JP2013219941A - Control method and control device of power generation system using renewable energy - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、再生可能エネルギー利用発電システムの制御方法及び制御装置に係り、特に、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複数の風力発電装置から構成される再生可能エネルギー利用発電システムの制御方法及び制御装置に関する。 The present invention relates to a control method and a control device for a renewable energy-based power generation system, and more particularly, to use a renewable energy composed of a plurality of wind power generators that supply power generated using wind energy to a power system. The present invention relates to a power generation system control method and a control apparatus.
近年、地球温暖化対策の一つとして、風力発電の導入が世界的に盛んになってきている。風力発電の大量導入にあたっては、費用対効果の観点から一定の地域に複数台の風力発電装置を設け、それらの風力発電装置群を統括して制御し運用するウィンドファームとして設置されることが多くなっている。 In recent years, the introduction of wind power generation has become popular worldwide as one of the measures against global warming. When introducing a large amount of wind power generation, it is often installed as a wind farm in which multiple wind power generation devices are installed in a certain area from a cost-effective viewpoint, and these wind power generation devices are controlled and operated in an integrated manner. It has become.
これまで、ウィンドファーム及び個々の風力発電装置に関して特許文献1のような提案がなされている。特許文献1では、ウィンドファームに併設した蓄電システムの充電及び放電により、風速の変動による風力発電装置の出力変動を緩和する技術が開示されている。 Until now, the proposal like patent document 1 is made | formed regarding a wind farm and each wind power generator. Patent Document 1 discloses a technique for mitigating fluctuations in the output of a wind power generator due to fluctuations in wind speed by charging and discharging a power storage system provided in a wind farm.
ところで、気象状況により発電出力が変動する風力発電装置の電力系統への導入が多くなるにつれて、その導入が将来さらに増えた場合の電力系統の電圧や周波数の維持に関する影響が懸念されている。 By the way, as wind power generators whose power generation output fluctuates depending on weather conditions are increasingly introduced into the power system, there are concerns about the effects of maintaining the voltage and frequency of the power system when the number of wind power generators further increases in the future.
周波数の維持について言えば、これまでも各地域の電力会社が、主として需要の変動に対して種々の電源を組み合わせて需要と供給をバランスさせてきた。しかし、風力発電が電力系統に大量に連系された場合、従来の需要にいわばマイナスの負荷が重畳されることになる。需要の変動と風力発電出力の組み合わせによっては、これまで以上に高い需給調整能力が必要になることも予想される。 Speaking of frequency maintenance, power companies in each region have so far balanced demand and supply mainly by combining various power sources against fluctuations in demand. However, when a large amount of wind power generation is connected to the power system, a negative load is superimposed on the conventional demand. Depending on the combination of fluctuations in demand and wind power output, it is expected that a higher supply-demand adjustment capability will be required.
需要変動は、変化幅の小さい種々の振幅と周期を持った脈動成分や不規則な変動が重畳したものと考えられ、その成分は周期が数分までの微小変動、数分から10数分程度までの短周期変動、10数分以上の長周期変動の主要な3成分に分けられる。風力発電の発電出力においても同様に前述の3成分が含まれる。 Demand fluctuation is thought to be a superposition of pulsating components with various amplitudes and periods with small variation widths and irregular fluctuations, and the components are minute fluctuations of up to several minutes, ranging from several minutes to about 10 to several minutes. Are divided into three main components of a long period fluctuation of 10 minutes or more. The aforementioned three components are also included in the power generation output of wind power generation.
前記の需要変動に対して、周期数分程度までの微小変動は発電所の調速機を利用したガバナーフリー運転により調整が可能である。周期が数分から10数分程度までの短周期変動に対しては、周波数偏差などを検出して周波数調整発電所の発電機出力を変化させて制御しており、これを負荷周波数制御(LFC)と呼んでいる。周期がそれ以上長い長周期変動に対しては、経済性を考慮して各発電所に発電指令を送ることにより調整を行って制御しており、これを経済負荷配分制御(ELD)と呼んでいる。 With respect to the demand fluctuation, a minute fluctuation up to a few minutes can be adjusted by governor-free operation using a governor of the power plant. For short-period fluctuations with a period of several minutes to about 10 and several minutes, frequency deviations are detected and controlled by changing the generator output of the frequency-adjusted power plant, and this is controlled by load frequency control (LFC) It is called. Long-period fluctuations with longer periods are controlled by sending power generation commands to each power plant in consideration of economic efficiency, and this is called economic load distribution control (ELD). Yes.
風力発電を大量に導入した場合、特に問題になるのは負荷周波数制御(LFC)である。風力発電出力の変動が需要(負荷)変動に重畳された場合、周波数調整発電所の設備容量が不足することが考えられる。しかし、単純に周波数調整発電所の設備容量を大きくすることは経済的負担が大きく、何らかの代替手段が必要である。 When a large amount of wind power generation is introduced, load frequency control (LFC) is particularly problematic. When fluctuations in wind power generation output are superimposed on demand (load) fluctuations, it is conceivable that the installed capacity of the frequency adjustment power plant will be insufficient. However, simply increasing the installed capacity of the frequency-regulated power plant is an economic burden and requires some alternative means.
これまで、特許文献1に記載されているように、ウィンドファームに蓄電システムを併設し、その充放電を、所定時間過去の風力発電装置群と蓄電システムの出力電力の和の最大値と最小値から、次の制御周期の未来における出力可能範囲を設定する。このことにより、蓄電システムは、風力発電装置群の発電電力が、出力可能範囲を逸脱する場合、あるいは蓄電池の充電率が充電率の目標範囲から逸脱している場合のみ、充放電動作をおこなうことにより、風力発電装置群の出力電力のうち、LFC領域の変動を緩和するとともに、蓄電システムの充放電に伴う損失を低減することが可能である。 Up to now, as described in Patent Document 1, a wind farm has been provided with a power storage system, and charging and discharging is performed using a maximum value and a minimum value of the sum of the output power of the wind power generator group and the power storage system in the past for a predetermined time. From this, the possible output range in the future of the next control cycle is set. As a result, the power storage system performs the charge / discharge operation only when the generated power of the wind power generator group deviates from the output possible range, or when the charge rate of the storage battery deviates from the target range of the charge rate. As a result, it is possible to alleviate fluctuations in the LFC region of the output power of the wind power generation device group and reduce losses associated with charging and discharging of the power storage system.
しかしながら、風速の急激な変化、特に風速が急激に弱まる場合や、強風により風力発電装置が保護機能により停止することによる急激で大きな風車出力電力の減少が、出力可能範囲を大きく逸脱し、併設されている蓄電設備容量を上回る場合には、急激な変動を緩和しきれずに、所定の出力変動緩和性能を発揮することができない可能性がある。 However, sudden changes in wind speed, especially when the wind speed suddenly weakens, or when the wind power generator stops due to strong winds due to the protection function, the wind power output suddenly decreases greatly deviating from the possible output range. If the capacity exceeds the capacity of the stored power storage facility, there is a possibility that the predetermined output fluctuation mitigation performance cannot be exhibited without completely mitigating rapid fluctuations.
本発明は、前述の点に鑑みなされたもので、その目的とするところは、風力発電装置群の急激で大きな出力電力変動が発生した場合でも、所定の出力変動緩和性能を維持することのできる再生可能エネルギー利用発電システムの制御方法及び制御装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the foregoing points, and the object of the present invention is to maintain a predetermined output fluctuation mitigation performance even when a sudden and large output power fluctuation of the wind power generator group occurs. It is an object of the present invention to provide a control method and control apparatus for a renewable energy-based power generation system.
前記目的を達成するため、1台以上の風力発電装置によって構成される風力発電装置群(例えば、風力発電システム1)と、1台以上の蓄電装置によって構成される蓄電システムと、風力発電装置群及び蓄電システムを制御する上位コントローラとを有する再生可能エネルギー利用発電システム(例えば、ウィンドファーム100)の制御方法であって、上位コントローラは、風力発電装置群の出力電力の変動を所定の出力可能範囲に制御するために、蓄電システムの充放電によって補償するように制御指令する際に、気象情報に基づいて風力発電装置群の近未来の出力電力の変動を予測し、予測された出力電力が、出力可能範囲を逸脱するか否かを判定し、出力可能範囲を逸脱する場合、蓄電システムの制御指令として、蓄電システムの充電率の目標値及び蓄電システムの充放電電力の制限値のうち少なくともひとつを変更指令することを特徴とする。 In order to achieve the object, a wind power generator group (for example, a wind power generation system 1) configured by one or more wind power generators, a power storage system configured by one or more power storage devices, and a wind power generator group And a renewable energy-use power generation system (for example, wind farm 100) having a host controller that controls the power storage system, wherein the host controller is configured to output fluctuations in the output power of the wind power generator group within a predetermined output possible range. In order to control the power storage system to compensate by charging / discharging the power storage system, predicting the near-future output power fluctuations of the wind power generator group based on weather information, the predicted output power, It is determined whether or not the output range is exceeded. And changes the command at least one of the target values of the rate and limit values of the charge and discharge power of the power storage system.
本発明によれば、再生可能エネルギー利用発電システムで発生する急激で大きな出力電力の変動を事前に予測し、出力変動を所定の範囲に抑制することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the fluctuation | variation of the abrupt and big output electric power which generate | occur | produces in a renewable energy utilization electric power generation system can be estimated in advance, and an output fluctuation | variation can be suppressed to a predetermined range.
以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
図1は、本発明の一実施形態におけるウィンドファームの構成図である。図1に示す如く、再生可能エネルギー利用発電システムとしてのウィンドファーム100は、連系用変圧器4を介して電力系統5と一箇所で接続されており、電力を供給している。そのウィンドファーム100は、風力発電システム1(風力発電装置群)と、蓄電システム2と、上位コントローラ3と、風力発電システム1の出力電力PWなどを計測して上位コントローラ3に送信する電力計6と、蓄電システム2の充電電力及び放電電力である充放電電力PBなどを計測して上位コントローラ3に送信する電力計7とから概略構成されている。なお、ウィンドファーム100の出力電力PSと、PW及びPBとには、(数1)の関係が成り立つ。
(数1) PS=PW+PB
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a configuration diagram of a wind farm according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, a
(Equation 1) PS = PW + PB
気象観測装置9は、ウィンドファーム100に対して、ウィンドファーム100における季節風などの卓越風向の概ね風上の方位に離れた位置に少なくとも一台設置される。気象観測装置9は、風速、風向、気温、湿度、気圧などの気象情報のいずれか一種類、あるいは複数の情報と、前記気象情報を計測した時刻、気象観測装置9が設置されている地点の緯度、経度、標高などの位置情報を、気象計測値処理・送信装置91から逐次あるいは一定の時間保存したものをまとめて、通信ネットワーク8を介してウィンドファーム100の上位コントローラ3に対して送信する。
At least one
なお、象観測装置9及び気象計測値処理・送信装置91は、ウィンドファーム100の構成として備えてもよいし、あるいは外部にあるものを利用する構成としてもよい。また、気象観測装置9の設置位置は、風上の方位に限定されるものでなく、ウィンドファーム100における風速が良好に測定できそうなところにおけばよい。詳細については図2を参照して後記する。
The
気象観測装置9を設置する位置は、ウィンドファーム100で発生する風速の変動と時間的相関があり、かつ気象観測装置9で計測された風速の変動が、ウィンドファーム100に到達するまでの時間が、制御を実施するまでに必要な時間よりも長くなるように設定する。
The position where the
一例を挙げると、ウィンドファーム100で観測される卓越風向の風速をVa(m/sec)、ウィンドファーム100で発生し得る可能性のある出力電力の変動レベルをPFmax(pu)、ウィンドファーム100で要求される出力変動緩和要件の変動レベルをA(pu)、同変動緩和要件の評価時間をB(sec)、蓄電システムの充放電電力の最大値をPBmax(pu)、風力発電システムの定格出力をPWmax(pu)とすると、ウィンドファーム100と気象観測装置9の間の距離Laは、(数2)で表される。
For example, the wind speed in the dominant wind direction observed at the
(数2)La≧Va×PFmax×B/A×(1−PBmax/PWmax)(m) (Expression 2) La ≧ Va × PFmax × B / A × (1−PBmax / PWmax) (m)
なお、気象観測装置9は、前記気象情報を計測し、ウィンドファーム100に対して送信する機能を有していれば、他のウィンドファームあるいは太陽光発電所などに設置されている気象観測装置9を利用してもよい。
In addition, if the
図1に戻り、風力発電システム1は、複数の風力発電装置111,112,・・・,11nと、SCADA11により構成される。風力発電装置111,112,・・・,11nは、回転速度及びピッチが可変、かつ、制御可能な風力発電装置である。なお、SCADAは、Supervisory Control And Data Acquisitionの略である。
Returning to FIG. 1, the wind power generation system 1 includes a plurality of wind
SCADA11は、風力発電システムの運転状況や、発電電力などの運転情報を収集する役割を担う。同時に、SCADA11は、上位コントローラから、風力発電システム1の発電電力の制限指令PLCを受信し、個々の風力発電装置111,112,・・・,11nの発電電力の和が、PLC以下になるように、個々の風力発電装置111,112,・・・,11nに、それぞれ発電電力の制限指令PLC1,PLC2,・・・,PLCnを与える。
The
蓄電システム2は、一台以上の蓄電装置211,212,・・・,21mによって構成される。蓄電装置211,212,・・・,21mは、それぞれ上位コントローラ3からの充放電電力指令に従って、風力発電システム1の発電電力を充電、あるいは蓄えた電力を放電することができる。また、蓄電装置211,212,・・・,21mは、それぞれ蓄電池の充電率(SOC:State of Charge)を計測しており、SOCの値を上位コントローラ3に伝達する。蓄電装置211,212,・・・,21mは、鉛蓄電池、ナトリウム硫黄電池、レドックスフロー電池、リチウムイオン電池、ニッケル水素電池、リチウムイオンキャパシタのいずれか一種類、あるいはこれらの組み合わせにより構成される。
The
なお、SOCは、一般的には(数3)式で表現できる。
(数3) SOC=残容量(Ah)/満充電容量(Ah)*100 (%)
電池の充電状態を示す単位で、満充電時における電池の容量に対して充電残量がどのくらいかを比率で表している。すなわち、SOCが100%の場合満充電状態を示し、Ah(アンペアアワー)で定義される容量を放電することができる。通常、SOCの演算は、充電・放電した電流値を時間積算して求める。または、電池の満充電状態の電圧と、空状態の電圧を予め計測しておき、電池の電圧から概算する方法もある。
Note that the SOC can be generally expressed by Equation (3).
(Equation 3) SOC = remaining capacity (Ah) / full charge capacity (Ah) * 100 (%)
It is a unit that indicates the state of charge of the battery, and indicates the ratio of the remaining charge to the capacity of the battery when fully charged. That is, when the SOC is 100%, a fully charged state is indicated, and the capacity defined by Ah (ampere hour) can be discharged. Normally, the SOC is calculated by integrating the charged / discharged current value over time. Alternatively, there is a method in which the voltage of the battery in a fully charged state and the voltage in the empty state are measured in advance and approximated from the battery voltage.
表示装置10は、ウィンドファーム100の監視室(図示していない)あるいはウィンドファーム100の外部のウィンドファーム監視のための施設(図示していない)などに設置され、上位コントローラ3で処理した風力発電システム1の運転状態、発電出力、出力制限指令、蓄電システム2の充電率、充放電制限値、ウィンドファーム100の出力変動実績、所定の出力変動に対する遵守率などの情報のいずれか、あるいは複数を組み合わせた情報を表示する機能を有する。
The
図2は、本発明の一実施形態における気象観測装置の配置を示す構成図である。ウィンドファーム100の地理的条件により、季節風などの卓越風向が見られない、あるいは卓越風向が時間、季節などにより変化する場合などは、ウィンドファーム100から見て異なる方位に複数の気象観測装置9a,9b,9cを設置する。
FIG. 2 is a block diagram showing the arrangement of the weather observation apparatus in one embodiment of the present invention. When the prevailing wind direction such as a seasonal wind is not seen due to the geographical conditions of the
例えば、季節風などの卓越風向が見られない場合、最低3つの気象観測装置9a,9b,9cを設置することにより、どのような風向でも、ウィンドファーム100に対して概ね風上の方位となる気象観測装置が存在することになり、いずれかの気象観測装置、あるいは複数の気象観測装置の気象情報を組み合わせることにより、ウィンドファーム100で発生する出力の急激な変動を事前に予測することが可能となる。
For example, when a prevailing wind direction such as a seasonal wind is not seen, by installing at least three meteorological observation devices 9a, 9b, and 9c, the weather that is generally upwind with respect to the
なお、気象観測装置9a,9b,9cは、それぞれ気象計測値処理・送信装置9a1,9b1,9c1を介して、逐次あるいは一定の時間保存した気象情報をまとめて、通信ネットワーク8を介してウィンドファーム100の上位コントローラ3(図1参照)に対して送信する。
The meteorological observation devices 9a, 9b, and 9c collect the weather information stored sequentially or for a fixed time via the meteorological measurement value processing / transmitting devices 9a1, 9b1, and 9c1, respectively, and wind farms via the
図3は、本発明の一実施形態である出力電力の変動を示す特性図である。図3において、風速の変動に伴いウィンドファーム100の出力電力PSが変動する。この出力変動PSを緩和するには、任意の時間から始まる一定の時間(例えば、20分以内)の間に、出力変動を、常に一定値(例えば、図1に示す風力発電システム1の定格10%以下)以内に収めることが有効である。風力発電システム1の定格10%以下程度であれば、風力発電群が多く連系した場合でも、電力系統5に与える影響を小さくすることが可能である。
FIG. 3 is a characteristic diagram showing fluctuations in output power according to an embodiment of the present invention. In FIG. 3, the output power PS of the
具体的には、通常の出力電力の変動緩和制御では、過去19分間の出力電力PSの最大値PSMaxと、過去19分間の出力電力PSの最小値PSMinに対して、次の制御周期(図3では1分後)の出力電力PSが、上限値PSMin+10%と、下限値PSMax−10%の範囲である出力可能範囲Rに収まるように、蓄電システム2の充放電電力を決定する。これにより、任意の時刻から始まる20分間の電力変動を、風力発電システム1の定格の10%以下に収めることが可能である。
Specifically, in the normal output power fluctuation mitigation control, the following control cycle (FIG. 3) is applied to the maximum value PSMax of the output power PS for the past 19 minutes and the minimum value PSMin of the output power PS for the past 19 minutes. Then, the charge / discharge power of the
しかしながら、図3の未来における出力電力PSのように、予測される出力電力PS(予測出力電力)が運転可能な範囲を超えて減少し、出力可能範囲Rを超過した分の出力電力が、蓄電システム2の放電可能電力の制限値を上回った場合には、ウィンドファーム100の出力電力PSが出力可能範囲Rを逸脱して、10%以上の変動が発生する。これに対処するため、本実施形態の特徴である制御について図4を参照して説明する。
However, like the output power PS in the future of FIG. 3, the predicted output power PS (predicted output power) decreases beyond the operable range, and the output power corresponding to the excess of the output possible range R is stored. When the limit value of the dischargeable power of the
図4は、本発明の一実施形態における上位コントローラの構成を示すブロック図である。適宜図1を参照して説明する。上位コントローラ3は、気象観測装置9で計測され、気象計測値処理・送信装置91を介して送信された気象情報を用いて風速の変動を予測する風速変動予測手段31と、風速の変動からウィンドファーム100の出力電力PSの変動を予測する出力変動予測手段32と、出力変動の予測値が出力可能範囲R(運転可能範囲)をどの程度超過するかを判定する出力変動判定手段33と、出力変動が急激でない場合に通常の変動緩和制御を行う変動緩和制御手段34と、出力変動が急激な場合に風力発電システム1及び蓄電システム2の制御手段を決定する風車・蓄電池制御決定手段36と、風力発電システム1と蓄電システム2の状態を監視し、変動緩和制御手段34と、風車・蓄電池制御決定手段36に状態を伝える風車・蓄電池状態監視手段37と、気象計測値処理・送信装置91、SCADA11、蓄電システム2、表示装置10とデータを送受信する送受信手段38と、を備えている。
FIG. 4 is a block diagram showing the configuration of the host controller in one embodiment of the present invention. This will be described with reference to FIG. The
本実施形態では、前記したように、象観測装置9及び気象計測値処理・送信装置91は、ウィンドファーム100の構成として備えてもよいし、あるいは外部にあるものを利用する構成としてもよい。外部にあるものを利用する場合、例えば、気象庁は地域気象観測システム(AMeDAS:Automated Meteorological Data Acquisition System)により全国1,300ヶ所を超える地点で気象観測を自動で行っている。風速変動予測手段31は、ウィンドファーム100の設置場所の地形情報と、地域気象観測システムの気象情報とに基づいて、風速変動を予測してもよい。
In the present embodiment, as described above, the
図5は、本発明の一実施形態における上位コントローラの動作を示すフローチャートである。適宜図1、図4を参照して説明する。上位コントローラ3の風速変動予測手段31は、気象観測装置9で計測した気象情報を取り込み(処理S51)、取り込んだ気象情報に基づいて近未来の風速変動を予測する。出力変動予測手段32は、ウィンドファーム100で発生する出力電力PSの変動を予測する(処理S52)。出力変動判定手段33は、出力予測された出力電力PSの変動が、出力可能範囲Rを逸脱するか否かを判定する(処理S53)。
FIG. 5 is a flowchart showing the operation of the host controller according to the embodiment of the present invention. This will be described with reference to FIGS. 1 and 4 as appropriate. The wind speed fluctuation prediction means 31 of the
処理S53において、出力予測された出力電力PSの変動が、出力可能範囲Rを逸脱しない場合(処理S53,No)、すなわち、風力発電システム1の出力変動PWの変動が、蓄電システム2の充放電可能電力の制限値内で吸収できる場合には、変動緩和制御手段34が、通常の変動緩和制御(図3参照)として、例えば特許文献1に開示されている蓄電システム2の充放電制御を行う(処理S54)。
In the process S53, when the fluctuation of the output power PS whose output is predicted does not deviate from the output possible range R (No in the process S53), that is, the fluctuation of the output fluctuation PW of the wind power generation system 1 is the charge / discharge of the
処理S53において、出力予測された出力電力PSの変動が、出力可能範囲Rを逸脱する場合(処理S53,Yes)、すなわち、風力発電システム1の出力電力PWの変動が、蓄電システム2の充放電電力PBの制限値内で吸収できない場合には、予測される出力電力PSが増大方向であるか(処理S55,Yes)あるいは減少方向であるか(処理S55,No)、予測される出力電力PSの変動率(ΔP/Δt)、予測される出力電力PSの変動レベル(ΔP)、蓄電システム2のSOCの現在値などに応じて、風車・蓄電池制御決定手段36が蓄電システム2あるいは風力発電システム1を制御する(処理S56または処理S57)。
In the process S53, when the fluctuation of the output power PS whose output is predicted deviates from the output possible range R (Yes in the process S53), that is, the fluctuation of the output power PW of the wind power generation system 1 is the charge / discharge of the
図5中において、変動率はΔP/Δtで、変動レベルはΔPでそれぞれ表される。このとき、一例として変動率(ΔP/Δt)と変動レベル(ΔP)に応じて、図5中の急変発生時制御メニューを予め準備しておき、その組み合わせで制御する。なお、本実施形態では、変動率(ΔP/Δt)は、大、中、小の3種類とし、変動レベル(ΔP)は大、中、小の3種類として説明する。 In FIG. 5, the variation rate is represented by ΔP / Δt, and the variation level is represented by ΔP. At this time, as an example, according to the variation rate (ΔP / Δt) and the variation level (ΔP), the sudden change occurrence control menu in FIG. 5 is prepared in advance and the combination is controlled. In the present embodiment, the variation rate (ΔP / Δt) is described as three types of large, medium, and small, and the variation level (ΔP) is described as three types of large, medium, and small.
急変予測時制御メニューには、図5の下部に記載した、風弱のとき(風が弱まることが予測されたとき)のメニューである、A:SOC目標値増加、B:蓄電システム放電リミッタ増加、C:風車出力制限(傾斜減少制御)開始、また、風強(風が強まることが予測されたとき)のメニューである、D:SOC目標値減少、E:蓄電システム充電リミッタ増加、F:風車出力制限(傾斜増加制御)開始がある。 The sudden change prediction control menu is a menu at the time of wind weakness (when the wind is predicted to weaken) described in the lower part of FIG. 5, A: SOC target value increase, B: Storage system discharge limiter increase , C: wind turbine output limit (tilt reduction control) start, menu of wind strength (when wind is predicted to increase), D: SOC target value decrease, E: storage system charge limiter increase, F: There is a wind turbine output limit (inclination increase control) start.
風車出力制限の傾斜減少制御とは、風力発電システム1の出力電力PW(風車の総発電電力)を、時間とともに減少させる制御をいい、ランプ(ramp)制御ともいう。ランプ制御を行うための風車の構造としては、可変ピッチ制御が可能であることが望ましい。可変ピッチ制御は、風速・発電機出力を検知して、ブレードの取り付け角(ピッチ角)を制御することを意味する。 The inclination reduction control of the wind turbine output restriction refers to control that decreases the output power PW (total generated power of the wind turbine) of the wind power generation system 1 with time, and is also referred to as ramp control. As the structure of the wind turbine for performing the lamp control, it is desirable that variable pitch control is possible. The variable pitch control means detecting the wind speed / generator output and controlling the blade mounting angle (pitch angle).
他の風車の構造としては、ロータヘッドに支持された複数の翼をロータヘッドの軸心方向に傾斜せしめて翼通過面積を変化せしめる翼傾斜機構を備えた翼通過面積調整装置を備えた風車であっても、軸心方向の垂直面からの傾斜角度を小さくすることにより、ランプ制御はできる。 Another windmill structure is a windmill equipped with a blade passage area adjusting device having a blade tilting mechanism that tilts a plurality of blades supported by the rotor head in the axial direction of the rotor head to change the blade passage area. Even in such a case, the lamp control can be performed by reducing the inclination angle from the vertical plane in the axial direction.
処理S57(予測される出力電力PSが減少方向の場合)の処理について説明する。予測された変動率(ΔP/Δt)も変動レベル(ΔP)も小の場合には、出力電力PSが出力可能範囲Rを下回るまでの時間余裕があるので、風車・蓄電池制御決定手段36は、SOCの目標値を増加するように制御指令する(メニューのA選択)。これは、出力電力PSが減少する場合、急減発生前に、SOCの目標値を平常時よりも高くすることにより、急減発生時に充分なSOCが確保でき、急減発生時の蓄電システム2の放電でも、SOC枯渇により変動緩和制御ができなくなり、出力変動が発生する事態を回避するためである。
The process S57 (when the predicted output power PS is decreasing) will be described. When the predicted fluctuation rate (ΔP / Δt) and fluctuation level (ΔP) are both small, since there is a time margin until the output power PS falls below the output possible range R, the windmill / storage battery control determining means 36 A control command is issued to increase the SOC target value (menu A selection). This is because, when the output power PS decreases, by setting the SOC target value higher than normal before the sudden decrease occurs, sufficient SOC can be secured when the sudden decrease occurs, and even when the
予測された変動率(ΔP/Δt)が小で、かつ変動レベル(ΔP)が中の場合には、風車・蓄電池制御決定手段36は、メニューAに、蓄電システムの放電リミッタ増加のメニューBを加えて制御指令する(メニューのA+B選択)。また、予測された変動率(ΔP/Δt)が小で、かつ変動レベル(ΔP)が大の場合には、メニューのAに、風車出力制限(傾斜減少制限)を開始するメニューCを加えて制御指令をする(メニューのA+Cを選択)。
When the predicted fluctuation rate (ΔP / Δt) is small and the fluctuation level (ΔP) is medium, the windmill / storage battery
通常、風が弱まることによって問題となるのは出力電力PWであり、最終的には、出力電力PWの出力変動を補償する充放電電力PBを含めて出力電力PSが問題となる。例えば、任意の20分間における出力変動を風車定格出力の10%以下にすることが望ましい。つまり、同じだけ出力電力PSが減少する場合(例えば20%)であっても、それが20分以内に発生しては問題(例えば、系統の安定度の問題)となる場合があるが、40分以上かけてゆっくり変化すれば問題がないことになる。そこで、本実施形態では、風力発電システム1の出力電力PWが減少するとあらかじめ予測できていれば、事前に傾斜減少制御によってゆっくりと出力電力PWを絞ることによって、20分間で10%以内の変動に抑えることができる。 Usually, it is the output power PW that becomes a problem when the wind weakens. Finally, the output power PS becomes a problem including the charge / discharge power PB that compensates for the output fluctuation of the output power PW. For example, it is desirable that the output fluctuation in an arbitrary 20 minutes be 10% or less of the wind turbine rated output. That is, even if the output power PS decreases by the same amount (for example, 20%), if it occurs within 20 minutes, there may be a problem (for example, a system stability problem). If it changes slowly over more than a minute, there is no problem. Therefore, in this embodiment, if it can be predicted in advance that the output power PW of the wind power generation system 1 will decrease, the output power PW is slowly reduced in advance by slope reduction control, so that the fluctuation within 10% is achieved in 20 minutes. Can be suppressed.
前記したようにメニューA,B,Cを組み合わせることにより、予測された変動率(ΔP/Δt)、変動レベル(ΔP)に対して制御することができる。例えば、予測された変動率(ΔP/Δt)が大で、かつ変動レベル(ΔP)が大の場合には、風車・蓄電池制御決定手段36は、メニューA,B,Cを選択し(メニューのA+B+Cを選択)、制御指令する。
As described above, by combining the menus A, B, and C, the predicted fluctuation rate (ΔP / Δt) and fluctuation level (ΔP) can be controlled. For example, when the predicted fluctuation rate (ΔP / Δt) is large and the fluctuation level (ΔP) is large, the windmill / storage battery
変動率(ΔP/Δt)も変動レベル(ΔP)も大きい場合には、風車・蓄電池制御決定手段36は、SOC目標値の増加のメニューAに、蓄電システムの放電リミッタを放電出力が増加する方向に変更のメニューBを加え、さらに急変発生時刻までに風力発電システム1の出力電力PWを時間的に減少するよう傾斜を持たせて制限するメニューCを加えて制御指令する。これにより、風が弱まることによる風力発電システム1の出力電力PWの減少が発生するよりも前に、風力発電システム1の出力電力PWを減少させておくことで、最終的には、風が弱まることによる電力系統5への出力電力PSの減少幅を縮小できる。
When the fluctuation rate (ΔP / Δt) and the fluctuation level (ΔP) are both large, the windmill / storage battery
さらに、蓄電システム2のSOCを、出力電力PWの減少が発生するまでに高くしておくことで、風力発電システム1の出力電力PWの減少時の蓄電システム2の放電可能な容量を増加させる。風力発電システム1の出力電力PWの減少が発生してから、減少した出力電力PWを蓄電システム2の放電により緩和できる時間を延ばすことができる。また、蓄電システム2の放電リミッタを放電出力が増加する方向に変更することで、風が弱まることによる風力発電システム1の出力電力PWの減少時に、蓄電システム2の放電により、最終的には、風が弱まることによる出力電力PSの減少幅を縮小することが可能となる。
Furthermore, by increasing the SOC of the
次に、処理S56(予測される出力電力PSが増大方向の場合)の処理について説明する。予測された変動率(ΔP/Δt)も変動レベル(ΔP)も小の場合には、出力電力PSが出力可能範囲Rを上回るまでの時間余裕があるので、風車・蓄電池制御決定手段36は、SOCの目標値を減少するように制御指令する(メニューのD選択)。これは、出力電力PSが増大する場合、増大発生前に、SOCの目標値を平常時よりも低くすることにより、増大発生時にSOCの実使用領域が確保できて、急増発生時の蓄電システム2の充電でも、実使用領域の枯渇により変動緩和制御ができなくなり、出力変動が発生する事態を回避するためである。
Next, the process S56 (when the predicted output power PS is increasing) will be described. When the predicted fluctuation rate (ΔP / Δt) and fluctuation level (ΔP) are both small, there is a time margin until the output power PS exceeds the output possible range R. A control command is issued to decrease the SOC target value (menu D selection). This is because when the output power PS increases, the SOC target value is made lower than normal before the increase occurs, so that the actual use area of the SOC can be secured when the increase occurs, and the
予測された変動率(ΔP/Δt)が小で、かつ変動レベル(ΔP)が中の場合には、風車・蓄電池制御決定手段36は、メニューDに、蓄電システムの充電リミッタ増加のメニューEを加え制御指令する(メニューのD+E選択)。また、予測された変動率(ΔP/Δt)が小で、かつ変動レベル(ΔP)が大の場合には、メニューのDに、風車出力制限(傾斜増加制限)を開始するメニューFを加えて制御指令をする(メニューのD+Fを選択)。
When the predicted fluctuation rate (ΔP / Δt) is small and the fluctuation level (ΔP) is medium, the windmill / storage battery
前記したようにメニューD,E,Fを組み合わせることにより、予測された変動率(ΔP/Δt)、変動レベル(ΔP)に対して制御することができる。例えば、予測された変動率(ΔP/Δt)が大で、かつ変動レベル(ΔP)が大の場合には、風車・蓄電池制御決定手段36は、メニューD,E,Fを選択し(メニューのD+E+Fを選択)、制御指令する。
By combining the menus D, E, and F as described above, it is possible to control the predicted fluctuation rate (ΔP / Δt) and fluctuation level (ΔP). For example, when the predicted fluctuation rate (ΔP / Δt) is large and the fluctuation level (ΔP) is large, the windmill / storage battery
変動率(ΔP/Δt)も変動レベル(ΔP)も大きい場合には、SOC目標値の減少のメニューDに、蓄電システム2の充電リミッタを増加する方向に変更するメニューEを加え、さらに急変発生時刻までに風力発電システム1の出力電力PWを時間的に増大するよう傾斜を持たせて制限するメニューFを加える。これにより、風が強まることによる風力発電システム1の出力電力PWの増大が発生するよりも前に、風力発電システム1の出力電力PWを増加させておくことで、風が強まることによる出力変動の増加幅を縮小できる。さらに、蓄電システム2のSOCを、出力電力PWの増大が発生するまでに低くしておくことで、風力発電システム1の出力電力PWの増大時の蓄電システム2の充電可能な容量を増加させる。風力発電システム1の出力電力PWの増大が発生してから、増大した出力電力PWを蓄電システム2の充電により緩和できる時間を延ばすことができる。また、蓄電システム2の充電リミッタを増加する方向に変更することで、風が強まることによる風力発電システム1の出力電力PWの増大時に、蓄電システム2の充電により、最終的には、電力系統5への出力電力PSの増加幅を縮小することが可能となる。
When the fluctuation rate (ΔP / Δt) and the fluctuation level (ΔP) are both large, menu E for changing the charge limiter of
処理S56及び処理S57の処理後、風車・蓄電池制御決定手段36は、出力電力PSの緩和がされた(出力緩和OK)か否かを判定し(処理S58)、緩和された場合(処理S58,Yes)、変更した制御値を元に戻し(処理S59)、処理S51に戻る。一方、緩和されていない場合(処理S58,No)、処理S51に戻る。
After the process S56 and the process S57, the windmill / storage battery
本実施形態では、蓄電システムのSOC目標値の変更、充放電リミッタの変更、風力発電システムの出力制限のうち少なくともひとつを実施することにより、予測された出力電力の急変に合わせて、変動を所定の範囲に収める制御が可能となる。なお、図5にて説明した一連の動作は、1分周期で行うことが好ましい。 In the present embodiment, by performing at least one of the change of the SOC target value of the power storage system, the change of the charge / discharge limiter, and the output limitation of the wind power generation system, the fluctuation is determined in accordance with the sudden change of the predicted output power. Control within the range is possible. In addition, it is preferable to perform a series of operation | movement demonstrated in FIG.
図6は、本発明の一実施形態における気象観測装置の気象情報に基づく風速変動予測手法を示す特性図である。図6を参照して、本発明の一実施形態における、気象観測装置9で計測した気象情報を用いて、ウィンドファーム100の風速を予測する手法を示す。一例として、気象観測装置9で計測した風向、風速情報のみを用いて、ウィンドファーム100で発生する風速の変動を予測する手法と予測結果を説明する。
FIG. 6 is a characteristic diagram showing a wind speed fluctuation prediction method based on weather information of the weather observation apparatus in one embodiment of the present invention. With reference to FIG. 6, the method of estimating the wind speed of the
予測方法としては、気象観測装置9で現在計測された風向風速を示すベクトルがvのとき、vと直角方向に仮想的な風速波面を定義する。仮想的な風速波面はその直角方向に風速vsで伝播すると仮定する。前記仮想的な風速波面を延長して、ウィンドファーム100と直角を成す位置をa点とし、前記仮想的な風速波面の定義より、a点で現在時刻T0に吹いている風速は気象観測装置9で現在吹いている風速vsに等しい。従ってa点で現在時刻T0に吹いている風速vsがウィンドファーム100に到達する時刻Tは、気象観測装置9とウィンドファーム100間の距離をL、a点とウィンドファーム100間と、ウィンドファーム100と気象観測装置9間の直線の成す角をθとすると、(数4)で表される。
As a prediction method, when the vector indicating the wind direction and wind speed currently measured by the
(数4) T=T0+Lcosθ/vs
(数4)より、ウィンドファーム100において時刻Tで発生する風速の変動を予測することが可能となる。
(Equation 4) T = T 0 + L cos θ / vs
From (Equation 4), it becomes possible to predict the fluctuation of the wind speed occurring at the time T in the
図7は、本発明の一実施形態における風速急減時の予測例を示す説明図である。図7に、前記方法によるウィンドファームと気象観測装置9の実測風速、風向と予測風速の一例を示す。気象観測装置9で計測された風速の減少が、30分先にウィンドファームで発生することを予測している。なお、どの程度先の風速の急変を予測できるかは、気象観測装置9の設置位置と、風速、風向によって変化するが、概ね10分程度以上、3時間程度先までの予測が可能である。
FIG. 7 is an explanatory diagram showing an example of prediction when the wind speed is suddenly decreased in the embodiment of the present invention. FIG. 7 shows an example of measured wind speed, wind direction, and predicted wind speed of the wind farm and the
図8は、本発明の一実施形態における蓄電装置の充放電制限値の変更動作を示す特性図である。図8を参照して、蓄電システム2の充放電リミッタの変更について説明する。通常、鉛蓄電池をはじめとした化学反応を用いた蓄電システム2では、図8に示す通常の充放電マップで示されるような充放電範囲リミッタを設けている。充放電範囲リミッタは、蓄電システム2のSOCに依存する。これは、蓄電システム2の寿命などを考慮して決められており、もしもこの充放電リミッタの範囲を超えて常時充放電を行うと、蓄電システム2が急速に劣化する。しかしながら、風力発電システム1の出力電力PWが急変する短時間だけ、リミッタの範囲を拡大して充放電出力を増大させるよう制御することにより、蓄電システム2の劣化を最小限にし、かつ出力電力PWの急変時の変動緩和性能を最大限に発揮することが可能となる。
FIG. 8 is a characteristic diagram showing an operation for changing the charge / discharge limit value of the power storage device according to the embodiment of the present invention. With reference to FIG. 8, the change of the charge / discharge limiter of
図8において、通常の充放電マップで示される充放電範囲リミッタを、出力電力PWの急変予測時にどの程度拡大するかは、使用する蓄電システムの特性などを考慮して決定する。例えば、通常の充放電マップでSOCが50%時の放電出力リミッタが0.4Cとなっている鉛蓄電池の場合には、出力電力PWの急減を予測した場合に、放電出力リミッタを0.5Cに拡大する。なお、CはCレート(=電流値(A)/容量(Ah))のことであり、容量1Ahの電池を1Aで充放電すると1C、0.5Aで充放電すると0.5Cと表記される。 In FIG. 8, the extent to which the charge / discharge range limiter indicated by the normal charge / discharge map is expanded when the sudden change in the output power PW is predicted is determined in consideration of the characteristics of the power storage system to be used. For example, in the case of a lead storage battery in which the discharge output limiter is 0.4C when the SOC is 50% in the normal charge / discharge map, when the sudden decrease in the output power PW is predicted, the discharge output limiter is set to 0.5C. Expand to. C is the C rate (= current value (A) / capacity (Ah)). When a battery with a capacity of 1 Ah is charged and discharged at 1 A, it is written as 1 C, and when charged and discharged at 0.5 A, it is written as 0.5 C. .
図9は、本発明の一実施形態における風力発電システム、蓄電装置などの状態を表示する機能を示す図である。図9に示す表示画面例は、表示装置10に表示される管理用の画面である。図9において、上部にはウィンドファーム100の風力発電システム1の出力電力PWの実測値と、予測値を示し、出力電力PWの急変が予測される時刻などを表示する機能を有する。下部には蓄電装置の状態として、例えば、SOCの現在値と目標値、充放電制限リミッタの状態などを表示する。さらに、出力電力PSの変動が所定の範囲に収まっているかどうかの目安として、現在の変動量や、ある期間に所定の変動範囲に収まっていたかどうかを示す指標である遵守率などを表示する機能を有する。なお、表示項目などは目的に応じて様々に変更することが可能である。
FIG. 9 is a diagram illustrating a function of displaying the states of the wind power generation system, the power storage device, and the like according to an embodiment of the present invention. The display screen example illustrated in FIG. 9 is a management screen displayed on the
例えば、図9を参照すると、風力発電システム1の出力電力PW(図1参照)が60分後に急減が予測されており、そのために、蓄電システム2の蓄電装置は、現在時点で、SOCの目標値を85%までに上げており、また、充放電制限リミッタが「拡大中」であることがわかる。このため、風力が弱まり風力発電システム1の出力電力PWが減少する60分後に、蓄電システム2の充放電電力PBの放電電力を上げることにより、予測される出力変動を減少させる方向に寄与できる。
For example, referring to FIG. 9, the output power PW (see FIG. 1) of the wind power generation system 1 is predicted to suddenly decrease after 60 minutes. For this reason, the power storage device of the
本実施形態では、前記したように、蓄電システム2は、一台以上の蓄電装置211,212,・・・,21mによって構成される。各蓄電装置の容量は、同一定格であり、蓄電装置のSOCを全て同じ値(例えば、SOC現在値を75%、SOC目標値を80%)にする場合は、図9に示す例である。各蓄電装置の定格容量が異なり、蓄電装置のSOCを蓄電装置ごとに変化させたい場合は、蓄電システム2が補償すべき全体の充電・放電エネルギー量を考慮して、各蓄電装置に配分すべきSOCを算出すればよい。
In the present embodiment, as described above, the
図10は、本発明の一実施形態における出力電力変動予測値に対する、風力発電システム、蓄電システムの制御方法を示す特性図である。図10を参照して、出力電力PSの予測値に応じて、蓄電システム2の放電出力リミッタ、SOCの目標値、風力発電システム1の出力を変更する判断基準について説明する。
FIG. 10 is a characteristic diagram illustrating a method for controlling the wind power generation system and the power storage system with respect to the predicted output power fluctuation value according to the embodiment of the present invention. With reference to FIG. 10, a determination criterion for changing the discharge output limiter of the
図10において、出力電力PSの予測値が、出力電力PS下限値に到達するまでの時間をΔt1とする。Δt1が短い場合、風力発電システム1の出力を、時間的に傾斜を持たせて制限したとしても、出力電力PSの急減時までに、出力電力PSを充分に制限できない可能性があるので、その場合には図8で説明した蓄電システム2の各蓄電装置の放電出力リミッタの拡大を実施する
In FIG. 10, the time until the predicted value of the output power PS reaches the lower limit value of the output power PS is denoted by Δt1. When Δt1 is short, even if the output of the wind power generation system 1 is limited with a slope in time, the output power PS may not be sufficiently limited before the output power PS suddenly decreases. In this case, the discharge output limiter of each power storage device of the
また、出力電力PSの予測値が出力電力PSの下限値を下回り、再び、出力電力PSの下限値を上回るまでに、出力電力PSの下限値を下回る範囲の面積を積分した値をΔSOCとすると、ΔSOCは出力電力PS下限値を下回った際に蓄電システム2が放電しなければいけないエネルギーを示す。現在の蓄電システムのSOCからΔSOCを減じても、蓄電システムのSOC下限値に達しなければ、SOC枯渇は発生しないので、SOCの目標値を変更する必要はない。逆に、現在のSOCからΔSOCを減じて、SOCの下限値を下回る場合には、その下回る量に応じてSOCの目標値を増加方向に変更することにより、SOCの枯渇を防止することが可能となる。
Further, if the predicted value of the output power PS is below the lower limit value of the output power PS and again exceeds the lower limit value of the output power PS, the value obtained by integrating the area of the range below the lower limit value of the output power PS is ΔSOC. , ΔSOC indicates energy that the
ウィンドファーム100の外部に設けた気象観測装置9で計測した風速に基づいて、ウィンドファーム100の出力変動を所定の範囲に抑制することができる。特に、電力系統制御の観点から有効な数分から10数分程度の短周期変動を抑制できるので、有効である。
Based on the wind speed measured by the
以上述べた実施形態においては、再生可能エネルギー利用発電システムとしてウィンドファーム100について説明した。しかし、再生可能エネルギー利用発電システムとしては、必ずしもウィンドファーム100に限らない。例えば、太陽光発電装置群、波力発電装置群に適用してもよい。
In the embodiment described above, the
例えば、再生可能エネルギー利用発電システムとして、1台以上の太陽光発電装置によって構成される太陽光発電装置群と、1台以上の蓄電装置によって構成される蓄電システム2と、太陽光発電装置群及び蓄電システムを制御する上位コントローラ3とを有する再生可能エネルギー利用発電システムであって、上位コントローラ3は、太陽光発電装置群の出力電力の変動を所定の出力可能範囲に制御するために、蓄電システムの充放電によって補償するように制御指令する際に、気象情報に基づいて太陽光発電装置群の近未来の出力電力の変動を予測し、予測された出力電力が、出力可能範囲を逸脱するか否かを判定し、判定が出力可能範囲を逸脱する場合、蓄電システム2の制御指令として、蓄電システム2の充電率の目標値及び蓄電システム2の充放電電力の制限値のうち少なくともひとつを変更指令することができる。
For example, as a renewable energy-based power generation system, a solar power generation device group configured by one or more solar power generation devices, a
1 風力発電システム(風力発電装置群)
2 蓄電システム
3 上位コントローラ(制御装置)
4 連系用変圧器
5 電力系統
6,7 電力計
8 通信ネットワーク
9 気象観測装置
10 表示装置
11 SCADA
31 風速変動予測手段
32 出力変動予測手段
33 出力変動判定手段
34 変動緩和制御手段
36 風車・蓄電池制御決定手段(制御手段)
37 風車・蓄電池状態監視手段
91 気象計測値処理・送信装置
100 ウィンドファーム(再生可能エネルギー利用発電システム)
111,・・・,11n 風力発電装置
211,・・・,21m 蓄電装置
1 Wind power generation system (wind power generation equipment group)
2
4
31 Wind speed fluctuation prediction means 32 Output fluctuation prediction means 33 Output fluctuation judgment means 34 Fluctuation mitigation control means 36 Windmill / storage battery control determination means (control means)
37 Windmill / Battery
111, ..., 11n
Claims (10)
前記上位コントローラは、
前記風力発電装置群の出力電力の変動を所定の出力可能範囲に制御するために、前記蓄電システムの充放電によって補償するように制御指令する際に、
気象情報に基づいて前記風力発電装置群の近未来の出力電力の変動を予測し、前記予測された出力電力が、前記出力可能範囲を逸脱するか否かを判定し、前記出力可能範囲を逸脱する場合、前記蓄電システムの制御指令として、前記蓄電システムの充電率の目標値及び前記蓄電システムの充放電電力の制限値のうち少なくともひとつを変更指令する
ことを特徴とする再生可能エネルギー利用発電システムの制御方法。 Renewable having a wind power generator group composed of one or more wind power generators, a power storage system composed of one or more power storage devices, and a host controller for controlling the wind power generator group and the power storage system A method of controlling an energy-based power generation system,
The host controller is
In order to control the fluctuation of the output power of the wind power generator group to a predetermined output possible range, when instructing control to compensate by charging and discharging of the power storage system,
Predicts near-future output power fluctuations of the wind turbine generator group based on weather information, determines whether or not the predicted output power deviates from the output possible range, and deviates from the output possible range In this case, as a control command for the power storage system, a command to change at least one of a target value of the charging rate of the power storage system and a limit value of charge / discharge power of the power storage system is provided. Control method.
前記上位コントローラは、
前記蓄電システムの制御指令に加えて、前記風力発電装置に対して、
前記出力可能範囲を逸脱する場合、前記可変ピッチの制御による出力制限値の変更指令する
ことを特徴とする請求項1に記載の再生可能エネルギー利用発電システムの制御方法。 The wind power generator is a variable pitch controllable wind power generator,
The host controller is
In addition to the control command for the power storage system, for the wind turbine generator,
The control method for a renewable energy-based power generation system according to claim 1, wherein when the output range is deviated, an instruction to change the output limit value by controlling the variable pitch is issued.
ことを特徴とする請求項1に記載の再生可能エネルギー利用発電システムの制御方法。 Equipped with a weather observation device, at least one weather information among wind speed, wind direction, temperature, humidity, and pressure, the time when the weather information was measured, the latitude, longitude, and altitude position information of the location where the weather observation device is installed A method for controlling a power generation system using renewable energy according to claim 1, wherein data stored sequentially or for a certain period of time via a communication network are collectively transmitted to the host controller.
前記風力発電装置群の近未来の出力電力の変動は、
前記気象情報である風向及び風速を示すベクトルがvのとき、該vと直角方向に仮想的な風速波面とし、該仮想的な風速波面がその直角方向に前記風速で伝播するとして、前記風力発電装置群に到達する風速変動の時間変化に基づいて予測する
ことを特徴とする請求項1に記載の再生可能エネルギー利用発電システムの制御方法。 The host controller is
Changes in the near future output power of the wind power generator group,
When the vector indicating the wind direction and wind speed, which is the weather information, is v, the wind power generation is assumed to be a virtual wind speed wavefront in a direction perpendicular to v, and the virtual wind speed wavefront propagates in the direction perpendicular to the wind speed. The control method for a renewable energy-based power generation system according to claim 1, wherein the prediction is based on a temporal change in wind speed fluctuation reaching the device group.
前記風力発電装置群の出力電力の実測値及び前記近未来の出力電力の予測値とともに、前記蓄電システムの充電率の目標値及び前記蓄電システムの充放電電力の制限値を表示装置に表示する
ことを特徴とする請求項1に記載の再生可能エネルギー利用発電システムの制御方法。 The host controller is
Displaying the target value of the charge rate of the power storage system and the limit value of the charge / discharge power of the power storage system together with the actual value of the output power of the wind turbine generator group and the predicted value of the near future output power. The control method of the renewable energy utilization electric power generation system of Claim 1 characterized by these.
前記蓄電システムの制御指令として、前記蓄電システムの充電率の目標値を変更指令する際に、前記予測される出力電力が前記出力可能範囲の下限値を下回る場合、前記蓄電システムの充電率の目標値を増加させ、前記予測される出力電力が前記出力可能範囲の上限値を上回る場合、前記蓄電システムの充電率の目標値を減少させる
ことを特徴とする請求項1に記載の再生可能エネルギー利用発電システムの制御方法。 The host controller is
When a command to change the target value of the charge rate of the power storage system is commanded as a control command for the power storage system, if the predicted output power is below the lower limit value of the output possible range, the target charge rate of the power storage system 2. The use of renewable energy according to claim 1, wherein when the predicted output power exceeds an upper limit value of the output possible range, the target value of the charge rate of the power storage system is decreased when the value is increased. Control method of power generation system.
前記予測される出力電力が前記出力可能範囲の下限値を下回り、再び、該出力電力の下限値を上回ると予測した際に、前記下限値を下回る時刻t1と前記下限値を上回る時刻t2とに基づき、該出力電力の下限値を下回る範囲を時間積分した値を補償すべき容量とし、前記補償すべき容量に基づいて前記充電率の目標値を増加方向に変更する
ことを特徴とする請求項1に記載の再生可能エネルギー利用発電システムの制御方法。 The host controller is
When the predicted output power falls below the lower limit value of the output possible range and again exceeds the lower limit value of the output power, the time t1 falls below the lower limit value and the time t2 rises above the lower limit value. Based on the output power, a value that is integrated over time is set as a capacity to be compensated, and the target value of the charging rate is changed in an increasing direction based on the capacity to be compensated. The control method of the renewable energy utilization power generation system of Claim 1.
前記上位コントローラは、
前記太陽光発電装置群の出力電力の変動を所定の出力可能範囲に制御するために、前記蓄電システムの充放電によって補償するように制御指令する際に、
気象情報に基づいて前記太陽光発電装置群の近未来の出力電力の変動を予測し、前記予測された出力電力が、前記出力可能範囲を逸脱するか否かを判定し、前記出力可能範囲を逸脱する場合、前記蓄電システムの制御指令として、前記蓄電システムの充電率の目標値及び前記蓄電システムの充放電電力の制限値のうち少なくともひとつを変更指令する
ことを特徴とする再生可能エネルギー利用発電システムの制御方法。 A solar power generation device group configured by one or more solar power generation devices, a power storage system configured by one or more power storage devices, and a host controller that controls the solar power generation device group and the power storage system A control method for a power generation system using renewable energy, comprising:
The host controller is
In order to control the fluctuation of the output power of the photovoltaic power generation device group to a predetermined output possible range, when giving a control command to compensate by charging and discharging of the power storage system,
Based on weather information, predict the near-future output power fluctuation of the group of solar power generation devices, determine whether the predicted output power deviates from the output possible range, and set the output possible range When deviating, as a control command for the power storage system, at least one of a target value of the charge rate of the power storage system and a limit value of charge / discharge power of the power storage system is commanded to be changed. How to control the system.
前記上位コントローラは、
前記波力発電装置群の出力電力の変動を所定の出力可能範囲に制御するために、前記蓄電システムの充放電によって補償するように制御指令する際に、
気象情報に基づいて前記波力発電装置群の近未来の出力電力の変動を予測し、前記予測された出力電力が、前記出力可能範囲を逸脱するか否かを判定し、前記出力可能範囲を逸脱する場合、前記蓄電システムの制御指令として、前記蓄電システムの充電率の目標値及び前記蓄電システムの充放電電力の制限値のうち少なくともひとつを変更指令する
ことを特徴とする再生可能エネルギー利用発電システムの制御方法。 A wave power generation device group constituted by one or more wave power generation devices, a power storage system constituted by one or more power storage devices, and a host controller for controlling the wave power generation device group and the power storage system; A control method for a power generation system using renewable energy, comprising:
The host controller is
In order to control the fluctuation of the output power of the wave power generation device group to a predetermined output possible range, in order to control to compensate by charging and discharging of the power storage system,
Predicting near-future output power fluctuations of the wave power generator group based on weather information, determining whether the predicted output power deviates from the output possible range, and determining the output possible range. When deviating, as a control command for the power storage system, at least one of a target value of the charge rate of the power storage system and a limit value of charge / discharge power of the power storage system is commanded to be changed. How to control the system.
前記制御装置は、
前記風力発電装置群の出力電力の変動を所定の出力可能範囲に制御するために、前記蓄電システムの充放電によって補償するように制御指令する際に、
気象情報に基づいて前記風力発電装置群の近未来の出力電力の変動を予測する出力変動予測手段と、
前記予測された出力電力が、前記出力可能範囲を逸脱するか否かを判定する出力変動判定手段と、
前記出力可能範囲を逸脱する場合、前記蓄電システムの制御指令として、前記蓄電システムの充電率の目標値及び前記蓄電システムの充放電電力の制限値のうち少なくともひとつを変更指令する制御手段とを有する
ことを特徴とする制御装置。 The wind power generation device group and the power storage system used in a renewable energy-based power generation system including a wind power generation device group configured by one or more wind power generation devices and a power storage system configured by one or more power storage devices A control device for controlling
The controller is
In order to control the fluctuation of the output power of the wind power generator group to a predetermined output possible range, when instructing control to compensate by charging and discharging of the power storage system,
Output fluctuation prediction means for predicting fluctuations in the near future output power of the wind turbine generator group based on weather information;
Output fluctuation determining means for determining whether or not the predicted output power deviates from the output possible range; and
Control means for instructing to change at least one of a target value of the charging rate of the power storage system and a limit value of charge / discharge power of the power storage system as a control command of the power storage system when deviating from the output possible range A control device characterized by that.
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