电源系统控制装置及控制方法、电力系统控制装置及控制方法制造方法及图纸

本发明专利技术揭示一种经济性良好的控制方法，能使供需状态维持平衡，同时还能对发电设备输出变动、急剧负载变动抑制电源系统内的变动幅度，使其维持平衡状态。电源设备（１２）配置用自然能等进行发电并且发电功率变动的发电设备（１）、以及在进行基础发电的同时还具有包含原动机（３）和由原动机（３）驱动的频率可变变换器（５）的双重馈电同步发电机的发电设备（２），而且连接电力系统（１１）。将电源设备（１２）的发电设备（１）和发电设备（２）的总发电功率值和表示连接电力系统（１１）的链接线的电流的信号中的至少一方作为控制信号输入到发电设备（２），根据控制信号的变动利用励磁控制和原动机控制使发电设备（２）的输出变化，从而使发电设备（１）和发电设备（２）的总发电功率值维持规定值。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电源系统控制装置、电力系统控制装置、电源系统控制方法以及电力系统控制方法，尤其涉及用于控制含有利用风力、太阳光等的发电功率变动的发电设备和负载功率频繁变动的负载设备的电源系统或电力系统的电源系统控制装置、电力系统控制装置、电源系统控制方法以及电力系统控制方法。
技术介绍
利用风力的能量进行发电的已有风力发电设备中，由于发电功率按气象状况变动，在输出方设置可重复充放电的带飞轮的可变速发电机设备，并根据风力发电设备的输出脉动，控制带飞轮的可变速发电机设备的输出，使送到电力系统或负载设备的电力稳定，无脉动(例如参考专利文献1)。专利文献1日本国专利公开2002-285949号公报(权利要求3)以为了防止地球温度暖化而减少二氧化碳CO2为目的，期待导入利用风力和太阳光等自然能的发电设备。然而，这些发电设备存在其输出按气象状况变化的缺点。因此，这种发电设备多起来，则整个电力系统的电力质量因其电力变动而降低下去，使这些带来输出变动的发电设备的设置受到限制。所以，专利文献1中记述的已有风力发电设备通过做成上述结构，对风力发电设备单体谋求输出稳定。然而，这些结构中，作为风力发电设备单体虽然能实现高效率运转和短时间电力变动稳定，但不能供给并维持组合其它多个发电设备和负载设备的自发电电源系统和孤岛等的独立发电系统的情况下要求的满足负载的电力或不能谋求整个电力系统的电力均衡。此外，带飞轮的可变速发电机的情况下，还存在平时损耗驱动功率从而经济性差的问题。在具有多个发电设备的系统的情况下，有时电源之间对变动进行补平，使总体变动缓和(设风力发电设备的数量为n，据称电力变动一般为1/√n)，各个发电设备设置平滑装置存在设备过剩的问题。专利文献1记述的方式外，还应用使用蓄电池、电容器等储电设备的方式，但它们都存在高价、寿命短、需要维持性能用的维护费用、难以确保设置空间等问题。本专利技术是为解决上述问题而完成的，其目的为提供一种经济性良好的电源系统控制装置、电力系统控制装置、电源系统控制方法以及电力系统控制方法，能使供需状态维持平衡，同时对发电设备的输出变动、急剧负载变动也能抑制电源系统内的变动幅度，使其维持平衡状态。
技术实现思路
本专利技术的电源系统控制装置，用于控制具备设置发电功率变动的第1发电设备、以及在进行基础发电的同时还具有包含原动机和所述原动机驱动的频率可变励磁电源的双重馈电同步发电机的第2发电设备，并且连接电力系统的电源系统，包括将所述电源设备的所述第1和第2发电设备的总发电功率值和表示连接所述电力系统的链接线的电流的信号中的至少一方作为控制信号输入的输入手段、以及根据输入的所述控制信号的变动，利用励磁控制和原动机控制使所述第2发电设备的输出变化，从而使所述第1和第2发电设备的总发电功率值维持规定值的控制手段。本专利技术的电源系统控制装置，用于控制具备设置发电功率变动的第1发电设备、以及在进行基础发电的同时还具有包含原动机和所述原动机驱动的频率可变励磁电源的双重馈电同步发电机的第2发电设备，并且连接电力系统的电源系统，包括将所述电源设备的所述第1和第2发电设备的总发电功率值和表示连接所述电力系统的链接线的电流的信号中的至少一方作为控制信号输入的输入手段、以及根据输入的所述控制信号的变动，利用励磁控制和原动机控制使所述第2发电设备的输出变化，从而使所述第1和第2发电设备的总发电功率值维持规定值的控制手段；因而可提供经济性良好的控制，其中能使供需状态维持平衡，同时对发电设备的输出变动、急剧负载变动也能抑制电源系统内的变动幅度，使其维持平衡状态。附图简述附图说明图1是示出本专利技术实施方式1的电源设备的构成的构成图。图2是示出本专利技术实施方式1的电源设备中的控制电路的构成图。图3是示出本专利技术实施方式1的电源设备的运作的说明图。图4是示出本专利技术实施方式2的独立电源系统的构成的构成图。图5是示出本专利技术实施方式2的独立电源系统中的控制电路的构成的构成图。图6是示出本专利技术实施方式3的独立电源系统的构成的构成图。图7是示出本专利技术实施方式3的独立电源系统中的控制电路的构成的构成图。图8是示出本专利技术实施方式4的独立电源系统的构成的构成图。图9是示出本专利技术实施方式4的独立电源系统中的控制电路的构成的构成图。图10是示出本专利技术实施方式5的电源系统中的控制电路的构成的构成图。图11是示出本专利技术实施方式6的电源系统的构成的构成图。图12是示出本专利技术实施方式6的电源系统中的控制电路的构成的构成图。图13是示出本专利技术实施方式7的电源系统的构成的构成图。图14是示出本专利技术实施方式7的电源系统中的控制电路的构成的构成图。图15是示出本专利技术实施方式8的电源系统中的控制电路的构成的构成图。图16是示出本专利技术实施方式9的独立电源系统的构成的构成图。图17是示出本专利技术实施方式9的独立电源系统中的控制电路的构成的构成图。图18是示出本专利技术实施方式10的电源系统中的控制电路的构成的构成图。标号说明1、2、17、32是发电设备，3是原动机，3A是原动机控制电路，4是发电机，5是频率可变变换器，5A是频率可变变换器控制电路，6是控制装置，7是母线，8是检测装置，9是通信手段，10是链接用断路器，11是电力系统，12是电源设备，13是有效功率指令值，14是平均值运算电路，14-1、14-2是平均值运算电路，15是加减运算电路，15-1、15-2是加减运算电路，16是变化分量检测电路，16-1、16-2是变化分量检测电路，18、18-1、18-2是负载设备，19是电压变量器，20是独立电源系统，21是频率检测器，22是基准频率，23、24是增益，25是变流器，26、28是有效功率检测装置，27、29是通信手段，30是有效功率检测器，31是加减运算电路，33是加减运算电路，34是电压检测器，36、36-1、36-2是切换电路，37是发送电路(正弦波)，38是运转状态信号，39是信号切换电路，40是储电设备，41是有效功率检测装置，42是通信手段，43是平均值运算电路，44是加减运算电路，45是稳定输出目标值，46是加减运算电路。具体实施例方式实施方式1下面，根据图1说明本专利技术实施方式1的电源设备12的构成。如图1所示，设置发电设备1和发电设备2。发电设备1是例如利用风力和太阳光等自然能等的发电设备，因而如前所述，虽然存在谋求减少二氧化碳产生量的优点，但具有带来气象状况造成输出变动的性质。发电设备2作为供电的基础电源进行工作，由双重馈电同步机发电设备(交流励磁型发电设备)构成。如图1所示，发电设备2具有柴油机、煤气机、水轮机等能供给基础电力的原动机3、应用由原动机3驱动的双重馈电同步机的发电机4、对发电机4进行励磁用的频率可变变换器5(频率可变电源)、以及对频率可变变换器5供给控制信号的控制装置6。发电设备1、2的输出，连接母线7，并通过母线7和链接用断路器10连接到电力系统11。在母线7与链接用断路器10之间设置检测流过断路器10的电流的检测装置2。利用通信手段9连接检测装置8和控制装置6。将检测装置8检测出的信号供给控制装置6。这样，电源设备12是由标号1～10的各设备构成的具有多个发电设备的电源设备。实际的电源设备还设置将发电设备1、2分别连接到母线6用的断路器、调本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电源系统控制装置，用于控制具备发电功率变动的第１发电设备、以及在进行基础发电的同时还具有包含原动机和所述原动机驱动的频率可变励磁电源的双重馈电同步发电机的第２发电设备，并且连接电力系统的电源系统，其特征在于，包括将所述电源设备的 所述第１和第２发电设备的总发电功率值和表示连接所述电力系统的链接线的电流的信号中的至少一方作为控制信号输入的输入手段、以及根据输入的所述控制信号的变动，利用励磁控制和原动机控制使所述第２发电设备的输出变化，从而使所述第１和第２发电设 备的总发电功率值维持规定值的控制手段。

【技术特征摘要】
JP 2005-5-11 2005-1387671.一种电源系统控制装置，用于控制具备发电功率变动的第1发电设备、以及在进行基础发电的同时还具有包含原动机和所述原动机驱动的频率可变励磁电源的双重馈电同步发电机的第2发电设备，并且连接电力系统的电源系统，其特征在于，包括将所述电源设备的所述第1和第2发电设备的总发电功率值和表示连接所述电力系统的链接线的电流的信号中的至少一方作为控制信号输入的输入手段、以及根据输入的所述控制信号的变动，利用励磁控制和原动机控制使所述第2发电设备的输出变化，从而使所述第1和第2发电设备的总发电功率值维持规定值的控制手段。2.一种电源系统控制装置，用于控制具备发电功率变动的第1发电设备、以及在进行基础发电的同时还具有包含原动机和所述原动机驱动的频率可变励磁电源的双重馈电同步发电机的第2发电设备、以及具备消耗电力的负载设备的不连接电力系统的电源系统，其特征在于，包括将所述电源系统的频率作为控制信号输入的输入手段、以及根据输入的所述控制信号的变化，利用励磁控制和原动机控制使所述第2发电设备的输出变化，从而抑制所述电源系统的频率变动的控制手段。3.一种电源系统控制装置，用于控制具备发电功率变动的第1发电设备、在进行基础发电的同时还具有包含原动机和所述原动机驱动的频率可变励磁电源的双重馈电同步发电机的第2发电设备、以及具备消耗电力的负载设备的不连接电力系统的电源系统，其特征在于，包括输入所述第1发电设备的有效功率和所述负载设备的有效功率的输入手段、将输入的这些有效功率值的总和作为控制信号产生的控制信号产生手段、以及根据产生的所述控制信号的变化，利用励磁控制和原动机控制使所述第2发电设备的输出变化，从而抑制所述电源系统的频率变动的控制手段。4.如权利要求3中所述的电源系统控制装置，其特征在于，由多个发电设备构成所述第1发电设备，并且这些发电设备分为变动小的发电设备和主要且变动大的发电设备；由多个负载设备构成所述负载设备，并且这些负载设备分为变动小的负载设备和主要且变动大的负载设备；所述输入手段输入作为所述主要且变动大的发电设备和负载设备选择的所述发电设备和所述负载设备的有效功率；所述控制信号产生手段将所述主要且变动大的发电设备和负载设备的有效功率值的总和加到频率信号中，以产生所述控制信号；所述控制手段根据控制信号的变化，利用励磁控制和原动机控制使所述第2发电设备的输出变化，从而抑制所述电源系统的频率变动。5.一种电源系统控制装置，用于控制具备发电功率变动的第1发电设备、在进行基础发电的同时还具有包含原动机和所述原动机驱动的频率可变励磁电源的双重馈电同步发电机的第2发电设备、以及消耗电力的负载设备的不连接电力系统的电源系统，其特征在于，包括将所述电源系统的频率作为控制信号输入的输入手段、以及根据输入的所述控制信号的变化，利用励磁控制和原动机控制使所述第2发电设备的输出变化，从而抑制所述电源系统的频率变动的控制手段，所述控制装置还具有将所述电源系统的电压作为第2控制信号输入的第2输入手段，并且所述控制手段根据所述控制信号加所述第2控制信号后得到的值的变化，进行所述励磁控制和所述原动机控制。6.一种电源系统控制装置，用于控制具备发电功率变动的第1发电设备、在进行基础发电的同时还具有包含原动机和所述原动机驱动的频率可变励磁电源的双重馈电同步发电机的第2发电设备、以及消耗电力的负载设备的不连接电力系统的电源系统，其特征在于，包括输入所述第1发电设备的有效功率和所述负载设备的有效功率的输入手段、将输入的这些有效功率值的总和作为控制信号产生的控制信号产生手段、以及根据产生的所述控制信号的变化，利用励磁控制和原动机控制使所述第2发电设备的输出变化，从而抑制所述电源系统的频率变动的控制手段，所述控制装置还具有将所述电源系统的电压作为第2控制信号输入的第2输入手段，并且所述控制手段根据所述控制信号加所述第2控制信号后得到的值的变化，进行所述励磁控制和所述原动机控制。7.如权利要求6中所述的电源系统控制装置，其特征在于，由多个发电设备构成所述第1发电设备，并且这些发电设备分为变动小的发电设备和主要且变动大的发电设备；由多个负载设备构成所述负载设备，并且这些负载设备分为变动小的负载设备和主要且变动大的负载设备；所述输入手段输入作为所述主要且变动大的发电设备和负载设备选择的所述发电设备和所述负载设备的有效功率；所述控制信号产生手段将所述主要且变动大的发电设备和负载设备的有效功率值的总和加到频率信号中，以产生所述控制信号；所述控制手段根据控制信号的变化，利用励磁控制和原动机控制使所述第2发电设备的输出变化，从而抑制所述电源系统的频率变动。8.一种电源系统控制装置，用于控制具备发电功率变动的第1发电设备、在进行基础发电的同时还具有包含原动机和所述原动机驱动的频率可变励磁电源的双重馈电同步发电机的第2发电设备、以及负载设备，并且连接电力系统的电源系统，其特征在于，包括输入表示所述电源系统是否连接所述电路系统的连接状态信号的连接状态输入手段、以及根据输入的所述连接状态信...

【专利技术属性】
技术研发人员：下村胜，
申请(专利权)人：三菱电机株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]