[發明專利]風力發電用變換裝置、風力發電用控制裝置以及控制方法

有效

• 申請號: 201310328466.X
• 申請日: 2013-07-31
• 公開（公告）號: CN103684155B
• 公開（公告）日: 2017-04-26
• 發明（設計）人: 仲二見信吾;目黑光
• 申請（專利權）人: 株式會社日立制作所
• 主分類號: H02P9/00
• 分類號: H02P9/00;H02P9/14
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司11021
• 代理人: 韓聰

技術領域

本發明涉及一種風力發電用變換裝置、風力發電用控制裝置以及控制方法。

背景技術

近年來，隨著對再生能源需求的加速，風力發電設備的建設在世界各地不斷推進。其原因是，在再生能源領域中風力發電的發電成本低廉。在風力發電中，一般情況下，是將翼片受到的風力能量轉換為轉動能從而使發電機旋轉來進行發電，但是由于隨著風速以及風向的時刻變化，發電機的轉速也隨之變化，因此利用電力變換器以抵抗那樣的變化來得到規定的電力。使用了這樣的電力變換器的風力發電的發電技術被記載在例如特開2012-102698號公報中。

在先技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開2012-102698號公報

發明要解決的課題

在風力發電中，存在由于電力系統的電壓降，導致發電量與負載之間失去均衡，風力發電系統停止的情況。特別地，在像風力場(wind farm)這樣的風力發電系統被集中配備的情況下，加劇了發電量與負載的不均衡，從而被認為有可能向其他風力發電系統擴展。

這樣，在風力發電用變換器的控制中，在發生了電力系統的電壓降的情況下，一般情況下，存在電力控制暫時變得困難，導致發電系統成為停止狀態的問題。

發明內容

本發明的目的在于，提供一種即使在發生了電力系統的電壓降之后，也能夠維持發電的風力發電用變換裝置、風力發電用控制裝置以及風力發電用變換裝置的控制方法。

解決課題的手段

為了達成上述目的，在本發明提供一種風力發電用變換裝置，進行電力變換，使得將從風力旋轉力產生的規定的頻率的發電電力提供給電力系統，所述風力發電用變換裝置具有：系統電壓運算部，其通過由系統側電壓傳感器對所述電力系統的電壓進行檢測，來對系統電壓的狀態進行判定；無效電流指令運算部，其基于所述系統電壓運算部的信息，在檢測到所述電力系統中發生了規定的電壓降的情況下，運算使所述電力系統的無效電流增加的無效電流指令；和電流控制部，其根據所述無效電流指令將無效電流提供給所述電力系統。

發明效果

通過本發明，即使發生電力系統的電壓降，也不會使風力發電系統停止，從而能夠維持發電。

附圖說明

圖1是實施例1的電力變換器的說明圖。

圖2是實施例1的無效電流指令運算器1009的說明圖。

圖3是實施例1的無效電流指令運算器1009的說明圖。

圖4是實施例2的無效電流指令運算器1009的說明圖。

圖5是實施例2的無效電流指令運算器1009的說明圖。

具體實施方式

下面，使用附圖對實施例進行說明。

[實施例1]

使用圖1、圖2和圖3對本實施例進行說明。

<概要構成>

圖1所示的電力變換器1004是由多個裝置構成的風力發電用電力變換系統。發電機1003通過軸1002獲取受風旋轉的扇葉1001的轉動能，并由電力變換單元1006對發電機1003中發生的電力進行調整，從而將電力提供給電力系統1005。

電力變換器1004由電力變換單元1006和控制裝置1007構成。控制裝置1007被輸入來自發電機側電流傳感器1013、系統側電流傳感器1011、系統側電壓傳感器1012以及風車控制裝置WTC的信息。另外，雖然在框圖中示出了圖1的控制裝置1007的各構成要素，但控制裝置1007也可以由一個或者多個計算機構成，各功能也可以由軟件構成。也就是說，各個記為“…器”等的各功能例如是作為一個或者多個計算機的一部分的功能而成立的。

電力變換單元1006例如可以是對發電機1003的輸出進行電力變換的部件，另外也可以是對被提供給發電機1003的轉子的電力，也就是所謂的次級勵磁的電力進行控制的部件。在后者的情況下，以下說明的ACR為針對提供給發電機1003的轉子的電力的指令。

<概要功能>

圖1所示的電力變換單元1006，由控制裝置1007基于來自各傳感器的信息而被控制。系統側電壓運算器1008基于系統側電壓傳感器1012的信息，來運算系統電壓的變化，并將運算結果輸出給無效電流運算器1010和無效電流指令運算器1009。

無效電流運算器1010，基于來自發電機側電流傳感器1013、系統側電流傳感器1011和系統側電壓傳感器1012的信息，來計算無效電流，并輸出給加減運算器1014。