专利名称：电力供给装置及方法
技术领域：
本发明涉及电力供给装置及方法。
背景技术：
以往，已知有利用作为自然能量的风力进行发电的风力发电装置。风力发电装置例如设有在支柱上设置的机舱中安装有风车旋转叶片的旋翼头；与该旋翼头以一体旋转的方式连结的主轴；将接受到风力而进行旋转的主轴与风车旋转叶片连结的增速机；被增速机的轴输出驱动的发电机。在如此构成的风力发电装置中，具备将风力转换成旋转力的风车旋转叶片的旋翼头及主轴进行旋转而产生轴输出，经由与主轴连结的增速机使转速增加的轴输出传递给发电机。因此，将风力转换成旋转力而得到的轴输出作为发电机的驱动 源，能够进行利用了风力作为发电机的动力的发电。专利文献I :美国专利申请公开第2009/0230689号说明书为了使风力发电装置动作，而需要控制油泵、润滑油泵、换气扇等辅机类，对此种辅机类的电力供给也成为重要的课题。例如，在专利文献I中提出有一种在对发电机进行可变速控制的AC-DC-AC方式的风力发电装置中，从DC环节(直流环节)向辅机供给电力的技术。
发明内容
然而，在上述专利文献I的方法中，虽然从DC环节提供一个向辅机供给电力的路径，但存在没有冗余度的问题。本发明为了解决上述问题而作出，其目的在于提供一种能够使辅机电源双重化的电力供给装置及方法。为了实现上述目的，本发明提供以下的方法。本发明的第一形态涉及一种电力供给装置，适用于具备发电装置和电力转换部的发电系统，并向所述发电装置的辅机供给电力，所述发电装置利用自然能量进行发电，所述电力转换部具有将从该发电装置取得的交流电力转换成直流电力的第一转换器及将该直流电力转换成与电力系统的频率相适合的交流电力的第二转换器，其中，所述电力供给装置具备切换部，所述切换部分别与第一路径、第二路径和第三路径连接，并且根据所述电力系统侧的要求而对所述第三路径与所述第一路径之间的连接和所述第三路径与所述第二路径之间的连接进行切换，所述第一路径是所述切换部经由将从该直流环节供给的直流电力转换成交流电力的第三转换器与所述第一转换器和所述第二转换器之间的直流环节连接的路径，所述第二路径是所述切换部与所述电力转换部和所述电力系统之间连接的路径，所述第三路径是所述切换部与所述辅机侧连接的路径。根据该形态，利用自然能量而发电产生的交流电力通过第一转换器转换成直流电力，通过第二转换器转换成与电力系统的频率相适合的交流电力。经由将从直流环节供给的直流电力转换成交流电力的第三转换器，通过将第一转换器与第二转换器之间的直流环节和切换部连接而形成第一路径，通过将电力转换器与电力系统之间和切换部连接而形成第二路径，将切换部和辅机侧连接而形成第三路径。通过根据电力系统侧的要求使切换部进行切换，而对第三路径与第一路径之间的连接和第三路径与第二路径之间的连接进行切换。如此，通过使切换部进行切换，而能够从电力转换器的直流环节或从电力转换器与电力系统之间的线路供给向辅机供给的电力。由此，对于辅机的电力供给路径成为多个，能够使辅机电源具有冗余度。另外，例如，通过切换部的切换将第三路径和第一路径连接时，第二路径不与第三路径连接而不向辅机进行电力供给，因此能够进行第二路径上具备的断路器、灯等的检修作业。在上述形态中，也可以具备控制部，该控制部根据所述电力系统的状况及所述直 流环节的状况中的至少任一方来控制所述切换部。根据电力系统的状况(例如系统频率、电压等)及直流环节的状况(例如直流环节有无异常)中的至少任一种状况来控制切换部，因此，例如在电力系统的频率不稳定时，能够使切换部进行切换以从直流环节侧向辅机进行电力供给，而在直流环节侧存在异常时，能够进行使切换部进行切换等控制以从电力系统侧向辅机进行电力供给，从而能够使辅机持续运转。在上述结构中，优选的是，当预测到所述电力系统侧的频率及电压中的至少任一方发生规定值以上的变动时，所述控制部使所述切换部进行同步切换，而使第三路径与第
一路径连接。如此，当预测到规定值以上的电力系统侧的频率变动、电压变动时，进行同步切换，将第三路径和第一路径连接。例如，从气象信息预测到发生雷等情况，伴随于此预测到产生电力系统侧的频率变动、电压变动的情况时，通过从直流环节进行向辅机的电力供给，而能够与电力系统的状态变化无关地使辅机持续运转。而且，通过预测，在气象信息发生变化之前从容地预先进行切换，因此能够选择同步切换，由此能够进行不会瞬停的切换。在上述结构中，优选的是，通常运转时，将所述第二路径和所述第三路径连接，当所述电力系统的频率为作为容许变动范围的第一规定范围以上时，所述控制部对所述切换部进行控制，以使所述第一路径和所述第三路径连接。通常运转时，将第二路径和第三路径连接，当电力系统的频率的变动成为第一规定范围以上时，进行切换以从电力转换部的直流线路供给向辅机的电力。由此，例如，在系统频率中存在虽然能够使发电装置运转但辅机停止(成为发电装置的运转存在障碍的辅机的状态)这样的变动时，使切换部进行切换，从电力转换部供给向辅机的电力，从而能够使发电装置运转，并能够使向辅机的电源供给持续，从而能够防止辅机的停止。在此，通常运转时表示不发生电力系统的频率变动的情况下的运转时。在上述结构中，优选的是，通常运转时，将所述第二路径和所述第三路径连接，所述电力系统的频率为范围比作为容许变动范围的第一规定范围小的第二规定范围以下时，所述控制部对所述切换部进行控制，以使所述第二路径和所述第三路径连接。即使在电力系统的频率发生变动的情况下，在处于比第一规定范围小的范围的第二规定范围以下时，向辅机的电力也从电力转换部与电力系统之间供给。而且，将第二规定范围设定成比第一规定范围小的范围，并使其具有滞后作用，由此能够使切换的控制稳定化。在此，通常运转时表示不发生电力系统的频率变动的情况下(第二规定范围以下)的运转时。在上述结构中，优选的是，所述控制部计测所述电力系统的频率的变动期间，并根据该变动期间来控制所述切换部。由于根据电力系统的频率的变动期间(成为第一规定范围以上的期间及称为第二规定范围以下的期间)来控制切换部，因此，例如能够进行如下控制即使在存在电力系统的频率变动的情况下，在变动瞬间收敛时不进行切换部的切换，而在变动持续规定时间(例如10秒)时进行切换部的切换。由此，能够防止发生频率变动的误检测等时的频繁的切换，从而能够提高切换控制的精度。在上述结构中，优选的是，通常运转时，将所述第二路径和所述第三路径连接，所述电力系统的电压为作为容许变动范围的第三规定范围以上时，所述控制部控制所述切换部，以使所述第一路径和所述第三路径连接。 电力系统的电压的变动成为第三规定范围以上时，进行切换以从电力转换部的直流线路供给向辅机的电力。由此，例如，在系统电压中存在虽然能够使发电装置运转但辅机停止(成为发电装置的运转存在障碍的辅机的状态)的变动时，使切换部进行切换，从电力转换部供给向辅机的电力，从而能够使发电装置运转并使向辅机的电源供给持续，能够防止辅机的停止。在此，通常运转时是指未发生电力系统的电压变动的情况下的运转时。在上述结构中，优选的是，通常运转时，所述第二路径和所述第三路径连接，所述电力系统的电压为范围比作为容许变动范围的第三规定范围小的第四规定范围以下时，所述控制部控制所述切换部，以使所述第二路径与所述第三路径连接。即使在电力系统的电压发生变动的情况下，当处于比第三规定范围小的范围的第四规定范围以下时，对于向辅机的电力，取代来自电力转换部的供给，而从电力转换部与电力系统之间供给。而且，通过将第四规定范围设定成小于第三规定范围的范围并使其具有滞后作用，能够使切换的控制稳定化。在此，通常运转时是指不产生电力系统的电压变动的情况下(第四规定范围以下)的运转时。在上述结构中，优选的是，所述控制部计测所述电力系统的电压的变动期间，并根据该变动期间来控制所述切换部。由于根据成为第三规定范围以上的期间及成为第四规定范围以下的期间来控制切换部，因此例如能够进行如下控制即使在存在电力系统的电压变动的情况下，在变动瞬间收敛时也不进行切换部的切换，而是在变动持续规定时间(例如，10秒)时，进行切换部的切换。由此，能够防止电压变动的误检测等发生时的频繁的切换，从而能够提高切换控制的精度。在上述结构中，优选的是，通常运转时，将所述第一路径和所述第三路径连接，所述控制部检测到所述电力转换部的直流环节存在异常时，控制所述切换部以将所述第二路径和所述第三路径连接。当电力转换部的直流环节存在异常时，从电力系统侧向辅机进行电力供给，因此能够与直流环节的异常无关地进行向辅机的电力供给。在上述结构中，优选的是，由于检测出所述电力转换部的直流环节的异常而通过所述切换部使所述第二路径和所述第三路径连接后，如果检测出所述直流环节没有异常，则所述控制部控制所述切换部以使所述第一路径和所述第三路径连接。当检测出电力转换部的直流环节没有异常时，能够利用同步切换可靠地返回到从直流环节进行电力供给的连接，因此能够与有无电力系统侧的频率、电压变动无关地稳定地向辅机进行电力供给。在上述结构中，优选的是，所述辅机包含从所述切换部连接的第一辅机组和从所述电力转换部与所述电力系统之间不经由所述切换部而连接的第二辅机组，所述第二辅机组中包含的所述辅机为即使在停止的情况下也不对所述发电装置的运转造成障碍的所述辅机，所述第一辅机组中包含的所述辅机为所述第二 辅机组以外的所述辅机。如此，将从直流环节进行电力供给的辅机限定为第一辅机组，将即使不进行电力供给也不对发电装置的运转造成障碍的第二辅机组从从直流环节进行电力供给的对象中排除，由此能够减小第三转换器。由此，与对全部的辅机从直流环节进行电力供给的情况相t匕，能够以廉价的第三转换器进行应对。在此，第一辅机组例如是控制油泵、润滑油泵等需要常时运转的辅机，第二辅机组是换气扇、发电机用冷却扇等进行间歇运转的辅机。本发明的第二形态涉及一种电力供给方法，适用于具备发电装置和电力转换部的发电系统，并向所述发电装置的辅机供给电力，所述发电装置利用自然能量进行发电，所述电力转换部具有将从该发电装置取得的交流电力转换成直流电力的第一转换器及将该直流电力转换成与电力系统的频率相适合的交流电力的第二转换器，其中，通过经由第三转换器与所述直流环节连接而形成第一路径，通过与所述电力转换部和所述电力系统之间连接而形成第二路径，通过与所述辅机侧连接而形成第三路径，并且根据所述电力系统侧的要求而对所述第三路径与所述第一路径之间的连接和所述第三路径与所述第二路径之间的连接进行切换，其中，所述第三转换器将从所述第一转换器和所述第二转换器之间的直流环节供给的直流电力转换成交流电力。根据该形态，利用自然能量而发电产生的交流电力通过第一转换器转换成直流电力，通过第二转换器转换成适合电力系统的频率的交流电力。经由将从直流环节供给的直流电力转换成交流电力的第三转换器，通过与第一转换器和第二转换器之间的直流环节连接而形成第一路径，通过将电力转换器和电力系统之间与切换部连接而形成第二路径，将切换部和辅机连接而形成第三路径。根据电力系统侧的要求，对第三路径与第一路径之间的连接和第三路径与第二路径之间的连接进行切换。如此，通过对与辅机侧的连接路径进行切换，能够从电力转换器的直流环节或从电力转换器与电力系统之间的线路供给向辅机供给的电力，因此对辅机的电力供给路径成为多条，能够使辅机电源具有冗余度。另外，例如将第三路径和第一路径连接时，第二路径不与第三路径连接而不进行向辅机的电力供给，因此能够进行第二路径上具备的断路器、灯等的检修作业。发明效果根据本发明，会起到能够使辅机电源双重化的效果。
图I是表示本发明的第一实施方式的风力发电系统的简要结构的图。
图2是表示本发明的第一实施方式的变形例I的风力发电系统的简要结构的图。图3A是用于说明能够应对无停电切换的切换部的图。图3B是用于说明能够应对无停电切换的切换部的图。图3C是用于说明能够应对无停电切换的切换部的图。图4是表示本发明的第二实施方式的风力发电系统的简要结构的图。
具体实施例方式以下，参照附图，对本发明的载荷测定装置及方法的实施方式进行说明。〔第一实施方式〕在本实施方式中，将利用自然能量进行发电的发电装置作为风力发电装置进行说明。图I是表示适用了本实施方式的电力供给装置的风力发电系统10的简要结构的框图。如图I所示，本实施方式的风力发电系统10具备风力发电装置I及电力供给装置9。风力发电装置I具备风车叶片2、增速机3、发电机4、电力转换部5、系统频率传感器6及辅机8。 在图I中，风车叶片2安装在未图示的风车转子上。在风车转子的主轴上经由具有规定的变速比的增速机3连接有发电机4。发电机4经由电力转换部5与电力系统7连接。从风车转子的旋转轴线方向吹到风车叶片2上的风的力被转换成使风车转子绕旋转轴线旋转的动力，该动力通过发电机4转换成电气能量。电力转换部5具备发电机侧逆变器(第一转换器)11、直流环节12及电力系统侧逆变器(第二转换器)13，将从发电机侧接受到的交流电力转换成适合电力系统7的频率的交流电力。发电机侧逆变器11将发电机产生的交流电力转换成直流电力，并将该直流电力向直流环节12输出。电力系统侧逆变器13将从直流环节12接受到的直流电力转换成与电力系统7相同的频率的交流电力，并将该交流电力输出。
电力转换部5还具有将从电力系统7接受到的交流电力转换成适合发电机4的频率的交流电力的功能。这种情况下，电力系统侧逆变器13将交流电力转换成直流电力，并将该直流电力向直流环节12输出。发电机侧逆变器11将从直流环节12接受到的直流电力转换成适合发电机4的频率的交流电力，并将该交流电力向发电机4供给。另外，将发电机4的输出暂时转换成直流而再次通过逆变器转换成交流的电力转换部5 (AC-DC-AC环节)与发电机4的定子侧连接，进行速度控制等。系统频率传感器6计测电力系统7侧的频率，并将计测到的系统频率的信息向电力供给装置9输出。辅机8是风力发电装置I的运转所需的设备，取得从电力供给装置9供给的电力。电力供给装置9具备辅机电力用逆变器(第三转换器)14、切换部15及控制部16。辅机电力用逆变器14将从发电机侧逆变器11与电力系统侧逆变器13之间的直流环节12供给的直流电力转换成交流电力。而且，辅机电力用逆变器14总是动作，使电力系统7侧的电压和相位同步。切换部15经由辅机电力用逆变器14，通过与直流环节12连接而形成第一路径A，通过将电力转换部5和电力系统7之间(例如，图I的连接点X)连接而形成第二路径B，通过与辅机8(或向辅机供给电力的辅机电源)连接而形成第三路径C，根据电力系统7侧的要求，对第三路径C和第一路径A之间的连接和第三路径C与第二路径B之间的连接进行切换。而且，在第二路径B上设有断路器或灯等。在本实施方式中，说明通常运转时第二路径B和第三路径C连接的情况。在此，通常运转时表示系统频率、系统电压为预定的范围内的变动的情况。
另外，切换部15在使第一路径A与第三路径C连接时，将第二路径B和第三路径C切断，在使第二路径B和第三路径C连接时，将第一路径A和第三路径切断。由此，例如，通过切换部15的切换将第三路径C和第一路径A连接时，第二路径B不与第三路径C连接而不进行向辅机的电力供给，因此能够进行第二路径B上具备的断路器或灯等的检修作业。另外，将本实施方式的切换部15作为伴随瞬停的切换装置进行说明，但并不局限于此。将伴随瞬停的切换装置使用于切换部15时，优选在切换部15的下游侧(即，辅机8侦D设置线路滤波器(噪声滤波器)。由此，在对切换部15的连接进行切换时，能够减少在辅机8侧产生的噪声。控制部16在电力系统7的频率成为作为容许变动范围的第一规定范围以上时，控制切换部15以将第一路径A和第三路径C连接。控制部16也可以在电力系统7的频率成为比作为容许变动范围的第一规定范围小的范围的第二规定范围以下时，控制切换部15以将第二路径B和第三路径C连接。如此，通过使上述第一规定范围和第二规定范围具有滞后作用，能够防止频繁地进行基于切换部15的切换，从而能够使控制稳定。需要说明的是，上述频率的第一规定范围及第二规定范围的变动范围分别优选相对于额定值为+3%及-5%、或±2%以内。另外，控制部16也可以计测电力系统7的频率的变动期间，并根据变动期间来控制切换部15。例如，设第一规定范围为从0. 95pu至I. 03pu，系统频率成为第一规定范围以外的0. 95pu以下及I. 03pu以上的期间持续10秒时，控制部16控制切换部15以将第一路径A和第三路径C连接。或者，设第二规定范围为从0. 95pu至I. 03pu,系统频率成为第二规定范围内的期间持续3秒以上时，控制部16控制切换部15以将第二路径B和第三路径C连接。需要说明的是，虽然省略了图示，但在辅机电力用逆变器14与直流环节12之间插入有设备，该设备以控制双向断路器等辅机电力逆变器14与直流环节12之间的电流或电压为目的。接下来，参照图I说明本实施方式的风力发电系统10的作用。通常运转时，切换部15将第二路径B和第三路径C连接，从电力转换部5与电力系统7侧之间的连接点X向辅机8供给交流电力。通过系统频率传感器6检测出电力系统7侧的频率时，系统频率的信息向电力供给装置9输出。在电力供给装置9的控制部16中，判定电力系统7的频率是否在作为容许变动范围的第一规定范围内，判定为在第一规定范围外时，对切换部15输出切换指令。切换部15取得切换指令时，将第一路径A和第三路径C连接。由此，来自发电机4侧的电力经由直流环节12及辅机电力用逆变器14向辅机8供给。如此，在电力系统7侧的系统频率的变动成为容许范围外时，将从电力系统7侧向辅机8的电力供给切换成从电力转换部5的直流环节12向辅机8的电力供给。由此，即使在电力系统7侧发生异常而存在对辅机8的运转造成异常的频率的变动时，也能够与电力系统7侧的频率变动无关地使辅机8持续运转。另外，在控制部16中，判定电力系统7的频率是否在作为容许变动范围的第一规定范围内(或第二规定范围内)，判定为在第一规定范围内(或第二规定范围内)时，对切换部15输出切换指令。切换部15取得切换指令时，将第二路径B和第三路径C连接。如以上说明可知，根据本实施方式的电力供给装置9及方法，利用自然能量而发电产生的交流电力通过发电机侧逆变器11转换成直流电力，通过电力系统侧逆变器13转换成适合电力系统7的频率的交流电力。经由将从直流环节供给的直流电力转换成交流电 力的辅机电力用逆变器14，通过将发电机侧逆变器11与电力系统侧逆变器13之间的直流环节12和切换部15连接而形成第一路径A，通过将电力转换部5和电力系统7之间与切换部15连接而形成第二路径B，将切换部15和辅机连接而形成第三路径C。通过根据电力系统7侧的要求使切换部15进行切换，而将第三路径C与第一路径A之间的连接和第三路径C与第二路径B之间的连接进行切换。如此，通过使切换部15进行切换，而能够从电力转换部5的直流环节12或电力转换部5与电力系统7之间的线路供给向辅机8供给的电力。由此，对辅机8的电力供给路径成为多条，能够使辅机电源具有冗余度。而且，例如，通过切换部15的切换而将第三路径C和第一路径A连接时，由于第二路径B未与第三路径C连接而无法进行向辅机8的电力供给，因此能够进行第二路径B上具备的断路器或灯等的检修作业。〔变形例I〕需要说明的是，在本实施方式中，如图I所示，说明了辅机8经由切换部15(详细情况后面说明)将其全部连接的情况，但并不局限于此。例如，也可以如图2所示，区分成从切换部15连接的第一辅机组8a、和从电力转换部5与电力系统7之间不经由切换部15连接的第二辅机组8b，使向各辅机组8a、8b的电力供给源不同。将辅机8区分成第一辅机组8a和第二辅机组Sb时，第二辅机组Sb所包含的辅机成为即使在停止的情况下也不会对风力发电装置I的运转造成障碍的辅机，第一辅机组8a所包含的辅机成为第二辅机组8b以外的辅机。例如，在第一辅机组8a中包含控制油泵、润滑油泵等需要常时运转的辅机。在第二辅机组8b中包含换气扇、发电机用冷却扇等进行间歇运转的辅机。如此，通过将从直流环节12进行电力供给的辅机限定为第一辅机组8a，并将即使不进行电力供给也不会对风力发电装置I的运转造成障碍的第二辅机组8b从来自直流环节12的电力供给的对象中排除，而能够减小电力供给所需的电力供给装置9的辅机电力用逆变器14。由此，与经由电力供给装置9的辅机电力用逆变器14向全部的辅机8进行电力供给的情况相比，电力供给装置9的辅机电力用逆变器14能够通过廉价的逆变器进行应对。〔变形例2〕另外，在本实施方式中，说明了在电力系统7侧设置系统频率传感器6，且控制部16根据电力系统7侧的系统频率对切换部15进行控制的情况，但控制方法并不局限于此。例如，也可以取代系统频率传感器6，设置系统电压传感器6’，且控制部16通过系统电压传感器6’根据电力系统7侧的系统电压对切换部15进行控制。这种情况下，控制部16在电力系统7的电压为作为容许变动范围的第三规定范围以上时，控制切换部15以将第一路径A和第三路径C连接。而且，控制部16在电力系统7的电压为比作为容许变动范围的第三规定范围小的范围的第四规定范围以下时，控制切换部15，以将第二路径B和第三路径C连接。由此，例如，在系统电压7中存在虽然能够使风力发电装置I运转但辅机8停止(或成为风力发电装置I的运转存在障碍的辅机的状态)这样的电压变动时，使切换部15进行切换，从电力转换部5的直流环节12供给向辅机8的电力，从而能够使风力发电装置I运转并使向辅机8的电力供给持续，能够防止辅机8的停止。〔变形例3〕另外，在本实施方式中，说明了在对向辅机8供给的电力的路径进行切换时，使用伴随瞬停的切换部15的情况，但也可以取代伴随瞬停的切换部15，使用进行在切换时没有瞬停的同步切换(无停电切换)的切换部15’。无停电切换例如从图3A至图3C所示，在切 换部15’使用并联开关，从将第一路径A和第三路径C连接的状态(图3A)进行切换时，在将第一路径A和第三路径C连接的状态下将第二路径B和第三路径C连接(图3B)，在第二路径B与第三路径C的连接后，切断第一路径A与第三路径C之间的连接(图3C)。如此，通过逐级进行路径的切换，能够防止瞬停，并且能够不需要线路滤波器(噪声滤波器)。另外，当从气象信息预测到产生雷等、且预测到伴随于此产生电力系统7侧的频率变动及电压变动时，从直流环节12进行向辅机8的电力供给。如此，预测变动，预先进行切换部15的切换时，通过进行上述的无停电切换，而能够无瞬停地使辅机8持续运转。〔第二实施方式〕接下来，使用图4说明本发明的第二实施方式的电力供给装置9’。在上述的第一实施方式中，通过电力系统7侧的状态的变动(例如，频率变动、电压变动等)，对向辅机8供给的电力的路径进行了切换，但在本实施方式中，在对应于辅机电力用逆变器14的状况来控制切换部的切换时机这一点上与上述第一实施方式不同。以下，对于本实施方式的风力发电系统10’，省略与第一实施方式共通的点的说明，主要说明不同点。而且，在本实施方式中，说明利用绕组形感应发电机作为发电机的结构即DoubleFed (二次励磁方式)方式的风力发电系统10’。另外，在本实施方式中，说明通常运转时将第一路径A和第三路径C连接的情况。在此，通常运转时表示辅机电力用逆变器14没有异常的情况。辅机电力用逆变器14具有自我诊断功能，并将其检测结果通知给控制部16’。控制部16’从辅机电力用逆变器14取得有无异常的检测结果，根据该结果，控制切换部15。具体来说，检测到辅机电力用逆变器14存在异常时，控制部16’控制切换部15，以将第二路径B和第三路径C连接。另外，当检测到辅机电力用逆变器14没有异常时，控制部16’对切换部15进行控制，以将第一路径A和第三路径C连接。如此，控制部16’监视辅机电力用逆变器14的状态(例如，通过有无自我诊断功能的通知而进行判断)，在辅机电力用逆变器14发生故障时，对切换部15进行控制，以将第二路径B和第三路径C连接。接下来，参照图4说明本实施方式的风力发电系统10’的作用。通常运转时，切换部15将第一路径A和第三路径C连接，通过辅机电力用逆变器14将从直流环节12供给的直流电力转换成交流电力，并将该交流电力向辅机8供给。检测到辅机电力用逆变器14的异常时，将该异常信息向控制部16’输出。在控制部16’中，在取得辅机电力用逆变器14的异常信息时，对切换部15输出控制切换部15以将第二路径B和第三路径C连接的切换指令。由此，使切换部切换，将第二路径B和第三路径C连接，来自电力转换部5与电力系统7侧之间的连接点X的交流电力经由第二路径B和第三路径C向辅机8供给。如此，当检测到辅机电力用逆变器14存在异常时，取代来自直流环节12的电力供给，切换成来自电力系统7侧的电力供给，因此辅机8能够持续运转。另一方面，当检测到辅机电力用逆变器14返回正常状态时，将该正常信息向控制部16’输出。控制部16’基于正常信息，向切换部15输出将第一路径A和第三路径C连接以从直流环节12进行向辅机8的电力供给的切换指令。切换部15基于取得的切换指令对路径进行切换，将第一路径A和第三路径C连接。如此，控制部16’在检测到辅机电力用逆变器14的故障时，对切换部15进行控制，以将第二路径B和第三路径C连接。并且，也可以在第二路径B上设置断路器、灯等，进行断路器、灯等的检修时，控制部16’进行控制以将第一路径A和第三路径C连接。 如以上说明可知，根据本实施方式的电力供给装置9’及方法，在辅机电力用逆变器14存在异常时，从电力系统7侧向辅机8进行电力供给，因此能够与辅机电力用逆变器14的异常无关地进行向辅机8的电力供给。而且，当检测到辅机电力用逆变器14无异常时，能够从直流环节12进行电力供给，因此能够与有无电力系统7侧的频率、电压变动无关地稳定地向辅机8进行电力供给。标号说明I风力发电装置4发电机5电力转换部6系统频率传感器8 辅机9电力供给装置10风力发电系统11发电机侧逆变器12直流环节13电力系统侧逆变器14辅机电力用逆变器15切换部16控制部
权利要求
1.一种电力供给装置，适用于具备发电装置和电力转换部的发电系统，并向所述发电装置的辅机供给电力，所述发电装置利用自然能量进行发电，所述电力转换部具有将从该发电装置取得的交流电力转换成直流电力的第一转换器及将该直流电力转换成与电力系统的频率相适合的交流电力的第二转换器，其中， 所述电力供给装置具备切换部，所述切换部通过经由第三转换器与所述直流环节连接而形成第一路径，通过与所述电力转换部和所述电力系统之间连接而形成第二路径，通过与所述辅机侧连接而形成第三路径，并且根据所述电力系统侧的要求而对所述第三路径与所述第一路径之间的连接和所述第三路径与所述第二路径之间的连接进行切换，其中，所述第三转换器将从所述第一转换器和所述第二转换器之间的直流环节供给的直流电力转换成交流电力。
2.根据权利要求I所述的电力供给装置，其中， 具备控制部，该控制部根据所述电力系统的状况及所述直流环节的状况中的至少任一 方来控制所述切换部。
3.根据权利要求2所述的电力供给装置，其中， 当预测到所述电力系统侧的频率及电压中的至少任一方发生规定值以上的变动时，所述控制部使所述切换部进行同步切换，而使第三路径与第一路径连接。
4.根据权利要求2或3所述的电力供给装置，其中， 通常运转时，将所述第二路径和所述第三路径连接， 所述电力系统的频率为作为容许变动范围的第一规定范围以上时，所述控制部对所述切换部进行控制，以使所述第一路径和所述第三路径连接。
5.根据权利要求2或3所述的电力供给装置，其中， 通常运转时，将所述第二路径和所述第三路径连接， 所述电力系统的频率为范围比作为容许变动范围的第一规定范围小的第二规定范围以下时，所述控制部对所述切换部进行控制，以使所述第二路径和所述第三路径连接。
6.根据权利要求2或3所述的电力供给装置，其中， 所述控制部计测所述电力系统的频率的变动期间，并根据该变动期间来控制所述切换部。
7.根据权利要求2或3所述的电力供给装置，其中， 通常运转时，将所述第二路径和所述第三路径连接， 所述电力系统的电压为作为容许变动范围的第三规定范围以上时，所述控制部控制所述切换部，以使所述第一路径和所述第三路径连接。
8.根据权利要求2或3所述的电力供给装置，其中， 通常运转时，将所述第二路径和所述第三路径连接， 所述电力系统的电压为范围比作为容许变动范围的第三规定范围小的第四规定范围以下时，所述控制部控制所述切换部，以使所述第二路径与所述第三路径连接。
9.根据权利要求2或3所述的电力供给装置，其中， 所述控制部计测所述电力系统的电压的变动期间，并根据该变动期间来控制所述切换部。
10.根据权利要求2所述的电力供给装置，其中，通常运转时，将所述第一路径和所述第三路径连接， 所述控制部检测到所述第三转换器存在异常时，控制所述切换部以将所述第二路径和所述第三路径连接。
11.根据权利要求2或10所述的电力供给装置，其中， 由于检测出所述第三转换器的异常而通过所述切换部使所述第二路径和所述第三路径连接后，如果检测出所述第三转换器没有异常，则所述控制部控制所述切换部以使所述第一路径和所述第三路径连接。
12.根据权利要求I 3或10中任一项所述的电力供给装置，其中， 所述辅机包含从所述切换部连接的第一辅机组及从所述电力转换部和所述电力系统之间不经由所述切换部而连接的第二辅机组， 所述第二辅机组中包含的所述辅机为即使在停止的情况下也不对所述发电装置的运转造成障碍的所述辅机， 所述第一辅机组中包含的所述辅机为所述第二辅机组以外的所述辅机。
13.一种电力供给方法，适用于具备发电装置和电力转换部的发电系统，并向所述发电装置的辅机供给电力，所述发电装置利用自然能量进行发电，所述电力转换部具有将从该发电装置取得的交流电力转换成直流电力的第一转换器及将该直流电力转换成与电力系统的频率相适合的交流电力的第二转换器，其中， 通过经由第三转换器与所述直流环节连接而形成第一路径，通过与所述电力转换部和所述电力系统之间连接而形成第二路径，通过与所述辅机侧连接而形成第三路径，并且根据所述电力系统侧的要求而对所述第三路径与所述第一路径之间的连接和所述第三路径与所述第二路径之间的连接进行切换，其中，所述第三转换器将从所述第一转换器和所述第二转换器之间的直流环节供给的直流电力转换成交流电力。
全文摘要
本发明的目的在于使辅机的电源双重化。电力供给装置具备切换部(15)，该切换部(15)通过经由将从发电机侧逆变器(11)和电力系统侧逆变器(13)之间的直流环节(12)供给的直流电力转换成交流电力的辅机电力用逆变器(14)与直流环节(12)连接而形成第一路径(A)，通过与电力转换部(5)和电力系统(7)之间连接而形成第二路径(B)，通过与辅机(8)侧连接而形成第三路径(C)，并且根据电力系统(7)侧的要求而对第三路径(C)与第一路径(A)之间的连接和第三路径(C)与第二路径(B)之间的连接进行切换。
文档编号H02J3/38GK102754298SQ20108000280
公开日2012年10月24日 申请日期2010年5月28日 优先权日2010年5月28日
发明者八杉明 申请人:三菱重工业株式会社