[发明专利]风力发电装置的控制装置和控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及风力发电装置发出的有效电力的控制。

背景技术

对于电力系统，理想是的始终维持需求和供给的平衡，但是该平衡有可能偏离。这样的平衡偏离作为频率变动而出现。当由于发电机脱离或系统故障等产生电力供给能力不足时，引起系统扰动(频率变动等)，若没有系统扰动的抑制能力则会造成系统整体崩溃，存在发生大规模停电的危险性。在平衡刚偏离后，由于频率变动的周期短，所以特别是对输出要求值的响应性高的水力发电站等能够对该抑制作出贡献。在成为变动平稳后的稍高的频率下的准平衡状态以后，风车以抑制该输出作为目的，采取停止的处置。

作为关于电力系统的频率变动时的风力发电装置的控制的参考例，能够例举专利文献1。在专利文献1中，记载有目的是抑制风力发电对输电网(grid)的频率造成的变动的技术。为了达成该目的，进行基于输电网的测定频率与正常频率之间的偏差的PID控制或具有滞后的控制。

专利文献1：美国专利申请公开第2009/0167021号说明书

发明内容

近年来，风力发电装置的发电规模变大。因此在风力发电装置中，也考虑在产生系统扰动的情况下，从其初期开始抑制扰动的控制有效。

本发明的目的在于实现一种能够对刚产生系统扰动后的电力系统的频率变动进行响应的风力发电装置的控制。

在本发明的一个方面中，能够进行基于指令值的有效电力的控制的风力发电装置(6)的控制装置(2)具备：计测单元(3)，计测电力系统的频率；和指令值生成单元(4)，在通过计测单元计测到的电力系统的频率变动超过规定基准的情况下，根据表示频率变动量与有效电力指令值的预先设定的关系的变换信息，生成向抑制电力系统的频率变动的方向控制有效电力的指令值。

在本发明的另一个方面中，计测单元(3)根据以规定的采样周期获取的数据的移动平均值计测电力系统的频率。

在本发明的又一个方面中，计测单元(3)在电力系统的频率变动开始的初期阶段，根据第一采样周期计测电力系统的频率。在初期阶段后的电力系统的频率变动的后期阶段，根据周期比第一采样周期长的的第二采样周期计测电力系统的频率。

在本发明的又一个方面中，指令值生成单元(4)，在电力系统的频率变动开始的初期阶段，在生成指令值的控制系统中，基于第一增益生成指令值，在初期阶段后的电力系统的频率变动的后期阶段，在生成指令值的控制系统中，基于比第一增益小的第二增益生成指令值。

在本发明的又一个方面中，在从电力系统的频率变动开始经过了规定时间的情况下，或者，在电力系统的频率变动量成为规定阈值以下的情况下，计测单元(3)或者指令值生成单元(4)判断为已转移到电力系统的频率变动的后期阶段。

在本发明的又一个方面中，该风力发电装置的控制装置(2)统一地控制多个风力发电装置(6)。

在本发明的一个方面中，能够进行基于指令值的有效电力的控制的风力发电装置(6)的控制方法包括：计测工序(S1)，计测电力系统的频率；和指令值生成工序(S2～S6)，在通过计测工序计测到的电力系统的频率变动超过规定基准的情况下，根据表示频率变动量与有效电力指令值的预先设定的关系的变换信息，生成向抑制电力系统的频率变动的方向控制有效电力的指令值。

根据本发明，能够实现能够对系统扰动进行初期的响应的风力发电装置的控制。

附图说明

本发明的上述目的、其他目的、效果和特征，结合附图根据实施方式的说明而更加明确。

图1表示风电场的结构。

图2表示风力发电装置和控制装置的结构。

图3表示移动平均值的例子。

图4表示参数变换系数。

图5表示频率变动与频率偏差Δf的例子。

图6表示控制装置的动作。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。图1表示本实施方式的风电场的结构。风电场具备控制装置2。控制装置2具备频率检测部3和指令值生成部4。频率检测部3和指令值生成部4是通过CPU读出并执行保存在存储装置中的程序而实现的功能块。控制装置2与属于风电场的多个风力发电装置6的各个风车控制装置5连接。各个风力发电装置6具备发电机和电力变换部。风力发电装置6利用风力产生的转矩由发电机变换成电力，通过电力变换部变换成与系统相同种类的电力。控制装置2进行多个风力发电装置6与电力系统1的系统互连。