STARDOM and FA-M3 Ensure Smooth Supply of Power to Grid by Wind Farm Equipped with Large-capacity NAS Batteries

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Executive Summary

Japan Wind Development Co., Ltd., Rokkasho, Aomori, Japan
Japan Wind Development Co., Ltd.,
Rokkasho, Aomori, Japan

Amidst growing concerns about the depletion of fossil fuels and the effects of climate changes caused by rising CO2 emissions and other factors, there is a growing push to generate power from wind, solar, biomass, and other renewable energy sources and thereby create a more sustainable society.

Japan Wind Development Co., Ltd. (JWD) is a specialist in wind power generation technology with vast knowledge and expertise in this field. JWD is building and providing all necessary support services for a nationwide wind power generation network.

In May 2008, JWD completed construction of a wind farm near Rokkasho village in Aomori Prefecture, in northern Honshu. This smart grid wind farm is the first facility of its type to use sodium sulfur (NAS) batteries to store electricity for supply to the national power grid. These batteries are charged at night, when the demand for power is lower, and the stored electricity can be supplied to the grid together with the electricity generated by the windmills during the daylight hours. This ensures a steady supply of power to the grid even during those periods when power production falls as the result of low wind speed.

WindmillTo control the transmission of power from the Rokkasho wind farm to the national power grid, Tokyo Densan, a Yokogawa representative and systems integrator, successfully installed STARDOM network-based controllers and FA-M3 range-free controllers.

Facility Overview
Windmills: 1,500 kW x 34 units
NAS batteries: AC/DC converter 2 MW x 17 units
Transmission capacity: 51 MW
Transformer: Primary (154 kV/60 MVA), secondary (22 kV/60 MVA)

 

The Challenges and the Solutions

Steady power supply by reliable control system

To ensure a stable supply of power to the national grid even when power production dips as the result of low wind speed, the Rokkasho wind farm utilizes large-capacity NAS batteries.

The STARDOM network-based control system and FA-M3 range-free controllers play an important role in smoothing out the supply of this power to the grid. A power monitoring & control system and a battery control system are both configured in the dual redundant STARDOM controllers. FA-M3 range-free controllers are utilized to monitor and control each windmill. Controllers from other vendors are integrated with this system via an OPC interface. Factoring in the fluctuations in power production as a result of varying wind conditions, a power generation scheduling system calculates operation plan parameters and a power output pattern, based on which instructions are issued to each FA-M3 controller. The actual power output can be monitored on a trend graph. The operating status of each of the 34 windmills and the charge status for each of the 17 battery units can also be monitored together with various other types of operation data.

This power monitoring & control system carries out the following main functions:

  1. Operation planning and monitoring
    Using the power generation scheduling system, operators can access the weekly operation plan data they need to draw up an operation plan for the next day. At their stations, operators can view graphic displays showing the power sales target, power generation plan, and battery charge-discharge plan.
  2. Associated power monitoring
    Operators can view data on total power output for the entire facility, battery charge status, and transformer operation status.
  3. Windmill monitoring
    For each windmill, data on power output, wind direction and speed, and operating status is displayed.
  4. Battery monitoring
    For each battery, the charge-discharge rate, charge status, and operation status is displayed.
  5. Remote monitoring and control
    Operations can also be monitored and controlled wherever network access is available.

Smoothed power to national grid

Central control room
Central control room

Total system configuration

Total system configuration

Customer Satisfaction

The integrated control system allows JWD to manage the operation of each of its windmills and provide a steady supply of power to the national power grid. JWD plans to begin constructing wind farms outside Japan, and to this end is working together with Yokogawa and Tokyo Densan to develop the necessary high-speed systems and equipment. Through this development of renewable energy facilities, JWD hopes to make a lasting and significant contribution to the building of a more sustainable society.

업종

  • 신재생에너지

    신재생에너지의 사용은 환경을 보호하고 사회와 산업 모두를 지속 가능한 사회를 만드는 목표를 달성하는 데 도움이 됩니다. 그러나 기존의 에너지원에 비해 생산 원가 상승과 그리드 전력 공급 불안정과 같은 급속한 채택에 직면하는 특정 문제가 있습니다. Yokogawa는 제어 및 계장 사업의 선도 기업으로서 다양한 산업 분야의 고객이 안정적인 운영을 달성하고 공장의 생산성을 향상시키도록 항상 노력해 왔습니다. 운영 효율성을 달성하기 위한 VigilantPlant 개념을 기반으로 우리는 신재생 에너지원의 사용 방법을 제시하는 솔루션을 제공하고 있습니다.

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  • 전력

    1970년대 중반, Yokogawa는 EBS 전기 제어 시스템 (EBS Electric Control System)의 출시와 함께 전력 사업에 진출했습니다. 그 이후로 Yokogawa는 전 세계 고객에게 최상의 서비스와 솔루션을 제공하기 위한 기술과 역량의 개발을 꾸준히 지속해 왔습니다.

    Yokogawa는 역동적인 글로벌 전력 시장에서 더욱 적극적인 역할을 수행하기 위해 글로벌 전력 솔루션 네트워크를 운영했습니다. 이로 인해 Yokogawa 내에서 보다 긴밀한 팀워크가 가능해져서 글로벌 리소스와 업계 노하우를 하나로 모았습니다. Yokogawa의 전력 산업 전문가들은 각 고객에게 정교한 요구 사항에 가장 적합한 솔루션을 제공하기 위해 협력합니다.

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  • 풍력발전

    바람은 인간이 수 천 년 동안 어떤 방식으로든 사용해온 무한의 천연 에너지원입니다. 현재 풍력 에너지를 이용하여 전기를 생산하는 풍력 발전소가 전 세계적으로 가동되고 있습니다. 최근 수많은 풍력 터빈을 갖춘 풍력 발전 단지가 세계적으로 많이 건설되었으며, 특히 유럽에서 해상 풍력 발전소가 인기를 얻고 있습니다.
    Yokogawa의 컨트롤러는 많은 풍력 발전소에서 널리 사용되고 있습니다. 또한 Yokogawa는 34 메가와트 배터리 스토리지 시스템을 사용하는 일본의 풍력 발전 단지에서 통합 모니터링 및 제어 시스템을 구현했습니다. Yokogawa는 여러 가지 풍력 발전 시스템의 원격 및 중앙 모니터링을 가능하게 하여 운영 효율성을 높이고 전력 공급의 안정적인 공급을 보장하는 다양한 측정 및 제어 기술을 제공합니다.

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