JPS6056180A - 風力発電機の制御方法 - Google Patents
風力発電機の制御方法Info
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- JPS6056180A JPS6056180A JP58164459A JP16445983A JPS6056180A JP S6056180 A JPS6056180 A JP S6056180A JP 58164459 A JP58164459 A JP 58164459A JP 16445983 A JP16445983 A JP 16445983A JP S6056180 A JPS6056180 A JP S6056180A
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- Japan
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- thyristor
- turned
- generator
- thyristors
- wind power
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- Pending
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- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 13
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 230000001934 delay Effects 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
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
- F03D7/028—Controlling wind motors the wind motors having rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor controlling wind motor output power
-
- 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
- F03D9/10—Combinations of wind motors with apparatus storing energy
- F03D9/11—Combinations of wind motors with apparatus storing energy storing electrical energy
-
- 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
-
- 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
- Y02E70/00—Other energy conversion or management systems reducing GHG emissions
- Y02E70/30—Systems combining energy storage with energy generation of non-fossil origin
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Mechanical Engineering (AREA)
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- Power Engineering (AREA)
- Wind Motors (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は風の力を受けて回転する風力原動機により発電
機を回転させ、風エネルギーを電気エネルギーに変換す
る風力発電機の制御方法に関するものである。
機を回転させ、風エネルギーを電気エネルギーに変換す
る風力発電機の制御方法に関するものである。
従来例の構成とその問題点
近年、風力原動機の出力エネルギーを効率良く蓄えるこ
とを目的として、さまざまな技術の開発が行なわれてい
るが、実用的には風力発電機の出力を蓄電池に蓄える方
法が最も一般的である。そして、風力発電機の出力を効
率良く利用するために、複数個の蓄電池を備え、それぞ
れの充電および放電を制御し、出力”エネルギーを捨て
ること々〈効率良く蓄える方法が有効である。
とを目的として、さまざまな技術の開発が行なわれてい
るが、実用的には風力発電機の出力を蓄電池に蓄える方
法が最も一般的である。そして、風力発電機の出力を効
率良く利用するために、複数個の蓄電池を備え、それぞ
れの充電および放電を制御し、出力”エネルギーを捨て
ること々〈効率良く蓄える方法が有効である。
以下、図面を参照しながら、上述したような従来の風力
発電機の制御方法について説明を行なう。
発電機の制御方法について説明を行なう。
第１図において、１は風力原動機２により回転され出力
を発生する三相交流発電機、３〜５は三相全波整流回路
のうち蓄電池６．了を充電する回路のサイリスタ、８〜
１ｏは同じく抵抗１１に通電する回路のサイリスタ、１
２〜１４は同じく帰還ダイオード、１５は蓄電池６に流
れる電流をオン・オフ制御するサイリスタ、１６は同じ
く蓄電池７に流れる電流をオン・オフ制御するサイリス
タ、１７はスイッチ１８により選択され蓄電池らまたは
７から電力を供給される負荷、１９〜２１は三相出力母
線、２２と２３は直流母線である。
を発生する三相交流発電機、３〜５は三相全波整流回路
のうち蓄電池６．了を充電する回路のサイリスタ、８〜
１ｏは同じく抵抗１１に通電する回路のサイリスタ、１
２〜１４は同じく帰還ダイオード、１５は蓄電池６に流
れる電流をオン・オフ制御するサイリスタ、１６は同じ
く蓄電池７に流れる電流をオン・オフ制御するサイリス
タ、１７はスイッチ１８により選択され蓄電池らまたは
７から電力を供給される負荷、１９〜２１は三相出力母
線、２２と２３は直流母線である。
また、発電機１と風力原動機２を総称して風力発電機と
云う。ここで、サイリスタ群３〜６をターンオンした場
合蓄電池６，７に発電機１の三相全波出力が供給される
が、サイリスタ１５．１６をオン・オフ制御することに
より、蓄電池６．了のどちらを充電するかが選択される
。また、サイリスタ群８〜１ｏをターンオンした場合抵
抗１１に同じく三相全波出力が供給される。
云う。ここで、サイリスタ群３〜６をターンオンした場
合蓄電池６，７に発電機１の三相全波出力が供給される
が、サイリスタ１５．１６をオン・オフ制御することに
より、蓄電池６．了のどちらを充電するかが選択される
。また、サイリスタ群８〜１ｏをターンオンした場合抵
抗１１に同じく三相全波出力が供給される。
この第１図の回路は、従来サイリスタ１６および１６の
部分を電磁接触器で行っていたものをサイリスタに置き
換えたものである。これは、風力発電機の容量が大きく
なった場合、電磁接触器の接点容量が不足したり、寿命
および信頼性が悪いなどの問題が生じたためである。し
かしながら、サイリスタ１５．１６を従来の電磁接触器
と同様の制御を行なった場合、直流電流のオン・オフ制
御を行なうため、電流が所望の時点でオフできないとい
う新たな問題が生じた。
部分を電磁接触器で行っていたものをサイリスタに置き
換えたものである。これは、風力発電機の容量が大きく
なった場合、電磁接触器の接点容量が不足したり、寿命
および信頼性が悪いなどの問題が生じたためである。し
かしながら、サイリスタ１５．１６を従来の電磁接触器
と同様の制御を行なった場合、直流電流のオン・オフ制
御を行なうため、電流が所望の時点でオフできないとい
う新たな問題が生じた。
上記の問題を以下第２図を参照しながら説明する。
第２図は従来のサイリスタ１５．１６のオン・オフ制御
を示す波形図である。ここでは、風力発電機により蓄電
池ら、７のどちらか１゛組を充電するよう制御するもの
とし、含蓄電池６が充電されている。この時点ｔ０から
蓄電池６が完全充電状態になるなどの理由で蓄電池らの
充電を終了し、蓄電池７を充電するよう切り換える制御
を例として説明している。
を示す波形図である。ここでは、風力発電機により蓄電
池ら、７のどちらか１゛組を充電するよう制御するもの
とし、含蓄電池６が充電されている。この時点ｔ０から
蓄電池６が完全充電状態になるなどの理由で蓄電池らの
充電を終了し、蓄電池７を充電するよう切り換える制御
を例として説明している。
まず、ｔｌの時点でサイリスタ（図中でＳＣＲと云う）
１５および１６０オン・オフを切り換えるためそれぞれ
のゲート信号のオン・オフを切り換えている。しかしな
がら、サイリスタ１６には直流電流工、が流れているた
め、ゲート信号をオフとしても一担電流工、がＯとなら
ない限りターンオフせず、結局サイリスタ１５．１６の
両者がターンオンすることになる。このため、風力発電
機の三相全波整流出力電流を工、サイリスタ１６を流れ
る電流工、とすると、■、および工、の値は蓄電池６，
７の充電状態により変化し一意的には定まらないが、Ｉ
＝ Ｉ、 ＋Ｉ２という関係を満足する電流Ｉ、、Ｉ
２が時点ｔ２まで流れ続けることになる。風力原動機２
は自然風の力で回転しているため必ず出力電流Ｉが０と
なる時点ｔ２が生ずるが、これが時点ｔ１に対し何時間
後になるかは不定である。サイリスタ１５は時点ｔ２で
出力電流工が０となってはじめてターンオフする。そし
て、時点ｔ３ｆ再び風力原動機２が回転を始め出力電流
工が流れ始めると、サイリスタ１６にｌ２−Ｉ−の電流
が流れ、蓄電池７が充電される。
１５および１６０オン・オフを切り換えるためそれぞれ
のゲート信号のオン・オフを切り換えている。しかしな
がら、サイリスタ１６には直流電流工、が流れているた
め、ゲート信号をオフとしても一担電流工、がＯとなら
ない限りターンオフせず、結局サイリスタ１５．１６の
両者がターンオンすることになる。このため、風力発電
機の三相全波整流出力電流を工、サイリスタ１６を流れ
る電流工、とすると、■、および工、の値は蓄電池６，
７の充電状態により変化し一意的には定まらないが、Ｉ
＝ Ｉ、 ＋Ｉ２という関係を満足する電流Ｉ、、Ｉ
２が時点ｔ２まで流れ続けることになる。風力原動機２
は自然風の力で回転しているため必ず出力電流Ｉが０と
なる時点ｔ２が生ずるが、これが時点ｔ１に対し何時間
後になるかは不定である。サイリスタ１５は時点ｔ２で
出力電流工が０となってはじめてターンオフする。そし
て、時点ｔ３ｆ再び風力原動機２が回転を始め出力電流
工が流れ始めると、サイリスタ１６にｌ２−Ｉ−の電流
が流れ、蓄電池７が充電される。
このように、第２図のような制御を行なった場合、所望
の時点でサイリスタ１５．１６をターンオフすることが
できず、蓄電池６，７を過度に充電してしまうなど制御
が不安定になるという欠点を有していた。また、サイリ
スタ１５．１６の部分に、サイリスタを応用した直流ス
イッチやゲートターンオフサイリスタなどを用いる方法
もあるが、回路が複雑になり制御も難しい、またコスト
高となるなどの問題があり、所望の時点でのサイリスタ
１５．１６のターンオフを簡単な制御により実現するこ
とが望まれていた。
の時点でサイリスタ１５．１６をターンオフすることが
できず、蓄電池６，７を過度に充電してしまうなど制御
が不安定になるという欠点を有していた。また、サイリ
スタ１５．１６の部分に、サイリスタを応用した直流ス
イッチやゲートターンオフサイリスタなどを用いる方法
もあるが、回路が複雑になり制御も難しい、またコスト
高となるなどの問題があり、所望の時点でのサイリスタ
１５．１６のターンオフを簡単な制御により実現するこ
とが望まれていた。
発明の目的
本発明は上記従来の欠点に鑑み、蓄電池充電用サイリス
タのターンオフ時、風力発電機の出力を一旦抵抗で消費
させた蓄電池の充電電流を一瞬間０にすることにより、
サイリスタを所望の時点で確実にターンオフさせること
ができる風力発電機の制御方法を提供することを目的と
する。
タのターンオフ時、風力発電機の出力を一旦抵抗で消費
させた蓄電池の充電電流を一瞬間０にすることにより、
サイリスタを所望の時点で確実にターンオフさせること
ができる風力発電機の制御方法を提供することを目的と
する。
発明の構成
本発明の構成は従来例と全く同一でちり、サイリスタに
与えるゲート信号の制御方法を変更するだけで上記目的
を達成するものである。
与えるゲート信号の制御方法を変更するだけで上記目的
を達成するものである。
実施例の説明
以下本発明の一実施例について、図面を参照しながら説
明する。本発明の一実施例における構成は第１図のとお
りであり、従来例と全く同一である。第３図は本発明の
一実施例における風力発電機の制御方法を示す図であり
、従来例に対してサイリスタ群３〜５および８〜１ｏの
ゲート信号制御を追加している。なお、第３図は従来例
と同様に蓄電池６が風力発電機により充電されており、
時点ｔ１ｏで蓄電池６，７の充電を切り換える必要が生
じた場合を例として説明している。
明する。本発明の一実施例における構成は第１図のとお
りであり、従来例と全く同一である。第３図は本発明の
一実施例における風力発電機の制御方法を示す図であり
、従来例に対してサイリスタ群３〜５および８〜１ｏの
ゲート信号制御を追加している。なお、第３図は従来例
と同様に蓄電池６が風力発電機により充電されており、
時点ｔ１ｏで蓄電池６，７の充電を切り換える必要が生
じた場合を例として説明している。
まず、時点ｔ。からｔｌｏ にかけては、サイリスタ１
６がターンオンされ、サイリスタ１６にＩ＝１１ 々る
電流が流れている。時点ｔ１ｏ でサイリスタ１５．１
６の切り換え制御を開始する。
６がターンオンされ、サイリスタ１６にＩ＝１１ 々る
電流が流れている。時点ｔ１ｏ でサイリスタ１５．１
６の切り換え制御を開始する。
時点ｔ１ｏ ではサイリスタ１５のゲート信号をオフと
すると同時に、サイリスタ群３〜５のゲート信号をオフ
とし、サイリスタ群８〜１０のゲート信号をオンとする
。ここで、サイリスタ群３〜５は、蓄電池６，７が充電
される間中ターンオンとなっていたものであるが、発電
機１の出力が三相交流出力のため、サイリスタ３〜５は
ゲート信号がオフとなった時点ｔ１ｏから発電機１の出
力の１周期のうちに必ずターンオフとなる。まだ、サイ
リスタ群８〜１０は、時点ｔ１０ で直ちにターンオン
となる。こうして、時点ｔ１゜から発電機１の出力の１
周期以内に発電機１の出力はすべて抵抗１１で消費され
、蓄電池６，７を充電する電流工が０となるため、サイ
リスタ１５を確実にターンオフさせることができる。
すると同時に、サイリスタ群３〜５のゲート信号をオフ
とし、サイリスタ群８〜１０のゲート信号をオンとする
。ここで、サイリスタ群３〜５は、蓄電池６，７が充電
される間中ターンオンとなっていたものであるが、発電
機１の出力が三相交流出力のため、サイリスタ３〜５は
ゲート信号がオフとなった時点ｔ１ｏから発電機１の出
力の１周期のうちに必ずターンオフとなる。まだ、サイ
リスタ群８〜１０は、時点ｔ１０ で直ちにターンオン
となる。こうして、時点ｔ１゜から発電機１の出力の１
周期以内に発電機１の出力はすべて抵抗１１で消費され
、蓄電池６，７を充電する電流工が０となるため、サイ
リスタ１５を確実にターンオフさせることができる。
続いて、ｔｌｌの時点でサイリスタ１６のゲート信号を
オンとすると同時にサイリスタ群３〜５のゲート信号を
オンとし、サイリスタ群８〜１０のゲート信号をオフと
する。上記と同様にサイリスタ群８〜１０は発電機１の
出力の１周期以内にターンオフし、蓄電池の充電電流が
工となる。時点ｔ１１以降はＩ、−Ｉ となる。時点ｔ
１゜からｔｌｌまでの時間ｔ。ｆｆは制御回路の遅れな
どを考慮して、確実に電流工がＯとなりサイリスタ１５
をターンオフするだめの遅れ時間であり、通常長くとも
２００ミｌＪ秒程度の値であり、抵抗１１で消費される
電力は微々たるものである。
オンとすると同時にサイリスタ群３〜５のゲート信号を
オンとし、サイリスタ群８〜１０のゲート信号をオフと
する。上記と同様にサイリスタ群８〜１０は発電機１の
出力の１周期以内にターンオフし、蓄電池の充電電流が
工となる。時点ｔ１１以降はＩ、−Ｉ となる。時点ｔ
１゜からｔｌｌまでの時間ｔ。ｆｆは制御回路の遅れな
どを考慮して、確実に電流工がＯとなりサイリスタ１５
をターンオフするだめの遅れ時間であり、通常長くとも
２００ミｌＪ秒程度の値であり、抵抗１１で消費される
電力は微々たるものである。
ところで、サイリスタ群３〜５．８〜１０および抵抗１
１ば、従来例の構成でも含まれるが、これは蓄電池６お
よび７の両者が完全充電状態となった場合、蓄電池の保
護のため発電機１の出力を抵抗１１で消費するようサイ
リスタ群３〜６，８〜１０を切り換えるものである。本
実施例でも、このような目的のためにも用いられる回路
であるが、さらに本実施例では、サイリスタ１５．１６
の切り換え制御時にこの回路を利用しサイリスタ１６．
１６を積極的にターンオフできるようにしたものである
。
１ば、従来例の構成でも含まれるが、これは蓄電池６お
よび７の両者が完全充電状態となった場合、蓄電池の保
護のため発電機１の出力を抵抗１１で消費するようサイ
リスタ群３〜６，８〜１０を切り換えるものである。本
実施例でも、このような目的のためにも用いられる回路
であるが、さらに本実施例では、サイリスタ１５．１６
の切り換え制御時にこの回路を利用しサイリスタ１６．
１６を積極的にターンオフできるようにしたものである
。
なお、本実施例では、蓄電池を２組とし両者の切り換え
制御を例としたが、蓄電池が１組でこの充電を中止する
場合でも、また、蓄電池が３組以上する場合でも全く同
様であり、要するに蓄電池充電用のサイリスタをターン
オフする場合にはこの方法が応用できる。
制御を例としたが、蓄電池が１組でこの充電を中止する
場合でも、また、蓄電池が３組以上する場合でも全く同
様であり、要するに蓄電池充電用のサイリスタをターン
オフする場合にはこの方法が応用できる。
また、抵抗１１は発電機１の最大出力を消費できる容量
を有することはもちろんであるが、この抵抗値を選択し
、電力消費時に抵抗の電圧降下が蓄電池電圧より低い値
となるよう構成したならば、サイリスタ群３〜５はダイ
オードと置き換えることも可能である。
を有することはもちろんであるが、この抵抗値を選択し
、電力消費時に抵抗の電圧降下が蓄電池電圧より低い値
となるよう構成したならば、サイリスタ群３〜５はダイ
オードと置き換えることも可能である。
発明の効果
以上のように本発明の制御方法によれば、蓄電池充電用
サイリスタを所望の時点で確実にターンオフすることを
、簡単な回路に簡単な制御を行なうことにより実現でき
、その実用的効果は大なるものがちる。
サイリスタを所望の時点で確実にターンオフすることを
、簡単な回路に簡単な制御を行なうことにより実現でき
、その実用的効果は大なるものがちる。
第１図は、サイリスタを使用した風力発電機の制御装置
の回路図、第２図は従来の制御方法を示す波形図、第３
図は本発明の一実施例を説明する波形図である。 ３〜６，８〜１ｏ・・・・・・三相全波整流用サイリス
タ、１２〜１４・・ 同ダイオード、６，７ ・ 蓄電
池、１１・・・・抵抗、１５．１６ ・・・・蓄電池充
電用サイリスタ。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第
１ 図 第２図
の回路図、第２図は従来の制御方法を示す波形図、第３
図は本発明の一実施例を説明する波形図である。 ３〜６，８〜１ｏ・・・・・・三相全波整流用サイリス
タ、１２〜１４・・ 同ダイオード、６，７ ・ 蓄電
池、１１・・・・抵抗、１５．１６ ・・・・蓄電池充
電用サイリスタ。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第
１ 図 第２図
Claims (1)
- 蓄電池に接続されるサイリスタを用いた三相整流回路と
、抵抗に接続されるサイリスタを用いた三相全波整流回
路と、蓄電池の充電のオン・オフ制御を行うサイリスタ
とから成り、上記サイリスタに与えるゲート信号を切り
換えることにより、直流電流の流れるサイリスタをター
ンオフさせるよう制御する風力発電機の制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58164459A JPS6056180A (ja) | 1983-09-06 | 1983-09-06 | 風力発電機の制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58164459A JPS6056180A (ja) | 1983-09-06 | 1983-09-06 | 風力発電機の制御方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6056180A true JPS6056180A (ja) | 1985-04-01 |
Family
ID=15793572
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58164459A Pending JPS6056180A (ja) | 1983-09-06 | 1983-09-06 | 風力発電機の制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6056180A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5785847A (en) * | 1980-11-15 | 1982-05-28 | Asahi Chem Ind Co Ltd | Polyester resin composition |
-
1983
- 1983-09-06 JP JP58164459A patent/JPS6056180A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5785847A (en) * | 1980-11-15 | 1982-05-28 | Asahi Chem Ind Co Ltd | Polyester resin composition |
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