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JP3607561B2 - 無効電力補償装置の力率一定制御方法 - Google Patents

無効電力補償装置の力率一定制御方法 Download PDF

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Energy Support Corp
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NGK Insulators Ltd
Energy Support Corp
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  • Control Of Electrical Variables (AREA)

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電力系統の力率を設定力率に保つための無効電力補償装置の制御方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
環境の観点から近年注目されている風力発電機は、強風を受けやすい山上や海岸等に設置されるのが普通であるため、変電所から延びる電力系統の末端に接続されることが多い。この風力発電機は発電中は電力系統に電力を供給するが、起動時には多くの電力を消費し、また無効電力を発生させる。このために起動時に系統電圧が低下する。
そこで図3に示すように風力発電機1の近傍に無効電力補償装置2を接続し、起動時に風力発電機1が発生する無効電力を打ち消すことができる大きさの無効電力を無効電力補償装置2から電力系統3に出力して電源側の力率を1.00に保ち、系統電圧の低下を防止している。
【0003】
しかし、風力発電機1の発電中は潮流方向が逆転するため、無効電力補償装置2は風力発電機1側から見て変電所側の力率を1.00に保とうとする。
このため、従来は風力発電機1の発電中は変電所5から見て風力発電機1側の力率を1.00に制御することはできず、分散型電源系統連系技術指針の定める「電源側から見て風車側の力率を0.85以上かつ進み力率とならないこと」を満足することができない場合があった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記した従来の問題点を解決し、風力発電機の発電中にも、電源側から見た風力発電機側の力率を設定された一定の力率に制御することができる無効電力補償装置の力率一定制御方法を提供するためになされたものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するためになされた本発明は、風力発電機のある電力系統に、電源側から見た発電機側の設定力率を風力発電機の発電の有無により個別に設定できる無効電力補償装置を連系し、風力発電機の発電中は、設定力率となるような無効電力の符号を反転させたものを出力させることにより、風力発電機の発電の有無に応じて電源側から見て発電機側の力率を任意の設定力率とすることを特徴とするものである。
【0006】
なお、風力発電機の発電中の電源側から見た発電機側の設定力率を、やや遅れ力率とすることが好ましい。
【0007】
以下に本発明の実施形態を示す。
【0008】
【発明の実施の形態】
図1は本発明の実施形態を示す図であり、従来と同様に変電所5から延びる電力系統3の末端に誘導機を用いた風力発電機1が接続されている。またこの風力発電機1の近傍に、無効電力補償装置2が接続されている。無効電力補償装置2はコンデンサとインバータ回路とを連系リアクトルを介して電力系統3と並列に接続したものであり、進み位相又は遅れ位相の出力電流を電力系統3に供給することにより、電力系統3の力率を設定力率に保つ機能を有するものである。なおこの無効電力補償装置2は、電源側から見た発電機側の設定力率を風力発電機1の発電の有無により個別に設定できる機能を有するものである。
【0009】
この電力系統3への無効電力補償装置2の接続点4の両側に、それぞれ電流検出用のCTが取り付けられている。電源側をCT1、風力発電機1側をCT2とした。更に接続点4における電力系統3の電圧を測定するためのPTが接続されている。
前記したように風力発電機1が発電中か否かにより電力系統3の潮流方向が反対となるが、これらのCTにより検出された電流の位相と、PTによって検出された電圧の位相とを比較することによって、潮流方向を自動的に検出することができる。
【0010】
図2はこの無効電力補償装置2の制御装置に組み込まれたフローを示すもので、潮流方向が順方向、すなわち風力発電機1が停止中及び発電開始までは、PTとCT2とにより検出された電圧と電流とから、風力発電機側有効電力P2と風力発電機側無効電力Q2を算出し、設定力率となる無効電力Q3を無効電力補償装置2から出力させる。
これにより従来と同様に、電源側の力率は設定力率(例えば1.00)に制御される。
【0011】
また、潮流方向が逆方向、すなわち風力発電機1が発電中には、PTとCT2とにより検出された電圧と電流とから、風力発電機側有効電力P2と無効電力Q2を算出し、設定力率となる無効電力Q3を無効電力補償装置2から出力させる。この場合には潮流方向が逆方向であるために符号を反転させる。なお、何れの場合にも、PTとCT1が検出した電圧と電流から電源側有効電力P1と無効電力Q1とを検出し、フィードバック制御を行うことにより前記の制御の精度を向上させることができる。
【0012】
このように本発明によれば、風力発電機1が発電中にも電源側から見た風力発電機1側の力率を設定力率通りにほぼ一定に制御することが可能となる。しかも、前記したように潮流方向が順方向の場合と逆方向の場合とで力率の設定力率を変え、逆方向の場合にはやや遅れ力率(例えば遅れ0 . 95)となるように設定しておけば、分散型電源系統連系技術指針の定める「電源側から見て風車側の力率を0.85以上かつ進み力率とならないこと」を満足することができる。
【0013】
【0014】
【0015】
【0016】
【0017】
【発明の効果】
以上に説明したように、本願発明によれば、風力発電機の発電中にも電源側から見た風力発電機側の力率を設定力率に制御するようにできるようになり、風力発電機を起動させる際の無効電力による系統電圧の低下や、風力発電による系統電圧の上昇等を防止することが可能となる。
さらに、CTにより検出された電流の位相とPTによって検出された電圧の位相とを比較することによって、潮流方向を自動的に検出することができる。これにより、潮流方向別に任意に力率が設定できることにより、分散型電源系統連系技術指針の定める「電源側から見て風車側の力率を0.85以上かつ進み力率とならないこと」を満足することが可能となる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】請求項1の発明の実施形態を示すブロック図である。
【図2】請求項1の発明の制御フロー図である。
【図3】従来技術を示すブロック図である。
【符号の説明】
1 風力発電機、2 無効電力補償装置、3 電力系統、4 無効電力補償装置の接続点、5 変電所

Claims (2)

  1. 風力発電機のある電力系統に、電源側から見た発電機側の設定力率を風力発電機の発電の有無により個別に設定できる無効電力補償装置を連系し、風力発電機の発電中は、設定力率となるような無効電力の符号を反転させたものを出力させることにより、風力発電機の発電の有無に応じて電源側から見て発電機側の力率を任意の設定力率とすることを特徴とする無効電力補償装置の力率一定制御方法。
  2. 風力発電機の発電中の、電源側から見た発電機側の設定力率を、遅れ力率としたことを特徴とする請求項1記載の無効電力補償装置の力率一定制御方法。
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