JP2017133461A - 風力発電装置及びその運転方法 - Google Patents

風力発電装置及びその運転方法 Download PDF

Info

Publication number
JP2017133461A
JP2017133461A JP2016015734A JP2016015734A JP2017133461A JP 2017133461 A JP2017133461 A JP 2017133461A JP 2016015734 A JP2016015734 A JP 2016015734A JP 2016015734 A JP2016015734 A JP 2016015734A JP 2017133461 A JP2017133461 A JP 2017133461A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
wind turbine
load
operation mode
moment
mode
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2016015734A
Other languages
English (en)
Other versions
JP6405324B2 (ja
Inventor
満也 馬場
Mitsuya Baba
満也 馬場
林　義之
Yoshiyuki Hayashi
義之 林
和歌子 有木
Wakako Ariki
和歌子 有木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Heavy Industries Ltd filed Critical Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority to JP2016015734A priority Critical patent/JP6405324B2/ja
Priority to EP16204308.7A priority patent/EP3199805B1/en
Priority to US15/396,163 priority patent/US10704533B2/en
Publication of JP2017133461A publication Critical patent/JP2017133461A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6405324B2 publication Critical patent/JP6405324B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D7/00—Controlling wind motors 
    • F03D7/02—Controlling wind motors  the wind motors having rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor
    • F03D7/022—Adjusting aerodynamic properties of the blades
    • F03D7/0224—Adjusting blade pitch
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D17/00—Monitoring or testing of wind motors, e.g. diagnostics
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D7/00—Controlling wind motors 
    • F03D7/02—Controlling wind motors  the wind motors having rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor
    • F03D7/0276—Controlling wind motors  the wind motors having rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor controlling rotor speed, e.g. variable speed
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D7/00—Controlling wind motors 
    • F03D7/02—Controlling wind motors  the wind motors having rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor
    • F03D7/04—Automatic control; Regulation
    • F03D7/042—Automatic control; Regulation by means of an electrical or electronic controller
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D9/00—Adaptations of wind motors for special use; Combinations of wind motors with apparatus driven thereby; Wind motors specially adapted for installation in particular locations
    • F03D9/20—Wind motors characterised by the driven apparatus
    • F03D9/25—Wind motors characterised by the driven apparatus the apparatus being an electrical generator
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2240/00—Components
    • F05B2240/20—Rotors
    • F05B2240/21—Rotors for wind turbines
    • F05B2240/221—Rotors for wind turbines with horizontal axis
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2270/00—Control
    • F05B2270/10—Purpose of the control system
    • F05B2270/109—Purpose of the control system to prolong engine life
    • F05B2270/1095—Purpose of the control system to prolong engine life by limiting mechanical stresses
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2270/00—Control
    • F05B2270/30—Control parameters, e.g. input parameters
    • F05B2270/327—Rotor or generator speeds
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2270/00—Control
    • F05B2270/30—Control parameters, e.g. input parameters
    • F05B2270/331—Mechanical loads
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2270/00—Control
    • F05B2270/80—Devices generating input signals, e.g. transducers, sensors, cameras or strain gauges
    • F05B2270/807—Accelerometers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2270/00—Control
    • F05B2270/80—Devices generating input signals, e.g. transducers, sensors, cameras or strain gauges
    • F05B2270/808—Strain gauges; Load cells
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70—Wind energy
    • Y02E10/72—Wind turbines with rotation axis in wind direction

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Wind Motors (AREA)
  • Control Of Eletrric Generators (AREA)

Abstract

【課題】風車の構成部品に作用する荷重を適切に低減可能な風力発電装置の運転方法を提供する。
【解決手段】風車翼を有する風車ロータを含む風力発電装置の運転方法は、前記風車翼に作用する荷重を取得するステップと、前記荷重に基づいて、通常運転モードと、前記通常運転モードよりも前記風車翼に作用する前記荷重が小さい１以上の荷重抑制運転モードと、を含む複数の運転モードから前記風力発電装置の運転モードを選択するステップと、を備える。
【選択図】 図３

Description

本開示は風力発電装置及びその運転方法に関する。
従来から、例えば高風速時のような過酷な気象条件から風力発電装置を保護するため、風力発電装置の運転モードを変更する試みが提案されている。
例えば、特許文献１には、風速が臨界風速（ｃｒｉｔｉｃａｌ
ｗｉｎｄ ｖｅｌｏｃｉｔｙ）以上の高風速域において風力運転装置を継続して運転するための方法が開示されている。特許文献１に記載の運転方法では、風速が臨界風速以上の高風速域において、風車翼のピッチ角を制御することにより、風速に応じて出力を不連続に減少させることが開示されている。
米国特許第７９４８１０４号明細書
ところで、風車翼に作用する荷重は、風車ロータが受ける風の風速に加えて、風車ロータの回転数や、風車翼のピッチ角等の影響も受ける。
この点、特許文献１に記載の運転方法では、風車翼に作用する荷重の決定要因の一つに過ぎない風速のみを運転出力変更の判定基準としている。
しかしながら、風速以外の要因も考慮して風車翼の荷重をより適切に評価して、風車翼に加わる荷重をより適切に低減し、これにより、風車の構成部品（例えば、風車翼を含む風車ロータが接続されるドライブトレインや、風車ロータを支持するナセルやタワー）に作用する荷重を低減することが望まれる。
上述の事情に鑑みて、本発明の少なくとも一実施形態は、風車の構成部品に作用する荷重を適切に低減可能な風力発電装置の運転方法を提供することを目的とする。
（１）本発明の少なくとも一実施形態に係る風力発電装置の運転方法は、
風車翼を有する風車ロータを含む風力発電装置の運転方法であって、
前記風車翼に作用する荷重を取得するステップと、
前記荷重に基づいて、通常運転モードと、前記通常運転モードよりも前記風車翼に作用する前記荷重が小さい１以上の荷重抑制運転モードと、を含む複数の運転モードから前記風力発電装置の運転モードを選択するステップと、を備える。
上記（１）の方法では、風車翼のタワーへの接触や風車翼等の損傷の直接的な要因となり得る風車翼の荷重に基づいて運転モードの選択を行う。すなわち、通常運転モードよりも風車翼の荷重が抑制される荷重抑制運転モードを選択するか否かを風車翼の荷重に基づいて決定するため、風車翼の荷重の決定要因の一部（例えば風速）のみに基づいて運転モードを選択する場合に比べて、荷重に応じて運転モードをより適切に選択することができる。よって、風車翼をはじめとする風車の構成部品に作用する荷重を低減して、風車翼のタワーへの接触や風車翼等の損傷の発生を適切に抑制しながら、風力発電装置の発電の機会を増やすことができる。
（２）幾つかの実施形態では、上記（１）の方法において、
前記運転モードを選択するステップでは、前記荷重又は前記荷重の振幅の少なくとも一方が閾値以上である場合に前記１以上の荷重抑制運転モードの何れかを選択することを特徴とする。
上記（２）の方法によれば、風車翼のタワーへの接触や風車翼等の損傷の直接的な要因となり得る風車翼の荷重又は荷重の振幅が比較的大きくなったときに荷重抑制運転モードで風力発電装置を運転する。これにより、通常運転モードを採用した場合には風車翼に過大な荷重及び／又は荷重振幅が加わってしまう場合において、荷重抑制運転モードを適切に選択することができる。よって、風車翼をはじめとする風車の構成部品に作用する荷重を低減して、風車翼のタワーへの接触や風車翼等の損傷の発生を適切に抑制しながら、風力発電装置の発電の機会を増やすことができる。
（３）幾つかの実施形態では、上記（２）の方法において、
前記運転モードを選択するステップでは、前記荷重が閾値以上である場合に前記１以上の荷重抑制運転モードの何れかを選択し、
前記荷重の前記閾値は、前記風車ロータの回転数、前記風車ロータの回転面と水平面とが交差する直線回りの前記風車ロータのモーメントＭｄ、又は、前記風力発電装置のヨー旋回軸回りの前記風車ロータのモーメントＭｑの少なくとも１つに応じて可変である。
同一の風況であっても、ロータの回転数が大きくなると風車翼に作用する荷重も増加する。このように、風車翼に作用する荷重は、ロータ回転数と相関がある。このため、荷重抑制運転モードにおいてロータ回転数を制限している場合において風車翼に作用する荷重が許容範囲内であっても、通常運転モードに変更した途端に荷重が許容範囲を超えてしまうおそれがある。この点、上記（３）の方法のように、荷重の閾値を風車ロータの回転数に応じて可変にすれば、ロータ回転数が荷重に与える影響を考慮して、運転モードを適切に選択することができる。
また、風車翼に作用する荷重が許容範囲内であっても、風車ロータに作用するモーメントＭｄ又はＭｑが過大であると、風車翼のタワーへの接触やヨーブレーキの滑りが生じてしまうおそれがある。すなわち、風車ロータの回転面と水平面とが交差する直線回りの風車ロータのモーメントＭｄは、風車翼のタワーへの接触の生じやすさを表す指標である。また、風力発電装置のヨー旋回軸回りの風車ロータのモーメントＭｑは、ヨーモータの損傷の要因となるヨー角すべりの生じやすさを表す指標である。この点、上記（３）の方法のように、荷重の閾値をモーメントＭｄ又はＭｑに応じて可変にすれば、風車翼のタワーへの接触やヨーブレーキの滑りの発生を防止できる。
（４）幾つかの実施形態では、上記（１）〜（３）の何れかの方法は、
前記荷重に基づいて、前記風車ロータの回転面と水平面とが交差する直線回りの前記風車ロータのモーメントＭｄ又は前記風力発電装置のヨー旋回軸回りの前記風車ロータのモーメントＭｑの少なくとも一方を取得するステップをさらに備え、
前記運転モードを選択するステップでは、前記荷重に加えて、前記モーメントＭｄ又は前記モーメントＭｑの前記少なくとも一方に基づいて前記運転モードを選択する。
上述のとおり、モーメントＭｄは、風車翼のタワーへの接触の生じやすさを表す指標であり、モーメントＭｑは、ヨーモータの損傷の要因となるヨー角すべりの生じやすさを表す指標である。上記（４）の方法では、風車翼の荷重に加えて、風車翼の荷重から算出される風車ロータのモーメントＭｄ又はＭｑに基づいて風力発電装置の運転モードを選択するので、風車翼のタワーへの接触や風車翼又はヨーモータ等の損傷の発生をより適切に抑制しながら、風力発電装置の停止時間を低減することができる。
（５）幾つかの実施形態では、上記（１）〜（４）の何れかの方法において、
前記風力発電装置は、前記風車ロータを回転可能に支持するためのナセルをさらに含み、
前記運転方法は、前記ナセルの加速度を取得するステップをさらに備え、
前記運転モードを選択するステップでは、前記荷重に加えて、前記ナセルの前記加速度に基づいて前記運転モードを選択する。
ナセルの加速度は、ナセル及びナセルに収容される構成部品又はナセルに支持されるロータの振動の指標である。上記（５）の方法では、風車翼の荷重に加えて、ナセルの加速度に基づいて風力発電装置の運転モードをより適切に選択するので、風車翼のタワーへの接触や風車翼又はナセルに収容される構成部品等の損傷の発生をより適切に抑制しながら、風力発電装置の停止時間を低減することができる。
（６）幾つかの実施形態では、上記（１）〜（５）の何れかの方法において、
前記１以上の荷重抑制運転モードでは、前記通常運転モードでの運転時に比べて、前記風車ロータの回転数を低くし、または、前記風車翼のピッチ角をフェザー側にすることにより、前記通常運転モードよりも前記荷重を抑制する。
上記（６）の方法によれば、荷重抑制運転モードにおいて、通常運転モードでの運転時に比べて、風車ロータの回転数を低くし、又は、風車翼のピッチ角をフェザー側にすることにより、通常運転モードよりも風車翼の荷重を抑制することができる。これにより、風車翼をはじめとする風車の構成部品に作用する荷重を低減して、風車翼のタワーへの接触や風車翼等の損傷の発生を抑制しながら、風力発電装置の発電の機会を増やすことができる。
（７）幾つかの実施形態では、上記（１）〜（６）の何れかの方法において、
前記１以上の荷重抑制運転モードは、第１荷重抑制運転モードと、前記第１荷重抑制運転モードに比べて、前記風車ロータの回転数を低くし、または、前記風車翼のピッチ角をフェザー側にすることにより、前記第１荷重抑制運転モードよりも前記荷重を抑制した第２荷重抑制運転モードと、を含む。
上記（７）の方法によれば、荷重抑制運転モードは、第１荷重抑制運転モードと、第１荷重抑制運転モードよりも荷重を抑制した第２荷重抑制運転モードとを含む。このように、複数の荷重抑制運転モードを設けることで、風車翼の荷重、及び、風車ロータの回転数又は風車翼のピッチ角に応じて段階的に風車翼の荷重を抑制することが可能となり、風力発電装置の発電の機会を増やすことができる。
（８）本発明の少なくとも一実施形態に係る風力発電装置は、
風車翼を有する風車ロータと、
前記風車翼に作用する荷重を取得するための荷重センサと、
前記荷重センサで取得した前記荷重に基づいて、通常運転モードと、前記通常運転モードよりも前記風車翼に作用する前記荷重が小さい１以上の荷重抑制運転モードと、を含む複数の運転モードから風力発電装置の運転モードを選択するように構成された運転モード選択部と、を備える。
上記（８）の構成では、風車翼のタワーへの接触や風車翼等の損傷の直接的な要因となり得る風車翼の荷重に基づいて運転モードの選択を行う。すなわち、通常運転モードよりも風車翼の荷重が抑制される荷重抑制運転モードを選択するか否かを風車翼の荷重に基づいて決定するため、風車翼の荷重の決定要因の一部（例えば風速）のみに基づいて運転モードを選択する場合に比べて、荷重に応じて運転モードをより適切に選択することができる。よって、風車翼をはじめとする風車の構成部品に作用する荷重を低減して、風車翼のタワーへの接触や風車翼等の損傷の発生を適切に抑制しながら、風力発電装置の発電の機会を増やすことができる。
（９）幾つかの実施形態では、上記（８）の構成において、
前記運転モード選択部は、前記荷重又は前記荷重の振幅の少なくとも一方が閾値以上である場合に前記１以上の荷重抑制運転モードの何れかを選択するように構成される。
上記（９）の構成によれば、風車翼のタワーへの接触や風車翼等の損傷の直接的な要因となり得る風車翼の荷重又は荷重の振幅が比較的大きくなったときに荷重抑制運転モードで風力発電装置を運転する。これにより、通常運転モードを採用した場合には風車翼に過大な荷重及び／又は荷重振幅が加わってしまう場合において、荷重抑制運転モードを適切に選択することができる。よって、風車翼をはじめとする風車の構成部品に作用する荷重を低減して、風車翼のタワーへの接触や風車翼等の損傷の発生を適切に抑制しながら、風力発電装置の発電の機会を増やすことができる。
（１０）幾つかの実施形態では、上記（９）の構成において、
前記運転モード選択部は、前記荷重が閾値以上である場合に前記１以上の荷重抑制運転モードの何れかを選択するように構成され、
前記荷重の前記閾値は、前記風車ロータの回転数、前記風車ロータの回転面と水平面とが交差する直線回りの前記風車ロータのモーメントＭｄ、又は、前記風力発電装置のヨー旋回軸回りの前記風車ロータのモーメントＭｑの少なくとも１つに応じて可変である。
同一の風況であっても、ロータの回転数が大きくなると風車翼に作用する荷重も増加する。このように、風車翼に作用する荷重は、ロータ回転数と相関がある。このため、荷重抑制運転モードにおいてロータ回転数を制限している場合において風車翼に作用する荷重が許容範囲内であっても、通常運転モードに変更した途端に荷重が許容範囲を超えてしまうおそれがある。この点、上記（１０）の構成のように、荷重の閾値を風車ロータの回転数に応じて可変にすれば、ロータ回転数が荷重に与える影響を考慮して、運転モードを適切に選択することができる。
また、風車翼に作用する荷重が許容範囲内であっても、風車ロータに作用するモーメントＭｄ又はＭｑが過大であると、風車翼のタワーへの接触やヨーブレーキの滑りが生じてしまうおそれがある。すなわち、風車ロータの回転面と水平面とが交差する直線回りの風車ロータのモーメントＭｄは、風車翼のタワーへの接触の生じやすさを表す指標である。また、風力発電装置のヨー旋回軸回りの風車ロータのモーメントＭｑは、ヨーモータの損傷の要因となるヨー角すべりの生じやすさを表す指標である。この点、上記（１０）の構成のように、荷重の閾値をモーメントＭｄ又はＭｑに応じて可変にすれば、風車翼のタワーへの接触やヨーブレーキの滑りの発生を防止できる。
（１１）幾つかの実施形態では、上記（８）〜（１０）の何れかの構成において、
前記風力発電装置は、前記荷重に基づいて、前記風車ロータの回転面と水平面とが交差する直線回りの前記風車ロータのモーメントＭｄ又は前記風力発電装置のヨー旋回軸回りの前記風車ロータのモーメントＭｑの少なくとも一方を取得するモーメント算出部をさらに備え、
前記運転モード選択部は、前記荷重に加えて、前記モーメント算出部により取得された前記モーメントＭｄ又は前記モーメントＭｑの前記少なくとも一方に基づいて前記運転モードを選択するように構成される。
上述のとおり、モーメントＭｄは、風車翼のタワーへの接触の生じやすさを表す指標であり、モーメントＭｑは、ヨーモータの損傷の要因となるヨー角すべりの生じやすさを表す指標である。上記（１１）の構成では、風車翼の荷重に加えて、風車翼の荷重から算出される風車ロータのモーメントＭｄ又はＭｑに基づいて風力発電装置の運転モードを選択するので、風車翼のタワーへの接触や風車翼又はヨーモータ等の損傷の発生をより適切に抑制しながら、風力発電装置の停止時間を低減することができる。
（１２）幾つかの実施形態では、上記（８）〜（１１）の何れかの構成において、前記風力発電装置は、
前記風車ロータを回転可能に支持するためのナセルと、
前記ナセルの加速度を取得するための加速度センサと、をさらに備え、
前記運転モード選択部は、前記荷重に加えて、前記加速度センサで取得した前記ナセルの前記加速度に基づいて前記運転モードを選択するように構成される。
ナセルの加速度は、ナセル及びナセルに収容される構成部品又はナセルに支持されるロータの振動の指標である。上記（１２）の構成では、風車翼の荷重に加えて、ナセルの加速度に基づいて風力発電装置の運転モードをより適切に選択するので、風車翼のタワーへの接触や風車翼又はナセルに収容される構成部品等の損傷の発生をより適切に抑制しながら、風力発電装置の停止時間を低減することができる。
（１３）幾つかの実施形態では、上記（８）〜（１２）の何れかの構成において、
前記風力発電装置は、前記運転モードに基づいて前記風力発電装置の運転を制御するための運転制御部をさらに備え、
前記運転制御部は、前記１以上の荷重抑制運転モードでは、前記通常運転モードでの運転時に比べて、前記風車ロータの回転数を低くし、または、前記風車翼のピッチ角をフェザー側にすることにより、前記通常運転モードよりも前記荷重を抑制するように構成される。
上記（１３）の構成によれば、荷重抑制運転モードにおいて、通常運転モードでの運転時に比べて、風車ロータの回転数を低くし、又は、風車翼のピッチ角をフェザー側にすることにより、通常運転モードよりも風車翼の荷重を抑制することができる。これにより、風車翼をはじめとする風車の構成部品に作用する荷重を低減して、風車翼のタワーへの接触や風車翼等の損傷の発生を抑制しながら、風力発電装置の発電の機会を増やすことができる。
（１４）幾つかの実施形態では、上記（８）〜（１３）の何れかの構成において、
前記１以上の荷重抑制運転モードは、第１荷重抑制運転モードと、前記第１荷重抑制運転モードに比べて、前記風車ロータの回転数を低くし、または、前記風車翼のピッチ角をフェザー側にすることにより、前記第１荷重抑制運転モードよりも前記荷重を抑制した第２荷重抑制運転モードと、を含む。
上記（１４）の構成によれば、荷重抑制運転モードは、第１荷重抑制運転モードと、第１荷重抑制運転モードよりも荷重を抑制した第２荷重抑制運転モードとを含む。このように、複数の荷重抑制運転モードを設けることで、風車翼の荷重、及び、風車ロータの回転数又は風車翼のピッチ角に応じて段階的に風車翼の荷重を抑制することが可能となり、風力発電装置の発電の機会を増やすことができる。
本発明の少なくとも一実施形態によれば、風車の構成部品に作用する荷重を適切に低減可能な風力発電装置の運転方法が提供される。
一実施形態に係る風力発電装置の構成を示す概略図である。 一実施形態に係る風力発電装置のコントローラの構成を示す図である。 一実施形態に係る風力発電装置の運転方法のフローチャートである。 一実施形態に係る運転モードを判定するステップのフローチャートである。 ロータ回転数と、ロータ回転数に対応する荷重の閾値との関係を示すグラフである。 一実施形態に係る風力発電装置の運転制御の例を示す図である。 風車ロータ５のモーメントＭｄを説明するための図である。 風車ロータ５のモーメントＭｑを説明するための図である。 モーメントＭｄと荷重の閾値との関係の一例を示すグラフである。 モーメントＭｑと荷重の閾値との関係の一例を示すグラフである。 一実施形態に係る風力発電装置の運転方法のフローチャートである。
以下、添付図面を参照して本発明の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
まず、幾つかの実施形態に係る運転方法が適用される風力発電装置の全体構成について説明する。
図１は、一実施形態に係る風力発電装置の構成を示す概略図である。同図に示すように、風力発電装置１は、少なくとも１本の風車翼２及びハブ３で構成される風車ロータ５と、ハブ３に連結されるメインシャフト６と、風車ロータ５の回転エネルギーにより駆動される発電機１０と、を備える。メインシャフト６と発電機１０とはドライブトレイン８を介して接続されており、風車ロータ５の回転エネルギーは、メインシャフト６及びドライブトレイン８を介して発電機１０に伝達されるようになっている。
また、風力発電装置１は、メインシャフト６、ドライブトレイン８、発電機１０等の各種機器を収容するためのナセル７と、ナセル７を支持するタワー９と、を備える。風車ロータ５は、ナセル７によって回転可能に支持されている。なお、ハブ３は、スピナ（ハブカバー）４によって覆われていてもよい。
風力発電装置１は、海上に設置される洋上風力発電装置であってもよいし、陸上に設置された陸上風力発電装置であってもよい。
風力発電装置１は、風車翼２に作用する荷重（翼荷重）を取得するための荷重センサ１２をさらに備える。
荷重センサ１２は、例えば、風車翼２の翼根部２ａに取り付けられた歪センサを含み、該歪センサにより取得される歪データに基づいて風車翼２に作用する荷重を算出するように構成されていてもよい。なお、風車翼２の翼根部２ａとは、風車翼２のハブ３側の端部を構成している構造部分のことであり、風車翼２からハブ３へ伝達される曲げモーメントを負担する。
風車ロータ５が複数の風車翼２で構成される場合、荷重センサ１２は、複数の風車翼２の各々に設けられ、それぞれの風車翼２に作用する荷重を取得するように構成されていてもよい。
一実施形態では、風力発電装置１は、ナセル７の加速度を取得するための加速度センサ１４を備えていてもよい。
図２は、一実施形態に係る風力発電装置のコントローラの構成を示す図である。
風力発電装置１は、風力発電装置１の運転を制御するためのコントローラ２０をさらに備える。図２に示すように、一実施形態に係るコントローラ２０は、運転モード選択部２２と、モーメント算出部２４と、運転制御部２６と、を備える。
運転モード選択部２２は、荷重センサ１２により取得された翼荷重や、加速度センサ１４により取得されたナセル７の加速度等に基づいて、風力発電装置１の運転モードを複数の運転モードから選択するように構成される。
モーメント算出部２４は、荷重センサ１２により取得された翼荷重に基づいて、風車ロータ５のモーメントを算出するように構成される。
運転制御部２６は、運転モード選択部２２により選択された運転モードに基づいて、風力発電装置１の運転を制御するように構成される。
次に、幾つかの実施形態に係る風力発電装置の運転方法について、上述した風力発電装置１に適用する場合を例として説明する。
図３は、一実施形態に係る風力発電装置の運転方法のフローチャートである。図３に示すように、一実施形態に係る風力発電装置の運転方法は、風車翼２に作用する荷重Ｍを取得するステップ（Ｓ１０２）と、ステップＳ１０２で取得した荷重Ｍに基づいて風力発電装置１の運転モードを選択するステップ（Ｓ１０４〜Ｓ１１４）と、を備える。そして、風力発電装置１は、ステップＳ１０４〜Ｓ１１４にて選択された運転モードで運転される。
ステップＳ１０２では、風車翼２に設けられた荷重センサ１２を用いて、風車翼２に作用する荷重Ｍを取得してもよい。
風力発電装置１の運転モードを選択するステップ（Ｓ１０４〜Ｓ１１４）では、運転モード選択部２２は、通常運転モード（Ｍｏｄｅ０）と、該通常運転モードよりも風車翼２に作用する荷重が小さい（即ち、荷重が抑制された）１以上の荷重抑制運転モード（Ｍｏｄｅ１，Ｍｏｄｅ２，…）と、を含む複数の運転モードから、風力発電装置１の運転モードを選択する。より具体的には、図３のフローチャートに示す運転方法では、運転モードを選択するステップにおいて、通常運転モード（Ｍｏｄｅ０）と、通常運転モード（Ｍｏｄｅ０）よりも風車翼２に作用する荷重が小さい第１荷重抑制運転モード（Ｍｏｄｅ１）と、第１荷重抑制運転モード（Ｍｏｄｅ１）よりも風車翼２に作用する荷重がさらに小さい第２荷重抑制運転モード（Ｍｏｄｅ２）と、を含む３つの運転モードから風力発電装置１の運転モードが選択される。
他の実施形態では、風力発電装置１の運転モードを選択するステップにおいて、通常運転モード（Ｍｏｄｅ０）と、上述の第１荷重抑制運転モード（Ｍｏｄｅ１）と、を含む２つの運転モードから風力発電装置１の運転モードが選択されてもよい。あるいは、他の実施形態では、運転モードを選択するステップにおいて、通常運転モード（Ｍｏｄｅ０）と、上述の第１荷重抑制運転モード（Ｍｏｄｅ１）、上述の第２荷重抑制運転モード（Ｍｏｄｅ２）、及び、さらなる荷重抑制運転モード（Ｍｏｄｅ３，…）を含む４つ以上の運転モードから風力発電装置１の運転モードが選択されてもよい。また、風力発電装置１の運転モードとして、荷重抑制運転モードが選択される場合よりもさらに過酷な風況において風力発電装置１の運転が停止される停止モードが含まれていてもよい。
以降、本明細書において、第１荷重抑制運転モード及び第２荷重抑制運転モードを、それぞれ、第１抑制モード及び第２抑制モードと表記する場合がある。
風力発電装置１の運転モードを選択するステップ（Ｓ１０４〜Ｓ１１４）についてより具体的に説明する。
運転モードを選択するステップでは、まず、運転モード選択部２２は、ステップＳ１０２で取得した荷重Ｍに基づいて、各運転モードについてのフラグの成立条件が満たされているかを判定し、成立条件が満たされている何れかの運転モードのフラグをＯＮとする（Ｓ１０４）。
そして、運転モード選択部２２は、ステップＳ１０４でＯＮとされた運転モードのフラグに基づいて、そのフラグに対応した運転モードを選択する（Ｓ１０６〜Ｓ１１４）。例えば、ステップＳ１０４で第２抑制モード（Ｍｏｄｅ２）のフラグがＯＮとされた場合には（Ｓ１０６の結果がＹＥＳ）、第２抑制モードが選択される（Ｓ１１０）。また、ステップＳ１０４で第１抑制モード（Ｍｏｄｅ１）のフラグがＯＮとされた場合には（Ｓ１０６の結果がＮＯかつＳ１０８の結果がＹＥＳ）、第１抑制モードが選択される（Ｓ１１２）。あるいは、ステップＳ１０４で通常運転モード（Ｍｏｄｅ０）のフラグがＯＮとされた場合には（Ｓ１０６の結果がＮＯかつＳ１０８の結果がＮＯ）、通常運転モードが選択される（Ｓ１１４）。
このように、ステップＳ１０４〜Ｓ１１４では、通常運転モード（Ｍｏｄｅ０）、第１抑制モード（Ｍｏｄｅ１）、及び、第２抑制モード（Ｍｏｄｅ２）のうち、フラグの成立条件が満たされた運転モードのフラグがＯＮとされ、このフラグに対応する運転モードが選択される。
一実施形態では、運転モードを選択するステップ（Ｓ１０４〜Ｓ１１４）において、運転モード選択部２２は、ステップＳ１０２で取得した荷重Ｍが閾値以上である場合に、荷重抑制運転モード（第１抑制モード又は第２抑制モード）を選択する。すなわち、ステップＳ１０４において、ステップＳ１０２で取得した荷重Ｍが閾値以上である場合に、荷重抑制運転モード（第１抑制モード又は第２抑制モード）のフラグをＯＮとする。
なお、荷重Ｍは、風車翼２のフラップ方向の荷重（フラップ荷重）であってもよい。ここで、風車翼２のフラップ方向とは、風車翼の長手方向に直交する断面において、前縁と後縁を結ぶ方向（エッジ方向又はコード方向）に直交する方向である。
この実施形態に係るステップＳ１０４について、図４を参照して説明する。図４は、一実施形態に係る運転モードを判定するステップ（Ｓ１０４）のフローチャートである。
一実施形態において、運転モードを判定するステップ（Ｓ１０４）では、運転モード選択部２２は、荷重Ｍ（ステップＳ１０２で取得した荷重Ｍ）を閾値と比較し（Ｓ４０２）、荷重Ｍが閾値以上である場合に荷重抑制運転モードの何れかのフラグをＯＮとし、荷重Ｍが閾値未満である場合に通常運転モードのフラグをＯＮとする（Ｓ４０４〜Ｓ４１２）。
より具体的には、運転モード選択部２２は、荷重Ｍを閾値Ｍｔｈ１と比較し（Ｓ４０４）、荷重Ｍが閾値Ｍｔｈ１未満である場合には（Ｓ４０４のＮＯ）、通常運転モードのフラグをＯＮとする（Ｓ４０８）。一方、ステップＳ４０４にて荷重Ｍが閾値Ｍｔｈ１以上である場合には（Ｓ４０４のＹＥＳ）、さらに、荷重Ｍを閾値Ｍｔｈ２（但しＭｔｈ２＞Ｍｔｈ１である。）と比較し（Ｓ４０６）、荷重Ｍが値Ｍｔｈ２未満である場合には（Ｓ４０６のＮＯ）第１抑制モードのフラグをＯＮとし（Ｓ４１０）、荷重Ｍが値Ｍｔｈ２以上である場合には（Ｓ４０６のＹＥＳ）第２抑制モードのフラグをＯＮとする（Ｓ４１２）。
このように、運転モードを判定するステップ（Ｓ１０４）では、風車翼２に作用する荷重Ｍを閾値（Ｍｔｈ１，Ｍｔｈ２）と比較することにより、何れかの運転モードのフラグがＯＮとされる。そして、運転モード選択部２２は、ステップＳ１０４にてＯＮとなったフラグに対応する運転モードを選択し（Ｓ１１０〜Ｓ１１４）、運転制御部２６は、該運転モードに基づいて風力発電装置１の運転を制御する。
上述したステップＳ１０２〜Ｓ１１４を含む運転方法では、通常運転モードよりも風車翼２の荷重が抑制される荷重抑制運転モードを選択するか否かを風車翼２の荷重に基づいて決定する。このため、風車翼２の荷重の決定要因の一部（例えば風速）のみに基づいて運転モードを選択する場合に比べて、荷重Ｍに応じて運転モードを適切に選択することができる。
また、上述したステップＳ１０２〜Ｓ１１４を含む運転方法では、風車翼２のタワー９への接触や風車翼２等の損傷の直接的な要因となり得る風車翼２の荷重Ｍが比較的大きくなったときに荷重抑制運転モードで風力発電装置１を運転する。これにより、通常運転モードを採用した場合には風車翼２に過大な荷重が加わってしまう場合において、荷重抑制運転モードを適切に選択することができる。よって、風車翼２をはじめとする風車（風力発電装置１）の構成部品に作用する荷重を低減して、風車翼２のタワー９への接触や風車翼２等の損傷の発生を適切に抑制しながら、風力発電装置１の発電の機会を増やすことができる。
一実施形態では、運転モードを選択するステップ（Ｓ１０４〜Ｓ１１４）において、風車翼２に作用する荷重Ｍの振幅が閾値以上である場合に、荷重抑制運転モードの何れかのフラグをＯＮとし、これに基づいて風力発電装置１の運転モードを選択してもよい。
風車翼２に作用する荷重Ｍの振幅は、風車翼２に作用する疲労荷重の指標であり、風車翼２の損傷の直接的な要因となり得る。よって、上述のように、風車翼２の荷重Ｍの振幅が閾値以上となったときに荷重抑制運転モードで風力発電装置１を運転することで、通常運転モードを採用した場合には風車翼２に過大な荷重振幅が加わってしまう場合において、荷重抑制運転モードを適切に選択することができる。よって、風車翼２をはじめとする風車（風力発電装置１）の構成部品に作用する荷重を低減して、風車翼２の損傷の発生を適切に抑制しながら、風力発電装置１の発電の機会を増やすことができる。
また、一実施形態では、運転モードを選択するステップ（Ｓ１０４〜Ｓ１１４）において、風車翼２に作用する荷重Ｍ及び荷重Ｍの振幅の両方がそれぞれ閾値以上である場合に、荷重抑制運転モードの何れかのフラグをＯＮとし、これに基づいて風力発電装置１の運転モードを選択してもよい。
幾つかの実施形態において、荷重抑制運転モードでは、通常運転モードでの運転時に比べて風車ロータ５の回転数（ロータ回転数）を低くすることにより、通常運転モードでの運転時よりも風車翼２に作用する荷重を抑制する。
例えば、通常運転モードでの目標回転数（ｒｐｍ）がΩ０である場合、荷重抑制運転モードでの目標回転数をΩ１（ただし、Ω１＜Ω０）としてもよい。
第１抑制モード及び第２抑制モードを含む複数の荷重抑制運転モードを設ける実施形態においては、第２抑制モードでは、第１抑制モードに比べて、風車ロータ５の回転数を低くすることにより、第１抑制モードよりも風車翼２に作用する荷重が抑制されるようになっていてもよい。
例えば、２つの（２段階の）荷重抑制運転モードを設ける場合、通常運転モードでの目標回転数をΩ０とし、第１抑制モードでの目標回転数をΩ１（ただし、Ω１＜Ω０）とし、第２抑制モードでの目標回転数をΩ２（ただし、Ω２＜Ω１）としてもよい。
幾つかの実施形態において、荷重抑制運転モードでは、通常運転モードでの運転時に比べて風車翼２のピッチ角をフェザー側にすることにより、通常運転モードでの運転時よりも風車翼２に作用する荷重を抑制するようにしてもよい。この実施形態に係る運転方法は、例えば、風車ロータと発電機とがドライブトレインを介さずに直結され、風車ロータの回転数が固定速の風力発電装置に適用することができる。
第１抑制モード及び第２抑制モードを含む複数の荷重抑制運転モードを設ける実施形態においては、第２抑制モードでは、第１抑制モードに比べて、風車翼２のピッチ角をフェザー側にすることにより、第１抑制モードよりも風車翼２に作用する荷重が抑制されるようになっていてもよい。
運転モードを選択するステップ（上述のＳ１０４〜Ｓ１１４）において、風車翼２に作用する荷重Ｍが閾値以上である場合に荷重抑制運転モードを選択する実施形態（例えば、上述において図３及び図４のフローチャートを参照して説明した実施形態）では、荷重Ｍの閾値は、風車ロータ５の回転数（ロータ回転数）に応じて可変であってもよい。
荷重Ｍの閾値が風車ロータ５の回転数に応じて可変である一実施形態について、図５を参照して説明する。
図５は、ロータ回転数と、ロータ回転数に対応する荷重の閾値との関係を示すグラフである。図５のグラフにおいて、横軸は、ロータ回転数及びロータ回転数に対応する風力発電装置の運転モードを示し、縦軸は荷重の大きさを示す。
本実施形態では、通常運転モード（Ｍｏｄｅ０）での目標回転数はΩ０であり、第１抑制モード（Ｍｏｄｅ１）での目標回転数はΩ１（ただし、Ω１＜Ω０）であり、第２抑制モード（Ｍｏｄｅ２）での目標回転数はΩ２（ただし、Ω２＜Ω１）である。
図５のグラフにおいて、直線Ｌ０〜Ｌ２は、それぞれ、風車翼２に作用する荷重Ｍが等価であるレベルを示す直線（荷重等価ライン）であり、Ｌ０は荷重Ｍが比較的小さい「安全運転レベル」を示し、Ｌ１はＬ０よりも荷重Ｍが大きい「運転注意レベル」を示し、Ｌ２はＬ１よりもさらに荷重Ｍが大きい「運転停止レベル」を示す。
図５のグラフにおいて、Ｍ１＿ｏｎは、通常運転モードでの運転中において第１抑制モードを選択するか否かを判定するための荷重Ｍの閾値であり、Ｍ２＿ｏｎは、第１抑制モードでの運転中において第２抑制モードを選択するか否かを判定するための荷重Ｍの閾値である。すなわち、Ｍ１＿ｏｎ及びＭ２＿ｏｎは、現在の運転モードよりも、より翼荷重が抑制された運転モードを選択するか否かを判断するための荷重Ｍの閾値である。
また、Ｍ１＿ｏｆｆは、第１抑制モードでの運転中において通常運転モードに復帰するか否かを判定するための荷重Ｍの閾値であり、Ｍ２＿ｏｆｆは、第２抑制モードでの運転中において第１抑制モードに復帰するか否かを判定するための荷重Ｍの閾値である。すなわち、Ｍ１＿ｏｆｆ及びＭ２＿ｏｆｆは、現在の運転モードよりも、より通常運転モードに近い運転モードを選択するか否かを判断するための荷重Ｍの閾値である。
なお、Ｍｔｒｉｐは、通常運転モードでの運転中において風力発電装置１を停止するか否かを判定するための荷重Ｍの閾値である。また、Ｍ１’＿ｏｎは、荷重抑制運転中である旨の警報を発生するか否かを判定するための荷重Ｍの閾値である。
図５に示すように、荷重Ｍの各閾値を設定した場合、以下に述べる考え方にしたがって、風力発電装置１の運転モードが移行する。なお、以下の説明において、Ｐ１〜Ｐ７は、図５のグラフ中に示す点Ｐ１〜Ｐ７のことである。
通常運転モード（Ｍｏｄｅ０）での運転時に荷重ＭがＭ１＿ｏｎ以上となれば（Ｑ１）、荷重抑制運転中である旨の警報が発生されるとともに、第１抑制モード（Ｍｏｄｅ１）が選択されて、第１抑制モードでの運転に移行する（Ｑ２）。
あるいは、第１抑制モードでの運転時に荷重ＭがＭ１’＿ｏｎ以上となれば（Ｑ２）、荷重抑制運転中である旨の警報が発生される。
第１抑制モードでの運転時に、荷重ＭがＭ２＿ｏｎ（通常運転モードにおけるＭｔｒｉｐに相当する「運転停止レベル」の荷重）以上となれば（Ｑ３）、第２抑制モード（Ｍｏｄｅ２）が選択されて、第２抑制モードでの運転に移行する（Ｑ４）。
第２抑制モードでの運転時に、荷重ＭがＭ２＿ｏｆｆ（「運転注意レベル」の荷重）未満に低下すれば（Ｑ５）、第１抑制モードでの運転に移行（復帰）する（Ｑ６）。
第１抑制モードでの運転時に、荷重ＭがＭ１＿ｏｆｆ（「安全運転レベル」の荷重）未満に低下すれば（Ｑ７）、通常運転モードでの運転に移行（復帰）する（Ｑ８）。
なお、通常運転モード（Ｍｏｄｅ０）での運転時に、荷重ＭがＭｔｒｉｐ以上となった場合には、運転モードを停止モードに移行して、風力発電装置１の運転が停止されるようになっていてもよい。
風車翼２に作用する荷重は、ロータ回転数と相関があるため、荷重抑制運転モードにおいてロータ回転数を制限している場合において風車翼２に作用する荷重が許容範囲内であっても、通常運転モードに変更した途端に荷重が許容範囲を超えてしまうおそれがある。例えば、図５に示した例において、第１抑制モード（Ｍｏｄｅ１）での運転時に、風車翼２に作用する荷重Ｍが、通常運転モード（Ｍｏｄｅ０）における安全運転レベルの荷重ＭＳ１であるときに、運転モードを通常運転モードに変更したとすれば、「運転注意レベル」相当の荷重よりも大きな荷重ＭＳ２が風車翼２に作用してしまうこととなる。
この点、上述した実施形態のように、荷重Ｍの閾値を風車ロータ５の回転数に応じて可変とすることで、ロータ回転数が荷重に与える影響を考慮して、運転モードを適切に選択することができる。
図６は、図５のグラフに示したロータ回転数（運転モード）と荷重Ｍの閾値の関係に基づく風力発電装置１の運転制御の例を示す図である。図６において、横軸は時間ｔを示し、縦軸は、上から順に、風車翼２に作用する荷重Ｍ、ロータ回転数、及び、運転モードを示す。
時刻ｔ１及びｔ５では、通常運転モード（Ｍｏｄｅ０）での運転時に荷重Ｍが閾値Ｍ１＿ｏｎ以上となったため、第１抑制モード（Ｍｏｄｅ１）が選択されて運転モードが該第１抑止モードに移行している。
時刻ｔ２では、第１抑制モードでの運転時に荷重Ｍが閾値Ｍ２＿ｏｎ以上となったため、第２抑制モード（Ｍｏｄｅ２）が選択されて運転モードが該第２抑止モードに移行している。
時刻ｔ３では、第２抑制モードでの運転時に荷重Ｍが閾値Ｍ２＿ｏｆｆ未満となったため、第１抑制モードが選択されて運転モードが該第１抑止モードに移行（復帰）している。
また、時刻ｔ４及びｔ６では、第１抑制モードでの運転時に荷重Ｍが閾値Ｍ１＿ｏｆｆ未満となったため、通常運転モードが選択されて運転モードが該通常運転モードに移行（復帰）している。
なお、時刻ｔ７では、通常運転モードでの運転時に荷重Ｍが閾値Ｍｔｒｉｐ以上となったため、風力発電装置１の運転が停止モードに移行している。
通常運転モードと第１抑制モードとの間での運転モードの移行時と、第１抑制モードと第２抑制モードとの間での運転モードの移行時とで、ロータ回転数の変更速度（ｒｐｍ／ｓｅｃ）を異ならせてもよい。
例えば、通常運転モードと第１抑制モードとの間での運転モードの移行時にはロータ回転数を比較的速やかに変更するとともに、第１抑制モードと第２抑制モードとの間での運転モードの移行時にはロータ回転数を比較的ゆっくりと変更するようにしてもよい。
これは、通常運転モードを比較的速やかに第１抑制モードに移行することにより風車翼２に作用する荷重を速やかに抑制するとともに、第１抑制モードを比較的緩やかに第２抑制モードに移行することにより、風力発電装置１を構成する機器を保護するためである。
なお、図６のグラフにおいて、荷重ＭがＭ１＿ｏｆｆ又はＭ２＿ｏｆｆ未満に一度なっても、所定期間Ｔ１の間は、運転モードを変更することなく風力発電装置１の運転を継続し、所定期間Ｔ１経過後に、運転モードのフラグの判定及び運転モードの選択を行っている。これは、所定期間Ｔ１の間に風速の変動が激しい場合などに、運転モードの移行が頻繁に起こらないようにするためである。
図７は風車ロータ５のモーメントＭｄを説明するための図であり、図８は、風車ロータ５のモーメントＭｑを説明するための図である。
運転モードを選択するステップ（上述のＳ１０４〜Ｓ１１４）において、風車翼２に作用する荷重Ｍが閾値以上である場合に荷重抑制運転モードを選択する実施形態（例えば、上述において図３及び図４のフローチャートを参照して説明した実施形態）では、荷重Ｍの閾値は、風車ロータ５の回転面と水平面とが交差する直線Ｌ３回りの風車ロータ５のモーメントＭｄ（図７参照）に応じて可変であってもよく、あるいは、荷重Ｍの閾値は、風力発電装置１のヨー旋回軸Ｏ回りの風車ロータ５のモーメントＭｑ（図８参照）に応じて可変であってもよい。
なお、風車ロータ５のモーメントＭｄ又はモーメントＭｑは、モーメント算出部２４により、ステップＳ１０２にて取得した翼荷重Ｍに基づいて算出される。
風車ロータ５が複数の風車翼２により構成される場合には、風車ロータ５のモーメントＭｄ又はモーメントＭｑは、複数の風車翼２のそれぞれの翼荷重を用いて算出される。
風車翼２に作用する荷重は、風車ロータ５の回転面内において一様ではない分布となっている場合がある。
例えば、図７の（Ａ）に示すように、風車翼２に作用する荷重は、風車翼２が風車ロータ５の最下部にあるとき（荷重ＦＢ）に比べて、風車翼２が風車ロータ５の最上部にあるとき（荷重ＦＡ）のほうが大きくなる場合がある。この場合、これらの荷重の差（荷重偏差）によって、風車ロータ５において、風車ロータ５の回転面と水平面とが交差する直線Ｌ３回りのモーメントＭｄ（首上げモーメント）が発生する。
また、風況によっては、図７の（Ｂ）に示すように、風車翼２に作用する荷重は、風車翼２が風車ロータ５の最下部にあるとき（荷重ＦＢ）に比べて、風車翼２が風車ロータ５の最上部にあるとき（荷重ＦＡ）のほうが大きくなるとともに、これらの荷重の向きが図７の（Ａ）の場合とは逆向きになる場合がある。この場合、これらの荷重の差（荷重偏差）によって、風車ロータ５において、風車ロータ５の回転面と水平面とが交差する直線Ｌ３回りのモーメントＭｄ（首下げモーメント）が発生する。
図７の（Ａ）の場合と（Ｂ）の場合とを比べると、図７の（Ｂ）に示されるような首下げ方向のモーメントＭｄが発生した場合、風車翼２とタワー９とが接触する可能性が大きくなる。すなわち、風車ロータ５に作用するモーメントＭｄは、風車翼２のタワー９への接触の生じやすさを示す指標である。
そして、風車翼２に作用する荷重がＭ許容範囲内であっても、風車ロータ５に作用するモーメントＭｄが過大であると、風車翼２のタワー９への接触が生じてしまうおそれがある。
そこで、風力発電装置１の運転モードの選択する場合における翼荷重Ｍの閾値をモーメントＭｄに応じて可変とすることで、風車翼２のタワー９への接触の発生を効果的に防止することができる。
図９は、モーメントＭｄに応じて荷重の閾値を可変とする場合の、モーメントＭｄと荷重の閾値との関係の一例を示すグラフである。
図９のグラフにおいて横軸はモーメントＭｄを示し、縦軸は荷重を示す。また、モーメントＭｄは、図７の（Ａ）に示すモーメントＭｄの向き（首上げモーメントの向き）を正としている。
図９に示すように、モーメントＭｄが負であり（即ち図７の（Ｂ）に示すような首下げモーメントＭｄが生じる場合）、かつ、その絶対値が比較的大きい場合（図９のグラフではモーメントＭｄがＭｄ１以下である場合）の荷重の閾値Ｍ＿Ｍｄ１は、モーメントＭｄが正であり（即ち図７の（Ａ）に示すような首上げモーメントＭｄが生じる場合）、かつ、その絶対値が比較的大きい場合（図９のグラフではモーメントＭｄがＭｄ２以上である場合）の閾値にＭ＿Ｍｄ２比べて小さい。これにより、風車翼２のタワー９への接触が生じる可能性が大きくなっている場合に、荷重抑制モードを選択しやすくすることができる。
また、例えば、図８に示すように、風車翼２に作用する荷重は、風車翼２が風車ロータ５の一方の側方部にあるとき（荷重ＦＤ）に比べて、風車翼２が風車ロータ５の反対側の側方部にあるとき（荷重ＦＣ）のほうが大きくなる場合がある。この場合、これらの荷重の差（荷重偏差）によって、風車ロータ５において、風力発電装置１のヨー旋回軸Ｏ回りの風車ロータ５のモーメントＭｑが発生する。
風力発電装置１のヨー旋回軸Ｏ回りの風車ロータ５のモーメントＭｑが大きいほど、ヨー角滑りが生じやすくなることから、該モーメントＭｑは、ヨーモータの損傷の要因となるヨー角すべりの生じやすさを表す指標である。
そして、風車翼２に作用する荷重Ｍが許容範囲内であっても、風車ロータ５に作用するモーメントＭｑが過大であると、ヨーブレーキの滑りが生じてしまうおそれがある。
そこで、風力発電装置１の運転モードの選択する場合における翼荷重Ｍの閾値をモーメントＭｑに応じて可変とすることで、ヨーブレーキの滑りの発生を効果的に防止することができる。
図１０は、モーメントＭｑに応じて荷重の閾値を可変とする場合の、モーメントＭｑと荷重の閾値との関係の一例を示すグラフである。
図１０のグラフにおいて横軸はモーメントＭｑを示し、縦軸は荷重を示す。また、モーメントＭｄは、図８に示すモーメントＭｑの向き（平面視において反時計回り方向）を正としている。
図１０に示すように、モーメントＭｑの絶対値が比較的大きい場合（図１０のグラフにおいてモーメントＭｑがＭｑ１以下又はＭｑ４以上である場合）の荷重の閾値Ｍ＿Ｍｑ１は、モーメントＭｑの絶対値が比較的小さい場合（図１０のグラフにおいてモーメントＭｑがＭｑ２より大きくＭｑ３未満である場合）の荷重の閾値Ｍ＿Ｍｑ２に比べて小さい。これにより、ヨー角滑りの可能性が大きくなっている場合に、荷重抑制モードを選択しやすくすることができる。
幾つかの実施形態に係る運転方法は、風車翼２に作用する荷重Ｍに基づいて、上述した風車ロータ５のモーメントＭｄ又はモーメントＭｑの少なくとも一方を取得するステップ、及び／又は、加速度センサ１４を用いてナセル７の加速度を取得するステップをさらに備える。そして、運転モードを選択するステップでは、上述の荷重Ｍに加えて、モーメントＭｄ、モーメントＭｑ又はナセル７の加速度に基づいて、運転モードを選択する。
上述したように、モーメントＭｄは、風車翼２のタワー９への接触の生じやすさを表す指標であり、モーメントＭｑは、ヨーモータの損傷の要因となるヨー角すべりの生じやすさを表す指標である。そこで、風車翼２の荷重Ｍに加えて、風車翼２の荷重Ｍから算出される風車ロータ５のモーメントＭｄ又はＭｑに基づいて風力発電装置１の運転モードを選択することにより、風車翼２のタワー９への接触や風車翼２又はヨーモータ等の損傷の発生をより適切に抑制しながら、風力発電装置１の停止時間を低減することができる。
また、ナセル７の加速度は、ナセル７及びナセル７に収容される構成部品又はナセル７に支持される風車ロータ５の振動の指標である。そこで、風車翼２の荷重に加えて、ナセル７の加速度に基づいて風力発電装置１の運転モードをより適切に選択することで、風車翼２のタワー９への接触や風車翼２又はナセル７に収容される構成部品等の損傷の発生をより適切に抑制しながら、風力発電装置１の停止時間を低減することができる。
ここで、風車翼２に作用する荷重Ｍに加えて、風車ロータ５のモーメントＭｄに基づいて運転モードを選択する例について、図１１を参照して説明する。
図１１は、一実施形態に係る風力発電装置１の運転方法のフローチャートである。図１１に示すように、一実施形態に係る風力発電装置の運転方法は、風車翼２に作用する荷重Ｍを取得するステップ（Ｓ１２２）と、ステップＳ１２２で取得した荷重Ｍに基づいて、風車ロータ５のモーメントＭｄを取得するステップ（Ｓ１２３）と、ステップＳ１２２で取得した荷重Ｍ及びステップＳ１２３で取得したモーメントＭｄに基づいて風力発電装置１の運転モードを選択するステップ（Ｓ１２４〜Ｓ１３４）と、を備える。そして、風力発電装置１は、ステップＳ１２４〜Ｓ１３４にて選択された運転モードで運転される。
図１１のフローチャートに含まれるステップのうち、Ｓ１２２及びＳ１２４については、上述した図３のフローチャートに含まれるステップＳ１０２及び１０４と同様のステップであるので、説明を省略する。
ステップＳ１２３では、モーメント算出部２４は、ステップＳ１２２で取得した荷重Ｍに基づいて、風車ロータ５のモーメントＭｄを算出する。ここで、風車ロータ５が複数の風車翼２により構成される場合には、風車ロータ５のモーメントＭｄ又はモーメントＭｑは、複数の風車翼２のそれぞれの翼荷重を用いて算出される。
ステップＳ１２５では、運転モード選択部２２は、ステップＳ１２３で算出されたモーメントＭｄに基づいて、各運転モードについてのフラグの成立条件が満たされているかを判定し、成立条件が満たされている何れかの運転モードのフラグをＯＮとする。
ステップＳ１２５は、例えば、図４のフローチャートに示す方法と同様のやり方で、モーメントＭｄと閾値とを比較することによって、通常運転モード、第１抑制モード及び第２抑制モードの何れかの運転モードのフラグをＯＮとする。
そして、運転モード選択部２２は、ステップＳ１２４及びＳ１２５でＯＮとされた運転モードのフラグに基づいて、そのフラグに対応した運転モードを選択する（Ｓ１２６〜Ｓ１３４）。
ステップＳ１２４又はＳ１２５の少なくとも一方で第２抑制モード（Ｍｏｄｅ２）のフラグがＯＮとされた場合には（Ｓ１２６の結果がＹＥＳ）、第２抑制モードが選択される（Ｓ１３０）。また、ステップＳ１２４及びＳ１２５の両方で第２抑制モードのフラグがＯＮとされず、かつ、ステップＳ１２４又はＳ１２５の少なくとも一方で第１抑制モード（Ｍｏｄｅ１）のフラグがＯＮとされた場合には（Ｓ１２６の結果がＮＯかつＳ１２８の結果がＹＥＳ）、第１抑制モードが選択される（Ｓ１３２）。あるいは、ステップＳ１２４及びＳ１２５の両方で第２抑制モードのフラグも第１抑制モードのフラグもＯＮとされず、ステップＳ１２４及びＳ１２５の両方で通常運転モード（Ｍｏｄｅ０）のフラグがＯＮとされた場合には（Ｓ１２６の結果がＮＯかつＳ１２８の結果がＮＯ）、通常運転モードが選択される（Ｓ１３４）。
このように、ステップＳ１２４〜Ｓ１３４では、荷重Ｍ及びモーメントＭｄに基づいて、通常運転モード（Ｍｏｄｅ０）、第１抑制モード（Ｍｏｄｅ１）、及び、第２抑制モード（Ｍｏｄｅ２）のうち、フラグの成立条件が満たされた運転モードのフラグがＯＮとされ、このフラグに対応する運転モードが選択される。
なお、風車翼２に作用する荷重Ｍに加えて、風車ロータ５のモーメントＭｑ又はナセル７の加速度に基づいて運転モードを選択する場合についても、上述と同様の説明が適用できる。
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されることはなく、上述した実施形態に変形を加えた形態や、これらの形態を適宜組み合わせた形態も含む。
本明細書において、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
また、本明細書において、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
また、本明細書において、一の構成要素を「備える」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。
１ 風力発電装置
２ 風車翼
２ａ 翼根部
３ ハブ
５ 風車ロータ
６ メインシャフト
７ ナセル
８ ドライブトレイン
９ タワー
１０ 発電機
１２ 荷重センサ
１４ 加速度センサ
２０ コントローラ
２２ 運転モード選択部
２４ モーメント算出部
２６ 運転制御部

Claims (14)

  1. 風車翼を有する風車ロータを含む風力発電装置の運転方法であって、
    前記風車翼に作用する荷重を取得するステップと、
    前記荷重に基づいて、通常運転モードと、前記通常運転モードよりも前記風車翼に作用する前記荷重が小さい１以上の荷重抑制運転モードと、を含む複数の運転モードから前記風力発電装置の運転モードを選択するステップと、
    を備えることを特徴とする風力発電装置の運転方法。
  2. 前記運転モードを選択するステップでは、前記荷重又は前記荷重の振幅の少なくとも一方が閾値以上である場合に前記１以上の荷重抑制運転モードの何れかを選択することを特徴とする請求項１に記載の風力発電装置の運転方法。
  3. 前記運転モードを選択するステップでは、前記荷重が閾値以上である場合に前記１以上の荷重抑制運転モードの何れかを選択し、
    前記荷重の前記閾値は、前記風車ロータの回転数、前記風車ロータの回転面と水平面とが交差する直線回りの前記風車ロータのモーメントＭｄ、又は、前記風力発電装置のヨー旋回軸回りの前記風車ロータのモーメントＭｑの少なくとも１つに応じて可変であることを特徴とする請求項２に記載の風力発電装置の運転方法。
  4. 前記荷重に基づいて、前記風車ロータの回転面と水平面とが交差する直線回りの前記風車ロータのモーメントＭｄ又は前記風力発電装置のヨー旋回軸回りの前記風車ロータのモーメントＭｑの少なくとも一方を取得するステップをさらに備え、
    前記運転モードを選択するステップでは、前記荷重に加えて、前記モーメントＭｄ又は前記モーメントＭｑの前記少なくとも一方に基づいて前記運転モードを選択することを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の風力発電装置の運転方法。
  5. 前記風力発電装置は、前記風車ロータを回転可能に支持するためのナセルをさらに含み、
    前記運転方法は、前記ナセルの加速度を取得するステップをさらに備え、
    前記運転モードを選択するステップでは、前記荷重に加えて、前記ナセルの前記加速度に基づいて前記運転モードを選択することを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載の風力発電装置の運転方法。
  6. 前記１以上の荷重抑制運転モードでは、前記通常運転モードでの運転時に比べて、前記風車ロータの回転数を低くし、または、前記風車翼のピッチ角をフェザー側にすることにより、前記通常運転モードよりも前記荷重を抑制することを特徴とする請求項１乃至５の何れか一項に記載の風力発電装置の運転方法。
  7. 前記１以上の荷重抑制運転モードは、第１荷重抑制運転モードと、前記第１荷重抑制運転モードに比べて、前記風車ロータの回転数を低くし、または、前記風車翼のピッチ角をフェザー側にすることにより、前記第１荷重抑制運転モードよりも前記荷重を抑制した第２荷重抑制運転モードと、を含むことを特徴とする請求項１乃至６の何れか一項に記載の風力発電装置の運転方法。
  8. 風車翼を有する風車ロータと、
    前記風車翼に作用する荷重を取得するための荷重センサと、
    前記荷重センサで取得した前記荷重に基づいて、通常運転モードと、前記通常運転モードよりも前記風車翼に作用する前記荷重が小さい１以上の荷重抑制運転モードと、を含む複数の運転モードから風力発電装置の運転モードを選択するように構成された運転モード選択部と、
    を備えることを特徴とする風力発電装置。
  9. 前記運転モード選択部は、前記荷重又は前記荷重の振幅の少なくとも一方が閾値以上である場合に前記１以上の荷重抑制運転モードの何れかを選択するように構成された
    ことを特徴とする請求項８に記載の風力発電装置。
  10. 前記運転モード選択部は、前記荷重が閾値以上である場合に前記１以上の荷重抑制運転モードの何れかを選択するように構成され、
    前記荷重の前記閾値は、前記風車ロータの回転数、前記風車ロータの回転面と水平面とが交差する直線回りの前記風車ロータのモーメントＭｄ、又は、前記風力発電装置のヨー旋回軸回りの前記風車ロータのモーメントＭｑの少なくとも１つに応じて可変である
    ことを特徴とする請求項９に記載の風力発電装置。
  11. 前記荷重に基づいて、前記風車ロータの回転面と水平面とが交差する直線回りの前記風車ロータのモーメントＭｄ又は前記風力発電装置のヨー旋回軸回りの前記風車ロータのモーメントＭｑの少なくとも一方を取得するモーメント算出部をさらに備え、
    前記運転モード選択部は、前記荷重に加えて、前記モーメント算出部により取得された前記モーメントＭｄ又は前記モーメントＭｑの前記少なくとも一方に基づいて前記運転モードを選択するように構成された
    ことを特徴とする請求項８乃至１０の何れか一項に記載の風力発電装置。
  12. 前記風車ロータを回転可能に支持するためのナセルと、
    前記ナセルの加速度を取得するための加速度センサと、をさらに備え、
    前記運転モード選択部は、前記荷重に加えて、前記加速度センサで取得した前記ナセルの前記加速度に基づいて前記運転モードを選択するように構成された
    ことを特徴とする請求項８乃至１１の何れか一項に記載の風力発電装置。
  13. 前記運転モードに基づいて前記風力発電装置の運転を制御するための運転制御部をさらに備え、
    前記運転制御部は、前記１以上の荷重抑制運転モードでは、前記通常運転モードでの運転時に比べて、前記風車ロータの回転数を低くし、または、前記風車翼のピッチ角をフェザー側にすることにより、前記通常運転モードよりも前記荷重を抑制するように構成された
    ことを特徴とする請求項８乃至１２の何れか一項に記載の風力発電装置。
  14. 前記１以上の荷重抑制運転モードは、第１荷重抑制運転モードと、前記第１荷重抑制運転モードに比べて、前記風車ロータの回転数を低くし、または、前記風車翼のピッチ角をフェザー側にすることにより、前記第１荷重抑制運転モードよりも前記荷重を抑制した第２荷重抑制運転モードと、を含むことを特徴とする請求項８乃至１３の何れか一項に記載の風力発電装置。
JP2016015734A 2016-01-29 2016-01-29 風力発電装置及びその運転方法 Active JP6405324B2 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016015734A JP6405324B2 (ja) 2016-01-29 2016-01-29 風力発電装置及びその運転方法
EP16204308.7A EP3199805B1 (en) 2016-01-29 2016-12-15 Wind turbine power generating apparatus and method of operating the same
US15/396,163 US10704533B2 (en) 2016-01-29 2016-12-30 Wind turbine power generating apparatus and method of operating the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016015734A JP6405324B2 (ja) 2016-01-29 2016-01-29 風力発電装置及びその運転方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2017133461A true JP2017133461A (ja) 2017-08-03
JP6405324B2 JP6405324B2 (ja) 2018-10-17

Family

ID=57570196

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2016015734A Active JP6405324B2 (ja) 2016-01-29 2016-01-29 風力発電装置及びその運転方法

Country Status (3)

Country Link
US (1) US10704533B2 (ja)
EP (1) EP3199805B1 (ja)
JP (1) JP6405324B2 (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200053561A (ko) * 2017-09-18 2020-05-18 보벤 프로퍼티즈 게엠베하 풍력 터빈 및 풍력 터빈의 작동 방법
JP2021088972A (ja) * 2019-12-05 2021-06-10 株式会社日立製作所 風力発電装置

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US12345234B2 (en) 2021-12-16 2025-07-01 Vestas Wind Systems A/S Method for decreasing blade deflection during tower passage in a wind turbine

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005083266A1 (ja) * 2004-02-27 2005-09-09 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. 風力発電装置およびそのアクティブ制振方法並びに風車タワー
EP1988284A1 (en) * 2007-05-03 2008-11-05 Siemens Aktiengesellschaft Method of operating a wind turbine and wind turbine
US20120061962A1 (en) * 2011-03-11 2012-03-15 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Blade pitch control system, wind turbine generator, and blade pitch control method

Family Cites Families (65)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SE387161B (sv) * 1975-05-12 1976-08-30 Svenning Sven Konsult Ab Automatiskt verkande varvtalsregleranordning vid vinddrivna propellrar
US4331881A (en) * 1980-10-03 1982-05-25 The United States Of America As Represented By The Secretary Of Agriculture Field control for wind-driven generators
DE19731918B4 (de) * 1997-07-25 2005-12-22 Wobben, Aloys, Dipl.-Ing. Windenergieanlage
US7071578B1 (en) 2002-01-10 2006-07-04 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Wind turbine provided with a controller for adjusting active annular plane area and the operating method thereof
CA2426711C (en) * 2002-05-02 2009-11-17 General Electric Company Wind power plant, control arrangement for a wind power plant, and method for operating a wind power plant
US6948910B2 (en) * 2002-07-12 2005-09-27 Polacsek Ronald R Spiral-based axial flow devices
JP3962645B2 (ja) 2002-07-25 2007-08-22 三菱重工業株式会社 風車の運転制御装置
EP2803854B1 (en) * 2003-09-10 2016-01-06 MITSUBISHI HEAVY INDUSTRIES, Ltd. Blade-pitch-angle control device and wind power generator
MX2007007417A (es) * 2004-12-30 2007-09-27 Vestas Wind Sys As Turbina eolica que comprende un sistema de control con redundancia multiplicada y metodo de control de una turbina eolica.
EP1890034B1 (en) 2005-05-31 2016-08-17 Hitachi, Ltd. Horizontal axis windmill
ES2288121B1 (es) 2006-05-31 2008-10-16 GAMESA INNOVATION & TECHNOLOGY, S.L. Metodo de operacion de un aerogenerador.
ES2301400B1 (es) 2006-11-17 2009-05-01 GAMESA INNOVATION & TECHNOLOGY S.L. Metodo de reduccion de cargas en un aerogenerador.
US8098939B2 (en) 2006-12-04 2012-01-17 Trend Micro Incorporated Adversarial approach for identifying inappropriate text content in images
JP2008184932A (ja) 2007-01-29 2008-08-14 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 風力発電装置
ES2553168T5 (es) * 2007-03-30 2018-12-10 Vestas Wind Systems A/S Turbina eólica con control de paso
ATE483910T1 (de) 2007-04-30 2010-10-15 Vestas Wind Sys As Verfahren zum betrieb einer windturbine mit anstellwinkelsteuerung
CN101730796B (zh) 2007-04-30 2012-09-19 维斯塔斯风力系统有限公司 运行具有桨距控制的风力涡轮机的方法、风力涡轮机以及风力涡轮机的集群
WO2008131776A2 (en) 2007-04-30 2008-11-06 Vestas Wind Systems A/S A method of operating a wind turbine, a wind turbine and a cluster of wind turbines
GB2458400B (en) * 2007-05-04 2010-02-17 Insensys Ltd Wind turbine monitoring
JP4994947B2 (ja) * 2007-05-21 2012-08-08 三菱重工業株式会社 風力発電装置および風力発電装置のヨー旋回駆動方法
JP5022102B2 (ja) 2007-05-25 2012-09-12 三菱重工業株式会社 風力発電装置、風力発電システムおよび風力発電装置の発電制御方法
DE102007058746A1 (de) * 2007-06-18 2008-12-24 Hanning & Kahl Gmbh & Co. Kg Arretierungsvorrichtung für eine Windturbine
US7950901B2 (en) 2007-08-13 2011-05-31 General Electric Company System and method for loads reduction in a horizontal-axis wind turbine using upwind information
EP2037119B1 (en) * 2007-09-12 2011-10-26 Siemens Aktiengesellschaft Controller for wind turbine yaw system and method for reducing the loads acting on such a yaw system
GB0809235D0 (en) * 2008-05-21 2008-06-25 Poweroasis Ltd Supervisory system controller for use with a renewable energy powered radio telecommunications site
AU2009265828B2 (en) 2008-06-30 2014-05-22 Vestas Wind Systems A/S Power curtailment of wind turbines
WO2010020450A1 (en) * 2008-08-22 2010-02-25 Vestas Wind Systems A/S A method for evaluating performance of a system for controlling pitch of a set of blades of a wind turbine
JP5244502B2 (ja) * 2008-08-25 2013-07-24 三菱重工業株式会社 風車の運転制限調整装置及び方法並びにプログラム
CN101793227B (zh) * 2008-12-12 2013-11-06 维斯塔斯风力系统有限公司 风力涡轮机运行控制方法及风力涡轮机
JP5010619B2 (ja) 2009-01-06 2012-08-29 三菱重工業株式会社 風力発電装置および風力発電装置の制御方法
DE102009026372A1 (de) * 2009-08-14 2011-02-17 Ssb Wind Systems Gmbh & Co. Kg Verfahren zum Steuern einer Windkraftanlage
DK201070274A (en) * 2009-10-08 2011-04-09 Vestas Wind Sys As Control method for a wind turbine
GB2476507A (en) 2009-12-23 2011-06-29 Vestas Wind Sys As Method And Apparatus For Protecting Wind Turbines From Gust Damage
AU2010200682A1 (en) * 2010-01-27 2011-08-11 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Wind turbine generator and yaw rotation control method for wind turbine generator
EP2354538A1 (en) * 2010-02-01 2011-08-10 Lm Glasfiber A/S A method of in situ calibrating load sensors of a wind turbine blade
US8177505B2 (en) * 2010-04-22 2012-05-15 General Electric Company Method for measuring a rotational position of a rotor blade of a wind turbine and measuring device
GB2480701A (en) 2010-05-29 2011-11-30 Vestas Wind Sys As Method and apparatus for optically measuring wind velocity
DE102010023887A1 (de) * 2010-06-15 2011-12-15 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Verhinderung einer Querschwingung einer Windenergieanlage
DK177434B1 (en) * 2010-06-18 2013-05-21 Vestas Wind Sys As Method for controlling a wind turbine
ES2633816T3 (es) * 2010-08-23 2017-09-25 Vestas Wind Systems A/S Método de operación de una turbina eólica y turbina eólica
DE102010035725A1 (de) 2010-08-28 2012-03-01 Daimler Ag Aufladeeinrichtung für eine Energieumwandlungseinrichtung
US8734105B2 (en) * 2010-09-16 2014-05-27 Vestas Wind Systems A/S Control system for a wind turbine and method of operating a wind turbine based on monitoring a bearing
US8035242B2 (en) * 2010-11-09 2011-10-11 General Electric Company Wind turbine farm and method of controlling at least one wind turbine
ES2401857B1 (es) 2011-01-31 2014-03-10 Gamesa Innovation & Technology S.L. Métodos y sistemas de control de aerogeneradores mejorados.
JP5204307B2 (ja) 2011-02-23 2013-06-05 三菱重工業株式会社 風力発電装置の制御装置、風力発電装置、及び風力発電装置の制御方法
US9822763B2 (en) 2011-05-06 2017-11-21 Vestas Wind Systems A/S Method and apparatus for protecting wind turbines from extreme events
WO2013010332A1 (en) 2011-07-21 2013-01-24 Vestas Wind Systems A/S Method of operating wind turbine and controller thereof
EP2597302B1 (en) * 2011-11-23 2014-04-30 Siemens Aktiengesellschaft Determining an accumulated load of a wind turbine in angular sectors
US8890349B1 (en) * 2012-01-19 2014-11-18 Northern Power Systems, Inc. Load reduction system and method for a wind power unit
US8704393B2 (en) 2012-08-09 2014-04-22 General Electric Company System and method for controlling speed and torque of a wind turbine during post-rated wind speed conditions
FR2996266B1 (fr) * 2012-10-01 2014-09-12 IFP Energies Nouvelles Procede pour controler une eolienne au moyen d'une estimation de la vitesse du vent incident
US9859710B2 (en) * 2012-10-08 2018-01-02 Vestas Wind Systems A/S Line impedance compensation system
ES2683210T3 (es) 2013-04-22 2018-09-25 Vestas Wind Systems A/S Método para controlar una turbina eólica durante la parada
JP5582240B1 (ja) * 2013-06-19 2014-09-03 日本精工株式会社 モータの最適動作パターン選定方法、モータの最適動作パターン選定プログラム及びモータ選定装置
US10378512B2 (en) * 2013-07-30 2019-08-13 Vestas Wind Systems A/S Wind turbine operating method and device based on load and acceleration measurements in the blade
EP2853730A1 (en) * 2013-09-25 2015-04-01 Siemens Aktiengesellschaft Monitoring mechanical load of a wind turbine component
EP3071831B1 (en) 2013-11-21 2018-08-15 Vestas Wind Systems A/S Rotor blade control for high winds
JP6247957B2 (ja) * 2014-02-26 2017-12-13 三菱重工業株式会社 風力発電装置のヨー制御システム及びヨー制御方法
JP6320081B2 (ja) * 2014-02-27 2018-05-09 三菱重工業株式会社 風車翼の損傷検知方法及び風車
WO2015135549A1 (en) 2014-03-12 2015-09-17 Vestas Wind Systems A/S Control method for a wind turbine
US9551322B2 (en) * 2014-04-29 2017-01-24 General Electric Company Systems and methods for optimizing operation of a wind farm
US9970415B2 (en) * 2014-06-12 2018-05-15 General Electric Company Method and system for managing loads on a wind turbine
US9784241B2 (en) * 2014-08-25 2017-10-10 General Electric Company System and method for controlling a wind turbine
ES2563092B1 (es) * 2014-09-10 2016-12-19 Acciona Windpower, S.A. Método de control de un aerogenerador
WO2016169964A1 (en) * 2015-04-23 2016-10-27 Envision Energy (Denmark) Aps Method of correcting rotor imbalance and wind turbine thereof

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005083266A1 (ja) * 2004-02-27 2005-09-09 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. 風力発電装置およびそのアクティブ制振方法並びに風車タワー
US20080206051A1 (en) * 2004-02-27 2008-08-28 Tsuyoshi Wakasa Wind Turbine Generator, Active Damping Method Thereof, and Windmill Tower
EP1988284A1 (en) * 2007-05-03 2008-11-05 Siemens Aktiengesellschaft Method of operating a wind turbine and wind turbine
JP2008274953A (ja) * 2007-05-03 2008-11-13 Siemens Ag 風力タービンの運転方法及び風力タービン
US20120061962A1 (en) * 2011-03-11 2012-03-15 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Blade pitch control system, wind turbine generator, and blade pitch control method
WO2012124023A1 (ja) * 2011-03-11 2012-09-20 三菱重工業株式会社 翼ピッチ制御装置、風力発電装置、及び翼ピッチ制御方法

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200053561A (ko) * 2017-09-18 2020-05-18 보벤 프로퍼티즈 게엠베하 풍력 터빈 및 풍력 터빈의 작동 방법
JP2020535343A (ja) * 2017-09-18 2020-12-03 ヴォッベン プロパティーズ ゲーエムベーハーＷｏｂｂｅｎ Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ Ｇｍｂｈ 風力発電装置及び風力発電装置の運転方法
JP7130033B2 (ja) 2017-09-18 2022-09-02 ヴォッベン プロパティーズ ゲーエムベーハー 風力発電装置及び風力発電装置の運転方法
KR102455702B1 (ko) * 2017-09-18 2022-10-18 보벤 프로퍼티즈 게엠베하 풍력 터빈 및 풍력 터빈의 작동 방법
US11525432B2 (en) 2017-09-18 2022-12-13 Wobben Properties Gmbh Wind turbine and method for detecting and responding to loads acting thereon
JP2021088972A (ja) * 2019-12-05 2021-06-10 株式会社日立製作所 風力発電装置
JP7236374B2 (ja) 2019-12-05 2023-03-09 株式会社日立製作所 風力発電装置

Also Published As

Publication number Publication date
EP3199805B1 (en) 2019-05-01
JP6405324B2 (ja) 2018-10-17
US20170218921A1 (en) 2017-08-03
US10704533B2 (en) 2020-07-07
EP3199805A1 (en) 2017-08-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6421134B2 (ja) 風力発電装置及びその運転方法
US10590912B2 (en) Counteracting tower oscillations of an idling wind turbine
CN101592118B (zh) 用于在风力涡轮机中增加能量捕获的装备和方法
CN101713375B (zh) 在电网电力失效和变化风况时控制风轮机的系统和方法
CN101680424B (zh) 用于操作风轮机的方法、风轮机以及该方法的用途
US9422917B2 (en) Safety system for a wind turbine
CN102900611B (zh) 风力涡轮机扭矩-速度控制
CN103061965B (zh) 用于对风力发电机生成的噪声的调幅进行控制的系统和方法
EP3599375B1 (en) System and method for protecting wind turbines during extreme wind direction change
CN103026059A (zh) 风力涡轮机的控制方法
US20250172121A1 (en) Applying wind turbine yaw moment via pitching
JP6405324B2 (ja) 風力発電装置及びその運転方法
US20170248121A1 (en) Wind turbine, yaw control device, and operation control method
JP2010121518A (ja) 縦軸式マグナス型風力発電装置
JP6388759B2 (ja) 浮体式風力発電装置
CN112555101A (zh) 识别风力发电机组的叶轮气动状态的方法及装置
JP6314104B2 (ja) 風力発電設備及び風力発電設備の制御方法
EP3076011B1 (en) Method for operating a wind turbine
EP2518308A1 (en) Controlling the operation of a wind turbine based on a terrain class parameter value
US10634121B2 (en) Variable rated speed control in partial load operation of a wind turbine
KR20130107959A (ko) 풍력 발전기용 발전기의 제어 방법
WO2016147245A1 (ja) 水上風力発電システムおよび水上複合発電システム
US12173693B2 (en) Method and system for damping a wind turbine tower
KR101634712B1 (ko) 부유식 풍력발전기의 제어 시스템
JP2023008840A (ja) 風力タービンの制御

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20171127

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20171201

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20180123

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20180629

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20180726

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20180907

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20180914

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6405324

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531