取得するステップと、
前記電力に関する情報に基づき前記自ウィンドファームの発電電力を制御するステップと、を備え、
前記自ウィンドファームの出力電力と前記他ウィンドファームの出力電力との合算値を取得するステップと、
前記合算値の変動が減少するように前記ウィンドファームの発電電力指令値を作成するステップと、を備えることを特徴と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、風のエネルギーを利用して発電した電力を、電力系統に供給する風力発電装置、および複数の風力発電装置から構成されるウィンドファーム，複数のウィンドファームから構成されるウィンドファーム群に関する。
【背景技術】
【０００２】
複数台の風力発電装置で構成されるウィンドファームにおいて、ウィンドファームに目標発電量が設定され、ウィンドファームを構成する各風力発電装置の出力電力の合計を当該目標発電量に近づけるために、風力発電装置の間で保守履歴データや運転特性データなどの情報を交換し、風力発電装置の運転パターンを決定するウィンドファームが以下の特許文献１に示されている。また、特許文献１には、目標発電量を出力する時に、ヨー制御やピッチ制御により一つのウィンドファーム内での経済効率を考えた運用をする方法が示されている。さらに、特許文献２には、出力変動の大きい風力発電装置の出力を抑制することで、ウィンドファームの出力変動を効果的に抑制する制御方法が記載されている。
【０００３】
なお、本発明において、ウィンドファームとは、電力系統側から出力電力に関する制限を受ける一台以上の風力発電装置の集合体を意図するものとする。また、一つのウィンドファームを構成する風力発電装置は一般的に比較的近距離（数十〜数百メートル）に設置され、各風力発電装置は同様の特性の風を受ける。
【特許文献１】特開２００２−３４９４１３号公報
【特許文献２】特開２００１−２３４８４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
これまで、特許文献１および特許文献２に記載されているように、単一のウィンドファームの中で出力電力変動を抑制することが検討されてきた。しかし、ウィンドファームは、大きいものでもおよそ数キロメートルの範囲に複数の風力発電装置が配置されるため、単一のウィンドファームを通過する風の変動の特性は共通である。つまり、従来の変動抑制方法によっても単一のウィンドファームから出力される電力はおよそ１０分以上の中・長周期の変動を生じることになる。そのため、今後ウィンドファームの導入が進み、電力系統の総発電容量に占めるウィンドファームの発電容量の割合が大きくなった場合に、共通の電力系統に接続される各ウィンドファームが出力する中・長周期の変動が足しあわされて、電力系統へ大きく変動する電力が出力され、当該電力系統に接続された電源（例えば、火力発電所や原子力発電所など）や負荷（消費者）に電圧変動や周波数変動等の悪影響が生じる問題がある。
【０００５】
本発明の目的は、複数のウィンドファームから電力系統へ出力される電力の変動を抑制することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の本発明の目的は、一台以上の風力発電装置からなり、風力発電装置の発電電力を電力系統へ出力し、電力系統側から出力電力に関する制限を受けるウィンドファームを複数備えるウィンドファーム群において、ウィンドファーム群の複数ファームの電力に関する情報を取得し、電力に関する情報に基づきウィンドファーム群の出力電力を制御する制御部を備えることを特徴とするウィンドファーム群により達成することができる。なお、「電力に関する情報」は電力の値のみを意図するものではなく、電力の値を暗号化した信号および電力の値から算出される情報も含むものを意図するものである。
【０００７】
また本発明の目的は、一台以上の風力発電装置により構成され、電力系統側から出力電力に関する制限を受け、前記風力発電装置の発電電力を電力系統に出力するウィンドファームにおいて、前記電力系統に電力を供給する他ウィンドファームの電力に関する情報を受信する受信部と、自ウィンドファームの電力に関する情報と前記他ウィンドファームの電力に関する情報とに基づき前記自ウィンドファームの発電電力を制御する制御部と、を備えることを特徴とするウィンドファームによっても達成することもできる。
【０００８】
さらに、本発明の目的は、一台以上の風力発電装置からなり、前記風力発電装置の発電電力を電力系統へ出力し、前記電力系統側から出力電力に関する制限を受けるウィンドファームの制御方法において、自ウィンドファーム及び他ウィンドファームの電力に関する情報を取得するステップと、前記電力に関する情報に基づき前記自ウィンドファームの発電電力を制御するステップと、を備えることを特徴とするウィンドファームの制御方法によっても達成することができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明により、共通の電力系統に接続される複数のウィンドファームから電力系統へ出力される電力の変動を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下に３つの実施例に分けて、本発明の実施の形態を詳細に説明する。
【００１１】
（実施例１）
図１は、本発明の一実施例の装置構成を示す単線結線図である。まず、電力系統の構成について説明する。電力系統の発電設備１０１は、工場や家庭などの負荷１０２と、ウィンドファーム（ＷＦ１，ＷＦ２，・・・）に接続される。本実施例では、特にウィンドファームが２つの場合について説明するが、ウィンドファームが３つ以上である場合であっても本発明は適応可能である。また、ウィンドファームの構成はほぼ同じであるので、主に１つのウィンドファームについて説明する。電力系統の発電設備１０１からの電力は、送電線１０３を用いて送られる（図中、電圧レベル変換用のトランスなどは省略している）。
【００１２】
ウィンドファームＷＦ１の構成について説明する。ウィンドファームＷＦ１は、ウィンドファームＷＦ１内全体を監視，制御するファームコントローラ１０４を備える。ファームコントローラ１０４は、ウィンドファームＷＦ１を構成する各風力発電装置の状態を監視する。また、ファームコントローラ１０４は、電力系統からウィンドファームＷＦ１へ要求される電力制限値Ｐ１lim（出力電力に関する制限）に応じてウィンドファームを構成する各風力発電装置の発電上限値Ｐｍを演算し、各風力発電装置に発電上限値Ｐｍを指令する。さらに、ファームコントローラ１０４は、ウィンドファームＷＦ２のファームコントローラ１０５から電力制限値Ｐ２limおよびウィンドファームＷＦ２の出力電力Ｐ２の情報を受信する。
【００１３】
図２は、ウィンドファームＷＦ１の構成を簡単に示したものである。
【００１４】
各風力発電装置２０２は、ファームコントローラ１０４に発電電力などの運転状態を通信線２０３を使って伝送し、さらにファームコントローラ１０４から前記発電上限値Ｐｍの情報を受信する。なお、これらの情報のやり取りは無線で行われても良い。
【００１５】
ウィンドファームＷＦ１は複数の風力発電装置２０２で構成され、各風力発電装置２０２はウィンドファームＷＦ１内の送電線２０４で電気的に接続され、送電線２０４と昇圧用トランス２０１を介して、前記電力系統に接続される。このようにして、各風力発電装置２０２は、風力を利用して発電した発電電力を電力系統に出力する。
【００１６】
各風力発電装置２０２は、ファームコントローラ１０４から受信した発電上限値Ｐｍに従い、例えば、図３に示すパワーカーブ（横軸：風速，縦軸：発電電力）の上限値を発電上限値Ｐｍに変更する。発電上限値Ｐｍ＝定格／２に変更したパワーカーブを図４に示す。風速が上がっても風力発電装置２０２の出力電力が発電上限値Ｐｍを超えないように、風力発電装置の羽根の角度を調整するため、風力発電装置２０２の出力電力は発電上限値Ｐｍに抑制される。
【００１７】
次に、風力発電装置２０２について詳細に説明する。図５に、風力発電装置２０２の構成例を示す。
【００１８】
風力発電装置２０２は主に、発電機１１０４，羽根１１０５，風車制御装置１１０６，電力変換器１１０３，変換器制御装置１１０７から構成される。
【００１９】
羽根１１０５は、発電機１１０４の回転子に（ギアなどで）機械的に接続されており、発電機１１０４の回転子巻線は電力変換器１１０３と電気的に接続され、また、発電機１１０４の固定子は遮断器１１０２やトランス１１０１などを介して電力系統に電気的に接続される。
【００２０】
風車制御装置１１０６は、風速の検出、及び前記ファームコントローラ１０４からの発電上限値Ｐｍを受信し、発電上限値Ｐｍに応じて図３及び図４に示すようにパワーカーブを変更し、風力発電装置１１０６の発電する有効電力指令値Ｐrefを演算する。さらに、羽根１１０５の角度を制御し、有効電力指令値Ｐrefと運転／停止などの指令値Ｒunを出力する。
【００２１】
前記有効電力指令値Ｐref、前記運転／停止などの指令値Ｒunの各種指令値は、変換器制御装置１１０７に送られる。
【００２２】
変換器制御装置１１０７は、有効電力指令値Ｐrefに従い電力変換器１１０３を制御し、発電機１１０４と電力系統との間の電力（有効電力，無効電力）を制御する。また、運転／停止などの指令値Ｒunに従い運転や停止等を制御する。
【００２３】
つまり、各風力発電装置２０２は、発電上限値Ｐｍによるパワーカーブの変更と、当該変更されたパワーカーブと風速から求められる有効電力指令値Ｐrefに従い風力発電装置２０２の発電電力を有効電力指令値Ｐrefに一致するように制御する機能を持つ。
【００２４】
このように、風力発電装置２０２の変換器制御装置１１０７が、有効電力の制御を行う機能を持つと、発電機のトルク等の制御方式と比較して風力発電装置２０２の発電電力を所定の値に制御しやすい。そのため、風力発電装置２０２の発電電力を発電上限値Ｐｍにしたがって制御しやすいという利点を有する。
【００２５】
ここでは、発電機として交流励磁発電機を使用した例で説明したが、図６に示す同期発電機１３０４や、その他の発電機にも適用できる。
【００２６】
図１に示すように、ファームコントローラ１０４はウィンドファームＷＦ２のファームコントローラ１０５に、ウィンドファームＷＦ１の発電電力Ｐ１と電力制限値Ｐ１limを伝送する。ファームコントローラ１０５も、ウィンドファームＷＦ１のファームコントローラ１０４にウィンドファームＷＦ２の発電電力Ｐ２と電力制限値Ｐ２limを伝送する。
【００２７】
ウィンドファームＷＦ１は、ウィンドファームＷＦ２の発電電力Ｐ２と電力制限値Ｐ２limを受信し、下記［数１］の条件が成立する場合、ウィンドファームＷＦ１の電力制限値Ｐ１limを、［数２］のＰ１lim′の値に変更する。
【００２８】
（数１）
Ｐ２＜Ｐ２lim
【００２９】
（数２）
Ｐ１lim′＝Ｐ１lim＋（Ｐ２li−Ｐ２）
【００３０】
このように制御すると、ウィンドファームＷＦ１とウィンドファームＷＦ２の電力制限値の和は、Ｐ１lim＋Ｐ２limを越えることはない。
【００３１】
このときの動作を図７から図１２を用いて説明する。
【００３２】
図７は、一日のうち夜間（例えば２３時〜７時）に、発電量の上限値をＰ１Ｂに制限され、昼間（例えば８時〜２２時）はウィンドファームＷＦ１の最大発電量のＰ１Ａまで発電可能とする、電力制限値Ｐ１limを示している。
【００３３】
同様に、図８はウィンドファームＷＦ２に与えられる電力制限値Ｐ２limを示した図である。図７と同様に、電力制限値Ｐ２limは一日のうち夜間（例えば２３時〜７時）は発電量の上限値をＰ２Ｂに制限し、昼間（例えば８時〜２２時）はウィンドファームＷＦ２の最大発電量のＰ２Ａまで発電可能とする。（同図において添え字“２”は、ウィンドファームＷＦ２であることを示している。）
【００３４】
図９と図１０は、電力制限値Ｐ１lim，Ｐ２limとウィンドファームＷＦ１，ＷＦ２の発電電力との関係を模式的に示している。図７および図８で説明したように、２３時から７時までは電力制限値Ｐ１lim＝Ｐ１Ｂ，Ｐ２lim＝Ｐ２ＢによりウィンドファームＷＦ１，ＷＦ２の発電電力には制限がかかっている。
【００３５】
図９はウィンドファームＷＦ１の発電状態を、図１０はウィンドファームＷＦ２の発電状態を示している。図９に示すように、夜間は風が強くＰ１Ｂよりも多く発電することが可能であるが、電力制限値Ｐ１lim＝Ｐ１Ｂにより本来発電できる発電量（パワーカーブと風速から演算可能）よりも少ない発電量になっている。この状態は、発電できずに風のエネルギーを捨てていることになる。また、図１０に示すように、ウィンドファームＷＦ２では、風が弱く、Ｐ２Ｂよりも大きな電力を発電できず、発電電力Ｐ２は電力制限値Ｐ２lim＝Ｐ２Ｂよりも小さな値になっている。
【００３６】
次に、図１１と図１２を用いて、本発明を適用したときの発電状態を説明する。図１１はウィンドファームＷＦ１を図１２はウィンドファームＷＦ２の発電状態を示している。図１１と図１２の発電電力Ｐ１，Ｐ２は、図９と図１０と同じなので、説明は省略する。図１１において、夜間の電力制限値Ｐ１lim＝Ｐ１Ｂは、ウィンドファームＷＦ２の発電電力Ｐ２が夜間の電力制限値Ｐ２lim＝Ｐ２Ｂに不足する分（Ｐ２Ｂ−Ｐ２）だけ大きく修正する。これにより従来ウィンドファームＷＦ１において捨てていた風のエネルギーを有効に使い（Ｐ２Ｂ−Ｐ２）だけ発電量を増加させることができる。このとき、ウィンドファームＷＦ２の発電量は、図１０と同じで従来と変わらない。
【００３７】
ウィンドファームＷＦ２では電力制限値Ｐ２limよりも少ない電力しか発電できない風の状況であっても、ウィンドファームＷＦ１では風が強く、電力制限値Ｐ１limよりも大きな発電電力が得られる場合には、ウィンドファームＷＦ１の電力制限値Ｐ１limの制限を変更し、ウィンドファームＷＦ１の発電電力Ｐ１を増加させることが可能となる。
【００３８】
一般的に、電力系統側から各ウィンドファームへ与えられる電力制限値は、各ウィンドファームの出力電力が電力系統の電源や負荷へ悪影響を及ぼさないために設けられる。そのため、電力制限値の変更は、電力系統の電源や負荷へ悪影響を及ぼすものであってはならない。しかし、本実施例のような電力制限値の変更は各ウィンドファームに与えられる電力制限値の合算値の範囲内で行われるため、電力系統へ悪影響を及ぼすものではない。
【００３９】
そして、ウィンドファームＷＦ１の発電電力Ｐ１を変更させる際に、ウィンドファームＷＦ１の発電電力Ｐ１およびウィンドファームＷＦ２の発電電力Ｐ２の合算値が変動を生じないように発電電力Ｐ１を制御することができるため、ウィンドファームＷＦ１とウィンドファームＷＦ２が電力系統へ出力する電力合算値の電力変動を抑制することが可能となる。つまり、従来よりも電力系統への悪影響を抑制することを可能とする。
【００４０】
ここで、本実施例のように複数のウィンドファーム間で協調し発電量を増加させるには、各ウィンドファームへ入力される風の性質が異なっていることが望ましい。例えば各ウィンドファームが離れている方がよい。ウィンドファーム同士が近い場所にあると、風の変動が同じように起きる可能性が高いので、発電電力もファーム同士で同じように変動し、前述のような電力制限値の分配による発電電力の増加や電力系統への出力電力の変動抑制という効果が小さくなる。
【００４１】
また、このような電力制限値Ｐ１lim，Ｐ２limの融通を行う場合、発電電力量を増すことができるウィンドファーム（ここではＷＦ１）は売電収入が増える。発電電力が小さかったウィンドファームＷＦ２は、発電上限値Ｐ２Ｂの余剰分の権利を売り、ウィンドファームＷＦ１は売電収入増加分で、Ｐ２Ｂの余剰分を購入するビジネス形態も成り立つ。
【００４２】
（実施例２）
実施例１では、電力制限値が夜間に一定の上限値として与えられる例を示したが、電力系統から要求される電力制限は発電電力の変動幅が所定値以下となるように与えられる場合もある。そのため本実施例においては、電力制限値が発電電力の変動幅で与えられる場合の、発明の実施の形態について詳細に説明する。なお、本実施例において特に説明した構成以外は実施例１と同様のものとする。
【００４３】
図１３は、発電電力の変動幅を所定範囲内とするように電力制限が規定された場合の、本発明の発電状態を示す図である。ウィンドファームＷＦ１の電力制限値Ｐ１limは発電電力の変動幅を所定範囲内とするための所定の演算により上限値Ｐ１Ａと下限値Ｐ１Ｂとして算出されるものとする。さらに、ウィンドファームＷＦ２の電力制限値Ｐ２limも同様に上限値Ｐ２Ａと下限値Ｐ２Ｂとして算出される。
【００４４】
ここで、ウィンドファームＷＦ２は５分から１０分にかけて風速が強く発電可能量が電力制限値Ｐ２limの上限値Ｐ２Ａを超えている。しかし、上限値Ｐ２Ａを超えて発電することは電力制限に反するため、風車のピッチ角を変更するなどして発電量を上限値Ｐ２Ａまで抑制している。
【００４５】
このとき、ウィンドファームＷＦ１では、発電電力が電力制限値Ｐ１limの上限値Ｐ１Ａよりも小さい。そのため、ウィンドファームＷＦ２はウィンドファームＷＦ１から発電電力および電力制限値Ｐ１limの情報を受信することで、発電電力に関する電力制限を融通することが可能となり、発電量を増加させることができる。
【００４６】
実施例１と同様に、本実施例のような電力制限値の融通は各ウィンドファームに与えられる電力制限値の合算値の範囲内で行われるため、電力系統へ悪影響を及ぼすものではない。
【００４７】
そして、ウィンドファームＷＦ２の発電電力を変更させる際に、ウィンドファームＷＦ２の発電電力およびウィンドファームＷＦ１の発電電力の合算値が変動を生じないようにウィンドファームＷＦ２の発電電力を制御することができるため、ウィンドファームＷＦ１とウィンドファームＷＦ２が電力系統へ出力する電力合算値の電力変動を抑制することが可能となる。つまり、従来と比較して電力系統への悪影響を抑制することを可能とする。
【００４８】
（実施例３）
次に図１４を用いて本発明の他の実施例について説明する。
【００４９】
図１４は、ウィンドファームの発電電力の変動を抑制する運転のときの動作について説明する。
【００５０】
ウィンドファームＷＦ１のコントローラ１０４は、出力変動を抑制するために、ファームの発電電力Ｐ１に一次遅れなどのフィルタや、移動平均を用い、フィルタ出力の電力値（低周波成分）を指令値Ｐ１refとしてウィンドファームＷＦ１を制御する。このために、ファーム内の各発電装置に発電電力指令を分配する。（例えば、各発電装置の運転の状況や、各発電装置の容量などを考慮して、発電電力指令値は作成され、ファーム内の各発電装置に分配される。）
【００５１】
ウィンドファームＷＦ２についても同様なので、説明は省略する。
【００５２】
ウィンドファームＷＦ１は、与えられた電力指令値Ｐ１refに従って動作する。風が弱くなると電力指令値に対して発電可能な電力が下回る可能性がある。風が強いときには、各風力発電装置２０２はパワーカーブの最大電力Ｐｍを調整するので、このときは発電電力は電力指令値Ｐ１refに追従できる。
【００５３】
風が弱いときに電力指令値と発電電力を一致させるには、例えば、フィルタなどによって作成される電力指令値Ｐ１refに１以下の係数を乗じて電力指令値を作成すればよい。これにより、発電電力は電力指令値に追従できる確率が高くなる。
【００５４】
このように、ファームコントローラ１０４が各風力発電装置２０２に電力指令値Ｐ１refを送り、各風力発電装置２０２が電力指令値Ｐ１refに追従するように発電電力を制御することにより、ウィンドファームＷＦ１が電力を発電すると、発電電力の変動は小さくできる。しかし、図１４に示したように、ウィンドファームＷＦ１およびウィンドファームＷＦ２について考えると、ウィンドファームＷＦ１において電力指令値Ｐ１refよりも発電可能な電力が大きいとき、ウィンドファームＷＦ２において電力指令値Ｐ２refよりも発電可能な電力が小さくなっていれば、ウィンドファームＷＦ１の発電電力を低下させる必要がない。
【００５５】
従来は、各ウィンドファームの中で、発電電力を電力指令値に追従させていたため、発電電力の抑制が行われていた。このような場合には、風のエネルギーを有効に利用できていないので、発電損失が発生していた。しかし、他のウィンドファームと電力指令値および発電可能な電力に関する情報を共有することで、無駄な発電電力の制限を防止できるため、発電量の増加という効果を達成することができる。
【００５６】
（実施例４）
図１５から図１６を用いて、他の実施例について説明する。図１５は、ウィンドファームの発電電力を充電し、蓄えた電力を放電する蓄電装置をウィンドファーム内に備える構成図を示したものである。本実施例において、ウィンドファームは蓄電装置を備えるものとする。蓄電装置を備えることで、発電電力の余剰電力を充電し、発電電力の不足分を放電して電力系統へ出力する出力電力を目標値に制御することが可能となる。蓄電装置を備える本実施例においては、ウィンドファーム内の各風力発電装置が発電した電力をウィンドファームの「発電電力」、ウィンドファームの発電電力に充放電電力が加算され電力系統へ出力される電力をウィンドファームの「出力電力」と定義する。
【００５７】
図１６は、ファームコントローラを有し、互いに発電電力および出力電力に関する情報を共有する複数のウィンドファームの発電電力および出力電力を示した図である。図１６において、実線で示す発電電力と点線で示す出力電力の差分は蓄電装置に充放電されるため、出力電力は発電電力の高周波の変動分を抑制した電力となる。
【００５８】
各ウィンドファームの出力電力の合計値は、図１６中に示すような挙動となる。ここで、各ウィンドファームが発電電力および出力電力の情報を共有し、各ウィンドファームの出力電力の合計値を算出することで、各ウィンドファームが蓄電装置の充放電電力を調節して、出力電力を制御し、各ウィンドファームの出力電力の合計値の変動を抑制することが可能となる。
【００５９】
従来は複数のウィンドファームの出力電力の合計値が変動しないように、各ウィンドファームに出力電力についての電力制限値を与えていた。しかし、各ウィンドファームの出力電力の制限では、複数のウィンドファームの出力電力の合計値の変動を十分に抑制することはできなかった。これに対して、本実施例は、複数のウィンドファームが電力に関する情報を共有し、出力電力を制御するため、複数のウィンドファームの出力電力の合計値の変動を十分に抑制することができる。
【００６０】
本実施例を用いることにより、各ウィンドファームは従来まで充電していた電力をそのまま出力することができ、かつ、放電していた電力を放電しなくて済むため、蓄電装置の充放電量を減少させることができる。それにより、充放電での損失電力が減少するため、発電運転の効率化を達成できる。さらに、充放電量が減少するため、容量の小さな蓄電装置であってもウィンドファームの変動抑制に利用することが可能となり、蓄電装置のコストを低減することが可能となる。
【００６１】
今後、風力発電装置の導入量が増加すると、電力系統の電力変動が問題となることが考えられるため、出力電力の変動を抑制するために、蓄電装置を併設したウィンドファームが増加することが予測される。そのため、ウィンドファームに併設される蓄電装置のコストを低減することは、風力発電装置の導入量を今後増加させるために、避けられない重要な課題である。よってこの課題を達成する本発明は風力発電の分野において非常に大きな意味を持つ発明である。
【００６２】
上述した各実施例では、ファームコントローラが各ウィンドファームに一台ずつ設置され、ファームコントローラはウィンドファームの電力に関する指令を作成する例を示したが、ファームコントローラとは異なり、ウィンドファームとは独立して設置されるコントローラがウィンドファームの電力に関する指令を作成し、ファームコントローラへ当該指令を送信する構成によっても、各実施例は適応可能である。
【産業上の利用可能性】
【００６３】
本発明によれば、ウィンドファーム間で発電電力を補間しあえるので、発電電力を増すとともに、変動を緩和する効果もある。これは、風力に限らず、電力が変動する発電装置、例えば太陽光システムなどにも適用できる。また、負荷や燃料投入型の発電装置との組み合わせなどにも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】電力系統および風力発電システムの回路構成を示した説明図。
【図２】ウィンドファームの構成例を示した説明図。
【図３】風力発電装置のパワーカーブを説明する説明図。
【図４】パワーカーブによる出力制限を示した説明図。
【図５】風力発電装置の概略構成を示した説明図。
【図６】風力発電装置の他の概略構成を示した説明図。
【図７】ウィンドファームＷＦ１の電力制限値Ｐ１limの例を示した説明図。
【図８】ウィンドファームＷＦ２の電力制限値Ｐ２limの例を示した説明図。
【図９】電力制限値Ｐ１limと発電電力Ｐ１の例を示した説明図。
【図１０】電力制限値Ｐ２limと発電電力Ｐ２の例を示した説明図。
【図１１】本発明による電力制限値Ｐ１limと発電電力Ｐ１の例を示した説明図。
【図１２】本発明による電力制限値Ｐmax２と発電電力Ｐ２の例を示した説明図。
【図１３】実施例２における発電状態を示す説明図。
【図１４】実施例３における発電状態を示す説明図。
【図１５】実施例４におけるウィンドファームの構成例を示した説明図。
【図１６】実施例４における発電状態を示す説明図。
【符号の説明】
【００６５】
１０１  系統の発電設備
１０２  負荷（工場，家庭）
１０３，２０４  送電線
１０４，１０５  ファームコントローラ
ＷＦ１，ＷＦ２  ウィンドファーム
Ｐ１  ウィンドファームＷＦ１の発電電力
Ｐ２  ウィンドファームＷＦ２の発電電力
Ｐ１lim  ウィンドファームＷＦ１の電力制限値
Ｐ２lim  ウィンドファームＷＦ２の電力制限値
２０１  トランス
２０２  風力発電装置
２０３  通信線
２０５  蓄電装置
【図１】
0004988540.tif 000002
【図２】
0004988540.tif 000003
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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