JPH06117353A - 風力発電装置 - Google Patents
風力発電装置Info
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- JPH06117353A JPH06117353A JP4265931A JP26593192A JPH06117353A JP H06117353 A JPH06117353 A JP H06117353A JP 4265931 A JP4265931 A JP 4265931A JP 26593192 A JP26593192 A JP 26593192A JP H06117353 A JPH06117353 A JP H06117353A
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- wind
- rotation speed
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- 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
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- Wind Motors (AREA)
- Control Of Eletrric Generators (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】動力−電力変換装置の出力が定格出力以上であ
っても定格出力の安定供給を保持しながらそのときの風
力に応じて発電機の出力が増加するように制御する制御
装置を備えた風力発電装置を提供すること 【構成】本発明の風力発電装置は、風力エネルギを動力
に変換する風車(1) と、該動力を電力に変換し出力する
動力電力変換装置(3) と、動力−電力変換装置(3) の発
電出力を制御する負荷制御装置(6) とからなり、前記負
荷制御装置(6) で動力−電力変換装置(3) の発電出力
を、定格以上の所定の範囲内まで負荷可変制御する一
方、風車(1) に設けられたピッチ角制御装置(2) で風車
の羽根(1a)のピッチ角を適宜変化させることで、風力の
増加に応じて定格以上の所定の範囲内で発電出力が増加
するように構成されてる。
っても定格出力の安定供給を保持しながらそのときの風
力に応じて発電機の出力が増加するように制御する制御
装置を備えた風力発電装置を提供すること 【構成】本発明の風力発電装置は、風力エネルギを動力
に変換する風車(1) と、該動力を電力に変換し出力する
動力電力変換装置(3) と、動力−電力変換装置(3) の発
電出力を制御する負荷制御装置(6) とからなり、前記負
荷制御装置(6) で動力−電力変換装置(3) の発電出力
を、定格以上の所定の範囲内まで負荷可変制御する一
方、風車(1) に設けられたピッチ角制御装置(2) で風車
の羽根(1a)のピッチ角を適宜変化させることで、風力の
増加に応じて定格以上の所定の範囲内で発電出力が増加
するように構成されてる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、風力のエネルギを動力
に変換する風車と、この動力を電力に変換し出力する動
力−電力変換装置とからなる風力発電装置の改良に関
し、特に動力−電力変換装置の出力を可変制御すること
ができる制御装置を備えた風力発電装置の改良に関す
る。
に変換する風車と、この動力を電力に変換し出力する動
力−電力変換装置とからなる風力発電装置の改良に関
し、特に動力−電力変換装置の出力を可変制御すること
ができる制御装置を備えた風力発電装置の改良に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来から、風力エネルギを風車で動力に
変換し、該動力を動力−電力変換装置で電力に変換させ
る、詳細には該動力で発電機を駆動させる風力発電装置
においては時々刻々と変化する風力からいかに効率よく
電力を発生させるかが課題であり、通常効率良く電力を
発生させるための制御装置を搭載している。上述の制御
装置としては、発電機の出力が定格出力に達するまでは
その時々の風力に応じて最大の出力となるように発電機
を電気的に制御し、発電機の出力が定格出力に達した後
は発電機の出力が定格出力一定の状態を保持するように
制御を行う制御装置があった（特開昭63-39500号公報参
照）。
変換し、該動力を動力−電力変換装置で電力に変換させ
る、詳細には該動力で発電機を駆動させる風力発電装置
においては時々刻々と変化する風力からいかに効率よく
電力を発生させるかが課題であり、通常効率良く電力を
発生させるための制御装置を搭載している。上述の制御
装置としては、発電機の出力が定格出力に達するまでは
その時々の風力に応じて最大の出力となるように発電機
を電気的に制御し、発電機の出力が定格出力に達した後
は発電機の出力が定格出力一定の状態を保持するように
制御を行う制御装置があった（特開昭63-39500号公報参
照）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記したタイ
プの従来の風力発電装置は、発電機の出力が定格出力に
達した後は負荷制御装置にて負荷一定制御を行い、出力
が一定になるように制御して、増加分を電力に変換せず
に逃がしてしまっているので、安定した定格出力を得ら
れるという利点を有するが、定格出力に達した後の風力
に対するエネルギ発生効率はよいとはいいがたく、ま
た、出力を一定にするために種々のエネルギーの損失が
あるという問題点があった。そこで、本発明は上記した
従来の風力発電装置の問題点を解決し、動力−電力変換
装置の出力が定格出力以上であっても出力の安定供給を
保持しながらそのときの風力に応じて発電機の出力が増
加するように制御する制御装置を備えた風力発電装置を
提供することを目的としている。
プの従来の風力発電装置は、発電機の出力が定格出力に
達した後は負荷制御装置にて負荷一定制御を行い、出力
が一定になるように制御して、増加分を電力に変換せず
に逃がしてしまっているので、安定した定格出力を得ら
れるという利点を有するが、定格出力に達した後の風力
に対するエネルギ発生効率はよいとはいいがたく、ま
た、出力を一定にするために種々のエネルギーの損失が
あるという問題点があった。そこで、本発明は上記した
従来の風力発電装置の問題点を解決し、動力−電力変換
装置の出力が定格出力以上であっても出力の安定供給を
保持しながらそのときの風力に応じて発電機の出力が増
加するように制御する制御装置を備えた風力発電装置を
提供することを目的としている。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の風力発電装置は、風力エネルギを動力に変換
する風車と、該動力を電力に変換し出力する動力−電力
変換装置と、動力−電力変換装置の発電出力を制御する
負荷制御装置とからなり、前記負荷制御装置で動力−電
力変換装置の出力が定格出力以上になっても、所定の範
囲内で風力に応じて出力が増加するように負荷可変制御
を行うように構成したことを特徴とするものである。
に本発明の風力発電装置は、風力エネルギを動力に変換
する風車と、該動力を電力に変換し出力する動力−電力
変換装置と、動力−電力変換装置の発電出力を制御する
負荷制御装置とからなり、前記負荷制御装置で動力−電
力変換装置の出力が定格出力以上になっても、所定の範
囲内で風力に応じて出力が増加するように負荷可変制御
を行うように構成したことを特徴とするものである。
【０００５】
【作用】上記したように構成された本発明の風力発電装
置においては、動力−電力変換装置の出力が定格出力に
達した後も、所定の範囲内で風力の増加に応じて出力が
増加するように負荷制御装置で負荷可変制御を行い、定
格出力以上になった後の風力の増加分を効率的に発電に
使うことができる。
置においては、動力−電力変換装置の出力が定格出力に
達した後も、所定の範囲内で風力の増加に応じて出力が
増加するように負荷制御装置で負荷可変制御を行い、定
格出力以上になった後の風力の増加分を効率的に発電に
使うことができる。
【０００６】
【実施例】以下、添付図面を参照して本発明の風力発電
装置の制御装置の一実施例のについて説明する。図１は
本発明の風力発電装置の一実施例の基本構成の概略を示
す概略ブロック図である。図中１は風車であり、この風
車１にはピッチ角制御装置２が設けられており、その出
力軸（図示せず）は動力−電力変換装置３に接続されて
いる。前記したピッチ角制御装置２は風車１の回転数が
所定の値以上になった時に風車１の遠心力に応じて羽根
1aのピッチ角を機械的に変化させる機械式制御部（図示
せず）と、風力が一定値以上になった時に制御信号出力
部４からの制御信号を受けて前記機械式制御部をモータ
等で強制的に駆動させて羽根1aのピッチ角を強制的に変
化させる電気式制御部（図示せず）とから構成されてい
る。前記制御信号出力部４は風力センサ５からの出力を
受けて、風力が所定の値以上になった時にピッチ角制御
装置２の電気式制御部へ制御信号を出力するように構成
されている。
装置の制御装置の一実施例のについて説明する。図１は
本発明の風力発電装置の一実施例の基本構成の概略を示
す概略ブロック図である。図中１は風車であり、この風
車１にはピッチ角制御装置２が設けられており、その出
力軸（図示せず）は動力−電力変換装置３に接続されて
いる。前記したピッチ角制御装置２は風車１の回転数が
所定の値以上になった時に風車１の遠心力に応じて羽根
1aのピッチ角を機械的に変化させる機械式制御部（図示
せず）と、風力が一定値以上になった時に制御信号出力
部４からの制御信号を受けて前記機械式制御部をモータ
等で強制的に駆動させて羽根1aのピッチ角を強制的に変
化させる電気式制御部（図示せず）とから構成されてい
る。前記制御信号出力部４は風力センサ５からの出力を
受けて、風力が所定の値以上になった時にピッチ角制御
装置２の電気式制御部へ制御信号を出力するように構成
されている。
【０００７】動力−電力変換装置３は誘導発電装置3a
と、インバータ装置3bとから構成されており、該インバ
ータ装置3bは誘導発電装置3aを発電させるための励磁機
能と、発電された交流電流を直流電流に変換させる機能
と、風車１の回転数に応じて誘導発電装置3aの周波数を
変化させる機能とを備えた変換部3cと、前記変換部3cか
らの出力を蓄電する蓄電部3e（本実施例においてはコン
デンサ）と、外部負荷に応じて交流電流を出力する変換
部3dとから構成されている。前記動力−電力変換装置３
には負荷制御装置６が設けられている。以下該制御装置
６の構成を説明する。回転数センサ6aからの出力周波数
を周波数−電圧変換器6bで電圧に変換し、この電圧、即
ち現在の風車１の回転数（以下、本明細書においては単
に回転数Ｎと称する。）に基づいて出力指令値読出部6c
で予め記憶された回転数−出力マップから出力指令信号
（理想出力）を読み出す。一方、出力検出部6dは変換部
3cによって変換された出力（現在の出力）を検出し、こ
の現在の出力と前記出力指令値読出部6cからの指令出力
（理想出力）とを比較部6eで比較し、その差分が制御信
号処理部6fに出力される。制御信号処理部6fでは前記比
較部6eから入力される現在の電力と理想電力との差分
と、周波数−電圧変換器6bを介して入力される電圧（現
在の回転数）とに基づいて、制御信号を演算して変換部
3cに出力し、変換部3cで誘導発電装置3aへの励磁周波数
を変化させることでそのトルクを変化させる負荷制御を
行う。
と、インバータ装置3bとから構成されており、該インバ
ータ装置3bは誘導発電装置3aを発電させるための励磁機
能と、発電された交流電流を直流電流に変換させる機能
と、風車１の回転数に応じて誘導発電装置3aの周波数を
変化させる機能とを備えた変換部3cと、前記変換部3cか
らの出力を蓄電する蓄電部3e（本実施例においてはコン
デンサ）と、外部負荷に応じて交流電流を出力する変換
部3dとから構成されている。前記動力−電力変換装置３
には負荷制御装置６が設けられている。以下該制御装置
６の構成を説明する。回転数センサ6aからの出力周波数
を周波数−電圧変換器6bで電圧に変換し、この電圧、即
ち現在の風車１の回転数（以下、本明細書においては単
に回転数Ｎと称する。）に基づいて出力指令値読出部6c
で予め記憶された回転数−出力マップから出力指令信号
（理想出力）を読み出す。一方、出力検出部6dは変換部
3cによって変換された出力（現在の出力）を検出し、こ
の現在の出力と前記出力指令値読出部6cからの指令出力
（理想出力）とを比較部6eで比較し、その差分が制御信
号処理部6fに出力される。制御信号処理部6fでは前記比
較部6eから入力される現在の電力と理想電力との差分
と、周波数−電圧変換器6bを介して入力される電圧（現
在の回転数）とに基づいて、制御信号を演算して変換部
3cに出力し、変換部3cで誘導発電装置3aへの励磁周波数
を変化させることでそのトルクを変化させる負荷制御を
行う。
【０００８】図２（ａ）は出力指令値読出部6cに予め記
憶されている回転数Ｎ−出力Ｐのマップの一例であり、
図中Ｎcin は誘導発電装置3aが発電を始める時の回転数
（以下、本明細書において発電開始回転数Ｎcin と称す
る）、ＮR は定格電圧時の回転数（以下、定格回転数Ｎ
R と称する）、Ｎmax は風車１が回転し得る限界の回転
数（以下、最大回転数Ｎmax と称する）、ＰR は定格出
力、Ｐmax は最大出力である。また、図２（ｂ）に実線
で示されるデータは図２（ａ）の回転数Ｎに対応したト
ルク特性、即ち、負荷制御装置６の制御特性を示すマッ
プであって、出力指令値読出部6cにこのマップを図２
（ａ）のマップの代りに記憶させておいてもよい。但
し、図２（ｂ）のマップを記憶させる時には負荷制御装
置６の構成は本実施例のものとは異なることはいうまで
もなく、例えば回転数センサ6aの出力に応じた最適なト
ルクを出力指令値読出部6cで読み出し、このトルクに回
転数Ｎを乗じて電力を算出し、その電力を比較部6eに入
力するように構成され得る。
憶されている回転数Ｎ−出力Ｐのマップの一例であり、
図中Ｎcin は誘導発電装置3aが発電を始める時の回転数
（以下、本明細書において発電開始回転数Ｎcin と称す
る）、ＮR は定格電圧時の回転数（以下、定格回転数Ｎ
R と称する）、Ｎmax は風車１が回転し得る限界の回転
数（以下、最大回転数Ｎmax と称する）、ＰR は定格出
力、Ｐmax は最大出力である。また、図２（ｂ）に実線
で示されるデータは図２（ａ）の回転数Ｎに対応したト
ルク特性、即ち、負荷制御装置６の制御特性を示すマッ
プであって、出力指令値読出部6cにこのマップを図２
（ａ）のマップの代りに記憶させておいてもよい。但
し、図２（ｂ）のマップを記憶させる時には負荷制御装
置６の構成は本実施例のものとは異なることはいうまで
もなく、例えば回転数センサ6aの出力に応じた最適なト
ルクを出力指令値読出部6cで読み出し、このトルクに回
転数Ｎを乗じて電力を算出し、その電力を比較部6eに入
力するように構成され得る。
【０００９】負荷制御装置６は出力指令値読出部6cで回
転数センサ6aから入力された現在の回転数Ｎに応じた最
適な出力をこのマップから読み出し、その出力に応じて
動力−電力変換装置３を負荷可変制御する。詳細には発
電開始回転数Ｎcin 付近では風速の状況に合わせて誘導
発電装置3aへの励磁周波数及び電圧を制御し（さらに詳
細には出力が風速の３乗に比例するように周波数を制御
し）、風速、即ちその時の回転数Ｎが所定の値（図２に
おいてはＮC ）に達した後、図２(b) に符号ａで示すよ
うに回転数Ｎが定格回転数ＮR に達するまでは出力が回
転数Ｎに比例して増加するようにトルク、即ち誘導発電
装置3aのすべり率を変化させることで制御する。以下、
これをすべり率調整制御Ｉと称する。回転数Ｎが定格回
転数ＮR に達した後、即ち出力が定格出力に達した後、
さらに風力（風速）が増加する場合には図２(b) に符号
ｂで示すようにトルク、即ち誘導発電装置3aのすべり率
を一定に制御（以下、これをすべり率一定制御と称す
る）すると同時に、風力に応じて風車１の羽根1aのピッ
チ角をピッチ角制御装置２の機械式制御部で機械的に変
化させ、回転数Ｎが最大回転数Ｎmax に至るまでは風力
の増加に伴って誘導発電装置3aの出力を増加させる。例
えば、機械式制御部の構成としては機械式制御部に風車
１が一定の回転数になるとその遠心力で外方に広がるよ
うにウエイトを設け、そのウエイトの遠心力によって外
方に広がる力を利用してリンク機構等を介して羽根1aの
ピッチ角を変化させる構成が考えられる。
転数センサ6aから入力された現在の回転数Ｎに応じた最
適な出力をこのマップから読み出し、その出力に応じて
動力−電力変換装置３を負荷可変制御する。詳細には発
電開始回転数Ｎcin 付近では風速の状況に合わせて誘導
発電装置3aへの励磁周波数及び電圧を制御し（さらに詳
細には出力が風速の３乗に比例するように周波数を制御
し）、風速、即ちその時の回転数Ｎが所定の値（図２に
おいてはＮC ）に達した後、図２(b) に符号ａで示すよ
うに回転数Ｎが定格回転数ＮR に達するまでは出力が回
転数Ｎに比例して増加するようにトルク、即ち誘導発電
装置3aのすべり率を変化させることで制御する。以下、
これをすべり率調整制御Ｉと称する。回転数Ｎが定格回
転数ＮR に達した後、即ち出力が定格出力に達した後、
さらに風力（風速）が増加する場合には図２(b) に符号
ｂで示すようにトルク、即ち誘導発電装置3aのすべり率
を一定に制御（以下、これをすべり率一定制御と称す
る）すると同時に、風力に応じて風車１の羽根1aのピッ
チ角をピッチ角制御装置２の機械式制御部で機械的に変
化させ、回転数Ｎが最大回転数Ｎmax に至るまでは風力
の増加に伴って誘導発電装置3aの出力を増加させる。例
えば、機械式制御部の構成としては機械式制御部に風車
１が一定の回転数になるとその遠心力で外方に広がるよ
うにウエイトを設け、そのウエイトの遠心力によって外
方に広がる力を利用してリンク機構等を介して羽根1aの
ピッチ角を変化させる構成が考えられる。
【００１０】このように回転数Ｎが定格回転数ＮR に達
した後、すなわち、定格出力に達した後、さらに風力が
増加する場合に、誘導発電装置3aのトルク、即ちすべり
率を一定にし、かつ、回転数Ｎが最大回転数Ｎmax を越
えるまでは風力の増加に応じて出力が増加する負荷可変
制御を行うことで、従来、定格出力に達した直後に出力
を一定にする負荷一定制御において予測された不具合、
即ち、トルクが回転数Ｎに反比例することとなり風車１
の回転軸（図示せず）のねじり振動系（図示せず）に対
する負性ダンパーとなって回転軸の振動が増加すること
がない。また従来、回転数が定格回転数ＮR に達した後
出力を一定にするために風車１の羽根1aを高速ピッチ変
換制御するのに必要であったエネルギーを使うことがな
く、出力を一定にするために逃がしていた風力を限界ま
で有効活用することができるようになる。
した後、すなわち、定格出力に達した後、さらに風力が
増加する場合に、誘導発電装置3aのトルク、即ちすべり
率を一定にし、かつ、回転数Ｎが最大回転数Ｎmax を越
えるまでは風力の増加に応じて出力が増加する負荷可変
制御を行うことで、従来、定格出力に達した直後に出力
を一定にする負荷一定制御において予測された不具合、
即ち、トルクが回転数Ｎに反比例することとなり風車１
の回転軸（図示せず）のねじり振動系（図示せず）に対
する負性ダンパーとなって回転軸の振動が増加すること
がない。また従来、回転数が定格回転数ＮR に達した後
出力を一定にするために風車１の羽根1aを高速ピッチ変
換制御するのに必要であったエネルギーを使うことがな
く、出力を一定にするために逃がしていた風力を限界ま
で有効活用することができるようになる。
【００１１】以下上記したように構成された風力発電装
置における負荷制御装置６の動作説明図である図３のフ
ローチャートを参考に風力発電装置の作用を説明する。
制御信号処理部6fは回転数Ｎが発電開始回転数Ｎcin に
達する前は変換部3cによって誘導発電装置3aが励磁され
ないような制御信号を出力し、発電待機状態（ステップ
１）を保つ。制御信号処理部6fは回転数Ｎが発電開始回
転数Ｎcin （好ましくは480rpm）に達すると、変換部3c
に制御信号を出力し変換部3cで誘導発電器3aを励磁させ
て発電を開始させる（ステップ２〜３）。上述したよう
に制御信号処理部6fは出力が定格出力に達する前までは
回転数センサ6a及び出力指令値読出部6c，出力検出部6d
の情報に基づいて誘導発電装置3aのトルク、即ちすべり
率を変化させる制御信号を出力して、変換部3cを介して
誘導発電装置3aのすべり率を制御するすべり率調整制御
Ｉ（ステップ４）を行い、また、一度作動してもその後
回転数Ｎが発電開始回転数Ｎcin 以下になるような場合
（ステップ６）には誘導発電装置3aに励磁するのを中断
して再び発電待機状態（ステップ１）に戻る。すべり率
調整制御Ｉを行っている最中に回転数Ｎが定格回転数Ｎ
R を越えると（ステップ５）、制御信号処理部6fは誘導
発電装置3aのすべり率が一定になるような制御信号を変
換部3cに出力し、誘導発電装置3aのすべり率、すなわち
トルクを一定に保持するすべり率一定制御を行う（ステ
ップ７）。このすべり率一定制御は回転数Ｎが最大回転
数Ｎmax を越えるか（ステップ８）、若しくは定格回転
数ＮR 以下になるまで（ステップ６）続けられ、一度回
転数Ｎが最大回転数Ｎmax を越えたら（ステップ８）、
回転数Ｎが最大回転数Ｎmax 以下になるまで、回転数Ｎ
の増加に応じて誘導発電装置3aのトルク、即ちすべり率
を下げて、動力−電力変換装置３に過電力がかからない
ようにするすべり率調整制御II（ステップ９）を行う
（図２(b) における符号ｃで示す範囲参照）。また、す
べり率一定制御中に回転数Ｎが定格回転数ＮR 以下にな
ると（ステップ５）、その回転数Ｎが発電開始回転数Ｎ
cin 以上ならば（ステップ６）すべり率調整制御Ｉを行
い（ステップ４）、発電開始回転数Ｎcin より小さけれ
ば（ステップ５）変換部3cからの励磁をＯＦＦして発電
待機状態（ステップ１）に戻る。
置における負荷制御装置６の動作説明図である図３のフ
ローチャートを参考に風力発電装置の作用を説明する。
制御信号処理部6fは回転数Ｎが発電開始回転数Ｎcin に
達する前は変換部3cによって誘導発電装置3aが励磁され
ないような制御信号を出力し、発電待機状態（ステップ
１）を保つ。制御信号処理部6fは回転数Ｎが発電開始回
転数Ｎcin （好ましくは480rpm）に達すると、変換部3c
に制御信号を出力し変換部3cで誘導発電器3aを励磁させ
て発電を開始させる（ステップ２〜３）。上述したよう
に制御信号処理部6fは出力が定格出力に達する前までは
回転数センサ6a及び出力指令値読出部6c，出力検出部6d
の情報に基づいて誘導発電装置3aのトルク、即ちすべり
率を変化させる制御信号を出力して、変換部3cを介して
誘導発電装置3aのすべり率を制御するすべり率調整制御
Ｉ（ステップ４）を行い、また、一度作動してもその後
回転数Ｎが発電開始回転数Ｎcin 以下になるような場合
（ステップ６）には誘導発電装置3aに励磁するのを中断
して再び発電待機状態（ステップ１）に戻る。すべり率
調整制御Ｉを行っている最中に回転数Ｎが定格回転数Ｎ
R を越えると（ステップ５）、制御信号処理部6fは誘導
発電装置3aのすべり率が一定になるような制御信号を変
換部3cに出力し、誘導発電装置3aのすべり率、すなわち
トルクを一定に保持するすべり率一定制御を行う（ステ
ップ７）。このすべり率一定制御は回転数Ｎが最大回転
数Ｎmax を越えるか（ステップ８）、若しくは定格回転
数ＮR 以下になるまで（ステップ６）続けられ、一度回
転数Ｎが最大回転数Ｎmax を越えたら（ステップ８）、
回転数Ｎが最大回転数Ｎmax 以下になるまで、回転数Ｎ
の増加に応じて誘導発電装置3aのトルク、即ちすべり率
を下げて、動力−電力変換装置３に過電力がかからない
ようにするすべり率調整制御II（ステップ９）を行う
（図２(b) における符号ｃで示す範囲参照）。また、す
べり率一定制御中に回転数Ｎが定格回転数ＮR 以下にな
ると（ステップ５）、その回転数Ｎが発電開始回転数Ｎ
cin 以上ならば（ステップ６）すべり率調整制御Ｉを行
い（ステップ４）、発電開始回転数Ｎcin より小さけれ
ば（ステップ５）変換部3cからの励磁をＯＦＦして発電
待機状態（ステップ１）に戻る。
【００１２】負荷制御装置６がすべり率一定制御（ステ
ップ７）を行っている間、即ち、風車１の回転数Ｎが定
格回転数ＮR より大きく、最大回転数Ｎmax より小さい
時は風車１に設けられたピッチ角制御装置２の機械式制
御部が作動して風車１の羽根1aのピッチ角をその時の風
力、即ち、その風力に応じた風車１の回転により生ずる
遠心力に応じて適宜変化させ、風力の増加に応じて出力
が増加するようにピッチ角制御を行う。また、風車１の
回転数Ｎを機械式制御部のピッチ角制御では抑制しきれ
ないような著しい風力の増加は、風力センサ５で検知さ
れ、その検知結果に基づいて制御信号出力部４が出力す
る制御信号によってピッチ角制御装置２の電気式制御部
が作動して風車１の羽根1aのピッチ角を強制的に変化さ
せ風力が弱まるまで待機する状態を保持するように制御
する。例えば、機械式制御部で制御し得る羽根1aのピッ
チ角を４゜〜３５゜程度に設定し（この設定は、例え
ば、機械式制御部が遠心力を利用してピッチ変換を行う
ように構成されていた場合には、遠心力によって外方に
広がるウエイトの広がり距離を制限するだけで容易に設
定できる）、ピッチ角が最大角度３５゜を超えるような
風速（風力）Ｖmax を予め測定して制御信号出力部４に
記憶させておき、風力センサ５が風速（風力）Ｖmax を
検知した時に、制御信号出力部４から制御信号を出力し
てピッチ角制御装置２における電気式制御部に設けられ
た強制的にピッチを変化させる手段（例えば、モータ）
を作動させて、ピッチ角を強制的に９０゜に変化させ、
風車１の羽根1aが風を受けないようにして風速（風力）
及び風車１の回転数Ｎが下がるのを待つように構成すれ
ばよい。
ップ７）を行っている間、即ち、風車１の回転数Ｎが定
格回転数ＮR より大きく、最大回転数Ｎmax より小さい
時は風車１に設けられたピッチ角制御装置２の機械式制
御部が作動して風車１の羽根1aのピッチ角をその時の風
力、即ち、その風力に応じた風車１の回転により生ずる
遠心力に応じて適宜変化させ、風力の増加に応じて出力
が増加するようにピッチ角制御を行う。また、風車１の
回転数Ｎを機械式制御部のピッチ角制御では抑制しきれ
ないような著しい風力の増加は、風力センサ５で検知さ
れ、その検知結果に基づいて制御信号出力部４が出力す
る制御信号によってピッチ角制御装置２の電気式制御部
が作動して風車１の羽根1aのピッチ角を強制的に変化さ
せ風力が弱まるまで待機する状態を保持するように制御
する。例えば、機械式制御部で制御し得る羽根1aのピッ
チ角を４゜〜３５゜程度に設定し（この設定は、例え
ば、機械式制御部が遠心力を利用してピッチ変換を行う
ように構成されていた場合には、遠心力によって外方に
広がるウエイトの広がり距離を制限するだけで容易に設
定できる）、ピッチ角が最大角度３５゜を超えるような
風速（風力）Ｖmax を予め測定して制御信号出力部４に
記憶させておき、風力センサ５が風速（風力）Ｖmax を
検知した時に、制御信号出力部４から制御信号を出力し
てピッチ角制御装置２における電気式制御部に設けられ
た強制的にピッチを変化させる手段（例えば、モータ）
を作動させて、ピッチ角を強制的に９０゜に変化させ、
風車１の羽根1aが風を受けないようにして風速（風力）
及び風車１の回転数Ｎが下がるのを待つように構成すれ
ばよい。
【００１３】本実施例の風力発電装置は、好ましくはタ
イマー回路を設けて、風車１の回転数Ｎが最大回転数Ｎ
max （即ち最大出力）に達した後、風車１の回転数Ｎが
定格回転数ＮR と最大回転数Ｎmax の間で長時間保持さ
れるような場合にその時間を測定し、その時間が所定の
時間を超えたときには負荷制御装置６は発電待機状態
（図３におけるステップ１）になるように動力−電力変
換装置３を制御し、ピッチ角制御装置２は羽根1aのピッ
チ角を９０゜になるように制御して風車１の過回転を防
止するように構成され得る。また、本実施例の風力発電
装置は、出力が最大出力Ｐmax 、即ち回転数が最大回転
数Ｎmax に達するまで負荷制御装置６で負荷可変制御を
行うように構成しているが、本発明の風力発電装置は実
施例に制限されることなく、負荷制御装置６が、動力−
電力変換装置３の出力が定格出力に達した後も、所定の
範囲内でその出力が増加するように負荷可変制御を行う
ように構成してあればよく、例えば、定格出力ＰR 以上
で、最大出力Ｐmax でない適当な出力Ｐx を設定して、
動力−電力変換装置３の出力がその出力Ｐx に達するま
で負荷可変制御を行うように構成してもよい。また、本
実施例の風力発電装置は、出力が定格出力以上になる
と、負荷制御装置６で誘導発電装置3aのすべり率、即
ち、トルクを一定に制御するように構成しているが、図
２(b) に破線で示すように、回転数Ｎの増加に伴って若
干トルクを上げるように制御してもよいことはもちろん
である。この様に制御するとトルクが風車１の回転慣性
系に対するダンパ効果をもち、回転変動に対する安定性
が増すという効果を奏する。
イマー回路を設けて、風車１の回転数Ｎが最大回転数Ｎ
max （即ち最大出力）に達した後、風車１の回転数Ｎが
定格回転数ＮR と最大回転数Ｎmax の間で長時間保持さ
れるような場合にその時間を測定し、その時間が所定の
時間を超えたときには負荷制御装置６は発電待機状態
（図３におけるステップ１）になるように動力−電力変
換装置３を制御し、ピッチ角制御装置２は羽根1aのピッ
チ角を９０゜になるように制御して風車１の過回転を防
止するように構成され得る。また、本実施例の風力発電
装置は、出力が最大出力Ｐmax 、即ち回転数が最大回転
数Ｎmax に達するまで負荷制御装置６で負荷可変制御を
行うように構成しているが、本発明の風力発電装置は実
施例に制限されることなく、負荷制御装置６が、動力−
電力変換装置３の出力が定格出力に達した後も、所定の
範囲内でその出力が増加するように負荷可変制御を行う
ように構成してあればよく、例えば、定格出力ＰR 以上
で、最大出力Ｐmax でない適当な出力Ｐx を設定して、
動力−電力変換装置３の出力がその出力Ｐx に達するま
で負荷可変制御を行うように構成してもよい。また、本
実施例の風力発電装置は、出力が定格出力以上になる
と、負荷制御装置６で誘導発電装置3aのすべり率、即
ち、トルクを一定に制御するように構成しているが、図
２(b) に破線で示すように、回転数Ｎの増加に伴って若
干トルクを上げるように制御してもよいことはもちろん
である。この様に制御するとトルクが風車１の回転慣性
系に対するダンパ効果をもち、回転変動に対する安定性
が増すという効果を奏する。
【００１４】
【発明の効果】本発明の風力発電装置においては、動力
−電力変換装置の出力が定格出力に達した後さらに風力
が増加した場合でも、所定の範囲内で風力の増加に応じ
て出力が増加するように負荷制御装置で負荷可変制御を
行うので、動力−電力変換装置の出力が定格に達した後
の風力の増加分を有効に利用して電力を発生することが
できるという効果を奏する。
−電力変換装置の出力が定格出力に達した後さらに風力
が増加した場合でも、所定の範囲内で風力の増加に応じ
て出力が増加するように負荷制御装置で負荷可変制御を
行うので、動力−電力変換装置の出力が定格に達した後
の風力の増加分を有効に利用して電力を発生することが
できるという効果を奏する。
【図１】本発明の風力発電装置の一実施例の基本構成を
示す概略ブロック図である。
示す概略ブロック図である。
【図２】(a) 図１における出力指令値読出部に記憶させ
るマップの一例を示す回転数−出力特性図である。(b)
図２(a) の特性図に対応した回転数−トルク特性図であ
る。
るマップの一例を示す回転数−出力特性図である。(b)
図２(a) の特性図に対応した回転数−トルク特性図であ
る。
【図３】負荷制御装置の動作の一実施例を示すフローチ
ャートである。
ャートである。
１ 風車 1a 羽根 ２ ピッチ角制御装置 ３ 動力−電力変換装置 3a 誘導発電装置 3b インバータ装置 3c 変換部 3d 変換部 3e 蓄電部 ４ 制御信号出力部 ５ 風力センサ ６ 負荷制御装置 6a 回転数センサ 6b 周波数−電圧変換器 6c 出力指令値読出部 6d 出力検出部 6e 比較部 6f 制御信号処理部
Claims (1)
- 【請求項１】 風力エネルギを動力に変換する風車(1)
と、該動力を電力に変換し出力する動力−電力変換装置
(3) と、動力−電力変換装置(3) の発電出力を制御する
負荷制御装置(6) とからなり、前記負荷制御装置(6) で
動力−電力変換装置(3) の出力が定格出力以上になって
も、所定の範囲内で風力に応じて出力が増加するように
負荷可変制御を行うように構成したことを特徴とする風
力発電装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4265931A JPH06117353A (ja) | 1992-10-05 | 1992-10-05 | 風力発電装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4265931A JPH06117353A (ja) | 1992-10-05 | 1992-10-05 | 風力発電装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06117353A true JPH06117353A (ja) | 1994-04-26 |
Family
ID=17424076
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4265931A Pending JPH06117353A (ja) | 1992-10-05 | 1992-10-05 | 風力発電装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06117353A (ja) |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002084797A (ja) * | 2000-09-06 | 2002-03-22 | Sansha Electric Mfg Co Ltd | 風力発電装置 |
| JP2004052649A (ja) * | 2002-07-19 | 2004-02-19 | Meidensha Corp | 風力発電機の出力電力平滑化制御装置 |
| WO2005026537A1 (ja) * | 2003-09-10 | 2005-03-24 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | ブレードピッチ角度制御装置及び風力発電装置 |
| CN100385111C (zh) * | 2003-09-10 | 2008-04-30 | 三菱重工业株式会社 | 叶片螺距角度控制装置及风力发电装置 |
| WO2010148933A1 (zh) * | 2009-06-22 | 2010-12-29 | 浙江运达风力发电工程有限公司 | 大型风电机组独立变桨控制方法 |
| JP2012041931A (ja) * | 2001-09-28 | 2012-03-01 | Aloys Wobben | ウインドパークの運転方法 |
| JP5031119B1 (ja) * | 2011-08-10 | 2012-09-19 | 三菱重工業株式会社 | 風力発電所の制御装置及び風力発電所の制御方法 |
| WO2013058106A1 (ja) * | 2011-10-19 | 2013-04-25 | 三菱重工業株式会社 | 風力発電装置及びその方法並びにプログラム |
| CN103452755A (zh) * | 2013-01-17 | 2013-12-18 | 成都阜特科技股份有限公司 | 一种风力发电机组直流变桨距控制系统的收桨控制方法 |
| CN108518305A (zh) * | 2018-03-27 | 2018-09-11 | 沈阳工业大学自控技术有限公司 | 一种风电机组控制方法和系统 |
| CN109642536A (zh) * | 2016-06-21 | 2019-04-16 | 能源启用解决方案有限公司 | 控制或处理系统和方法 |
-
1992
- 1992-10-05 JP JP4265931A patent/JPH06117353A/ja active Pending
Cited By (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002084797A (ja) * | 2000-09-06 | 2002-03-22 | Sansha Electric Mfg Co Ltd | 風力発電装置 |
| JP2012041931A (ja) * | 2001-09-28 | 2012-03-01 | Aloys Wobben | ウインドパークの運転方法 |
| JP2004052649A (ja) * | 2002-07-19 | 2004-02-19 | Meidensha Corp | 風力発電機の出力電力平滑化制御装置 |
| CN100385111C (zh) * | 2003-09-10 | 2008-04-30 | 三菱重工业株式会社 | 叶片螺距角度控制装置及风力发电装置 |
| US7452185B2 (en) | 2003-09-10 | 2008-11-18 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd | Blade-pitch-angle control device and wind power generator |
| WO2005026537A1 (ja) * | 2003-09-10 | 2005-03-24 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | ブレードピッチ角度制御装置及び風力発電装置 |
| WO2010148933A1 (zh) * | 2009-06-22 | 2010-12-29 | 浙江运达风力发电工程有限公司 | 大型风电机组独立变桨控制方法 |
| JP5031119B1 (ja) * | 2011-08-10 | 2012-09-19 | 三菱重工業株式会社 | 風力発電所の制御装置及び風力発電所の制御方法 |
| US8395272B2 (en) | 2011-08-10 | 2013-03-12 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Wind-power-station control apparatus and wind-power-station control method |
| WO2013058106A1 (ja) * | 2011-10-19 | 2013-04-25 | 三菱重工業株式会社 | 風力発電装置及びその方法並びにプログラム |
| US9279410B2 (en) | 2011-10-19 | 2016-03-08 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Wind turbine generator, method of wind turbine generation, and program of the wind turbine generator |
| CN103452755A (zh) * | 2013-01-17 | 2013-12-18 | 成都阜特科技股份有限公司 | 一种风力发电机组直流变桨距控制系统的收桨控制方法 |
| CN109642536A (zh) * | 2016-06-21 | 2019-04-16 | 能源启用解决方案有限公司 | 控制或处理系统和方法 |
| US11359598B2 (en) | 2016-06-21 | 2022-06-14 | Power Enable Solutions Limited | System and method for determining a target power and/or target torque of an energy conversion device |
| CN108518305A (zh) * | 2018-03-27 | 2018-09-11 | 沈阳工业大学自控技术有限公司 | 一种风电机组控制方法和系统 |
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