[发明专利]风力发电用变换装置、风力发电用控制装置以及控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种风力发电用变换装置、风力发电用控制装置以及控制方法。

背景技术

近年来，随着对再生能源需求的加速，风力发电设备的建设在世界各地不断推进。其原因是，在再生能源领域中风力发电的发电成本低廉。在风力发电中，一般情况下，是将翼片受到的风力能量转换为转动能从而使发电机旋转来进行发电，但是由于随着风速以及风向的时刻变化，发电机的转速也随之变化，因此利用电力变换器以抵抗那样的变化来得到规定的电力。使用了这样的电力变换器的风力发电的发电技术被记载在例如特开2012-102698号公报中。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2012-102698号公报

发明要解决的课题

在风力发电中，存在由于电力系统的电压降，导致发电量与负载之间失去均衡，风力发电系统停止的情况。特别地，在像风力场(wind farm)这样的风力发电系统被集中配备的情况下，加剧了发电量与负载的不均衡，从而被认为有可能向其他风力发电系统扩展。

这样，在风力发电用变换器的控制中，在发生了电力系统的电压降的情况下，一般情况下，存在电力控制暂时变得困难，导致发电系统成为停止状态的问题。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种即使在发生了电力系统的电压降之后，也能够维持发电的风力发电用变换装置、风力发电用控制装置以及风力发电用变换装置的控制方法。

解决课题的手段

为了达成上述目的，在本发明提供一种风力发电用变换装置，进行电力变换，使得将从风力旋转力产生的规定的频率的发电电力提供给电力系统，所述风力发电用变换装置具有：系统电压运算部，其通过由系统侧电压传感器对所述电力系统的电压进行检测，来对系统电压的状态进行判定；无效电流指令运算部，其基于所述系统电压运算部的信息，在检测到所述电力系统中发生了规定的电压降的情况下，运算使所述电力系统的无效电流增加的无效电流指令；和电流控制部，其根据所述无效电流指令将无效电流提供给所述电力系统。

发明效果

通过本发明，即使发生电力系统的电压降，也不会使风力发电系统停止，从而能够维持发电。

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的无效电流指令运算器1009的说明图。

图3是实施例1的无效电流指令运算器1009的说明图。

图4是实施例2的无效电流指令运算器1009的说明图。

图5是实施例2的无效电流指令运算器1009的说明图。

具体实施方式

下面，使用附图对实施例进行说明。

[实施例1]

使用图1、图2和图3对本实施例进行说明。

<概要构成>

图1所示的电力变换器1004是由多个装置构成的风力发电用电力变换系统。发电机1003通过轴1002获取受风旋转的扇叶1001的转动能，并由电力变换单元1006对发电机1003中发生的电力进行调整，从而将电力提供给电力系统1005。

电力变换器1004由电力变换单元1006和控制装置1007构成。控制装置1007被输入来自发电机侧电流传感器1013、系统侧电流传感器1011、系统侧电压传感器1012以及风车控制装置WTC的信息。另外，虽然在框图中示出了图1的控制装置1007的各构成要素，但控制装置1007也可以由一个或者多个计算机构成，各功能也可以由软件构成。也就是说，各个记为“…器”等的各功能例如是作为一个或者多个计算机的一部分的功能而成立的。

电力变换单元1006例如可以是对发电机1003的输出进行电力变换的部件，另外也可以是对被提供给发电机1003的转子的电力，也就是所谓的次级励磁的电力进行控制的部件。在后者的情况下，以下说明的ACR为针对提供给发电机1003的转子的电力的指令。

<概要功能>

图1所示的电力变换单元1006，由控制装置1007基于来自各传感器的信息而被控制。系统侧电压运算器1008基于系统侧电压传感器1012的信息，来运算系统电压的变化，并将运算结果输出给无效电流运算器1010和无效电流指令运算器1009。

无效电流运算器1010，基于来自发电机侧电流传感器1013、系统侧电流传感器1011和系统侧电压传感器1012的信息，来计算无效电流，并输出给加减运算器1014。