发电装置、控制装置、控制方法及发电系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及发电装置、控制装置、控制方法、以及发电系统。
【背景技术】
[0002]广泛地使用具有发电元件及电力转换装置的发电装置。电力转换装置在发电元件及电力系统之间进行电力转换。在专利文献I中公开了在电力转换装置中使用了矩阵变换器的发电装置。
[0003]现有技术文献
[0004]专利文献
[0005]专利文献1:国际公布第2012/111115号
【发明内容】
[0006]本发明要解决的问题
[0007]在发电装置中要求根据电力系统而适当地调整功率因数。关于使用了矩阵变换器的发电装置，也期望能够更加适当地调整功率因数。
[0008]本发明的目的在于，提供一种能够使用矩阵变换器且同时更加适当地调整功率因数的发电装置。
[0009]用于解决问题的方法
[0010]本发明涉及的发电装置具备:矩阵变换器；输电路径，其在矩阵变换器及电力系统之间进行导电；以及调相用的电感器，其架设在输电路径及中性点之间。
[0011]本发明涉及的控制装置是控制上述发电装置的装置，具备:发电控制部，其以在发电元件及电力系统之间进行电力转换的方式来控制矩阵变换器；以及调相切换部，其以根据发电量上升而将调相用的路径设成切断状态、并根据发电量下降而将调相用的路径设成导通状态的方式对开闭器进行控制。
[0012]本发明涉及的控制方法是控制上述发电装置的方法，包括:以在发电元件及电力系统之间进行电力转换的方式来控制矩阵变换器的步骤；以及以根据发电量上升而将调相用的路径设成切断状态、并根据发电量下降而将调相用的路径设成导通状态的方式对开闭器进行控制的步骤。
[0013]本发明涉及的发电系统具备:矩阵变换器；调相用的电感器，其架设在将矩阵变换器连接于电力系统的输电路径及中性点之间；开闭器，其在输电路径及中性点之间相对于调相用的电感器串联设置，并将包括调相用的电感器的调相用的路径切换成导通状态或切断状态；发电控制部，其以在发电元件及电力系统之间进行电力转换的方式来控制矩阵变换器；以及调相切换部，其以根据发电量上升而将调相用的路径设成切断状态、并根据发电量下降而将调相用的路径设成导通状态的方式对开闭器进行控制。
[0014]发明效果
[0015]根据本发明，可以提供一种能够使用矩阵变换器且同时更加适当地调整功率因数的发电装置。
【附图说明】
[0016]图1是表示风力发电装置的概略结构的示意图。
[0017]图2是表示电力转换装置的概略结构的示意图。
[0018]图3是表示矩阵变换器的概略结构的示意图。
[0019]图4是表示控制装置的功能性结构的框图。
[0020]图5是表示控制装置的功能性结构的框图。
[0021]图6是表示控制方法的顺序的流程图。
[0022]图7是表示发电装置的变形例的示意图。
[0023]图8是表不发电装置的另一变形例的不意图。
[0024]图9是表不发电装置的另一变形例的不意图。
[0025]附图标记说明
[0026]1:发电系统，2:发电装置，7:发电机(发电元件)，8:电力系统，10:电力转换装置，20:输电路径，21:主变压器，22:第一线圈，23:第二线圈，24:第一输电线，25:第二输电线，26:第三线圈，27:副变压器，30:矩阵变换器，71、72、73:调相用的电感器，74、75、76:开闭器，100:控制装置，122:发电控制部，124:调相切换部，P3:中性点，R1、R2、R3:调相用的路径。
【具体实施方式】
[0027]以下参照附图，详细说明实施方式。在说明中，对相同要素或具有相同功能的要素附上相同的附图标记，省略重复的说明。
[0028][发电系统]
[0029]如图1所示，发电系统I具备发电装置2、控制装置100。发电装置2是风力发电装置，具有塔体3、导流罩5、叶片6、发电机7、以及电力转换装置10。此外，发电装置2不限于风力发电装置，例如也可以是太阳能发电装置。
[0030]塔体3支承导流罩5，并且容纳电力转换装置10、输电路径20及控制装置100。导流罩5容纳发电机7。叶片6旋转自如地设在导流罩5的外侧，通过风力进行旋转。发电机7(发电元件)例如是同步发电机或者感应发电机等，通过叶片6的旋转被驱动从而产生R相、S相及T相的三相交流电。即，发电机7是由风力来驱动的风力用发电机。
[0031]电力转换装置10配合电力系统8转换发电机7的输出电力。如图2所示，电力转换装置10具有R相单元11、S相单元12、以及T相单元13。R相单元11设在发电机7的R相和中性点Pl之间。S相单元12设在发电机7的S相及中性点Pl之间。T相单元13设在发电机7的T相和中性点Pl之间。
[0032]R相单元11、S相单元12及T相单元13分别具有三个矩阵变换器30。R相单元11的三个矩阵变换器30以相互串联连接的状态架设在发电机7的R相和中性点Pl之间。即，串联连接的三个矩阵变换器30的一端与发电机7的R相连接，另一端与中性点Pl连接。S相单元12的三个矩阵变换器30以相互串联连接的状态架设在发电机7的S相和中性点Pl之间。T相单元13的三个矩阵变换器30以相互串联连接的状态架设在发电机7的T相和中性点Pl之间。
[0033]输电路径20具有主变压器21、第一输电线24、以及第二输电线25，在矩阵变换器30及电力系统8之间进行导电。主变压器21是三相变压器。第一输电线24连接矩阵变换器30的端子33、34、35及主变压器21。第二输电线25连接电力系统8及主变压器21。主变压器21具有:第一线圈22，其与第一输电线24连接；以及第二线圈23，其与第二输电线25连接。主变压器21的电力系统8侧成高电压侧。
[0034]如图3所示，矩阵变换器30具有转换器主体40、滤波器50、缓冲电路60、以及端子31?35。转换器主体40具有双向开关41?46。
[0035]双向开关41、42以相互串联连接的状态架设在端子31及端子32之间。双向开关41,42彼此的连接部经由滤波器50与端子33连接。
[0036]双向开关43、44也以相互串联连接的状态架设在端子31及端子32之间。双向开关43、44彼此的连接部经由滤波器50与端子34连接。
[0037]双向开关45、46也以相互串联连接的状态架设在端子31及端子32之间。双向开关45、46彼此的连接部经由滤波器50与端子35连接。
[0038]双向开关41?46例如由相互反向并联连接的两个开关元件构成。作为开关元件，可举出例如IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor:绝缘栅双极型晶体管)等的半导体开关。通过双向开关41?46的开关(开关元件的接通/切断切换)，在端子31、32和端子33、34、35之间进行电力转换。
[0039]滤波器50具有电容器51、52、53和电感器54、55、56。电容器51插设在双向开关41,42彼此的连接部和中性点P2之间。电容器52插设在双向开关43、44彼此的连接部和中性点P2之间。电容器53插设在双向开关45、46彼此的连接部和中性点P2之间。电感器54插设在双向开关41、42彼此的连接部和端子33之间。电感器55插设在双向开关43、44彼此的连接部和端子34之间。电感器56插设在双向开关45、46彼此的连接部和端子35之间。
[0040]缓冲电路60具有整流电路61、62、电容器63、以及放电电路64。整流电路61、62将转换器