JP2015149792A - Electric power controller, electric power controlling method and power generation system - Google Patents

Electric power controller, electric power controlling method and power generation system Download PDF

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明 八杉
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electric power controller of power generation system including a wind power generator requiring no equipment such as high speed Diesel power generator.SOLUTION: The electric power controller includes: a wind power generator output limit determination section that determines a first output limit timing of a wind power generator driven by a wind mill based on a detected cutout wind velocity which represents a wind velocity as a wind mill allowable load; a fuel power generator control section that increases the output of a fuel power generator for making up the output of the wind power generator based on the determination at a predetermined ratio; and a WTG output control section that lowers the output of the wind power generator to a predetermined value based on the determination so that the total value of the output value of the wind power generator and the output value of the fuel power generator becomes an output value of the wind power generator before the determination.

Description

本発明は、電力制御装置、電力制御方法、発電システムに関する。   The present invention relates to a power control device, a power control method, and a power generation system.

電力会社が供給する電力系統に頼らずある地域に備わる設備に対して独立して電力供給を行うマイクログリッドと呼ばれるシステムが存在する。マイクログリッドにおいては、風力発電だけではなく太陽光発電やディーゼル発電機（ＤＧ：Ｄｉｅｓｅｌ Ｇｅｎｅｒａｔｏｒ）や蓄電池などを組み合わせて電力供給を行う。例えば離島などでは風車を多く用いた構成とし風力発電を行うことも多い。風力発電においては所定の風速以上の強風があると安全のため風車を停止するカットアウトと呼ばれる制御が行われる。風車のカットアウトによって生じた供給電力の不足分は、ディーゼル発電機や蓄電池の出力によって補うことが行われている。   There is a system called a microgrid that independently supplies power to facilities in a certain area without depending on the power system supplied by the power company. In the microgrid, not only wind power generation but also solar power generation, a diesel generator (DG: Diesel Generator), a storage battery, and the like are used to supply power. For example, in a remote island or the like, wind power generation is often performed with a configuration using many windmills. In wind power generation, when there is a strong wind exceeding a predetermined wind speed, control called cutout is performed to stop the windmill for safety. Insufficient supply power caused by the cutout of the windmill is compensated by the output of a diesel generator or a storage battery.

例えば特許文献１には、自然力を用いた太陽光発電や風力発電の不安定な出力に対してディーゼル発電機などの内燃力発電を用いて出力値の変動を許容範囲内に維持する技術が開示されている。特許文献１の方法は、日照状況や風況を観測して気象変動を予測し、その気象変動の予測から自然力発電機による出力電力を予測して発電所の目標出力値との差分を計算し、内燃力発電機にその差分の電力を発電させることで発電所の出力電力を安定化させるものである。   For example, Patent Document 1 discloses a technique for maintaining fluctuations in the output value within an allowable range using an internal combustion power generation such as a diesel generator against an unstable output of solar power generation or wind power generation using natural force. Has been. The method of Patent Document 1 predicts weather fluctuations by observing the sunshine conditions and wind conditions, and predicts the output power from the natural power generator from the forecast of the weather fluctuations and calculates the difference from the target output value of the power plant. The output power of the power plant is stabilized by causing the internal combustion power generator to generate the difference power.

特開２００４−３１２７９７号公報JP 2004-312797 A

ところで、風車のカットアウトによって生じる風力発電の出力低下は急激である。従って、風力発電の出力低下を補うために設置されるディーゼル発電機は高速に起動し発電を開始することができるタイプのものが使用される。この高速起動ディーゼル発電機は、一般的なディーゼル発電機に比べ価格が高い。同様に風力発電を補うために設置された蓄電池は短時間に大容量の放電が可能なタイプのものであり、やはり一般的な蓄電池に比べ価格が高くなる。しかし、実際にカットアウトが生じこれらの設備を稼働する利用率を考慮すると経済性の観点からはこのような設備を設置することは非効率であった。   By the way, the output reduction of the wind power generation caused by the cutout of the windmill is abrupt. Therefore, the type of diesel generator installed to compensate for the decrease in the output of wind power generation is used that can start at high speed and start power generation. This fast start diesel generator is more expensive than a typical diesel generator. Similarly, a storage battery installed to supplement wind power generation is a type capable of discharging a large capacity in a short time, and the price is still higher than a general storage battery. However, considering the utilization rate at which these cutouts are actually generated and these facilities are operated, it is inefficient to install such facilities from the viewpoint of economy.

そこでこの発明は、上述の課題を解決することのできる電力制御装置、電力制御方法、発電システムを提供することを目的としている。   Therefore, an object of the present invention is to provide a power control device, a power control method, and a power generation system that can solve the above-described problems.

本発明の第１の態様は、風車により駆動する風力発電機に対して第一の所定の風速の検出に基づいて前記風力発電機の第一の出力制限タイミングを判定する風力発電機出力制限判定部と、当該判定に基づいて前記風力発電機の出力を補う燃料発電機の出力を定められた割合で増加させる燃料発電機制御部と、当該判定に基づいて前記風力発電機の出力値と前記燃料発電機の出力値との合計値が前記判定前における前記風力発電機の出力値となるように前記風力発電機の出力を所定の値まで低下させる出力制限を行うＷＴＧ出力コントロール部と、を備えることを特徴とする電力制御装置である。   According to a first aspect of the present invention, a wind power generator output limit determination for determining a first output limit timing of the wind power generator based on detection of a first predetermined wind speed for a wind power generator driven by a windmill. A fuel generator control unit that increases the output of the fuel generator that supplements the output of the wind power generator based on the determination at a predetermined rate, and the output value of the wind power generator based on the determination A WTG output control unit that performs output limitation to reduce the output of the wind power generator to a predetermined value so that a total value with the output value of the fuel generator becomes the output value of the wind power generator before the determination; It is a power control device characterized by comprising.

また、本発明の第２の態様における第一の所定の風速とは、風車許容荷重に至る風速を示すカットアウト風速、もしくは、所定時間の経過後に風速が前記カットアウト風速に至ると判断する所定の風速であることを特徴とする。   The first predetermined wind speed in the second aspect of the present invention is a cut-out wind speed indicating the wind speed reaching the wind turbine allowable load, or a predetermined that determines that the wind speed reaches the cut-out wind speed after a predetermined time has elapsed. It is characterized by the wind speed.

また、本発明の第３の態様における前記風力発電機出力制限判定部は、前記第一の所定の風速を上回る第二の所定の風速の検出に基づいて前記風力発電機の第二の出力制限タイミングを判定し、前記ＷＴＧ出力コントロール部は、当該判定に基づいて前記風力発電機の出力をさらに所定の出力値まで低下させる制御を行うことを特徴とする。   Further, the wind power generator output restriction determination unit according to the third aspect of the present invention is configured to detect a second output restriction of the wind power generator based on detection of a second predetermined wind speed exceeding the first predetermined wind speed. The timing is determined, and the WTG output control unit performs control to further reduce the output of the wind power generator to a predetermined output value based on the determination.

また、本発明の第４の態様における前記所定の出力値は、前記風力発電機の出力値を当該所定の出力値まで減じる制御を行った後に前記風力発電機を停止しても系統への影響が所定基準以下となる値であることを特徴とする。   Further, the predetermined output value in the fourth aspect of the present invention has an influence on the system even if the wind power generator is stopped after performing control to reduce the output value of the wind power generator to the predetermined output value. Is a value less than or equal to a predetermined reference.

また、本発明の第５の態様における電力制御装置は、前記風力発電機の出力を補う蓄電池の充放電を制御する蓄電池充放電制御部を備え、前記風力発電機出力制限判定部は、運転停止風速の検出に基づいて風力発電機の停止タイミングを判定し、前記ＷＴＧ出力コントロール部は、当該判定に基づいて風車を停止させ、前記燃料発電機制御部は、当該判定に基づいて定められた割合で出力を増加させ、前記蓄電池充放電制御部は、当該判定に基づいて蓄電池を放電させることを特徴とする。   The power control apparatus according to the fifth aspect of the present invention includes a storage battery charge / discharge control unit that controls charging / discharging of the storage battery that supplements the output of the wind power generator, and the wind power generator output restriction determination unit stops operation. The WTG output control unit determines the stop timing of the wind power generator based on the detection of the wind speed, the WTG output control unit stops the wind turbine based on the determination, and the fuel generator control unit determines the ratio determined based on the determination And the storage battery charge / discharge control unit discharges the storage battery based on the determination.

また、本発明の第６の態様における前記風力発電機出力制限判定部は、前記第一の所定の風速以上となった風速が前記第一の所定の風速より低い所定の風速となったことを検出し、その検出に基づいて風力発電機の出力制限の解除タイミングを判定し、前記ＷＴＧ出力コントロール部は、当該判定に基づいて前記風力発電機の出力を前記出力制限前における出力値となるように増加させ、前記燃料発電機制御部は、前記風力発電機の出力が前記出力制限前における出力値となるまでは、前記燃料発電機の出力と前記風力発電機の出力との合計出力が、前記出力制限前における前記風力発電機の出力値となるように、前記燃料発電機の出力を低下させることを特徴とする。   The wind power generator output restriction determination unit according to the sixth aspect of the present invention is configured such that the wind speed that is equal to or higher than the first predetermined wind speed is a predetermined wind speed lower than the first predetermined wind speed. And detecting the output restriction release timing of the wind power generator based on the detection, and the WTG output control unit makes the output of the wind power generator become an output value before the output restriction based on the determination. Until the output of the wind power generator reaches an output value before the output restriction, the total output of the output of the fuel power generator and the output of the wind power generator is The output of the fuel generator is reduced so that the output value of the wind power generator before the output restriction is obtained.

また、本発明の第７の態様は、風力発電機と、燃料発電機と、蓄電池と、上述の何れかの電力制御装置と、を備える発電システムである。   A seventh aspect of the present invention is a power generation system including a wind power generator, a fuel power generator, a storage battery, and any one of the above-described power control devices.

また、本発明の第８の態様は、風車により駆動する風力発電機に対して第一の所定の風速の検出に基づいて前記風力発電機の第一の出力制限タイミングを判定し、当該判定に基づいて前記風力発電機の出力を補う燃料発電機の出力を定められた割合で増加させ、当該判定に基づいて前記風力発電機の出力値と前記燃料発電機の出力値との合計値が前記判定前における前記風力発電機の出力値となるように前記風力発電機の出力を所定の値まで低下させる出力制限を行う、ことを特徴とする電力制御方法である。   Further, according to an eighth aspect of the present invention, a first output restriction timing of the wind power generator is determined based on detection of a first predetermined wind speed for the wind power generator driven by the windmill, and the determination is performed. Based on the determination, the total value of the output value of the wind power generator and the output value of the fuel generator is calculated based on the determination. The power control method is characterized in that output restriction is performed to reduce the output of the wind power generator to a predetermined value so that the output value of the wind power generator before the determination is obtained.

本発明によれば、カットアウトが発生したときの出力変動を小さく抑えることができる。それにより発電システムの設備容量を小さくすることができる。   According to the present invention, it is possible to reduce output fluctuation when cutout occurs. Thereby, the installation capacity of the power generation system can be reduced.

本発明に係る第一実施形態における発電システムの構成の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a structure of the electric power generation system in 1st embodiment which concerns on this invention. 本発明に係る第一実施形態におけるＥＭＳの機能ブロック図である。It is a functional block diagram of EMS in 1st embodiment which concerns on this invention. 本発明に係る第一実施形態における発電システムの負荷曲線と電源構成を示す図である。It is a figure which shows the load curve and power supply structure of the electric power generation system in 1st embodiment which concerns on this invention. 本発明に係る第一実施形態における発電制御の方法の一例を示す第一の図である。It is a 1st figure which shows an example of the method of the electric power generation control in 1st embodiment which concerns on this invention. 本発明に係る第一実施形態における発電制御の方法の一例を示す第二の図である。It is a 2nd figure which shows an example of the method of the electric power generation control in 1st embodiment which concerns on this invention. 本発明に係る第一実施形態における風量発電の出力値の制御処理のフロー図である。It is a flowchart of the control process of the output value of the wind power generation in 1st embodiment which concerns on this invention. 本発明に係る第二実施形態における発電制御の方法の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the method of the electric power generation control in 2nd embodiment which concerns on this invention. 従来の発電システムの構成の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a structure of the conventional electric power generation system. 従来のカットアウト時における電源構成の変化を示す図である。It is a figure which shows the change of the power supply structure at the time of the conventional cutout.

＜第一実施形態＞
以下、本発明の一実施形態による発電システムを図１〜図７を参照して説明する。
本実施形態の発電システム１は、図１に示すように、ＤＧ２−１と、ＤＧ２−２と、ＢＡＴ（ＢＡＴＴＥＲＹ）３と、ＰＶ（ＰＨＯＴＯＶＯＬＴＡＩＣＳ）４と、ＷＴＧ（ＷＩＮＤ ＴＵＲＢＩＮＥ ＧＥＮＥＲＡＴＯＲ）５と、ＬＯＡＤ６と、制御器７−１〜７−６と、ＥＭＳ（ＥＮＥＲＧＹ ＭＡＮＡＧＥＭＥＮＴ ＳＹＳＴＥＭ）８と、を備えている。発電システム１は、既存の電力系統９とスイッチ１０で連結が可能であるが、普段は切り離されており、独自に発電を行う。また、図１においてＤＧは２台（ＤＧ２−１，ＤＧ２−２）設置されているがこれらを総称してＤＧ２と記述する。同様に制御器７−１〜７−６を総称して制御器７と記述する。 <First embodiment>
Hereinafter, a power generation system according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
As shown in FIG. 1, the power generation system 1 of the present embodiment includes a DG 2-1, a DG 2-2, a BAT (BATTERY) 3, a PV (PHOTOVOLTAICS) 4, a WTG (WIND TURBINE GENERATOR) 5, and a LOAD 6. And controllers 7-1 to 7-6 and EMS (ENERGY MANAGEMENT SYSTEM) 8. The power generation system 1 can be connected to the existing power system 9 and the switch 10, but is usually disconnected and generates power independently. In FIG. 1, two DGs (DG2-1, DG2-2) are installed, and these are collectively referred to as DG2. Similarly, the controllers 7-1 to 7-6 are collectively referred to as a controller 7.

ＤＧ２は、ディーゼル発電機などの燃料発電機である。ディーゼル発電は、ディーゼル機関によって発電機を回転させ電力を得る方法である。ＤＧ２は、発電システム１が発電する大部分の電力を供給する。ＤＧ２が２台記載されているのは発電システム１において最も多く設置された発電設備であることを示している。例えば複数設置されたＤＧ２のうち一部は稼働しており、一部は、非常時に備えて停止状態であってもよい。
ＢＡＴ３は、蓄電池である。ＢＡＴ３は、需用電力と他の発電手段（ＤＧ２、ＰＶ４、ＷＴＧ５）による供給電力のバランスを取る為に充放電を繰り返す。他の発電手段が発電した電力が需用電力を上回ったときは上回った分の電力を蓄電し、他の発電手段で電力供給が追い付かなくなったときは蓄積した電力を放電する。蓄電池は、リチウムイオン蓄電池、鉛蓄電池、ニッケル水素蓄電池など特に限定されないが、充放電の追従性がよいことからリチウムイオン蓄電池であることが好ましい。
ＰＶ４は、太陽光発電装置である。太陽光発電装置とは、装置内に備えた太陽電池を用いて太陽光を電気エネルギーに変換し電力を得る発電装置である。
ＷＴＧ５は、風力発電機である。風力発電機とは、風の力（風力）を利用した運動エネルギーを電気エネルギーに変換し電力を得る発電装置に備えられた発電機のことである。
ＬＯＡＤ６は、負荷である。例えば発電システム１の発電機（ＤＧ２、ＰＶ４、ＷＴＧ５）で発電又は蓄電した電力を消費する地域の家庭や工場などに設置された負荷装置である。 DG2 is a fuel generator such as a diesel generator. Diesel power generation is a method of obtaining electric power by rotating a generator by a diesel engine. The DG 2 supplies most of the power generated by the power generation system 1. The fact that two DGs 2 are described indicates that the most power generation facilities are installed in the power generation system 1. For example, some of the installed DGs 2 are operating, and some of them may be stopped in preparation for an emergency.
BAT3 is a storage battery. BAT3 repeats charging and discharging in order to balance the power demand and the power supplied by other power generation means (DG2, PV4, WTG5). When the power generated by the other power generation means exceeds the power demand, the excess power is stored, and when the power supply cannot be caught up by the other power generation means, the stored power is discharged. The storage battery is not particularly limited, such as a lithium ion storage battery, a lead storage battery, or a nickel metal hydride storage battery, but is preferably a lithium ion storage battery because of good charge / discharge followability.
PV4 is a solar power generation device. A solar power generation device is a power generation device that obtains electric power by converting sunlight into electrical energy using a solar cell provided in the device.
WTG5 is a wind power generator. A wind power generator is a power generator provided in a power generation device that obtains electric power by converting kinetic energy using wind power (wind power) into electric energy.
LOAD 6 is a load. For example, it is a load device installed in a home or factory in an area that consumes electric power generated or stored by a generator (DG2, PV4, WTG5) of the power generation system 1.

制御器７は、各発電機及びＥＭＳ８に接続して備えられている。制御器７−１は、ＤＧ２−１に接続されている。制御器７−２は、ＤＧ２−２に接続されている。制御器７−３は、ＢＡＴ３に接続されている。制御器７−４は、ＰＶ４に接続されている。制御器７−５は、ＷＴＧ５に接続されている。制御器７−６は、ＬＯＡＤ６に接続されている。制御器７は、センサなどの計測機器と操作端末などの制御機器から構成されている。制御器７は、各発電機の状態量を各発電機より取得しＥＭＳ８へ出力する。また、制御器７は、ＥＭＳ８から制御信号を取得し、各発電機などへ出力する。
ＥＭＳ８は、発電システム１のエネルギー管理システムである。ＥＭＳ８は、ＤＧ２、ＢＡＴ３、ＰＶ４、ＷＴＧ５、ＬＯＡＤ６の状態量を制御器７を介して取得し、各発電機（ＤＧ２、ＢＡＴ３、ＰＶ４、ＷＴＧ５）による発電電力の制御を行う。状態量とはその時点での各発電機の発電出力、蓄電池のＳＯＣ（ＳＴＡＴＥ ＯＦ ＣＨＡＲＧＥ）、負荷からの需要電力である。例えばＥＭＳ８は、ＬＯＡＤ６から制御器７−６を介して需用電力を取得し、各発電機に制御器７を介して制御信号を出力して各発電機による発電電力を調整し、需用電力に応じた電力を供給ができるようにする。また、ＳＯＣとは、電池容量に対する充電量の比である(ＳＯＣ１００％が満充電で、０％が完全放電)。 The controller 7 is connected to each generator and the EMS 8. The controller 7-1 is connected to the DG2-1. The controller 7-2 is connected to the DG2-2. The controller 7-3 is connected to BAT3. The controller 7-4 is connected to PV4. The controller 7-5 is connected to the WTG 5. The controller 7-6 is connected to the LOAD6. The controller 7 includes a measuring device such as a sensor and a control device such as an operation terminal. The controller 7 acquires the state quantity of each generator from each generator and outputs it to the EMS 8. Further, the controller 7 acquires a control signal from the EMS 8 and outputs it to each generator.
The EMS 8 is an energy management system of the power generation system 1. The EMS 8 acquires the state quantities of DG2, BAT3, PV4, WTG5, and LOAD6 through the controller 7, and controls the generated power by each generator (DG2, BAT3, PV4, WTG5). The state quantity is the power generation output of each generator at that time, the SOC (STATE OF CHARGE) of the storage battery, and the power demand from the load. For example, the EMS 8 acquires demand power from the LOAD 6 via the controller 7-6, outputs a control signal to each generator via the controller 7, adjusts the power generated by each generator, and demand power It is possible to supply power according to the condition. The SOC is the ratio of the charge amount to the battery capacity (SOC 100% is fully charged and 0% is completely discharged).

図２は本発明に係る第一実施形態におけるＥＭＳの機能ブロック図である。
風力発電機出力制限判定部１１は、風速計１８から風速を定期的に取得しＥＭＳ８が備える記憶部１７に記録する。そして風力発電機出力制限判定部１１は、所定時間における平均風速が所定の値以上かどうかを比較し、ＷＴＧ５の出力制限タイミングを判定する。例えば、風力発電機出力制限判定部１１は、所定時間における平均風速が運転制限閾値１に至ったことを検出すると、その検出に基づいてＷＴＧ５の出力を低下させる第一の出力制限タイミングであると判定する。また、風力発電機出力制限判定部１１は、所定時間における平均風速が運転制限閾値１の風速を上回る所定の値（運転制限閾値２）に至ったことを検出すると、その検出に基づいてＷＴＧ５の出力をさらに低下させる第二の出力制限タイミングであると判定する。また、風力発電機出力制限判定部１１は、所定時間における平均風速が運転停止風速（運転停止閾値）に至ったことを検出すると、その検出に基づいて風車の停止タイミングであると判定する。また、風力発電機出力制限判定部１１は、所定時間における平均風速が運転制限閾値１以上となり、その後、運転制限閾値１より低い所定の風速（運転制限解除閾値）となった場合にＷＴＧ５の出力制限の解除タイミングであると判定する。風力発電機出力制限判定部１１は、これらのタイミングの判定に基づいて、ＷＴＧ出力コントロール部１２などに出力値変更を指示する指示信号を出力する。なお、上記の各判定基準となる風速の大小関係は、運転制限解除閾値＜運転制限閾値１＜運転制限閾値２＜運転停止閾値のようになる。
ＷＴＧ出力コントロール部１２は、制御器７−５からＷＴＧ５の状態量を取得し、制御器７−５を介してＷＴＧ５へ制御信号を出力する。そしてＷＴＧ出力コントロール部１２は、例えば風車の翼のピッチ角を制御してＷＴＧ５の出力値を制御する。また、ＷＴＧ出力コントロール部１２は、風力発電機出力制限判定部１１から出力値変更指示信号を取得したときにＷＴＧ５の出力値が所定の値となるように制御する。
なお、風力発電機出力制限判定部１１は、ＷＴＧ５の出力制限を行うか否かを判定し、出力制御装置に出力指示を行う装置である。また、ＷＴＧ出力コントロール部１２は、風力発電機出力制限判定部１１の指示に従い、ＷＴＧ５の出力を制御する装置である。 FIG. 2 is a functional block diagram of the EMS in the first embodiment according to the present invention.
The wind power generator output restriction determination unit 11 periodically acquires the wind speed from the anemometer 18 and records it in the storage unit 17 provided in the EMS 8. Then, the wind power generator output restriction determination unit 11 compares the average wind speed in a predetermined time with a predetermined value or more, and determines the output restriction timing of the WTG 5. For example, when the wind power generator output restriction determination unit 11 detects that the average wind speed in a predetermined time has reached the operation restriction threshold 1, it is the first output restriction timing for reducing the output of the WTG 5 based on the detection. judge. Further, when the wind power generator output restriction determination unit 11 detects that the average wind speed in a predetermined time has reached a predetermined value (operation restriction threshold 2) exceeding the wind speed of the operation restriction threshold 1, based on the detection, the WTG 5 It is determined that it is the second output restriction timing for further reducing the output. Further, when detecting that the average wind speed in a predetermined time has reached the operation stop wind speed (operation stop threshold), the wind power generator output restriction determination unit 11 determines that it is the windmill stop timing based on the detection. Further, the wind power generator output restriction determination unit 11 outputs the WTG 5 when the average wind speed during a predetermined time becomes equal to or higher than the operation restriction threshold 1 and then reaches a predetermined wind speed (operation restriction release threshold) lower than the operation restriction threshold 1. It is determined that it is the restriction release timing. The wind power generator output restriction determination unit 11 outputs an instruction signal instructing the WTG output control unit 12 or the like to change the output value based on the determination of these timings. In addition, the magnitude relationship of the wind speed used as said each criterion becomes like driving | operation limitation cancellation | release threshold value <driving | operation limitation threshold value 1 <driving | operation limitation threshold value 2 <driving | operation stop threshold value.
The WTG output control unit 12 acquires the state quantity of the WTG 5 from the controller 7-5, and outputs a control signal to the WTG 5 via the controller 7-5. And the WTG output control part 12 controls the output value of WTG5 by controlling the pitch angle of the blade of a windmill, for example. Further, the WTG output control unit 12 performs control so that the output value of the WTG 5 becomes a predetermined value when the output value change instruction signal is acquired from the wind power generator output restriction determination unit 11.
The wind power generator output limit determination unit 11 is a device that determines whether or not to limit the output of the WTG 5 and issues an output instruction to the output control device. The WTG output control unit 12 is a device that controls the output of the WTG 5 in accordance with an instruction from the wind power generator output restriction determination unit 11.

燃料発電機制御部１３は、制御器７−１、７−２から発電電力などＤＧ２−１、ＤＧ２−２の状態量を取得し、制御器７−１、７−２を介してＤＧ２−１，２−２へ制御信号を出力する。そして燃料発電機制御部１３は、ＤＧ２の出力値を制御する。また、燃料発電機制御部１３は、風力発電機出力制限判定部１１から出力値変更指示信号を取得したときにＤＧ２の発電電力が所定の値となるように出力制御を行う。   The fuel generator control unit 13 acquires state quantities of DG2-1 and DG2-2 such as generated power from the controllers 7-1 and 7-2, and DG2-1 through the controllers 7-1 and 7-2. , 2-2 to output a control signal. And the fuel generator control part 13 controls the output value of DG2. Further, the fuel generator control unit 13 performs output control so that the generated power of the DG 2 becomes a predetermined value when the output value change instruction signal is acquired from the wind power generator output restriction determination unit 11.

蓄電池充放電制御部１４は、制御器７−３から充電状況などＢＡＴ３の状態量を取得し、制御器７−３を介してＢＡＴ３へ制御信号を出力する。そして蓄電池充放電制御部１４は、ＢＡＴ３の充放電を制御する。また、蓄電池充放電制御部１４は、風力発電機出力制限判定部１１から出力値変更指示信号を取得したときにＢＡＴ３を放電させるよう制御する。   The storage battery charge / discharge control unit 14 acquires a state quantity of BAT3 such as a charging state from the controller 7-3, and outputs a control signal to the BAT3 via the controller 7-3. And the storage battery charging / discharging control part 14 controls charging / discharging of BAT3. Further, the storage battery charge / discharge control unit 14 performs control so that the BAT 3 is discharged when the output value change instruction signal is acquired from the wind power generator output restriction determination unit 11.

太陽光発電装置制御部１５は、制御器７−４からＰＶ４の状態量を取得し、制御器７−４を介してＰＶ４へ制御信号を出力する。そして太陽光発電装置制御部１５は、例えば気候条件に合わせて最大の電力を取り出せるような制御を行う。
負荷出力制御部１６は、制御器７−６からＬＯＡＤ６の需用電力を取得し、制御器７−６を介してＬＯＡＤ６へ制御信号を出力する。そして負荷出力制御部１６は、ＬＯＡＤ６への需要に合った電力を供給できるよう制御する。
記憶部１７は、ＥＭＳ８が発電電力の制御に必要な各種パラメータや制御器７から取得した各発電機の状態量などを記憶する。
風速計１８は、風速を計測する装置であり、例えばＷＴＧ５の風車のナセルの上に備えられている。風速計１８は、計測した風速を定期的に風力発電機出力制限判定部１１に出力する。 The solar power generation device control unit 15 acquires the state quantity of PV4 from the controller 7-4, and outputs a control signal to the PV4 via the controller 7-4. And the solar power generation device control part 15 performs control which can take out the largest electric power according to climatic conditions, for example.
The load output control unit 16 acquires the power demand for the LOAD 6 from the controller 7-6, and outputs a control signal to the LOAD 6 via the controller 7-6. Then, the load output control unit 16 performs control so that power that meets the demand for the LOAD 6 can be supplied.
The storage unit 17 stores various parameters necessary for the EMS 8 to control the generated power, state quantities of each generator acquired from the controller 7, and the like.
The anemometer 18 is a device that measures the wind speed, and is provided, for example, on a nacelle of a WTG 5 windmill. The anemometer 18 periodically outputs the measured wind speed to the wind power generator output restriction determination unit 11.

図３は本発明の第一実施形態における発電システムの負荷曲線と電源構成を示す図である。
図３を用いて、第一の実施形態における需用電力と発電システムが供給する電力の電源構成について説明する。
符号２１は、ＬＯＡＤ６による需用電力を示している。符号２２は、発電システム１の総発電電力を示している。符号２３は、ＤＧ２による発電電力を示している。符号２４は、ＷＴＧ５による発電電力を示している。符号２５は、ＰＶ４による発電電力を示している。符号２６は、ＢＡＴ３による放電電力又は充電電力を示している。
総発電電力２２は、ＤＧ２による発電電力２３と、ＷＴＧ５による発電電力２４と、ＰＶ４による発電電力２５と、ＢＡＴ３による放電電力２６との合計である。
図２が示すように電源構成の割合は、ＤＧ２による発電電力２３が最も大きく、次にＷＴＧ５による発電電力２４、次にＰＶ４による発電電力２５、最も小さい電源はＢＡＴ３による放電電力２６となっている。ＢＡＴ３に関する電力２６が負の値を示している箇所は、ＤＧ２とＰＶ４とＷＴＧ５による発電電力の合計がＬＯＡＤ６による需用電力を上回っているため、その上回った電力をＢＡＴ３が充電していることを示している。 FIG. 3 is a diagram showing a load curve and a power supply configuration of the power generation system according to the first embodiment of the present invention.
With reference to FIG. 3, the power configuration of the power for demand and the power supplied by the power generation system in the first embodiment will be described.
Reference numeral 21 denotes power demand for LOAD6. Reference numeral 22 indicates the total generated power of the power generation system 1. The code | symbol 23 has shown the electric power generated by DG2. Reference numeral 24 indicates power generated by the WTG 5. The code | symbol 25 has shown the electric power generated by PV4. Reference numeral 26 indicates discharge power or charge power by BAT3.
The total generated power 22 is the total of the generated power 23 by DG2, the generated power 24 by WTG5, the generated power 25 by PV4, and the discharged power 26 by BAT3.
As shown in FIG. 2, the ratio of the power source configuration is the largest generated power 23 by DG2, followed by the generated power 24 by WTG5, then the generated power 25 by PV4, and the smallest power source is the discharged power 26 by BAT3. . The place where the electric power 26 relating to BAT3 shows a negative value is that the total electric power generated by DG2, PV4 and WTG5 exceeds the electric power demanded by LOAD6. Show.

次に２番目に大きい電力を供給するＷＴＧ５の出力値がカットアウトにより急激に低下した場合に、従来技術によって制御したときの供給電力の遷移について図８、図９を用いて説明する。
カットアウトとは、風速が所定の速度を上回ったときに風車が受ける荷重を抑えるためにＷＴＧ５の風車を停止することをいう。具体的には、風車がカットアウトするためには、（１）１０分間における平均風速がある値（例えば２５ｍ／秒）を超過する場合と、（２）突風が数秒間継続する（例えば７０ｍ／秒の風速が３秒間継続する風況となる）場合とがある。風車がカットアウトするとＷＴＧ５による発電電力は０になる。 Next, when the output value of the WTG 5 that supplies the second largest power is suddenly lowered due to the cut-out, the transition of the supplied power when controlled by the prior art will be described with reference to FIGS.
Cutout refers to stopping the wind turbine of WTG 5 in order to suppress the load received by the wind turbine when the wind speed exceeds a predetermined speed. Specifically, in order for the windmill to cut out, (1) when the average wind speed in 10 minutes exceeds a certain value (for example, 25 m / second), and (2) the gust of wind continues for several seconds (for example, 70 m / second). The wind speed lasts for 3 seconds). When the windmill is cut out, the power generated by WTG5 becomes zero.

図８は従来の発電システムの構成の一例を示す図である。図１との違いは、図８の従来の発電システム１は、高速ＤＧ５１と、高性能ＢＡＴ５２と、制御器７−５１と、制御器７−５２とを備えていることである。
高速ＤＧ５１は、高速起動タイプのＤＧである。高速ＤＧ５１は、カットアウトによる発電システム１の出力値の変動を防ぐため設置されている。つまりＥＭＳ８は、カットアウトによってＷＴＧ５の出力値が０になったときにＷＴＧ５の出力低下分を補うために制御器７−５１を介して高速ＤＧ５１を高速で起動し発電を開始する。
高性能ＢＡＴ５２は、短時間に大容量の放電が可能な高性能な蓄電池である。高性能ＢＡＴ５２は、高速ＤＧ５１と同様にカットアウトによる発電システム１の出力値の変動を防ぐ目的で設置されている。ＥＭＳ８は、カットアウトが発生すると高速ＤＧ５１を起動しつつ、制御器７−５２を介して高性能ＢＡＴ５２から放電を行いＷＴＧ５の出力低下分を補う。
制御器７−５１は、高速ＤＧ５１とＥＭＳ８に接続されて備えられている。制御器７−５１は、高速ＤＧ５１の状態量をＥＭＳ８に出力し、ＥＭＳ８からの制御信号を高速ＤＧ５１に出力する。
制御器７−５２は、高性能ＢＡＴ５２とＥＭＳ８に接続されて備えられている。制御器７−５２は、高性能ＢＡＴ５２の状態量をＥＭＳ８に出力し、ＥＭＳ８からの制御信号を高性能ＢＡＴ５２に出力する。 FIG. 8 is a diagram illustrating an example of a configuration of a conventional power generation system. The difference from FIG. 1 is that the conventional power generation system 1 of FIG. 8 includes a high-speed DG 51, a high-performance BAT 52, a controller 7-51, and a controller 7-52.
The high-speed DG 51 is a high-speed startup type DG. The high speed DG 51 is installed to prevent the output value of the power generation system 1 from fluctuating due to cutout. That is, the EMS 8 starts the power generation by starting the high-speed DG 51 at a high speed via the controller 7-51 in order to compensate for the output decrease of the WTG 5 when the output value of the WTG 5 becomes 0 by the cut-out.
The high performance BAT 52 is a high performance storage battery capable of discharging a large capacity in a short time. The high-performance BAT 52 is installed for the purpose of preventing fluctuations in the output value of the power generation system 1 due to cutout, as with the high-speed DG 51. When the cut-out occurs, the EMS 8 starts up the high-speed DG 51 and discharges from the high-performance BAT 52 via the controller 7-52 to compensate for the output decrease of the WTG 5.
The controller 7-51 is provided connected to the high speed DG 51 and the EMS 8. The controller 7-51 outputs the state quantity of the high speed DG 51 to the EMS 8, and outputs the control signal from the EMS 8 to the high speed DG 51.
The controller 7-52 is connected to the high performance BAT 52 and the EMS 8. The controller 7-52 outputs the state quantity of the high performance BAT 52 to the EMS 8, and outputs the control signal from the EMS 8 to the high performance BAT 52.

図９は、従来技術によって制御した場合のカットアウト時における電源構成の変化を示す図である。
図９（ａ）は、風速の時間推移を示す図である。符号９０１は、風速を示している。符号９０２は、定格風速を示している。定格風速とは、ＷＴＧ５が最大出力を発揮できるときの風速である。符号９０３は、カットアウト風速を示している。符号９０４は風速９０１がカットアウト風速９０３に至った時刻を示している。
図９（ｂ）は、風速がカットアウト風速９０３に至る前後における各発電機による発電電力の時間推移を示す図である。符号９０５は、ＷＴＧ５による発電電力の出力値を示している。符号９０６は、高速ＤＧ５１による発電電力の出力値を示している。符号９０７は、高性能ＢＡＴ５２の放電による出力値を示している。符号９０８は、出力値９０６が増加している途中のある時刻を示している。符号９０９は、高速ＤＧ５１による出力値９０６の増加が終わり安定状態になった以降のある時刻を示している。 FIG. 9 is a diagram showing a change in the power supply configuration at the time of cut-out when controlled by the conventional technique.
Fig.9 (a) is a figure which shows the time transition of a wind speed. Reference numeral 901 indicates the wind speed. Reference numeral 902 indicates the rated wind speed. The rated wind speed is a wind speed at which WTG 5 can exhibit the maximum output. Reference numeral 903 indicates a cut-out wind speed. Reference numeral 904 indicates the time at which the wind speed 901 reaches the cut-out wind speed 903.
FIG. 9B is a diagram illustrating a time transition of power generated by each generator before and after the wind speed reaches the cutout wind speed 903. Reference numeral 905 indicates an output value of the power generated by the WTG 5. Reference numeral 906 indicates the output value of the power generated by the high speed DG 51. Reference numeral 907 indicates an output value obtained by discharging the high-performance BAT 52. Reference numeral 908 indicates a certain time when the output value 906 is increasing. Reference numeral 909 indicates a certain time after the increase of the output value 906 by the high speed DG 51 ends and the stable state is reached.

図９（ｂ）は、カットアウト発生時における図８のシステムにおけるＥＭＳ８の各発電機に対する出力値の制御を示す図である。まず、時刻９０４において風速がカットアウト風速９０３に達するとＥＭＳ８は、風車を停止させＷＴＧ５による出力値９０５が０となるまで低下させる。なお、カットアウトの条件として２つの条件（１０分間における平均風速が所定値を超過する、又は、突風が数秒間継続する）を例示したが図９の説明においては、図９（ａ）で風速がカットアウト風速に達するとこれらの条件のうち何れかを満たしたものとする。このことは、図４、図５、図７においても同じであるとする。風速がカットアウト風速に至ると風車を停止させるのは、風車の翼、タワー、軸などが受ける疲労荷重を軽減するためである。ＷＴＧ５の出力低下に対し、ＥＭＳ８は、時刻９０４を境に高速ＤＧ５１を起動し出力値９０６を増加させる。ＥＭＳ８は出力値９０６が時刻９０４以前の出力値９０５と同じ出力値になるまで増加させる。また、ＥＭＳ８は、時刻９０４を境に高性能ＢＡＴ５２の放電を行い、高速ＤＧ５１による出力値９０６を補う。
なお、ＰＶ４の出力値については、カットアウト時に発電電力の制御を行わないためこの図に表示していない。 FIG. 9B is a diagram illustrating control of output values for each generator of the EMS 8 in the system of FIG. 8 when cutout occurs. First, when the wind speed reaches the cut-out wind speed 903 at time 904, the EMS 8 stops the windmill and decreases the output value 905 by the WTG 5 until it becomes zero. Although two conditions (the average wind speed in 10 minutes exceeds a predetermined value or the gust of wind continues for several seconds) are exemplified as the cut-out conditions, in the description of FIG. 9, the wind speed is shown in FIG. It is assumed that either of these conditions is satisfied when reaches the cutout wind speed. This is the same in FIGS. 4, 5, and 7. The reason why the wind turbine is stopped when the wind speed reaches the cut-out wind speed is to reduce the fatigue load applied to the blades, tower, shaft, etc. of the wind turbine. In response to the output decrease of WTG 5, EMS 8 starts up high-speed DG 51 and increases output value 906 at time 904. The EMS 8 increases the output value 906 until it becomes the same output value as the output value 905 before the time 904. In addition, the EMS 8 discharges the high-performance BAT 52 at the time 904 to supplement the output value 906 from the high-speed DG 51.
Note that the output value of PV4 is not displayed in this figure because the generated power is not controlled at the time of cutout.

図９（ｃ）は、風速がカットアウト風速９０３に至る前後における出力値９０５、出力値９０６、出力値９０７の合計値の遷移を示す図である。この図は、時刻９０４から時刻９０８の間における出力値の合計が一時的に落ち込むことを示している。このように従来は、カットアウトによるＷＴＧ５の出力の落ち込みをカットアウト発生と同時に高速ＤＧ５１の出力値９０６を増加させ、また、高性能ＢＡＴ５２を放電させることによって補っていたが、図９（ｃ）が示すように高速ＤＧ５１や高性能ＢＡＴ５２を使用しているにもかかわらず、高速ＤＧ５１の起動や高性能ＢＡＴ５２の放電による出力増加がカットアウトによる風車の停止による出力低下に間に合わず一時的に出力値が下がってしまう問題があった。また、従来の構成では比較的高価な高速ＤＧ５１と高性能ＢＡＴ５２を備えなければならないためコストがかかる。また、これら高速ＤＧ５１と高性能ＢＡＴ５２は普段は稼働しておらず、カットアウトが発生したときのみ使用するので経済的効率の面でも問題があった。   FIG. 9C is a diagram showing a transition of the total value of the output value 905, the output value 906, and the output value 907 before and after the wind speed reaches the cutout wind speed 903. This figure shows that the sum of output values from time 904 to time 908 temporarily falls. Thus, conventionally, the drop in the output of WTG5 due to the cut-out was compensated by increasing the output value 906 of the high-speed DG 51 simultaneously with the occurrence of the cut-out and discharging the high-performance BAT 52. FIG. Despite the use of high-speed DG51 and high-performance BAT52, the output increase due to the start-up of high-speed DG51 and the discharge of high-performance BAT52 does not meet the output decrease due to the windmill stop due to cutout, and output temporarily There was a problem that the value dropped. In addition, the conventional configuration requires a relatively expensive high-speed DG 51 and high-performance BAT 52, which is expensive. Further, the high speed DG 51 and the high performance BAT 52 are not normally operated and are used only when a cutout occurs, so that there is a problem in terms of economic efficiency.

次にこれらの問題に対する本発明の第一実施形態による動作について図４を用いて説明する。
図４は、本発明に係る第一実施形態における発電制御の方法の一例を示す第一の図である。図９と同じ内容には同じ符号を付して説明する。
図４（ａ）は、風速の時間推移を示す図である。符号９０１は、風速を示している。符号９０２は、定格風速を示している。符号９０３は、運転制限閾値１（カットアウト風速）を示している。運転制限閾値１は、ＥＭＳ８がＷＴＧ５の出力制限を行う契機となる第一段階目の閾値である。符号４０１は、風車を静止させる運転停止閾値を示している。本実施形態では風速が運転制限閾値１（カットアウト風速９０３）に至っても従来のように風車の運転停止を行わず、風速が運転停止閾値４０１に至ると風車の運転を停止する。符号４０２は、運転制限閾値２を示している。運転制限閾値２は、ＥＭＳ８がさらにＷＴＧ５の出力制限を行う第二段階目の閾値である。符号９０４は風速９０１が運転制限閾値１に至った時刻を示している。符号４０３は風速９０１が運転制限閾値２に至った時刻を示している。符号４０４は風速９０１が運転停止閾値に至った時刻を示している。 Next, the operation according to the first embodiment of the present invention for these problems will be described with reference to FIG.
FIG. 4 is a first diagram illustrating an example of a power generation control method according to the first embodiment of the present invention. The same content as FIG. 9 is described with the same reference numerals.
FIG. 4A is a diagram showing the time transition of the wind speed. Reference numeral 901 indicates the wind speed. Reference numeral 902 indicates the rated wind speed. Reference numeral 903 indicates an operation restriction threshold value 1 (cutout wind speed). The operation restriction threshold value 1 is a first-stage threshold value that triggers the EMS 8 to restrict the output of the WTG 5. Reference numeral 401 indicates an operation stop threshold value for stopping the windmill. In the present embodiment, even if the wind speed reaches the operation limit threshold 1 (cutout wind speed 903), the wind turbine is not stopped as in the prior art, and when the wind speed reaches the operation stop threshold 401, the wind turbine is stopped. Reference numeral 402 indicates an operation restriction threshold value 2. The operation restriction threshold 2 is a second-stage threshold at which the EMS 8 further restricts the output of the WTG 5. Reference numeral 904 indicates the time when the wind speed 901 reaches the operation restriction threshold 1. Reference numeral 403 indicates the time at which the wind speed 901 reaches the operation limit threshold 2. Reference numeral 404 indicates the time when the wind speed 901 reaches the operation stop threshold.

図４（ｂ）は、本実施形態におけるカットアウト発生時におけるＥＭＳ８の各発電機に対する出力値の制御を示す図である。
まず、時刻９０４に至るまでの間は、風速が定格風速を超えて徐々に増加している。このとき、ＷＴＧ出力コントロール部１２は、風車が備える発電機の励磁電流を維持し、風を受けないように翼のピッチ角を制御して風車の回転数が一定となるように制御を行う。それにより、ＷＴＧ５による出力値９０５は、一定の値を保っている。
その後、時刻９０４において風力発電機出力制限判定部１１は、風速が運転制限閾値１（符号９０３）に達したと判定するとＷＴＧ出力コントロール部１２と燃料発電機制御部１３とに運転制限閾値１に対応する出力値変更指示信号（出力値変更指示信号１）を出力する。ＷＴＧ出力コントロール部１２は、出力値変更指示信号１を取得するとＷＴＧ５の出力を低下させる（符号４０５）。そしてＷＴＧ出力コントロール部１２は、ＷＴＧ５の出力値が所定の値となると出力値を一定になるように制御する（符号４０６）。この一定とする出力値を第一制限出力値とする。一方、燃料発電機制御部１３は、出力値変更指示信号１を取得すると現在停止しているＤＧ２を起動し出力を増加させる（符号４０７）。そしてＤＧ２の出力値が所定の値となると出力値を一定になるように制御する（符号４０８）。ＷＴＧ出力コントロール部１２は、ＤＧ２の出力値とＷＴＧ５の出力値との合計が風速が運転制限閾値１に至る前のＷＴＧ５の出力値と等しくなるようにＷＴＧ５の出力値を低下させる。つまり、ＷＴＧ出力コントロール部１２は、ＤＧ２が起動して出力を増加させる割合（単位時間あたりの出力増加量）と同じ割合でＷＴＧ５の出力を低下させる。ＷＴＧ出力コントロール部１２がＷＴＧ５の出力値を低下させる割合は、例えばシミュレーション等で予め定められており記憶部１７に記憶されていてもよい。ＷＴＧ出力コントロール部１２は、出力値を低下させるにあたり、風車が備える発電機の励磁電流を落として風車を回転し易くし、また、風を受けないように翼のピッチ角を制御して風車の回転数を下げる。これにより風速がカットオフ風速である運転制限閾値１（符号９０３）に達した後に風車を運転させても風車に与える荷重の強度を許容範囲内に抑えることができる。風速がカットアウト風速に達しても風車の運転を続けることでＷＴＧ５の発電電力を利用することができる。また、その場合のＷＴＧ５の発電電力をある程度の出力に保つことによって、高速起動に対応しない一般的なＤＧ２でもＷＴＧ５の出力低下を補うことができるため、高価な高速ＤＧを備える必要がなくなる。 FIG. 4B is a diagram illustrating output value control for each generator of the EMS 8 when cutout occurs in the present embodiment.
First, until time 904, the wind speed gradually increases beyond the rated wind speed. At this time, the WTG output control unit 12 maintains the excitation current of the generator included in the windmill, and controls the pitch angle of the blades so as not to receive the wind so that the rotational speed of the windmill becomes constant. As a result, the output value 905 by the WTG 5 is kept constant.
Thereafter, when the wind power generator output restriction determination unit 11 determines that the wind speed has reached the operation restriction threshold 1 (reference numeral 903) at time 904, the wind power generator output restriction determination unit 11 sets the operation restriction threshold 1 to the WTG output control unit 12 and the fuel generator control unit 13. A corresponding output value change instruction signal (output value change instruction signal 1) is output. When acquiring the output value change instruction signal 1, the WTG output control unit 12 decreases the output of the WTG 5 (reference numeral 405). Then, the WTG output control unit 12 controls the output value to be constant when the output value of the WTG 5 reaches a predetermined value (reference numeral 406). This constant output value is set as the first limit output value. On the other hand, when acquiring the output value change instruction signal 1, the fuel generator control unit 13 activates the currently stopped DG2 to increase the output (reference numeral 407). When the output value of DG2 becomes a predetermined value, the output value is controlled to be constant (reference numeral 408). The WTG output control unit 12 reduces the output value of the WTG 5 so that the sum of the output value of the DG 2 and the output value of the WTG 5 becomes equal to the output value of the WTG 5 before the wind speed reaches the operation restriction threshold 1. That is, the WTG output control unit 12 reduces the output of the WTG 5 at the same rate as the rate at which DG2 is activated to increase the output (output increase per unit time). The rate at which the WTG output control unit 12 decreases the output value of the WTG 5 is predetermined by, for example, simulation, and may be stored in the storage unit 17. When reducing the output value, the WTG output control unit 12 reduces the excitation current of the generator included in the windmill to make it easier to rotate the windmill, and controls the pitch angle of the blades so as not to receive the wind. Reduce the speed. As a result, even if the wind turbine is operated after the wind speed reaches the operation limit threshold value 1 (reference numeral 903) which is the cut-off wind speed, the strength of the load applied to the wind turbine can be suppressed within an allowable range. Even if the wind speed reaches the cut-out wind speed, the generated power of the WTG 5 can be used by continuing the operation of the windmill. Further, by maintaining the generated power of the WTG 5 at a certain level in that case, it is possible to compensate for the decrease in the output of the WTG 5 even with a general DG 2 that does not support high-speed startup, and thus it is not necessary to provide an expensive high-speed DG.

次に、時刻４０３において風力発電機出力制限判定部１１は、風速が運転制限閾値２（符号４０２）に達したと判定するとＷＴＧ出力コントロール部１２と燃料発電機制御部１３とに運転制限閾値２に対応する出力値変更指示信号（出力値変更指示信号２）を出力する。ＷＴＧ出力コントロール部１２は、出力値変更指示信号２を取得するとＷＴＧ５の出力を低下させる（符号４０９）。そしてＷＴＧ出力コントロール部１２は、ＷＴＧ５の出力値が所定の値となると出力値を一定になるように制御する（符号４１０）。この一定とする出力値を第二制限出力値とする。一方、燃料発電機制御部１３は、出力値変更指示信号２を取得するとＤＧ２の出力値を増加させる（符号４１１）。風速が運転制限閾値１に達したときと同様にＷＴＧ出力コントロール部１２は、ＤＧ２の出力増加に追随するようにＷＴＧ５の出力を低下させる。
ＤＧ２の出力増加及びＷＴＧ５の出力低下の割合は、予め定められており記憶部１７に記憶されていてもよい。
なお、第二制限出力値は、風車の突然の停止が発生しても系統への影響が所定基準以下となる最大限の出力値である。系統への影響が所定基準以下とは、例えば１５０ｍｓｅｃの瞬時停電が発生する程度又は、周波数変動が±３％以内と予想できる程度のことである。このように制御することでＷＴＧ５の発電電力を利用しつつ、その後に風車の停止による急激な出力低下が起こってもその影響を小さく抑えることができる。 Next, when the wind power generator output restriction determination unit 11 determines that the wind speed has reached the operation restriction threshold 2 (reference numeral 402) at time 403, the WTG output control unit 12 and the fuel generator control unit 13 are informed of the operation restriction threshold 2. An output value change instruction signal (output value change instruction signal 2) corresponding to is output. When acquiring the output value change instruction signal 2, the WTG output control unit 12 decreases the output of the WTG 5 (reference numeral 409). The WTG output control unit 12 controls the output value to be constant when the output value of the WTG 5 reaches a predetermined value (reference numeral 410). This constant output value is set as the second limited output value. On the other hand, when acquiring the output value change instruction signal 2, the fuel generator control unit 13 increases the output value of DG2 (reference numeral 411). The WTG output control unit 12 reduces the output of the WTG 5 so as to follow the increase in the output of the DG 2 in the same manner as when the wind speed reaches the operation limit threshold 1.
The ratio of the output increase of DG2 and the output decrease of WTG5 may be determined in advance and stored in the storage unit 17.
The second limit output value is the maximum output value at which the influence on the system is not more than a predetermined reference even if a sudden stop of the windmill occurs. The influence on the system is equal to or less than a predetermined standard is, for example, a degree where an instantaneous power failure of 150 msec occurs or a degree where a frequency fluctuation can be predicted to be within ± 3%. By controlling in this way, it is possible to suppress the influence even if a sudden output decrease occurs due to the stoppage of the windmill while the generated power of the WTG 5 is used.

次に、時刻４０４において風力発電機出力制限判定部１１は、風速が運転停止閾値（符号４０１）に達したと判定するとＷＴＧ出力コントロール部１２に運転停止指示信号を出力し、燃料発電機制御部１３と蓄電池充放電制御部１４とに運転停止閾値に対応する出力値変更指示信号（出力値変更指示信号３）を出力する。ＷＴＧ出力コントロール部１２は、運転停止指示信号を取得するとＷＴＧ５の出力を０となるまで低下させる（符号４１１）。燃料発電機制御部１３は、出力値変更指示信号３を取得するとＤＧ２の出力値を所定の割合で増加させる（符号４１２）。風速が運転停止閾値に達すると、回転数を下げ荷重を受けないよう制御したとしても許容できない限界の強度の荷重を風車に与えることになる為、ＷＴＧ出力コントロール部１２は、風車を停止させＷＴＧ５の出力値を０に低下させる。一方、ＤＧ２の出力増加速度には限界があり、ＷＴＧ５の出力値が低下する速度に追いつかないためＤＧ２の出力値とＷＴＧ５の出力値との合計を運転制限閾値１に至る前のＷＴＧ５の出力値と等しくすることができない。そこで風速が運転停止閾値に達した場合、蓄電池充放電制御部１４は出力値変更指示信号３を取得すると、ＢＡＴ３を放電させるよう制御を行い発電システム１の出力値の変動を防ぐようにする。符号４１３は、ＢＡＴ３が放電することによる電力出力を示している。ＢＡＴ３が所定の電力を放電すると、ＢＡＴ３の出力値は低下する（符号４１４）。ＢＡＴ３が放電する電力は予め定められており記憶部１７に記憶されていてもよい。このとき既にＷＴＧ５の出力値は、十分に小さい第二制限出力値まで低下させてあるのでＢＡＴ３が放電できる電力は比較的小さくてよい。従って一般的なＢＡＴ３でＷＴＧ５の出力低下分を補うことができるため、従来のように高価な高性能ＢＡＴを備える必要がない。   Next, when the wind power generator output restriction determination unit 11 determines that the wind speed has reached the operation stop threshold (reference numeral 401) at time 404, it outputs an operation stop instruction signal to the WTG output control unit 12, and the fuel generator control unit 13 and the storage battery charge / discharge control unit 14 are output with an output value change instruction signal (output value change instruction signal 3) corresponding to the operation stop threshold. When the WTG output control unit 12 acquires the operation stop instruction signal, the WTG output control unit 12 decreases the output of the WTG 5 until it becomes 0 (reference numeral 411). When the fuel generator control unit 13 acquires the output value change instruction signal 3, the fuel generator control unit 13 increases the output value of the DG 2 at a predetermined rate (reference numeral 412). When the wind speed reaches the operation stop threshold value, a load with an unacceptable limit intensity is applied to the windmill even if it is controlled so as to reduce the rotational speed and not receive the load. Therefore, the WTG output control unit 12 stops the windmill and causes the WTG5 to stop. Is reduced to 0. On the other hand, since the output increase speed of DG2 has a limit and cannot keep up with the speed at which the output value of WTG5 decreases, the output value of WTG5 before the sum of the output value of DG2 and the output value of WTG5 reaches the operation limit threshold 1 Cannot equal. Therefore, when the wind speed reaches the shutdown threshold, when the storage battery charge / discharge control unit 14 acquires the output value change instruction signal 3, the storage battery charge / discharge control unit 14 controls to discharge the BAT 3 so as to prevent fluctuations in the output value of the power generation system 1. Reference numeral 413 indicates a power output generated when the BAT 3 is discharged. When BAT3 discharges predetermined power, the output value of BAT3 decreases (reference numeral 414). The power that BAT3 discharges may be determined in advance and stored in the storage unit 17. At this time, since the output value of WTG5 has already been reduced to a sufficiently small second limit output value, the power that can be discharged by BAT3 may be relatively small. Therefore, since the output decrease of WTG5 can be compensated with general BAT3, it is not necessary to provide an expensive high-performance BAT as in the prior art.

図４（ｃ）は、風速が図４（ａ）のように増加し、図４（ｂ）のように各発電機の出力制御を行った場合における出力値９０５、出力値９０６、出力値９０７の合計値の遷移を示す図である。この図は、図９（ｃ）で説明した従来の場合と異なり、風速が運転停止閾値に達するまでは出力値の変動が無いことを示している。これは、ＤＧ２の出力値の増加速度に合わせてＷＴＧ５の出力値の低下速度を制御したためである。また、風速が運転停止閾値に至った後に出力値が落ち込んでいるが図９（ｃ）が示す出力値の落ち込みに比べ小さくなっている。これは、風速が運転停止閾値に達する以前に、ＷＴＧ５の出力値を第二制限出力値まで制限し、その後の風車停止によるＷＴＧ５の急激な出力低下に対してはＢＡＴ３の放電によって補うよう制御したためである。   FIG. 4C shows an output value 905, an output value 906, and an output value 907 when the wind speed increases as shown in FIG. 4A and the output control of each generator is performed as shown in FIG. 4B. It is a figure which shows transition of the total value of. This figure shows that the output value does not fluctuate until the wind speed reaches the operation stop threshold, unlike the conventional case described in FIG. This is because the decrease rate of the output value of WTG5 is controlled in accordance with the increase rate of the output value of DG2. Further, the output value drops after the wind speed reaches the shutdown threshold, but is smaller than the drop of the output value shown in FIG. This is because the output value of WTG5 is limited to the second limit output value before the wind speed reaches the operation stop threshold value, and the sudden decrease in output of WTG5 due to the subsequent windmill stop is controlled to be compensated by the discharge of BAT3. It is.

本実施形態によれば、風速がカットアウト風速（運転制限閾値１）に達した後もＷＴＧ５の出力制限を行いながら運転を継続し、ＷＴＧ５の出力の低下分をＤＧ２やＢＡＴ３の出力を制御することで補うため、高速ＤＧや高性能ＢＡＴが無くても、発電システム１の出力を、ＷＴＧ５の出力制限中でもＷＴＧ５の出力制限前と同様の出力に維持することができる。また、従来に比べてＷＴＧ５の停止による発電システム１の出力値の変動を最小限にすることができる。
なお、この図では複数設置されたＤＧ２のうち停止中のＤＧ２を起動する場合を例として説明したが既に起動しているＤＧ２の出力を増加させてもよい。また、ＤＧ２やＢＡＴ３は、ＷＴＧ５の出力変動を補うために専用に備えられたものでもよいし、発電システム１の発電手段として備えられたものでもよい。 According to this embodiment, even after the wind speed reaches the cut-out wind speed (operation limit threshold 1), the operation is continued while the output of WTG5 is limited, and the output of TG2 and BAT3 is controlled by the decrease in the output of WTG5. Therefore, even if there is no high-speed DG or high-performance BAT, the output of the power generation system 1 can be maintained at the same output as before the output of the WTG 5 even when the output of the WTG 5 is limited. Moreover, the fluctuation | variation of the output value of the electric power generation system 1 by the stop of WTG5 can be minimized compared with the past.
In this figure, the case of starting a stopped DG2 among a plurality of DG2 installed is described as an example, but the output of the already started DG2 may be increased. Further, DG2 and BAT3 may be provided exclusively for compensating for the output fluctuation of WTG5 or may be provided as power generation means of power generation system 1.

次に例として、風速が運転制限閾値１（従来のカットアウト風速）に達した後、低下していく場合のＥＭＳ８による出力値の制御について図５を用いて説明する。
図５は、本発明に係る第一実施形態における発電制御の方法の一例を示す第二の図である。図４と同じ内容には同じ符号を付して説明する。
図５（ａ）は、風速の時間推移を示す図である。符号９０１は、風速を示している。図５（ａ）は、風速が時刻９０４で運転制限閾値１に達した後は次第に低下して行く様子を示している。
図５（ｂ）は、本実施形態におけるカットアウト発生時におけるＥＭＳ８の各発電機に対する出力値の制御を示す図である。
まず、図４と同様に時刻９０４において風力発電機出力制限判定部１１が風速が運転制限閾値１（符号９０３）に達したと判定すると、燃料発電機制御部１３は、停止しているＤＧ２を起動し出力を増加させる（符号４０７）。また、ＷＴＧ出力コントロール部１２は、ＤＧ２の出力値の増加に合わせてＤＧ２の出力値とＷＴＧ５の出力値の合計が出力制限を開始する以前のＷＴＧ５の出力値を維持できるような割合でＷＴＧ５の出力を低下させる。そして、ＷＴＧ５の出力値が第一制限出力値に達するとＷＴＧ出力コントロール部１２は、ＷＴＧ５の出力をそのまま一定になるよう制御する（符号４０６）。また、そのとき燃料発電機制御部１３も、ＤＧ２の出力が一定になるよう制御する（符号４０８）。 Next, as an example, the control of the output value by the EMS 8 when the wind speed decreases after reaching the operation restriction threshold 1 (conventional cutout wind speed) will be described with reference to FIG.
FIG. 5 is a second diagram illustrating an example of the power generation control method according to the first embodiment of the present invention. The same content as FIG. 4 is described with the same reference numerals.
Fig.5 (a) is a figure which shows the time transition of a wind speed. Reference numeral 901 indicates the wind speed. FIG. 5A shows how the wind speed gradually decreases after reaching the operation restriction threshold 1 at time 904.
FIG. 5B is a diagram illustrating output value control for each generator of the EMS 8 when cutout occurs in the present embodiment.
First, when the wind power generator output restriction determination unit 11 determines that the wind speed has reached the operation restriction threshold 1 (reference numeral 903) at time 904 as in FIG. 4, the fuel generator control unit 13 selects the stopped DG2. Start up and increase the output (reference numeral 407). Further, the WTG output control unit 12 increases the output value of DG2 so that the sum of the output value of DG2 and the output value of WTG5 can maintain the output value of WTG5 before the start of output restriction. Reduce output. When the output value of WTG5 reaches the first limit output value, WTG output control unit 12 controls the output of WTG5 to be constant as it is (reference numeral 406). At that time, the fuel generator control unit 13 also controls the output of DG2 to be constant (reference numeral 408).

次に時刻４１６にて風力発電機出力制限判定部１１は、風速が運転制限解除閾値（符号４１５）に達したと判定するとＷＴＧ出力コントロール部１２と燃料発電機制御部１３とに運転制限解除閾値に対応する出力値変更指示信号（出力値変更指示信号４）を出力する。ＷＴＧ出力コントロール部１２は、出力値変更指示信号４を取得するとＷＴＧ５の出力を増加させる（符号４１７）。そしてＷＴＧ出力コントロール部１２は、ＷＴＧ５の出力値が運転制限以前の値となると出力値を一定になるように制御する（符号４１８）。一方、燃料発電機制御部１３は、出力値変更指示信号４を取得するとＤＧ２の出力値を徐々に低下させ（符号４１９）、ＤＧ２を最終的に停止させる。このときＤＧ２の出力値とＷＴＧ５の出力値との合計が運転制限以前のＷＴＧ５の出力値と等しくなるように、ＷＴＧ出力コントロール部１２はＷＴＧ５の出力値を増加させ、燃料発電機制御部１３はＤＧ２の出力値を低下させる。例えば、ＷＴＧ出力コントロール部１２がＷＴＧ５の出力値を増加させる割合は、予め定められており記憶部１７に記録されていてもよい。   Next, at time 416, when the wind power generator output restriction determination unit 11 determines that the wind speed has reached the operation restriction release threshold (reference numeral 415), the WTG output control unit 12 and the fuel generator control unit 13 perform the operation restriction release threshold. An output value change instruction signal (output value change instruction signal 4) corresponding to is output. When acquiring the output value change instruction signal 4, the WTG output control unit 12 increases the output of the WTG 5 (reference numeral 417). Then, the WTG output control unit 12 controls the output value to be constant when the output value of the WTG 5 becomes a value before the operation restriction (reference numeral 418). On the other hand, when acquiring the output value change instruction signal 4, the fuel generator control unit 13 gradually decreases the output value of DG2 (reference numeral 419), and finally stops DG2. At this time, the WTG output control unit 12 increases the output value of the WTG 5 so that the sum of the output value of the DG 2 and the output value of the WTG 5 becomes equal to the output value of the WTG 5 before the operation restriction, and the fuel generator control unit 13 Decrease the output value of DG2. For example, the rate at which the WTG output control unit 12 increases the output value of WTG 5 may be predetermined and recorded in the storage unit 17.

図５（ｃ）は、風速が図５（ａ）のように遷移し、図５（ｂ）のように各発電機の出力制御を行った場合における出力値９０５、出力値９０６の合計値の遷移を示す図である。この図は、図９（ｃ）で説明した従来の場合と異なり、風速がカットアウト風速（符号９０３）に達しても出力値の変動が無いことを示している。
従来であれば風速がカットアウト風速に達しその後、定格風速まで低下するような場合であっても、一旦風車が停止しカットアウトによる出力変動が起こっていた。本実施形態によれば、風速がカットアウト風速に達した後もＷＴＧ５の出力制限を行いながら風車の運転を継続し、併せてＤＧ２の出力値を制御することで出力変動を抑制することが可能である。また、出力変動を抑制しつつも比較的高価で活用機会の少ない高速ＤＧや高性能ＢＡＴを設置する必要が無い。 FIG. 5C shows the total value of the output value 905 and the output value 906 when the wind speed transitions as shown in FIG. 5A and the output control of each generator is performed as shown in FIG. 5B. It is a figure which shows a transition. This figure shows that the output value does not fluctuate even when the wind speed reaches the cut-out wind speed (reference numeral 903), unlike the conventional case described in FIG. 9C.
Conventionally, even if the wind speed reaches the cut-out wind speed and then decreases to the rated wind speed, the wind turbine once stops and output fluctuation due to the cut-out occurs. According to this embodiment, even after the wind speed reaches the cut-out wind speed, it is possible to continue the operation of the windmill while restricting the output of the WTG 5 and control the output value of the DG 2 to suppress output fluctuations. It is. Further, it is not necessary to install a high-speed DG or a high-performance BAT that is relatively expensive and has few opportunities for use while suppressing output fluctuations.

図６は本実施形態における風量発電の出力値の制御処理のフロー図である。
図６の処理フローを用いて風速の変化に応じてＥＭＳ８がＷＴＧ５の出力値を制御する処理について説明する。
まず、ＷＴＧ出力コントロール部１２は、ＷＴＧ５の通常運転を開始する（ステップＳ１）。次に風力発電機出力制限判定部１１が、風速測定値を定期的に風速計１８から取得し（ステップＳ２）、記憶部１７に記録する。次に風力発電機出力制限判定部１１は、運転制限閾値１と運転制限閾値２と運転停止閾値と運転制限解除閾値とを記憶部１７から読み出す。また、風力発電機出力制限判定部１１は、所定時間における風速の平均値を計算し、読み出した各閾値と取得した風速とを比較する（ステップＳ３）。なお、所定期間とは例えば１０分間である。 FIG. 6 is a flowchart of the control process of the output value of the wind power generation in this embodiment.
A process in which the EMS 8 controls the output value of the WTG 5 according to a change in wind speed will be described using the processing flow of FIG.
First, the WTG output control unit 12 starts normal operation of the WTG 5 (step S1). Next, the wind power generator output restriction determination unit 11 periodically acquires the wind speed measurement value from the anemometer 18 (step S2) and records it in the storage unit 17. Next, the wind power generator output restriction determination unit 11 reads out the operation restriction threshold value 1, the operation restriction threshold value 2, the operation stop threshold value, and the operation restriction release threshold value from the storage unit 17. Further, the wind power generator output restriction determination unit 11 calculates the average value of the wind speed in a predetermined time, and compares each read threshold value with the acquired wind speed (step S3). The predetermined period is, for example, 10 minutes.

比較の結果、風速が運転制限閾値１以上であれば風力発電機出力制限判定部１１は、ＷＴＧ出力コントロール部１２と燃料発電機制御部１３に出力値変更指示信号１を出力する。次に燃料発電機制御部１３は、停止中のＤＧ２を起動し、ＤＧ２の出力値を所定の割合で増加させ続ける。また、ＷＴＧ出力コントロール部１２は、所定の割合でＷＴＧ５の出力値を低下させ続ける。例えばＷＴＧ出力コントロール部１２は、風車の翼のピッチ角を変化させ、風車の回転数を低下させてＷＴＧ５の出力値を低下させる。そしてＷＴＧ出力コントロール部１２は、ＷＴＧ５の出力値が第一制限出力値となるまで低下するとその出力値を維持する（ステップＳ４）。   As a result of the comparison, if the wind speed is equal to or higher than the operation limit threshold 1, the wind power generator output limit determination unit 11 outputs the output value change instruction signal 1 to the WTG output control unit 12 and the fuel generator control unit 13. Next, the fuel generator control unit 13 starts the stopped DG2, and continues to increase the output value of the DG2 at a predetermined rate. Further, the WTG output control unit 12 continues to decrease the output value of the WTG 5 at a predetermined rate. For example, the WTG output control unit 12 changes the pitch angle of the blades of the windmill, lowers the rotational speed of the windmill, and lowers the output value of the WTG5. Then, the WTG output control unit 12 maintains the output value when the output value of WTG5 decreases until it reaches the first limit output value (step S4).

また比較の結果、風速が運転制限閾値２以上であれば風力発電機出力制限判定部１１は、ＷＴＧ出力コントロール部１２と燃料発電機制御部１３に出力値変更指示信号２を出力する。次に燃料発電機制御部１３は、ＤＧ２の出力値を所定の割合で増加させ続ける。また、ＷＴＧ出力コントロール部１２は、ＷＴＧ５の出力値が第二制限出力値となるまで所定の割合で出力値を低下させ続ける（ステップＳ５）。   As a result of the comparison, if the wind speed is equal to or higher than the operation limit threshold 2, the wind power generator output limit determination unit 11 outputs the output value change instruction signal 2 to the WTG output control unit 12 and the fuel generator control unit 13. Next, the fuel generator control unit 13 continues to increase the output value of DG2 at a predetermined rate. Further, the WTG output control unit 12 continues to decrease the output value at a predetermined rate until the output value of the WTG 5 reaches the second limit output value (step S5).

また比較の結果、風速が運転停止閾値以上であれば風力発電機出力制限判定部１１は、ＷＴＧ出力コントロール部１２に運転停止指示信号を出力し、燃料発電機制御部１３と蓄電池充放電制御部１４とに出力値変更指示信号３を出力する。ＷＴＧ出力コントロール部１２は、風車を停止させＷＴＧ５の出力を０にする。また燃料発電機制御部１３は、ＤＧ２の出力値を所定の割合で増加させ続ける。また、蓄電池充放電制御部１４は、ＢＡＴ３を放電させる（ステップＳ６）。   As a result of the comparison, if the wind speed is equal to or higher than the operation stop threshold value, the wind power generator output restriction determination unit 11 outputs an operation stop instruction signal to the WTG output control unit 12, and the fuel generator control unit 13 and the storage battery charge / discharge control unit. 14 and the output value change instruction signal 3 are output. The WTG output control unit 12 stops the wind turbine and sets the output of the WTG 5 to zero. The fuel generator control unit 13 continues to increase the output value of DG2 at a predetermined rate. Moreover, the storage battery charging / discharging control part 14 discharges BAT3 (step S6).

また比較の結果、風速が運転制限解除閾値以下であれば、風力発電機出力制限判定部１１は、ＷＴＧ５の出力値から運転状態が運転制限中かどうかを判定する（ステップＳ７）。例えば風力発電機出力制限判定部１１がＷＴＧ出力コントロール部１２からＷＴＧ５の出力値を取得し、その出力値が所定の値以下であれば運転制限中であると判定してもよい。判定の結果、運転制限中であれば（ステップＳ７＝Ｙｅｓ）、ＷＴＧ出力コントロール部１２は、通常運転となるよう出力制御を行う（ステップＳ８）。具体的には、風力発電機出力制限判定部１１は、ＷＴＧ出力コントロール部１２と燃料発電機制御部１３とに出力値変更指示信号４を出力する。次にＷＴＧ出力コントロール部１２は、風車の通常運転を開始しＷＴＧ５の出力値を所定の割合で増加させる。また燃料発電機制御部１３は、ＤＧ２の出力値が０となるまで所定の割合で低下させる。また、判定の結果、運転制限中でなければ（ステップＳ７＝Ｎｏ）、ＷＴＧ出力コントロール部１２はそのまま通常運転を継続する（ステップＳ９）。   As a result of the comparison, if the wind speed is equal to or less than the operation restriction release threshold, the wind power generator output restriction determination unit 11 determines whether or not the operation state is operation restricted from the output value of the WTG 5 (step S7). For example, the wind power generator output restriction determination unit 11 may acquire the output value of the WTG 5 from the WTG output control unit 12, and may determine that the operation is being restricted if the output value is equal to or less than a predetermined value. As a result of the determination, if the operation is being restricted (step S7 = Yes), the WTG output control unit 12 performs output control so that the normal operation is performed (step S8). Specifically, the wind power generator output restriction determination unit 11 outputs the output value change instruction signal 4 to the WTG output control unit 12 and the fuel generator control unit 13. Next, the WTG output control unit 12 starts normal operation of the wind turbine and increases the output value of the WTG 5 at a predetermined rate. Further, the fuel generator controller 13 reduces the output value of the DG 2 at a predetermined rate until the output value of the DG 2 becomes zero. As a result of the determination, if the operation is not restricted (step S7 = No), the WTG output control unit 12 continues the normal operation as it is (step S9).

これらの風速に応じた処理を行うと、ＷＴＧ出力コントロール部１２は、ユーザによる運転終了指示があったかどうかを判定する（ステップＳ１０）。運転終了指示があった場合、ＷＴＧ出力コントロール部１２は、風車の運転を終了する。運転終了指示がなかった場合、ステップＳ２からの処理を繰り返す。
以上で本処理フローを終了する。 If the process according to these wind speeds is performed, the WTG output control part 12 will determine whether the operation completion instruction | indication was received from the user (step S10). When there is a driving end instruction, the WTG output control unit 12 ends the driving of the windmill. When there is no operation end instruction, the processing from step S2 is repeated.
This processing flow is completed.

＜第二実施形態＞
以下、本発明の第二実施形態によるＷＴＧ５の出力値の制御を図７を参照して説明する。
図７は本実施形態における発電制御の方法の一例を示す図である。図４、図５と同じ内容には同じ符号を付して説明する。
第一実施形態との違いは、風速が運転制限閾値１（カットオフ風速）に至る以前からＷＴＧ５の出力制限を開始することである。
図７（ａ）は、風速の時間推移を示す図である。符号９０１は、風速を示している。符号４１７は、運転制限閾値０を示している。運転制限閾値０は、運転制限閾値１（カットアウト風速）より低い風速に対して設けられた閾値である。運転制限閾値０は、風速がこの閾値を超えるとやがて運転制限閾値１に至る可能性が高いことを予想して運転制限を予め開始する契機とするために設けられた閾値である。符号４１８は風速９０１が運転制限閾値０に至った時刻を示している。 <Second embodiment>
Hereinafter, control of the output value of the WTG 5 according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a power generation control method according to the present embodiment. The same content as FIG. 4 and FIG.
The difference from the first embodiment is that the WTG 5 output restriction is started before the wind speed reaches the operation restriction threshold 1 (cut-off wind speed).
Fig.7 (a) is a figure which shows the time transition of a wind speed. Reference numeral 901 indicates the wind speed. Reference numeral 417 indicates an operation limit threshold value 0. The operation restriction threshold value 0 is a threshold value provided for a wind speed lower than the operation restriction threshold value 1 (cutout wind speed). The driving restriction threshold value 0 is a threshold value that is set to trigger the driving restriction in advance in anticipation that it is likely that the wind speed will eventually reach the driving restriction threshold value 1 when the wind speed exceeds this threshold value. Reference numeral 418 indicates the time at which the wind speed 901 reaches the operation limit threshold 0.

図７（ｂ）は、本実施形態におけるＥＭＳ８のＷＴＧ５の出力値の制御を示す図である。
まず、時刻４１８において風力発電機出力制限判定部１１が風速が運転制限閾値０に達したと判定すると、燃料発電機制御部１３は、停止しているＤＧ２を起動し出力を増加させる（符号４０７−１）。本実施形態における風力発電機出力制限判定部１１は、所定時間の経過後に風速がカットアウト風速に至ると判断する所定の風速（運転制限閾値０）の検出に基づいて第一の出力制限タイミングを判定する。ここでいう所定時間の経過後とは、例えば５〜１０分後である。
また、ＷＴＧ出力コントロール部１２は、ＤＧ２の出力値とＷＴＧ５の出力値との合計値が運転制限開始前のＷＴＧ５の出力値となるようにＷＴＧ５の出力を低下させる（符号４０５−１）。そして、ＷＴＧ５の出力値が第一制限出力値に達するとＷＴＧ出力コントロール部１２は、ＷＴＧ５の出力をそのまま一定になるよう制御する（符号４０６）。また、そのとき燃料発電機制御部１３も、ＤＧ２の出力が一定になるよう制御する（符号４０８）。それ以降は図４と同じであるので省略する。 FIG. 7B is a diagram illustrating control of the output value of the WTG 5 of the EMS 8 in the present embodiment.
First, when the wind power generator output restriction determination unit 11 determines that the wind speed has reached the operation restriction threshold 0 at time 418, the fuel generator control unit 13 activates the stopped DG2 to increase the output (reference numeral 407). -1). The wind power generator output restriction determination unit 11 in the present embodiment sets the first output restriction timing based on detection of a predetermined wind speed (operation restriction threshold 0) that determines that the wind speed reaches the cut-out wind speed after a lapse of a predetermined time. judge. Here, “after the predetermined time has elapsed” means, for example, after 5 to 10 minutes.
In addition, the WTG output control unit 12 reduces the output of the WTG 5 so that the total value of the output value of the DG 2 and the output value of the WTG 5 becomes the output value of the WTG 5 before the start of operation restriction (reference numeral 405-1). When the output value of WTG5 reaches the first limit output value, WTG output control unit 12 controls the output of WTG5 to be constant as it is (reference numeral 406). At that time, the fuel generator control unit 13 also controls the output of DG2 to be constant (reference numeral 408). The subsequent steps are the same as those in FIG.

本実施形態によれば、第一実施形態より早いタイミングでＤＧ２の発電を開始しＤＧ２の発電電力を増加させておくことができるので、その後風速が急激に運転停止閾値に至るような場合でもＷＴＧ５の出力停止による影響を抑制することができる。
また、第一実施形態よりも長い時間をかけて穏やかにＤＧ２の出力値を所定の値まで増加させることができるのでＤＧ２への負担も少なくすることができる。 According to the present embodiment, DG2 power generation can be started at an earlier timing than the first embodiment, and the generated power of DG2 can be increased. Therefore, even when the wind speed suddenly reaches the shutdown threshold, WTG5 The effect of stopping the output can be suppressed.
Moreover, since the output value of DG2 can be gently increased to a predetermined value over a longer time than in the first embodiment, the burden on DG2 can be reduced.

なお、ＥＭＳ８は、電力制御装置の一例である。また、運転制限閾値１及び運転制限閾値０は、第一の所定の風速の一例である。また、運転制限閾値２は、第二の所定の風速の一例である。また、運転制限閾値０は、所定時間の経過後に風速が前記カットアウト風速に至ると判断する所定の風速の一例である。   The EMS 8 is an example of a power control device. The operation restriction threshold 1 and the operation restriction threshold 0 are examples of the first predetermined wind speed. The operation restriction threshold 2 is an example of a second predetermined wind speed. The operation restriction threshold 0 is an example of a predetermined wind speed at which it is determined that the wind speed reaches the cut-out wind speed after a lapse of a predetermined time.

その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上記した実施の形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能である。また、この発明の技術範囲は上記の実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。例えばＤＧ２をガスタービン、蒸気タービン、揚水発電機などに置き換えて予めこれらを起動しておき、ＷＴＧ５の出力低下に合わせてこれらガスタービンなどの発電機の出力増加の制御を行うことも可能である。   In addition, it is possible to appropriately replace the components in the above-described embodiments with known components without departing from the spirit of the present invention. The technical scope of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. For example, it is also possible to replace DG2 with a gas turbine, a steam turbine, a pumped-storage generator, etc., and start these in advance, and to control the output increase of the generator such as the gas turbine in accordance with the output decrease of WTG5. .

１・・・発電システム
２・・・ＤＧ（燃料発電機）
３・・・ＢＡＴ（蓄電池）
４・・・ＰＶ（太陽光発電装置）
５・・・ＷＴＧ（風力発電機）
６・・・ＬＯＡＤ（負荷）
７・・・制御器
８・・・ＥＭＳ（エネルギー管理システム）
９・・・電力系統
１０・・・スイッチ
１１・・・風力発電機出力制限判定部
１２・・・ＷＴＧ出力コントロール部
１３・・・燃料発電機制御部
１４・・・蓄電池充放電制御部
１５・・・太陽光発電装置制御部
１６・・・負荷出力制御部
１７・・・記憶部
１８・・・風速計 1 ... Power generation system 2 ... DG (fuel generator)
3 ... BAT (storage battery)
4 ... PV (solar power generation equipment)
5 ... WTG (Wind Generator)
6 ... LOAD (load)
7 ... Controller 8 ... EMS (Energy Management System)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 9 ... Electric power system 10 ... Switch 11 ... Wind power generator output restriction determination part 12 ... WTG output control part 13 ... Fuel generator control part 14 ... Storage battery charge / discharge control part 15 ..Solar power generation device control unit 16 ... load output control unit 17 ... storage unit 18 ... anemometer

Claims (8)

風車により駆動する風力発電機に対して第一の所定の風速の検出に基づいて前記風力発電機の第一の出力制限タイミングを判定する風力発電機出力制限判定部と、
当該判定に基づいて前記風力発電機の出力を補う燃料発電機の出力を定められた割合で増加させる燃料発電機制御部と、
当該判定に基づいて前記風力発電機の出力値と前記燃料発電機の出力値との合計値が前記判定前における前記風力発電機の出力値となるように前記風力発電機の出力を所定の値まで低下させる出力制限を行うＷＴＧ出力コントロール部と、
を備えることを特徴とする電力制御装置。 A wind power generator output limit determination unit that determines a first output limit timing of the wind power generator based on detection of a first predetermined wind speed with respect to the wind power generator driven by the windmill;
A fuel generator controller that increases the output of the fuel generator that supplements the output of the wind power generator based on the determination at a predetermined rate; and
Based on the determination, the output of the wind power generator is set to a predetermined value so that the total value of the output value of the wind power generator and the output value of the fuel generator becomes the output value of the wind power generator before the determination. A WTG output control unit that limits the output to be reduced to
A power control apparatus comprising: 前記第一の所定の風速とは、風車許容荷重に至る風速を示すカットアウト風速、もしくは、所定時間の経過後に風速が前記カットアウト風速に至ると判断する所定の風速である
ことを特徴とする請求項１に記載の電力制御装置。 The first predetermined wind speed is a cut-out wind speed indicating a wind speed reaching a wind turbine allowable load, or a predetermined wind speed for determining that the wind speed reaches the cut-out wind speed after a predetermined time has elapsed. The power control apparatus according to claim 1. 前記風力発電機出力制限判定部は、前記第一の所定の風速を上回る第二の所定の風速の検出に基づいて前記風力発電機の第二の出力制限タイミングを判定し、
前記ＷＴＧ出力コントロール部は、当該判定に基づいて前記風力発電機の出力をさらに所定の出力値まで低下させる制御を行う
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電力制御装置。 The wind power generator output limit determination unit determines a second output limit timing of the wind power generator based on detection of a second predetermined wind speed exceeding the first predetermined wind speed,
The power control apparatus according to claim 1, wherein the WTG output control unit performs control to further reduce the output of the wind power generator to a predetermined output value based on the determination. 前記所定の出力値は、前記風力発電機の出力値を当該所定の出力値まで減じる制御を行った後に前記風力発電機を停止しても系統への影響が所定基準以下となる値である
ことを特徴とする請求項３に記載の電力制御装置。 The predetermined output value is a value that causes an influence on the system to be equal to or less than a predetermined reference even if the wind power generator is stopped after performing control to reduce the output value of the wind power generator to the predetermined output value. The power control apparatus according to claim 3. 前記風力発電機の出力を補う蓄電池の充放電を制御する蓄電池充放電制御部を備え、
前記風力発電機出力制限判定部は、運転停止風速の検出に基づいて風力発電機の停止タイミングを判定し、
前記ＷＴＧ出力コントロール部は、当該判定に基づいて風車を停止させ、
前記燃料発電機制御部は、当該判定に基づいて定められた割合で出力を増加させ、
前記蓄電池充放電制御部は、当該判定に基づいて蓄電池を放電させる
ことを特徴とする請求項１から請求項４の何れか１項に記載の電力制御装置。 A storage battery charge / discharge control unit for controlling charge / discharge of the storage battery to supplement the output of the wind power generator,
The wind power generator output limit determination unit determines the stop timing of the wind power generator based on the detection of the operation stop wind speed,
The WTG output control unit stops the windmill based on the determination,
The fuel generator control unit increases the output at a rate determined based on the determination,
The power storage device according to any one of claims 1 to 4, wherein the storage battery charge / discharge control unit discharges the storage battery based on the determination. 前記風力発電機出力制限判定部は、前記第一の所定の風速以上となった風速が前記第一の所定の風速より低い所定の風速となったことを検出し、その検出に基づいて風力発電機の出力制限の解除タイミングを判定し、
前記ＷＴＧ出力コントロール部は、当該判定に基づいて前記風力発電機の出力を前記出力制限前における出力値となるように増加させ、
前記燃料発電機制御部は、前記風力発電機の出力が前記出力制限前における出力値となるまでは、前記燃料発電機の出力と前記風力発電機の出力との合計出力が、前記出力制限前における前記風力発電機の出力値となるように、前記燃料発電機の出力を低下させる
ことを特徴とする請求項１から請求項５の何れか１項に記載の電力制御装置。 The wind power generator output restriction determination unit detects that the wind speed that is equal to or higher than the first predetermined wind speed is a predetermined wind speed lower than the first predetermined wind speed, and wind power generation based on the detection Determine when to release the output limit of the machine,
The WTG output control unit increases the output of the wind power generator based on the determination so as to be an output value before the output restriction,
The fuel generator control unit is configured such that a total output of the output of the fuel generator and the output of the wind power generator is before the output restriction until the output of the wind power generator reaches an output value before the output restriction. The power control device according to any one of claims 1 to 5, wherein the output of the fuel generator is reduced so that the output value of the wind power generator is equal to. 風力発電機と、
燃料発電機と、
蓄電池と、
請求項１から請求項６の何れか１項に記載の電力制御装置と、
を備える発電システム。 With wind generators,
A fuel generator,
A storage battery,
The power control apparatus according to any one of claims 1 to 6,
A power generation system comprising: 風車により駆動する風力発電機に対して第一の所定の風速の検出に基づいて前記風力発電機の第一の出力制限タイミングを判定し、
当該判定に基づいて前記風力発電機の出力を補う燃料発電機の出力を定められた割合で増加させ、
当該判定に基づいて前記風力発電機の出力値と前記燃料発電機の出力値との合計値が前記判定前における前記風力発電機の出力値となるように前記風力発電機の出力を所定の値まで低下させる出力制限を行う、
ことを特徴とする電力制御方法。 Determining the first output restriction timing of the wind power generator based on the detection of the first predetermined wind speed with respect to the wind power generator driven by the windmill;
Increase the output of the fuel generator that supplements the output of the wind power generator based on the determination at a predetermined rate,
Based on the determination, the output of the wind power generator is set to a predetermined value so that the total value of the output value of the wind power generator and the output value of the fuel generator becomes the output value of the wind power generator before the determination. Limit the output to
A power control method characterized by the above.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106681151A (en) * 2017-01-20 2017-05-17 华北电力大学 Multi-mode operation optimization controlling device of variable pitch wind turbine based on time series analysis and operation method thereof

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