JPH0762470B2 - 可変速度風力タ−ビン発電機の制御方法及び装置 - Google Patents

可変速度風力タ−ビン発電機の制御方法及び装置

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JPH0762470B2
JPH0762470B2 JP61270810A JP27081086A JPH0762470B2 JP H0762470 B2 JPH0762470 B2 JP H0762470B2 JP 61270810 A JP61270810 A JP 61270810A JP 27081086 A JP27081086 A JP 27081086A JP H0762470 B2 JPH0762470 B2 JP H0762470B2
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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は風力タービンに係り、特に風力タービンの運転
効率を向上させる、可変速度風力タービンのトルク制御
に関する。
従来の技術及びその問題点 本発明は本願の優先権主張の基礎出願と同日に出願した
ドーマン他の発明による米国特許出願「可変速度風力タ
ービン」に開示の教示及び特許請求範囲の一部を使用す
る。
米国特許第4,331,881号は風力駆動発電機のための電界
電流制を開示しており、電界電流は風速と羽根先端速度
との関数として調整され、一定の先端速度／風速比が得
られる。
米国特許第4,161,658号は風力タービン制御について開
示しており、そのなかで、応力を最小にするためにブレ
ードピッチ角は風力タービンの加速及び減速の間にオー
プンループ制御により制御され、そして出力時には閉ル
ープ制御により制御されて所望のトルク又は速度が得ら
れる。
従来の可変速度風力タービン発電機の設計思想では以下
の手法が使われている。
１） 所定限界トルクより下の領域における速度比が一
定な（CVR）可変速度動作。かかる動作モードではロー
タ速度は風速に対して直線的に比例する。トルクは風速
の二乗に比例して増加し出力は風速の三乗に比例して増
加する。ピッチ角（可変ピッチプロペラを使用している
場合）あるいはヨー角（固定ピッチプロペラを使用して
いる場合）は一定に保持される。
２） 所定限界トルクを超えた領域におけるCVR可変速
度動作。風速が限界トルクに対応する風速値を超えるよ
うな領域ではトルクが一定に保持され、速度比が一定に
保持され、ロータ速度が風速と共に直線的に変化する。
出力は風速に従って直線的に増加する。トルクを一定に
保持するのに羽根のピッチ角あるいはヨー方向が変化さ
れる。
３） 出力一定動作。限界ロータ速度及び／又は限界出
力に達するとピッチあるいはヨーを制御してロータ速度
及びトルクを一定に保持することにより出力が一定に維
持される。
本発明の目的は可変速度風力タービン発電機の効率を向
上させることにある。即ち、本発明の目的は、風力ター
ビン発電機の風力ロータの先端速度が所定の限界トルク
に対応する速度以上となった場合においても高い出力効
率が得られる方法及びそれを実現する制御装置を提供す
ることである。
問題点を解決するための手段 本発明方法では風速が所定の限界トルク点に対応する値
に達するとそのトルクがそのまま一定に保持される；一
方ロータ速度はその際従来の技術におけるが如き速度比
一定動作を続けた場合よりも大きな割合で増加される。
上記動作はトルクレベルを一定に保ちまたロータ速度を
最適な性能が維持されるように増加させることで得られ
る。その結果、出力は、限界トルクを超えた領域で、従
来の技術における如く速度比一定動作を使用した場合よ
りも大きな割合で増加することが可能である。出力は従
来の技術の場合と同じく、限界速度あるいは限界出力に
達するまで増加し続ける。ただし、このレベルは従来の
技術における場合よりも低い風速で到達される。ロータ
性能の観点から見た場合、本発明では速度比がロータ速
度が限界トルクに相当する点を超えて増加するに伴って
増加される。トルクを一定に制御した状態で最適な出力
比、従って、出力を得るためには限界出力及び／又は限
界回転速度に達するまでの間の全ての速度比においてロ
ータ性能包絡線に沿ってタービンの動作状態を変化させ
ればよい。その際速度比が増加するにつれ出力比は速度
比一定動作の際の動作点である出力比最大点からやや低
下する。
本発明は可変速度風力タービン発電機の新規な設計思想
を開示する。すなわち、タービン発電機限界トルクに対
応する風速よりも大きい風速の領域において、ロータ速
度を速度比一定動作において規定されるよりも大きな割
合だ増加させることによりより多くの出力を回収するこ
とが可能になる。最大の出力はタービンが所定の限界ト
ルク点に維持されている場合に得られる。本願で開示す
る設計思想に基いた風力タービン発電機で年間を通じて
得られるエネルギー出力は従来のものに比べ約５％向上
する。
実施例 本発明のこれらのまた他の目的，特徴及び利点は以下の
図面を参照して行なう最良の実施例の詳細な説明より明
らかとなろう； 第１図は可変速度風力タービン発電機の出力を風速に対
してプロットした図である。風力タービンのギャボック
スによって決まる所定の限界トルクに対応する所定の風
速10より下の領域ではタービンは点A12と点B13を結ぶ点
11の軌跡で示されるように一定速度比（風速に対する羽
根先端周速の比）で動作される。点Ａから点Ｂの間では
トルクは風速の二乗に比例し出力電力は風速の三乗に比
例する。そこで点Ａから点Ｂへ到る領域における点11の
軌跡は発電機電力出力に関して三次関数になっている。
従来の技術の項で説明したように、従来の可変速度風力
タービン発電機の設計思想ではトルクは限界トルクに相
当する風速より風速が大きい領域では一定値に維持され
る（これは本願でも同じである）。また限界トルクに対
応するよりも上の風速の領域では速度比も一定に保持さ
れ、これによりロータ速度は風速に従って直線的に変化
する。このため、従来の技術においては出力は第１図に
おいて点B13から点D15へ到る点14の軌跡で示すように風
速に従って直線的に増大していた。点Ａから点Ｂの間で
は羽根のピッチ角及びヨー方位は一定に維持されるが、
従来のトルク保持方法ではトルク限界を超えて出力を増
大させたい場合点Ｂから点Ｄへの間で羽根のピッチ角あ
るいはヨー方位がわずかに変化される。ロータ速度及び
／又は出力限界に対応する点Ｄにおいて出力は、ピッチ
あるいはヨー方位をより大きく変化させることにより、
すなわちピッチあるいはヨーをより活発に制御すること
によりータ速度及びトルクを一定に保持することで一定
に保持される。点Ｅにおいて風速はカットアウト速度に
達し、ピッチあるいはヨー角が変化されロータが停止さ
れる。
第２図は本発明による可変速度タービンの動作を従来の
ものと対比して示す風力タービンロータの性能図であ
る。第２図は特定のロータについての最大出力対速度比
のプロットを示している。この性能曲線は実際には個々
の種類のタービンロータでその翼弦分布，捩れ分布，厚
さ分布等に応じて大きく変化する。出力比（PR）は実際
の風力タービン出力を風の持っているパワーで割算した
値として定義される。すなわち、この出力比は風力ター
ビンロータが風によって加えられるパワーの中から利用
可能なパワーを取出せる効率をあらわしている。速度比
（VR）はロータの先端速度を風速で割った値をあらわ
す。上記の如く、ロータ性能図は特定の羽根形状のロー
タに対応して定められ、従って個々の種類のロータに応
じて変化する。第２図に示す点20は第１図中の点A12か
ら点B13に到る曲線11に沿った一定速度比での大きさが
一定な最大出力比を与える動作点に対応する。このよう
に、第１図中における曲線11に沿って動作点を動かすこ
とにより、第２図中の点20に対応した最大効率を与える
ようなタービンの動作が可能になる。その際ロータトル
クに対抗して作用する制動トルクが発電機により加えら
れ、この制動トルクの制御によりロータ回転速度の入来
する風速に対する比が一定に維持される。このトルク制
御の結果速度比がロータ性能曲線の頂点に対応する速度
比に固定される。この様子を第２図中点Ａ−B20に概略
的に示す。従来の方法による、トルク限界を超えた領域
でのタービン速度の上昇制御では、動作点は第１図中点
B13から点D15へ向って点14の軌跡に沿って動かされる。
これに対応して第２図では動作点が一定の速度比を保ち
ながら点Ａ−B20から第１図中の点D15に対応する点D24
へ経路22に沿って移動され、これに伴って出力比が低下
する。これに対し、本発明はトルク限界を超えた領域で
は点Ａ−B20から点C28へ最適性能曲線上の経路26に沿っ
て動作点を移動させてやることによりより多くの出力を
引出すことができることを教示する。その際出力比は極
くわずか低下するが、これは従来の技術による動作の際
生じていた出力比の大幅な変化に比べれば極く小さい量
である。
第１図中においては上記の本発明教示は動作点をトルク
限界に対応する点B13から点C33へ点34の軌跡に沿って動
かすことに対応する。一方従来はこのような場合動作点
が点14に沿って動かされていた。かかる動作は発電機に
一定の制動トルクを生じさせてロータ速度が入来する風
速が限界トルクに対応する風速より低い場合に比べて入
来する風速よりもすみやかに増加するように制御するこ
とで得られる。この動作モードによりロータに高い出力
比と一定のトルクを維持させつつ速度比を増加させるこ
とが可能になる。点Ｃで出力限界あるいは速度限界に達
するとロータ速度はそれ以上増加されなくなり、その結
果出力は動作点が点Ｃから点Ｄへ経路35に沿って移動す
る際、またさらに従来の如く点Ｄから点Ｅへ移動する際
にも一定に維持される。その結果、第１図中の斜線を付
した領域BCDは本発明方法によるタービン発電機動作に
より余分に獲得されたエネルギーをあらわす。
第３図は本発明を使用した、可変速度風力タービン発電
機の制御装置を示すブロック図であり、これを以下詳細
に説明する。
風力タービン発電機の前記トルク限界よりも下の領域で
は第３図の制御装置は発電機トルクをトルク制御装置50
により制御するモードで動作する。このトルク限界を超
えるとロータ制御装置42が制御を引継ぎ、ピッチ変化に
よってロータ速度を制御する。従来はトルク限界より上
ではピッチ変化はロータの先端速度を風速に対して一定
に保つように制御されており、その際出力が直線的に増
大されていた。本発明による空力的ロータ制御装置42は
一定角あるいは極くわずかの角度変化を生じるような動
作をなし、出力を最大化する。ロータ速度は第２図の性
能包絡線に従って増大し、ロータの出力比対速度比の関
係が維持される。
ロータ43に入来する風によってロータ軸41上に生じる空
力トルク（ＱシャフトＩ）に対して可変速度トルク制御
発電機40により生じる対抗トルク（QE）が対抗する。軸
41上のロータ回転速度（Ｎロータ）は第２図のロータ特
性曲線に従って変化し、風によってロータ43に供給され
る入力パワーを平衡させる。ギャボックス45が軸41上の
ロータ速度をより大きな発電機速度（NGEN）に変換す
る。この発電機速度（NGEN）は軸49上に設けられた感知
器47によって感知される。この速度変換の結果、軸49に
は発電機40によって対抗されるロータトルクよりも小さ
い大きさのトルク（ＱシャフトII）がギャボックス比に
応じて生じる。
ロータ速度が所定の限界トルクに相当する値よりも低い
領域ではスケジュール（関数発生器）44が発電機が出力
している電力レベルをあらわすライン46上の感知出力電
力信号に応答する。スケジュールはライン48に発電機速
度基準信号を出力し、これをライン48上の発電機速度基
準信号とライン51上の発電機速度信号との差に応答する
動的トルク制御装置50に供給する。この速度差は制御装
置50がライン52に発電機トルク変化コマンド信号を供給
することにより動的に調整される。発電機40はこのトル
クコマンド信号に応答して発電機速度及び出力をスケジ
ュール44に従って収斂させる。このスケジュール44は第
２図に点26の軌跡によって規定されるトルクが一定な領
域を含んでいる。発電機ロータ53により発電機中に生じ
たトルクはタービン軸41に作用するトルクに対抗して作
用し、ロータ速度を風速に対して一定に維持する。
発電機速度比較器55は各時点における発電機速度に応じ
てピッチあるいはヨー角（β）の制御を切換える。その
際発電機速度が最大許容発電機速度よりも小であればス
ケジュール54に従って制御がなされる。また限界トルク
よりも下の領域ではβは一定に保たれ、トルク制御装置
50がスケジュール44に従ってロータ速度を制御する。
限界トルクよりも大きいが最大許容風速よりも小さい風
速領域ではβはロータ速度の関数として最適の出力を維
持するように変化され、またその際スケジュール54に従
ってトルクは一定に保たれる。可変ピッチタービンでは
ライン57へ出力されたスケジュール制御装置54の出力
（βREF）はピッチ角アクチュエータを操作するロータ
制御装置42へ供給され、ライン59によりリンクを作動し
てロータを望ましい位置に動かす。ヨー制御タービンで
はスケジュール54の出力は最適出力に対応して一定値に
留まる。
発電機速度が構造的あるいは性能的観点から定められて
いるシステムの最大限界値に達すると、速度比較器は制
御を速度を一定に維持する角度制御装置56に切換える。
制御装置56は実際の発電機速度を最大速度と比較してロ
ータ速度が一定になるようにピッチあるいはヨー角を指
示する。制御装置56からはβREF信号がライン57へ出力
されロータ制御装置42へ送られてピッチあるいはヨーア
クチュエータを作動させ、これによりロータが所望の一
に動かされる。この際トルクは限界トルク値で一定に保
たれているためこの一定ロータ信号において出力も一定
に保たれる。
このように、第３図に示した回路及び可変速度発電機の
電気的構成要素を含む構成により本発明の実施が可能に
なる。第３図は本発明教示を理解し易くするため様々な
機能ブロック及びスケジュールを用いて示したが、図示
の制御機能はCPUやI/O、またはROM,RAM等を含む信号プ
ロセッサによってデジタル的に実行することも可能であ
る。
例えば第６図は本発明教示を含む、可変速度風力タービ
ンの概略的ブロック系統図である。この風力タービン58
は少なくとも一の羽根62が取付けられたハブ61を一端に
有するタービンロータ軸60を有する。タービンロータ軸
の他端にはギャボックス63の低速度端64が結合されてい
る。また交流発電機65はギャボックスの高速度端67に取
付けられた発電機ロータ軸66を有する。タービンロータ
トルク（QS）によって発電機ロータが駆動される。発電
機は入力タービンロータトルクと対抗するエアギャップ
トルク（QE）を生じる。交流発電機はライン68に周波数
の変化する交流を出力してこれを周波数変換器69に送
る。一方周波数変換器69はこの周波数の変化する交流を
周波数の一定な交流に変換してライン70へ出力し、さら
に電力回線70aへ出力する。
可変速度風力タービン制御装置71はCPU72aと、バス72c
をインターフェースするI/Oユニット72bとを有する信号
プロセッサ72を含んでいる。信号プロセッサはまたROM
ユニット72d及びRAMユニット72e、またその他のハード
ウェア（図示せず）をも含んでいる。信号プロセッサの
I/Oユニットは発電機軸速度に応答する速度感知器74に
より供給されるライン73上の感知発電機速度信号（NG）
に応答する。I/Oユニット72bはまたライン68を介して周
波数変換器へ送られる出力電力の大きさに応じてライン
75に出力電力感知器76から出力される感知出力電力信号
（PE）にも応答する。可変速度風力タービン制御装置71
は信号プロセッサによって最大効率を与える感知出力電
力と発電機速度との関係を規定する関数に基いて発電機
エアギャップトルクのあるべき値を決定する。このレベ
ルが求められると信号プロセッサはI/Oユニット72bを介
して発電機トルクコマンド信号をライン77に出力してこ
れを周波数変換器に供給する。
周波数変換器は例えばサイクロコンバータや直流リンク
で結合された整流器−インバータ対でよい。これらの周
波数変換器はいずれも公知のものであり、詳細な説明は
省略するが、電子変換器では周波数変換器を通って送ら
れる電力の制御に位相制御されたSCRが使われることを
付記しておく。これは位相角及びSCRの導通タイミング
を電力回線中の位相に対して実効及び無効電力を制御す
ることでなされる。このため周波数変換器内部にはトル
クコマンド信号に応じて周波数変換器中に設けられたSC
Rのトリガパルスを出力するトリガ回路（図示せず）が
普通設けられる。周波数変換器及びトリガ回路は公知の
ものであり、詳細な説明は省略する。
ロータ制御装置78は空力トルク制御装置として作用す
る。これはピッチあるいはヨー制御装置として構成され
る。空力トルクコマンド信号は信号プロセッサによって
ライン78aに出力されてロータ制御装置78に送られる。
ロータ制御装置はライン79に機械的出力信号を出力して
空力的トルク制御を行なう。
以上ロータ速度を制御して駆動システムトルクの物理的
限界内においてエネルギーの捕獲量を最大化する方法及
び装置を開示したが、開示した速度制御方法においては
さらに推力の増大に対応したハードウェアの費用の問題
も考慮を要する。
推力増大に対応する費用の問題を考えた場合、適度と出
力との関係の経済的に最適な経路は前記の従来の技術の
項で説明した経路と上記のエネルギー捕獲量を最大化す
る方法で説明した経路との中間に位置するのが見出され
た。従って、実際にはロータ速度が増加して限界トルク
点を超えたような領域ではロータ速度は風速が増大して
いてもロータ推力が一定に保持されるように制御され
る。
第４図よりわかるように、ロータ推力は点B80から点C82
にかけて急速に上昇する。経路84は第１図中における点
34の軌跡に対応する。しかし、この推力の増大はかかる
動作モードで予期される経済的な改善に悪影響を及ぼ
す。上記のＢからＣへ到る経路では推力は非常に急速に
立ち上る。一方、従来の（CVR動作として説明した）動
作ではロータ速度が限界トルク点に達すると推力が急落
する（第１図中の点14の軌跡に対応する点B80から点Ｄ
へ到る経路86に沿って）。さらに、点B80から点F90に到
る経路では推力はトルクを一定に維持したまま一定に保
つことができる。
第５図は特定のロータの可変速度動作経路に沿った推力
比特性をあらわす図である。図示の如く、推力比、従っ
て推力は点Ａ−Ｂの点92から点C94へ経路91に沿って増
大する。この経路が最適出力経路である。さらに点Ａ−
B92あら点D98にかけて経路96に沿って推力比は風速の二
乗よりも急速に降下し、従って推力は風速の増大に伴っ
て減少する。三角形領域Ａ−Ｂ−Ｃ−Ｄ内では別の経路
を、ロータ速度の増加を許容することにより出力が増大
している状態において一定推力及び一定トルクを維持す
るような点の軌跡によって定められるように選択するこ
とが可能である。これを達成するにはタービンロータの
ピッチあるいはヨー角をこれらの点の軌跡を維持するよ
うに制御しなければならない。勿論選択される軌跡は個
々の設置条件によってかなり変化する。
さらに別の方法として、ロータ速度を限界トルクに対応
する速度を超えた領域でタワー設置費用と駆動システム
の費用とを合わせた費用が得らるエネルギー捕獲量に見
合った最適値になるように制御してもよい。
以上、本発明を最良の実施態様について図示し説明した
が、本発明の思想及び要旨内で様々な変形，省略，追加
が可能である。
本発明は可変速度風力タービン発電機の動作をその動作
効率が改善されるように制御する装置及び方法を開示す
る。本発明方法及び装置により風力タービンの限界トル
クよりも低いトルクに対応するロータ速度の領域ではロ
ータの先端速度が風速に対して所定の一定比に維持され
るが、前記限界トルクを超えるような領域では所定の速
度あるいは出力限界に達するまでの間ロータ先端速度は
前記一定速度比によって定められるよりも大きな値に制
御される。この制御はロータの先端速度をロータ限界ト
ルクに達する点よりも大きい速度に制御することでなさ
れ、その結果、風力タービンの性能は性能包絡線に沿っ
た最適な状態に維持される。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明風力タービン発電機の動作経路を含む、
様々な可変速度風力タービン装置の可能な動作経路を示
す出力対風速曲線のグラフ、第２図は第１図に動作経路
を示した可変速度風力タービンの可変速度動作の際のロ
ータ性能図を無次元形式で示すグラフ、第３図は可変速
度発電機の風力タービン発電機制御装置を示す概略的な
ブロック系統図、第４図は推力対風速の関係を示すグラ
フ、第５図は推力対速度比を示すグラフ、第６図は本発
明教示を取り入れた可変速度風力タービンの概略的ブロ
ック図である。 10……所定限界トルクに対応する風速、11,22,26,34,3
5,84,86,91,96……経路、12〜15,20,24,28,33,80,82,8
8,90,92,94,98……動作点、40……発電機トルク制御装
置、41,60……タービンロータ軸、42,78……ロータ制御
装置、43,62……タービンロータ、44,54……スケジュー
ル（関数発生器）、45,63……ギャボックス、46,48,51,
52,57,59,68,70,73,75,77,78a……ライン、47……感知
器、49……発電機軸、50……動的トルク制御装置、53…
…発電機ロータ、55……速度比較器、56……角度制御装
置、58……風力タービン、61……ハブ、64……ギャボッ
クス低速度端、65……発電機、66……発電機ロータ軸、
67……ギャボックス高速度端、69……周波数変換器、70
a……電力回線、71……可変速度風力タービン制御装
置、72……信号プロセッサ、72a……CPU、72b……I/Oユ
ニット、72c……バス、72d……ROM、72e……RAM、74…
…速度感知器、76……出力電力感知器。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭55−29085（ＪＰ，Ａ)

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】可変速度風力タービン発電機の効率を向上
    させる制御方法であって： 該風力タービンのロータの先端の速度が該風力タービン
    の所定の限界トルク値に対応する所定の速度よりも低い
    場合に該ロータ先端速度が風速に対して一定な速度比に
    なるように発電機トルクを制御する段階と； 該ロータ先端速度が該風力タービンの該所定限界トルク
    値に対応した該所定速度よりも大きい場合所定の速度限
    界ないし出力限界に達するまでの間該ロータ先端速度が
    該所定の一定速度比によって定められるよりも大きな速
    度になるように発電機トルクを制御する段階とを含むこ
    とを特徴とする可変速度風力タービン発電機の制御方
    法。
  2. 【請求項２】該発電機トルクを該限界トルク値より上の
    速度領域で制御する段階はトルクが一定に維持されたま
    ま出力電力を増加させる作用をなすことを特徴とする特
    許請求の範囲第１項記載の可変速度風力タービン発電機
    の制御方法。
  3. 【請求項３】該ロータ先端速度が該風力タービンの該所
    定の限界トルク値に対応した該所定速度よりも大きい場
    合に該所定の速度限界ないし出力限界に達するまでの間
    ロータ先端速度を制御すべく発電機トルクを制御する該
    段階は、風速が増大する場合も一定のトルク値を維持す
    べくロータ推力を一定に保持しつつ出力電力を増加させ
    ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の可変速
    度風力タービン発電機の制御方法。
  4. 【請求項４】該ロータ先端速度が該所定の限界トルク値
    に対応する所定の速度よりも大きい場合にロータ先端速
    度を制御する該段階は、得られる出力電力を、タービン
    タワーの費用及び風力タービン駆動システムの費用が、
    得られるエネルギー捕獲量の増加と最も良く見合うよう
    に増加させることを特徴とする特許請求の範囲第１項記
    載の可変速度風力タービン発電機の制御方法。
  5. 【請求項５】可変速度風力タービン発電機を制御して、
    該タービン発電機を限界トルクにおいて作動させ得る以
    上の風速に対する効率を向上させる装置であって： 風力タービンロータ（41）の速度あるいは発電機（40）
    のロータ速度に応じてタービン発電機速度感知信号（N
    GEN）を出力する速度感知器（47）と； 発電機（40）の出力電力に応じて電力感知信号（PE）を
    出力する出力電力感知器と； 該速度感知信号（NGEN）と該電力感知信号（PE）とに応
    じて、所定の限界速度まで最大トルクを維持する方法に
    より発電機（40）の出力を制御するように発電機トルク
    変化コマンド信号を供給する制御装置（44,50）と よりなり； 風力タービン発電機の所定の最大所望速度をあらわす最
    大速度信号（NMAX）を供給する手段と； 前記速度感知信号（NGEN）を前記最大速度信号（NMAX）
    と比較して、前記タービン発電機速度信号が前記最大所
    望速度に等しいかそれより大きいときに速度限界信号を
    供給する比較器（55）と； 前記速度限界信号に応答して作動し、所定の前記限界ト
    ルクが達成される所定のタービン発電機限界速度までタ
    ービン発電機速度対風速比を一定に維持するようにロー
    タ（43）のブレードのブレードピッチまたはヨー角を制
    御し、且つ、タービン発電機速度が前記限界トルクにお
    いて最適出力を達成するようにブレードピッチ又はヨー
    角を前記限界トルク以上に制御するスケジュール制御装
    置（54）と； 前記速度限界信号に応答して作動し、前記限界トルクを
    維持しながら発電機速度を前記最大所望速度に一定に維
    持するようにロータ（43）のブレードのブレードピッチ
    又はヨー角を制御する角度制御装置（56）と を有することを特徴とする可変速度風力タービン発電機
    の制御装置。
  6. 【請求項６】該制御装置（56）は該限界トルク値を超え
    たロータ速度の領域において出力電力を風速の三乗と出
    力比との積として定義される関数に従って増加させるこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第５項記載の可変速度風
    力タービン発電機の制御装置。
  7. 【請求項７】発電気トルク変化コマンド信号に応じてタ
    ービンロータの空力トルクを変化させる空力トルク制御
    装置をさらに含み、一方該制御装置は該速度感知信号に
    応じて空力制御を変化させる空力トルクコマンド信号を
    出力して該限界トルクを超えた領域において風速が増大
    しても一定のトルク値を維持すべくロータ推力を空力的
    に一定に保持しつつ出力電力を増加させることを特徴と
    する特許請求の範囲第５項記載の可変速速風力タービン
    発電機の制御装置。
  8. 【請求項８】該制御装置（56）は、該ロータ先端速度が
    該所定の限界トルク値に対応する所定速度よりも大きい
    領域において、風力タービンタワーの費用と駆動システ
    ムの費用が、得られるエネルギー捕獲量の増加と最も良
    く見合うように出力電力を増加させることを特徴とする
    特許請求の範囲第５項記載の可変速度風力タービン発電
    機の制御装置。
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