[发明专利]太阳光发电系统

说明书

技术领域

本发明涉及将由多个太阳光发电装置组构成的太阳光发电系统互连 起来的电力系统的功率品质，涉及一种太阳光发电系统的结构以及控制方 法。

背景技术

认为地球变暖的原因的二氧化碳排出量的削减成为一个大的课题，作 为二氧化碳排出量的削减机构，利用了风力发电和太阳光发电等自然能源 的分散型电源的导入正在兴盛。虽然分散型电源与电力系统互连而多被采 用，但由于因风速或日照量的变动导致发电输出变动，因此在与电力系统 大量互连的情况下，担心会对电力系统的电压或频率产生影响。

作为经由功率变换器对与电力系统互连的风力发电机的电压变动进 行抑制的方法，在专利文献1中，公开了一种方法，对表示功率变换器的 发电输出的有效功率P与无效功率Q之比的控制参数α进行调整，并将与 发电输出的有效功率相应的无效功率输出，从而抑制因发电输出的变动引 起的电压变动。具体而言，是一种采用风力发电机与电力系统之间的互连 点的电压的变动量与发电输出的有效功率的变动量之积，探索用于对电压 变动进行最小化的最佳控制参数α的方法。一般而言，公知有下述方法， 通过使该控制参数α与从互连点看的电力系统侧的合成阻抗的电阻量与电 抗量之比R/X一致，从而能够将电压变动最小化。

进而，在非专利文献1中，在上述方法中公开了一种对风力发电机的 发电输出的有效功率的变动量根据其极性进行编码来探索α的处理方法。

专利文献1：日本特开2007-124779号公报

非专利文献1：平成19年日本国电气学会全国大会，No.4-082

风力发电，为了效率化因而多被用作由多个风力发电机构成的风力发 电机组、或者风能场(wind farm)。另一方面，最近关于太阳光发电也有 大规模的动向，关于发送功率输出为数MW级的所谓超级太阳能系统 (mega solar system)正在研究。在这些大规模的太阳光发电系统中，与 风力发电同样地，也会产生伴随日照量的变化的输出变动以及由此引起的 互连点的电压变动。

在将太阳光发电系统大规模化的情况下，一般采用的结构是将太阳电 池板与额定电容为数10kW至数100kW的多个功率变换器连接，进而连 接这些功率变换器的输出并与电力系统互连。在此，在大规模系统的情况 下，由于太阳电池板的设置面积广，因此认为与各功率变换器连接的太阳 电池板所接受的日照量变化会产生时间延迟，结果从各功率变换器输出的 发电输出的变动成分的相位可能不同。在与电力系统之间的互连点产生的 电压变动依赖于在太阳光发电系统整体合成的输出变动，但在因上述相位 延迟的影响导致太阳光发电系统整体的输出变动与各功率变换器的输出 变动的增减状态不同时，若应用上述公知技术，则多个功率变换器中用于 抑制电压变动的控制有可能会产生干涉(课题1)。

另外，在将上述公知技术应用于太阳光发电系统的情况下，风力发电 和太阳光发电的输出变动的产生形式的不同会成为问题。在风力发电的情 况下，除因天气引起的风速变动所产生的输出变动之外，因在涡轮叶片横 切支柱时所产生的风速变动也会产生输出变动，因此成为周期性比较高的 输出变动特性。对此，在太阳光发电的情况下，发电输出的变动基本上只 依赖于日照量的变化，因此根据天气情况会存在未产生输出变动的情况、 或者产生微小的输出变动的时间段持续很长时间的情况、或因云的流动等 导致突发且非周期性地产生大输出变动的情况。

这些情况下，如上述公知的技术，在采用与电力系统之间的互连点的 电压的变动量与发电输出的有效功率的变动量的符号(+1或者-1)之积 探索最佳控制参数α的方法中，通过将微小的发电输出的变动编码，可能 会不必要地修正控制参数而偏离最佳值(课题2)。

另外，在发电输出未产生变动的状态长时间继续期间，若因系统结构 的变更等导致合成阻抗改变，则控制参数α的最佳值会改变。在上述公知 的技术中，由于如果发电输出不变动则不修正控制参数值，因此α偏离最 佳值的状态继续，在再次收敛至最佳值之前可能需要时间(课题3)。

发明内容

本发明就是鉴于上述课题而形成的，其目的在于提供一种太阳光发电 系统，不采用其他补偿装置，通过作为太阳光发电系统的构成要素之一的 多个功率变换器的无效功率控制，一边防止干涉一边稳定地抑制因太阳光 发电系统的输出变动所产生的电压变动。