专利名称：风电场的控制装置、风电场、及风电场的控制方法
技术领域：
本发明涉及风电场的控制装置、风电场、及风电场的控制方法。
背景技术：
近年来，对于系统协作的风力发电装置，由于电力系统的干扰发生而要求在预定的时间内(例如30秒以内)有助于电力系统的频率的变动抑制(Primary FrequencyResponse,以下称为 “PFR”)。为了对应于PFR，在专利文献I中记载了当电力系统的频率下降时，将风力发电装置的发电输出进一步向电力系统供给的情况。更具体而言，存在对于风力发电装置的以下的运转及控制。例如，在上述干扰发生时为了确保向电力系统供给的风力发电装置的发电输出，考虑了在通常的运转中预先限制风力发电装置的发电输出的运转(减载(Deload)运转)。然而，减载运转由于限制发电输出而运转，因此会导致风力发电装置产生的发电量的下降。另外，在上述干扰发生时，作为向电力系统供给的电力，考虑了使用蓄积在风力发电装置的转子中的惯性能量(也称为惯性)的控制(惯性(Inertia)控制)。然而，因进行惯性控制而转子的惯性能量丧失，因此在进行了惯性控制时，转子的转速急剧下降，风力发电装置发生不必要的解列等，可能会使发电量下降。需要说明的是，惯性控制能够削减减载运转中的发电输出的限制量(以下，称为“减载(deloading)量”)。另一方面，减载运转由于增加减载量，从而能够削减因惯性控制而失去的惯性能量的量(以下，称为“惯性使用量”)。在先技术文献专利文献专利文献I:美国专利第7528496号说明书发明的概要发明要解决的课题
在此，在多个风力发电装置构成风电场的情况下，考虑了减载运转中的发电输出的限制量(以下，称为“减载(deloading)量”)及因惯性控制而失去的惯性能量的量(以下，称为“惯性使用量”)对各个风力发电装置赋予统一的指令值(风电场整体的指令值、或该指令值除以风力发电装置的个数而得到的平均值)的方法。然而，对于多个风力发电装置的风况各不相同。因此，例如，在风电场中对于接受强的风而运转的风力发电装置和接受弱的风而运转的风力发电装置的发电输出要求相同比例的减载量的情况下，接受弱的风而运转的风力发电装置当风进一步减弱，即风速变慢而风的能量减少时，要取出的能量超过风的能量，其结果是，转子的转速下降，可能无法维持转子的旋转。而且，接受弱的风而运转的风力发电装置由于进行惯性控制，而惯性能量丧失，如图9所示，可能无法维持转子的旋转。其结果是，风力发电装置发生解列，由此，风电场的有效电力及无效电力的调整能力(容量)下降。而且，风力发电装置当发生解列时，在再起动之前需要时间(几分钟至几十分钟)，因此在发生了紧急的负载要求时，风电场可能无法应对
发明内容
本发明鉴于这样的情况而作出，目的在于提供一种即使由于设定减载量或惯性使用量而风力发电装置进行限制发电输出的运转，也能够防止因风况的变化而风力发电装置发生解列的风电场的控制装置、风电场、及风电场的控制方法。用于解决课题的手段为了解决上述课题，本发明的风电场的控制装置、风电场、及风电场的控制方法采用以下的手段。S卩，本发明的第一形态的风电场的控制装置中，所述风电场具有通过转子的旋转而发电的多个风力发电装置，使该风力发电装置进行系统协作，并且为了能够根据电力系统产生的频率或电压的下降向该电力系统进一步供给电力，而预先限制所述风力发电装置的发电输出来进行运转，所述风电场的控制装置具备:测定部，其按照各所述风力发电装置，测定与所述风力发电装置的发电输出的增减相关的物理量；设定部，其按照各所述风力发电装置，基于由所述测定部测定到的所述物理量，设定所述风力发电装置的发电输出的限制量。根据上述形态，通过转子的旋转而发电的多个风力发电装置装备于风电场，进行系统协作，并且为了能够根据电力系统发生的频率或电压的下降向该电力系统进一步供给电力，而预先限制发电输出来进行运转。并且，通过测定部，按照各风力发电装置，测定与风力发电装置的发电输出的增减相关的物理量。该物理量是例如转子的转速或风力发电装置附近的风速等，若物理量增加则风力发电装置的发电输出也增加，若物理量减少则风力发电装置的发电输出也减少。此外，通过设定部，按照各风力发电装置，基于由测定部测定到的物理量，设定风力发电装置的发电输出的限制量。即，发电输出的限制量不是对于风电场具备的多个风力发电装置进行统一设定，而是根据各风力发电装置的转子的转速或风速等物理量的增减，按照各风力发电装置进行设定。根据以上的情况，上述形态即使风力发电装置进行限制发电输出的运转，也能够防止因风况的变化而风力发电装置发生解列的情况。另外，本发明的第一形态的风电场的控制装置也可以是，所述设定部以由所述测定部测定到的所述物理量越大而所述发电输出的限制量越大、且由所述测定部测定到的所述物理量越小而所述发电输出的限制量越小的方式，设定各所述风力发电装置的发电输出的限制量。由于与风力发电装置的发电输出的增减相关的物理量小而发电输出小的风力发电装置在相对于该发电输出而设定相对大的限制量时，由于风速进一步变慢而风的能量减少，要取出的能量超过风的能量，其结果是转子的转速变得过小，可能会导致风力发电装置的解列。根据上述形态，按照各风力发电装置，在与风力发电装置的发电输出的增减相关的物理量越小时，将发电输出的限制量设定得越小，因此能够防止因设定该限制量而转子的转速过分减小从而风力发电装置发生解列的情况。另一方面，在上述物理量越大时，将发电输出的限制量设定得越大，因此能够进一步增加与电力系统发生的频率或电压的下降对应的向电力系统的电力的供给量。另外，本发明的第一形态的风电场的控制装置可以是，所述风力发电装置在所述电力系统发生了频率或电压的下降时，以通过使用所述转子的惯性能量而进一步向所述电力系统供给电力的方式被控制，所述设定部按照各所述风力发电装置，根据通过所述转子的惯性能量而得到的发电输出，将所述发电输出的限制量设定得比未使用所述转子的惯性能量时小。根据上述形态，按照在电力系统发生了频率或电压的下降时通过使用转子的惯性能量而向电力系统进一步供给电力的方式被控制的各风力发电装置，根据通过转子的惯性能量而得到的发电输出，将发电输出的限制量设定得比未使用转子的惯性能量时小。由此，上述形态将通过使用转子的惯性能量而向电力系统进一步供给电力的风力发电装置的发电输出的限制量减小，因此能够进一步增加电力系统未发生干扰时的风力发电装置的发电输出。另外，本发明的第一形态的风电场的控制装置可以是，所述设定部按照各所述风力发电装置，在通过所述测定部测定到的物理量越小时，将所述电力系统发生了频率或电压的下降时使用的所述惯性能量设定得越小并将所述发电输出的限制量设定得越大，在通过所述测定部测定到的物理量越大时，将所述电力系统发生了频率或电压的下降时使用的所述惯性能量设定得越大并将所述发电输出的限制量设定得越小。风力发电装置当进行通过使用转子的惯性能量而向电力系统进一步供给电力的控制时，由于转子的惯性能量丧失，因此转子的转速下降。因此，在转子的转速小时，由于进行该控制，而转子的转速变得过小，风力发电装置可能发生解列。因此，根据上述形态，按照各风力发电装置，在与风力发电装置的发电输出的增减相关的物理量越小时，将电力系统发生了频率或电压的下降时使用的惯性能量设定得越小并将发电输出的限制量设定得越大，在该物理量越大时，将该惯性能量设定得越大并将该发电输出的限制量设定得越小。由此，上述形态通过进行上述控制，而防止转子的转速过分下降从而风力发电装置发生解列的情况，并且能够将在电力系统发生频率或电压的下降时向电力系统可供给的电力与上述物理量的大小无关地保持为恒定。另外，本发明的第一形态的风电场的控制装置可以是，所述设定部预先设定即使所述电力系统发生了频率或电压的下降也不进行通过使用所述惯性能量而进一步向所述电力系统供给电力的控制的所述转子的转速。根据上述形态，预先设定由于进行通过使用转子的惯性能量向电力系统进一步供给电力的控制，而假定存在转子的转速下降从而风力发电装置发生解列的可能性的转子的转速。并且，在风力发电装置的转子的转速为该设定的转速以下时，不进行上述控制。因此，上述形态能够防止风力发电装置的解列。另外，本发明的第一形态的风电场的控制装置可以是，所述设定部将多个所述风力发电装置的发电输出的限制量的总量设定为与相对于风力发电装置的风速无关地保持为恒定。
根据上述形态，将多个所述风力发电装置的发电输出的限制量的总量设定为与相对于风力发电装置的风速无关地保持恒定，因此能够使电力系统发生的频率或电压的下降更可靠地恢复。另外，本发明的第二形态的风电场具备多个风力发电装置和上述记载的控制装置。 根据上述形态，具备多个风力发电装置的风电场通过上述记载的控制装置而设定各风力发电装置的发电输出的限制量，因此即使风力发电装置进行限制发电输出的运转，也能够防止因风况的变化而风力发电装置发生解列的情况。另外，本发明的第三形态的风电场的控制方法中，所述风电场具有通过转子的旋转而发电的多个风力发电装置，使该风力发电装置进行系统协作，并且为了能够根据电力系统产生的频率或电压的下降向该电力系统进一步供给电力，而预先限制所述风力发电装置的发电输出来进行运转，所述风电场的控制方法包括:按照各所述风力发电装置，测定与所述风力发电装置的发电输出的增减相关的物理量的第一工序；按照各所述风力发电装置，基于由所述第一工序测定到的所述物理量，设定所述风力发电装置的发电输出的限制量的第二工序。根据上述形态，发电输出的限制量不是对于风电场具备的多个风力发电装置进行统一设定，而是根据各风力发电装置的转子的转速或风速等物理量的增减，按照各风力发电装置设定发电输出的限制量。由此，上述形态即使风力发电装置进行限制发电输出的运转，也能够防止因风况的变化而风力发电装置发生解列的情况。发明效果根据本发明，具有即使风力发电装置进行限制发电输出的运转，也能够防止因风况的变化而风力发电装置发生解列的情况这样优异的效果。
图1是表示本发明的第一实施方式的风电场的整体结构的简图。图2是表示本发明的第一实施方式的转子的转速与减载量的关系的坐标图。图3A是表示本发明的第一实施方式的为了设定减载量而使用的列表数据的示意图，表示与转子的转速对应的减载量。图3B是表示本发明的第一实施方式的为了设定减载量而使用的列表数据的示意图，表示与风速对应的减载量。图3C是表示本发明的第一实施方式的为了设定减载量而使用的列表数据的示意图，表示与转子的转速及发电输出对应的减载量。图4是表示本发明的第二实施方式的转子的转速与减载量及惯性使用量的关系的坐标图。图5是表示本发明的第二实施方式的转子的转速与减载量及惯性使用量的关系的变形例的坐标图。图6是表示本发明的第二实施方式的转子的转速与减载量及惯性使用量的关系的变形例的坐标图。
图7是表示本发明的另一实施方式的风电场的整体结构的简图。图8是表示本发明的另一实施方式的风电场的整体结构的简图。图9是以往的问题点的说明所需的图。
具体实施例方式以下，参照附图，说明本发明的风电场的控制装置、风电场、及风电场的控制方法的一实施方式。〔第一实施方式〕以下，对本发明的第一实施方式进行说明。图1是表示本发明的第一实施方式的风电场10的整体结构的图。风电场10具备:通过具备多张叶片11的转子12的旋转而发电的多个风力发电装置14 ;担任风电场10整体的控制的集中控制装置 16 (例如，SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition))。而且，在本第一实施方式中，如图1所示，列举具备3台风力发电装置14的情况为例说明风电场10，但台数没有特别限定。本第一实施方式的风力发电装置14经由变压器18进行系统协作，并根据电力系统20产生的频率的下降而能够向电力系统20进一步供给电力，由于电力系统20的干扰发生而在预定的时间内(例如30秒以内)进行能够有助于电力系统20的频率的变动抑制(PFR)。另外，在风力发电装置14分别设有风车控制装置22。风车控制装置22能够控制对应的风力发电装置14的运转状态，并且在与集中控制装置16之间能够进行各种数据的发送接收。而且，风车控制装置22也能够进行电力系统20的电力及频率的变动的检测、风力发电装置14具有的转子12的转速(以下，称为“转子转速”)的测定。并且，风车控制装置22将表示风力发电装置14的控制状态的数据、风力发电装置14的转子转速、由未图示的风速计测定的风力发电装置14附近的风速、及风力发电装置14的发电输出等向集中控制装置16发送。另一方面，集中控制装置16每当控制风力发电装置14时，将必要的参数等数据向风车控制装置22发送。需要说明的是，转子转速及风速是与风力发电装置14的发电输出的增减相关的物理量，若转子转速及风速增加则风力发电装置14的发电输出也增加，若转子转速及风速减少则风力发电装置的发电输出也减少。接着，更详细地说明风车控制装置22对风力发电装置14的控制。本第一实施方式的风车控制装置22以向风力发电装置14的PFR的对应，即在电力系统20的干扰发生时确保向电力系统20供给的风力发电装置14的发电输出的上升余力为目的，以进行预先限制风力发电装置14的发电输出而运转的减载(Deload)运转的方式控制风力发电装置14。需要说明的是，作为限制发电输出的方法，例如，使用调整转子12的叶片11的俯仰角而使转子12的转速下降的方法。在此，风电场10具备的多个风力发电装置14的风况并不一样。因此，风力发电装置14的发电输出的限制量(减载量)在对于多个风力发电装置14的任一个均相同时，风速变慢，转子转速小的风力发电装置14由于风速进一步变慢而风的能量减少，要取出的能量超过风的能量，其结果是转子转速无法达到用于维持系统协作的转速(以下，称为“最小转速”)，可能发生解列。因此，本第一实施方式的集中控制装置16根据各风力发电装置14的发电输出而
设定减载量。图2是表示转子转速与减载量的关系的坐标图。在图2中,横轴表示转子转速(未进行减载运转时的转子转速)，纵轴表示风力发电装置14的发电输出。而且，实线表示未进行减载运转的运转(以下，称为“通常运转”)时的风力发电装置14的发电输出，虚线表示进行减载运转时的风力发电装置14的发电输出。即，在图4中，实线与虚线之差成为减载量。因此，风力发电装置14在PFR时，从减载运转向通常运转过渡，从而将与减载量相当的发电输出(电力)进一步向电力系统20供给。并且，本第一实施方式的集中控制装置16如图2所示，按照各风力发电装置14，以转子转速越大而减载量越大、且转子转速越小而减载量越小的方式设定。由此，在由于转子转速小而发电输出小的风力发电装置14,当相对于该发电输出而设定相对大的减载量时，风速进一步变慢而风的能量减少，由此，能够防止要取出的能量超过风的能量而结果是转子的转速过小从而该风力发电装置14发生解列的情况。需要说明的是，如图3A的示意图所示，集中控制装置16预先存储有表示与转子转速对应的减载量的列表数据。并且，集中控制装置16根据从与各风力发电装置14对应的风车控制装置22发送的转子转速，从列表数据读出减载量，并将表示读出的减载量的减载量的指令值向各风车控制装置22发送。接收到减载量的指令值的风车控制装置22以按照由该指令值表示的减载量进行减载运转的方式控制风力发电装置14。如以上说明所示，本第一实施方式的集中控制装置16按照各风力发电装置14，基于由风车控制装置22测定到的转子转速，设定风力发电装置14的减载量。即，减载量不是对于风电场10具备的多个风力发电装置14进行统一设定，而是根据各风力发电装置14的转子转速的增减，按照各风力发电装置14设定。由此，集中控制装置16即使风力发电装置14进行限制发电输出的运转，也能够防止因风况的变化而风力发电装置14发生解列的情况。此外，集中控制装置16按照各风力发电装置14，转子转速越小而越小地设定减载量，因此能够防止因减载运转而转子转速过小从而风力发电装置14发生解列的情况。另一方面，集中控制装置16由于转子转速越大而越大地设定减载量，因此能够进一步增加PFT对应时的向电力系统20的电力的供给量。需要说明的是，在本第一实施方式中，说明了集中控制装置16根据各风力发电装置14的转子转速而设定减载量的情况，但并不局限于此，也可以使用与风力发电装置的发电输出的增减相关的物理量来设定减载量。例如，集中控制装置16既可以如图3B的列表数据的示意图所示根据与各风力发电装置14相对的风速来设定减载量，也可以如图3C的列表数据的示意图所示根据各风力发电装置14的转子转速及发电输出来设定减载量。另外，集中控制装置16也可以不使用列表数据，而存储用于算出与转子转速等对应的减载量的函数，使用该函数来设定各风力发电装置14的减载量。〔第二实施方式〕以下，对本发明的第二实施方式进行说明。
需要说明的是，本第二实施方式的风电场10的结构由于与图1所示的第一实施方式的风电场10的结构相同，因此省略说明。本第二实施方式的风力发电装置14在电力系统20的干扰发生的情况下，基于来自风车控制装置22的指令，进行控制(惯性控制)，使用蓄积在风力发电装置14的转子12中的惯性能量(惯性)作为在干扰发生时向电力系统20供给的电力。惯性控制使用蓄积在转子12中的惯性能量进行发电，因此风力发电装置14能够将比通常运转更多的电力向电力系统20供给。因此，本第二实施方式的集中控制装置16将通过各风力发电装置14的惯性控制而得到的发电输出(以下，称为“惯性使用量”)与减载量一起按照构成风电场10的风力发电装置14进行设定。然后，集中控制装置16将设定的表示惯性使用量的指令值向各风车控制装置22发送。图4表示本第二实施方式的转子转速与减载量及惯性使用量的关系。在图4中，单点划线表示进行惯性控制时的风力发电装置14的发电输出的上限，双点划线表示进行本第二实施方式的减载运转时的风力发电装置14的发电输出。需要说明的是，实线表示进行通常运转时的风力发电装置14的发电输出，虚线表示进行第一实施方式的减载运转时的风力发电装置14的发电输出。需要说明的是，在图4所示的惯性控制中，风力发电装置14无论转子转速的大小如何，都能够输出恒定的惯性使用量。因此，集中控制装置16根据惯性使用量，将减载量设定得比未进行惯性控制时小。即，相对于第一实施方式的减载量追加了惯性使用量所得到的量作为本第二实施方式的减载量。因此，在图4中，单点划线与双点划线之差成为在PFR时向电力系统20进一步供给的发电输出。由此，即使风力发电装置14进行减载运转，也能够将更多的电力向电力系统供给，并且在PFR时能够确保向电力系统20可供给的电力。需要说明的是，第二实施方式的减载量未必相对于第一实施方式的减载量追加与惯性使用量相同的量，例如，也可以追加惯性使用量的二分之一等的、比惯性使用量小的量。另外，由于进行惯性控制而转子12的惯性能量丧失，因此在进行惯性控制时，转子转速下降。因此，在进行惯性控制前的转子转速小的情况下，在进行惯性控制时，转子转速比最小转速减小,风力发电装置14可能发生解列。因此，在本第二实施方式中，通过集中控制装置16，预先设定当进行惯性控制时可能发生解列的转子转速的大小作为极限转速，风车控制装置22在风力发电装置14的转子转速为极限转速以下(图4的惯性不使用区域)时，即使电力系统20的干扰发生也不对风力发电装置14进行惯性控制。因此，与极限转速以下的转子转速相对的减载量不追加惯性使用量。即，与不进行惯性控制的第一实施方式的减载量相同。需要说明的是，惯性使用量越大，进行惯性控制引起的转子转速的下降的程度越大，因此极限转速优选根据惯性使用量而设定得不同。另外，为了更可靠地防止进行惯性控制引起的风力发电装置14的解列，也可以设为图5所示那样的转子转速与减载量(双重双点划线)及惯性使用量(双重单点划线)的关系。
惯性使用量越小，进行惯性控制引起的转子转速的下降的程度越小。因此，如图5的双重双点划线所示，集中控制装置16在转子转速越小时将惯性使用量设定得越小，由此，转子转速比最小转速减小，防止风力发电装置14的解列。此外，如图5所示，集中控制装置16为了在电力系统20的干扰发生时能够将恒定的电力向电力系统20供给，而根据惯性使用量来设定减载量。S卩，集中控制装置16按照各风力发电装置14，在转子转速越小时，将惯性使用量设定得越小并将减载量设定得越大，在转子转速越大时，将惯性使用量设定得越大并将减载量设定得越小。另外，为了使整体的惯性使用量恒定，优选以双重双点划线与双点划线的差量的面积成为0(零)的方式设定惯性使用量。S卩，优选以双重双点划线与双点划线的交点为基准，使转子转速大的一方的差量的面积A与转子转速小的一方的差量的面积B相同。另外，构成风电场10的多个风力发电装置14并不局限于在转子转速的整个范围内均匀运转，也可以是例如在风电场10整个区域的风速低时，全部的风力发电装置14在转子转速低的区域内进行运转。这样的情况下，用于与风电场10整体的PFR对应的电力量(以下，称为“PFR对应量”)可能发生不足。因此，集中控制装置16优选每隔规定时间间隔(例如，每I分钟)检测(监控)风电场10整体的PFR对应量，在PFR对应量不足时，将表示减载量的运转曲线(图6的双重双点划线)乘以I以下的系数而使运转曲线下降，通过增加减载量而与风速无关地将多个风力发电装置14的减载量的总量保持为恒定，从而更可靠地确保PFR对应量。由此，风电场10能够使电力系统20产生的频率的下降更可靠地恢复。另外，也可以在风速高而减载量大时，将运转曲线乘以I以上的系数，通过减少减载量的总量而削减不必要的减载量，从而增加电力系统20未发生干扰时的风电场10的发电输出。如以上说明那样，本第二实施方式的集中控制装置16按照可惯性控制的各风力发电装置14，根据惯性使用量，将减载量设定得比未使用转子12的惯性能量时小，因此能够进一步增加电力系统未发生干扰时的风力发电装置14的发电输出。另外，集中控制装置16按照各风力发电装置14，在转子转速越小时，将惯性使用量设定得越小并将减载量设定得越大，在转子转速越大时，将惯性使用量设定得越大并将减载量设定得越小。由此，集中控制装置16能够防止因进行惯性控制而转子转速过度下降从而风力发电装置14发生解列的情况，并且在电力系统20发生了频率的下降时能够与转子转速的大小无关地将向电力系统20可供给的电力保持为恒定。以上，使用上述各实施方式说明了本发明，但本发明的技术的范围并未限定为上述实施方式记载的范围。在不脱离发明的主旨的范围内能够对上述各实施方式施加多种变更或改良，该施加了变更或改良的方式也包含在本发明的技术范围内。例如，在上述各实施方式中，说明了在由于电力系统20的干扰发生而电力系统20的频率下降时，从风力发电装置14向电力系统20进一步供给电力的情况，但本发明并未限定于此，也可以是在由于电力系统20的干扰发生而电力系统20的电压下降时，从风力发电装置14向电力系统20进一步供给电力的方式。
另外，在上述各实施方式中，说明了集中控制装置16设定各风力发电装置14的减载量或惯性使用量的情况，但本发明并未限定于此，也可以是如图7所示的方式，即:各风车控制装置22存储列表数据，各风车控制装置22基于列表数据、对应的风力发电装置14所相对的风速、以及对应的风力发电装置14的运转状态(转子转速及发电输出等)，设定减载量或惯性使用量。此外，也可以是如图8所示的方式，S卩:多个风车控制装置22中的预定的风车控制装置22(以下，称为“主风车控制装置22A”)存储列表数据，并且从其他的风车控制装置22接收各风力发电装置14的转子转速等数据，设定与自身对应的风力发电装置14及与其他的风车控制装置22对应的风力发电装置14的减载量或惯性使用量。另外，也可以是将构成风电场10的多个风力发电装置14分成多个组，按组来确定主风车控制装置22的方式。需要说明的是，作为分组的方法，例如，可以根据风力发电装置14的配置位置进行分组，也可以按照规定期间的平均风速、转子转速、发电输出接近的各风力发电装置14、馈线相同的各风力发电装置14等进行分组。然后，主风车控制装置22k设定与自身对应的风力发电装置14和自身所属的组中的其他的风力发电装置14的减载量或惯性使用量。另外，也可以是在使风力发电装置14与PFR对应时，切断向风力发电装置14具备的辅机供给的电力，由此使向电力系统20供给的电力进一步增加的方式。在该方式的情况下，作为切断电力的辅机的例子，设为冷却风扇或冷却水泵等与其他的辅机相比消耗相对大的电力且停止产生的影响的时间常数较长地暂时停止也没有问题的结构。另外，风力 发电装置14在以比额定风速高的状态(额定输出)运转的状态下，为了对应于PFR，在接受到向电力系统20进一步供给电力的要求时，风车控制装置22可以使风力发电装置14进行过负载运转而向电力系统20进一步供给电力。但是，风车控制装置22监控风力发电装置14的过负载运转时间、各部温度上升、过负载运转次数等对设备的性能或寿命造成影响的数据，在超过限制值时使过负载运转停止。另外，风车控制装置22为了防止对应的风力发电装置14的解列，根据风电场10的风况或风力发电装置14的运转状态，对于对应的风力发电装置14，决定是否与PFR对应。例如，风车控制装置22在对应的风力发电装置14的转子12的速度或加速度低于限制值时，使向PFR的对应停止，向通常运转过渡。符号说明10 风电场12 转子14 风力发电装置16 集中控制装置20 电力系统22 风车控制装置
权利要求
1.一种风电场的控制装置，所述风电场具有通过转子的旋转而发电的多个风力发电装置，使该风力发电装置进行系统协作，并且为了能够根据电力系统产生的频率或电压的下降向该电力系统进一步供给电力，而预先限制所述风力发电装置的发电输出来进行运转， 所述风电场的控制装置具备: 测定部，其按照各所述风力发电装置，测定与所述风力发电装置的发电输出的增减相关的物理量； 设定部，其按照各所述风力发电装置，基于由所述测定部测定到的所述物理量，设定所述风力发电装置的发电输出的限制量。
2.根据权利要求1所述的风电场的控制装置，其中， 所述设定部以由所述测定部测定到的所述物理量越大而所述发电输出的限制量越大、且由所述测定部测定到的所述物理量越小而所述发电输出的限制量越小的方式，设定各所述风力发电装置的发电输出的限制量。
3.根据权利要求1所述的风电场的控制装置，其中， 所述风力发电装置在所述电力系统发生了频率或电压的下降时，以通过使用所述转子的惯性能量而进一步向所述电力系统供给电力的方式被控制， 所述设定部按照各所述风力发电装置，根据通过所述转子的惯性能量而得到的发电输出，将所述发电输出的限制量设定得比未使用所述转子的惯性能量时小。
4.根据权利要求3所述的风电场的控制装置，其中， 所述设定部按照各所述 风力发电装置，在通过所述测定部测定到的物理量越小时，将所述电力系统发生了频率或电压的下降时使用的所述惯性能量设定得越小并将所述发电输出的限制量设定得越大，在通过所述测定部测定到的物理量越大时，将所述电力系统发生了频率或电压的下降时使用的所述惯性能量设定得越大并将所述发电输出的限制量设定得越小。
5.根据权利要求3或4所述的风电场的控制装置，其中， 所述设定部预先设定即使所述电力系统发生了频率或电压的下降也不进行通过使用所述惯性能量而进一步向所述电力系统供给电力的控制的所述转子的转速。
6.根据权利要求1 5中任一项所述的风电场的控制装置，其中， 所述设定部将多个所述风力发电装置的发电输出的限制量的总量设定为与相对于风力发电装置的风速无关地保持为恒定。
7.—种风电场,其具备: 多个风力发电装置； 权利要求1 6中任一项所述的风电场的控制装置。
8.一种风电场的控制方法，所述风电场具有通过转子的旋转而发电的多个风力发电装置，使该风力发电装置进行系统协作，并且为了能够根据电力系统产生的频率或电压的下降向该电力系统进一步供给电力，而预先限制所述风力发电装置的发电输出来进行运转， 所述风电场的控制方法包括: 按照各所述风力发电装置，测定与所述风力发电装置的发电输出的增减相关的物理量的第一工序； 按照各所述风力发电装置，基于由所述第一工序测定到的所述物理量，设定所述风力发电装置的发电输 出的限制量的第二工序。
全文摘要
目的在于即使风力发电装置进行限制发电输出的运转，也能防止因风况的变化而风力发电装置发生解列的结构。通过转子的旋转而发电的多个风力发电装置(14)装备于风电场(10)，进行系统协作，并且为了能够根据电力系统(20)发生的频率或电压的下降向该电力系统进一步供给电力，而预先限制发电输出来进行运转。并且，按照各风力发电装置(14)，通过风车控制装置(22)测定与风力发电装置(14)的发电输出的增减相关的物理量即转子(12)的转速，通过集中控制装置(16)，按照各风力发电装置(14)，基于测定到的转子(12)的转速，设定风力发电装置(14)的发电输出的限制量。
文档编号F03D9/00GK103168170SQ20108006932
公开日2013年6月19日 申请日期2010年11月15日 优先权日2010年10月29日
发明者桥本雅之, 筱田尚信, 若狭强志, 八杉明, 中岛巧 申请人:三菱重工业株式会社