[发明专利]二次励磁风力发电用变换装置、二次励磁风力发电用控制装置及二次励磁风力发电用变换装置的控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及二次励磁风力发电用变换装置、二次励磁风力发电用控制装置及二次励磁风力发电用变换装置的控制方法。

背景技术

近年，随着再生能源需要的加速，在世界各地推进了风力发电设备的建设。原因是风力发电在再生能源领域中发电成本廉价。

风力发电是根据风能进行发电，但该风变化时发电机的旋转轴的旋转也发生变化。为了对此控制而使发电机的输出维持在一定的频率，提出了所谓二次励磁发电机(Doubly Fed Induction Generator)。在该二次励磁型的风力发电机中，通过对提供给发电机转子的电力进行控制，可将风力发电机的输出功率保持为一定频率。这样的技术例如在日本专利特开2005-198429号公报中有记载。

另外，为了从风力发电向电力系统供给稳定的电力，提出有如下的电力变换器的控制技术：在风车的转速从规定的范围偏离出时，不使发电机的输出功率追随输出指令地进行控制。这样的技术例如在日本专利特开2007-244199号公报中有记载。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开2005-198429号公报

专利文献2：日本专利特开2007-244199号公报

发明内容

发明将要解决的技术问题

在二次励磁型发电用的变换器的控制中，在超过以发电机的转速是同步速度(转差为0)的情况为中心的上下限范围时，在用于向发电机的转子供给电力的电压裕量消失。因此，一般来说，发电机的转速超过上下限范围时，不得不抑制对发电机的转子的电力供应。进而，背离变大时不得不停止电力供应。

在风速急剧下降后、风速立即上升时，即使是短时间偏离出转差范围的情况下，也存在根据情况，不得不停止对发电机的转子的电力供应。特别是，像这样的事件频繁地发生时，存在再起动需要的时间量的发电量减少、或变换器的转换开关等的元器件寿命变短的可能。

本发明的目的是即使发电机的转速改变也能够提供可保持发电的二次励磁风力发电用变换装置、二次励磁风力发电用控制装置及二次励磁风力发电用变换装置的控制方法。

用于解决课题的手段

为了实现上述目的，本发明构成为，具有：系统侧变换器，其与定子和系统连接，对交流的电力和直流部的电力进行变换而被平滑后的直流电压进行控制；发电机侧变换器，对被平滑后的直流电压进行交流变换并向转子供给转差频率(slip frequency)的交流电压，根据基于与转子的转速相当的转速信息和与定子的输出电压的频率相当的频率信息的转差频率，在所述转差频率偏离出规定的范围的情况下，调整被平滑后的直流电压。

发明的效果

根据本发明，即使发电机的转速发生改变，也能够保持发电。

附图说明

图1是实施例1的电力变换器的说明图。

图2是实施例1的转差频率运算器1019的说明图。

图3是实施例1的直流电压指令值运算器1018的说明图。

图4是实施例1的直流电压指令值运算器1018的说明图。

图5是实施例2的直流电压指令值运算器1018的说明图。

图6是实施例2的直流电压指令值运算器1018的说明图。

图7是实施例3的直流电压指令值运算器1018的说明图。

图8是实施例3的直流电压指令值运算器1018的说明图。

图9是实施例4的直流电压指令值运算器1018的说明图。

图10是实施例4的直流电压指令值运算器1018的说明图。

具体实施方式

以下，参照附图对实施例进行说明。

(实施例1)

使用图1、图2、图3、图4对本实施例进行说明。

<概要结构>

图1示出的电力变换器1006是由多个的装置构成的风力发电用电力变换系统。发电机1003经由轴1002接收迎风旋转的叶片1001的旋转能，利用发电机侧变换器1009a使发电机1003的转子励磁，从而使之产生电力。在发电机1003的定子侧产生的电力由定子侧系统配线1004供给到电力系统1005，在转子侧产生或消耗的电力通过电力变换器1006被返回到定子侧系统配线1004。另外，在定子侧系统配线1004安装有发电机保护用的同步断路器(气动断路器)1021。