本发明专利技术目的在于防止使电力系统的频率的变动恢复时发电输出的增减变得过量，而风力发电装置无法向电力系统供给电力的情况。风车控制装置控制风力发电装置，该风力发电装置中，具有多个叶片的转子接受风而旋转，发电机因该转子的旋转而发电，向电力系统供给电力，并且，根据该电力系统的频率的变动而能够变更向电力系统供给的电力量。风力控制装置具备的减法器（62）算出风力发电装置的发电输出的频率计测值与该风力发电装置的发电输出的频率设定值之差即频率变化量，限制部（66）基于所述发电机的转速，限制减法器（62）算出的频率变化量所对应的电力变化量。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及。
技术介绍
近年来，对于系统互连的风力发电装置，要求在距电力系统的干扰发生为预定的时间内(例如30秒以内)有助于电力系统的频率的变动的恢复(Primary FrequencyResponse :一次频率响应，以下，称为“PFR”)。在专利文献I中，记载了在PFR中，基于转子的转速、发电输出，而对输出的有效电力设置限制的内容。在先技术文献专利文献专利文献1:美国专利第7345373号说明书
技术实现思路
PFR通常根据设定频率与实际的频率(计测值)的偏差(频率变化量)，使风力发电装置的发电输出增减，但在以不恒定的自然能量为动力源的风力发电装置中，与以气体的燃烧、蒸气等能够控制的稳定的能量为动力源的涡轮发电机(同步发电机)相比，转子的转速有时会较大地变动。因此，如图10所示，当为了进行PFR而追加要求的发电输出即PFR要求量过大时，例如，在转子的转速小时，若连转子具有的惯性力也使用于发电，则可能转子的转速低于脱离(解列)下限，而风力发电装置发生脱离。而且，例如转子的转速大时，若要求发电量进一步增加，则可能转子的转速超过过速度上限，而风力发电装置发生跳闸(输出切断)。需要说明的是，在跳闸时，除了转子的过旋转之外，有时也会引起过输出、过电流。这种PFR的执行中的风力发电装置的脱离、跳闸作为干扰而作用于电力系统，与未进行PFR时相比，可能使电力系统的频率更不稳定。而且，一旦跳闸时，到再起动为止需要时间，因此风力发电装置无法实现使电力系统的频率恢复这一目的。本专利技术鉴于这种情况而作出，目的在于提供一种，其能够防止在使电力系统的频率的变动恢复时发电输出的增减变得过量，而风力发电装置无法向电力系统供给电力的情况。为了解决上述课题，本专利技术的采用以下的手段。本专利技术的第一方式的风力发电装置的控制装置中，所述风力发电装置中，具有多个叶片的转子接受风而旋转，发电机因该转子的旋转而发电，向电力系统供给电力，并且，能够根据该电力系统的频率的变动而变更向电力系统供给的电力量，所述风力发电装置的控制装置具备计算单元，算出所述风力发电装置的发电输出的频率的计测值与该风力发电装置的发电输出的频率的设定值之差即频率变化量；限制单元，基于所述发电机的转速来限制与通过所述计算单元算出的所述频率变化量对应的电力变化量。第一方式的风力发电装置的控制装置对风力发电装置进行控制，该风力发电装置中，具有多个叶片的转子接受风而旋转，发电机因该转子的旋转而发电，向电力系统供给电力，并且，能够根据该电力系统的频率的变动而变更向电力系统供给的电力量。第一方式的风力发电装置的控制装置通过所述计算单元，算出风力发电装置的发电输出的频率的计测值与该风力发电装置的发电输出的频率的设定值之差即频率变化量。频率变化量是风力发电装置被要求的发电输出的频率与实际的发电输出的频率之差，当电力系统产生频率的变动时，向控制单元输入用于使该变动恢复的设定值。即，当电力系统产生频率的变动时，通过计算单元，算出为了使电力系统的频率的变动恢复所需的频率的变化量。通过限制单元，基于发电机的转速来限制与通过计算单元算出的频率变化量对应的电力变化量。风力发电装置的发电输出的频率与电力(有效电力)具有一对一的关系,使频率变化的情况会使电力变化。然而，由于对应于频率变化量将更多的电力从风力发电装置输出，转子的旋转有时成为使风力发电装置从电力系统脱离的转速以下。而且，有时转子的旋转超过过速度上限而风力发电装置发生跳闸。风力发电装置的脱离及跳闸不仅无助于电力系统的频率的变动的恢复，而且可能使电力系统的频率更不稳定。而且，发电机的转速与转子的转速具有相关性，在发电机的转速低时，转子的转速也低，在发电机的转速高时，转子的转速也高。因此，第一方式的风力发电装置的控制装置基于发电机的转速，限制与频率变化量对应的电力变化量，由此，能够防止在使电力系统的频率的变动恢复时发电输出的增减变得过量，而风力发电装置无法向电力系统供给电力的情况。另外，第一方式的风力发电装置的控制装置可以是，所述限制单元在所述发电机的转速为第一设定值以下时，将所述电力变化量设为预定的第一限制值，在所述发电机的转速为第二设定值以上时，将所述电力变化量设为比所述第一限制值大的预定的第二限制值，在所述发电机的转速超过第一设定值且小于第二设定值时，使所述电力变化量的限制值随着所述发电机的转速的上升而在从所述第一限制值到所述第二限制值之间上升。根据该结构，通过限制单元，在发电机的转速为第一设定值以下时，将电力变化量设为第一限制值，在发电机的转速为第二设定值以上时，将电力变化量设为比第一限制值大的预定的第二限制值。此外，通过限制单元，在发电机的转速超过第一设定值且小于第二设定值时，使电力变化量的限制值随着发电机的转速的上升而在从第一限制值到第二限制值之间上升。例如，发电机的转速为第一设定值以下的情况是指转子的转速更低的情况，要输出比现状更多的电力时，转子的转速过低，风力发电装置的发电输出可能比脱离下限更低。这种情况下，对电力变化量设置第一限制值，防止风力发电装置的脱离。另一方面，发电机的转速为第二设定值以上的情况是转子的转速更高的情况，当要输出比现状更多的电力时，风力发电装置可能发生跳闸。这种情况下，对电力变化量设置第二限制值，防止风力发电装置的跳闸。发电机的转速超过第一设定值且小于第二设定值的情况下，使电力变化量的限制值随着发电机的转速的上升而升高，由此利用与发电机的转速对应的限制值来限制电力变化量。因此，上述结构的风力发电装置的控制装置能够更可靠地防止在使电力系统的频率的变动恢复时发电输出的增减变得过量，而风力发电装置无法向电力系统供给电力的情况。第一方式的风力发电装置的控制装置可以是，所述限制单元对所述电力变化量乘以规定的增益，所述规定的增益在所述发电机的转速为第一设定值以下时为第一增益，在所述发电机的转速为第二设定值以上时为第二增益，在所述发电机的转速超过所述第一设定值时，所述规定的增益随着所述发电机的转速的上升而上升至比所述第一增益及所述第二增益高的第三增益，当达到该第三增益后，所述规定的增益向所述第二增益下降直至所述发电机的转速达到所述第二设定值。根据该结构，通过限制单元而与电力变化量相乘的增益在发电机的转速为第一设定值以下时，被设定为第一增益，在发电机的转速为第二设定值以上时，被设定为第二增益。即，通过将第一增益及第二增益较小地设定(例如，O (零))，而电力变化量减小。由此，防止转子的转速过低的情况及发电输出过高的情况。在发电机的转速为第一设定值与第二设定值之间时，增益被设定为，随着发电机的转速的上升而上升至比第一增益及第二增益高的第三增益，当达到该第三增益后，向第二增益下降。因此，上述结构的风力发电装置的控制装置能够更可靠地防止在使电力系统的频率的变动恢复时发电输出的增减变得过量，而风力发电装置无法向电力系统供给电力的情况。第一方式的风力发电装置的控制装置可以是，所述限制单元基于所述发电机的旋转的加速度，来校正所述电力变化量。根据该结构，例如，基于根据发电机的转速的微分值而求出的发电机的旋转的加速度，来校正电力变化量。即，对应于转速的减速及加速而校正电力变化量。因此，上述结构的风力发电装置的控制装置能够更可靠地防止在本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.12.28 JP 2010-2941421.一种风力发电装置的控制装置，所述风力发电装置中，具有多个叶片的转子接受风而旋转，发电机因该转子的旋转而发电，向电力系统供给电力，并且，能够根据该电力系统的频率的变动而变更向电力系统供给的电力量，所述风力发电装置的控制装置具备 计算单元，算出所述风力发电装置的发电输出的频率的计测值与该风力发电装置的发电输出的频率的设定值之差即频率变化量；及 限制单元，基于所述发电机的转速来限制与通过所述计算单元算出的所述频率变化量对应的电力变化量。2.根据权利要求1所述的风力发电装置的控制装置，其中， 所述限制单元在所述发电机的转速为第一设定值以下时，将所述电力变化量设为预定的第一限制值，在所述发电机的转速为第二设定值以上时，将所述电力变化量设为比所述第一限制值大的预定的第二限制值，在所述发电机的转速超过第一设定值且小于第二设定值时，使所述电力变化量的限制值随着所述发电机的转速的上升而在从所述第一限制值到所述第二限制值之间上升。3.根据权利要求1所述的风力发电装置的控制装置，其中， 所述限制单元对所述电力变化量乘以规定的增益， 所述规定的增益在所述发电机的转速为第一设定值以下时为第一增益，在所述发电机的转速为第二设定值以上时为第二增益，在所述发电机的转速超过所述第一设定值时，所述规定的增益随着所述发电机的转速的上...
【专利技术属性】
技术研发人员：若狭强志，篠田尚信，桥本雅之，山下幸生，名嘉丈博，八杉明，中岛巧，
申请(专利权)人：三菱重工业株式会社，
类型：
国别省市：
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