JP2013066319A - 風力発電システム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】前記冷却システムの冷却能力、または前記コンバータおよび前記インバータを含む電力変換器の冷却状態を検出する冷却能力検出手段と、前記ピッチ角指令値算出手段により算出された前記ピッチ角指令値を補正するピッチ角指令値補正手段とを備え、前記冷却能力検出手段の検出結果に基づいて、前記ピッチ角指令値補正手段が前記ピッチ角指令値を補正し、前記補正されたピッチ角指令値に応じて、前記ブレードのピッチ角を可変制御する指令を行う。
【選択図】 図2
Description
有効電力制御器20001では、上記電力指令値と前記有効電力算出値との偏差を求め、その偏差を零にするようにPI演算を行い、コンバータ21が発電機15に流す有効電流指令値Idrefを算出する。発電機15の誘起電力位相を検出する位相検出器20009は、発電機端子電圧検出値Vgu、Vgv、Vgwを入力とし、誘起電圧の位相推定値θg、およびブレード10の回転角速度推定値ωを算出し、該位相推定値θgは発電機電流制御器20003へ出力する。発電機15から受け取る有効電力算出値Pgおよびブレード10の回転角速度推定値ωは、上位コントローラ1000に出力される。
2 電力系統
3 冷却システム
10 ブレード
11 ハブ
12 ピッチ角調整器
13 シャフト
14 ギア
15 発電機
20 電力変換器
21 コンバータ
21up、21un、21vp、21vn、21wp、21wn、22up、22un、22vp、22vn、22wp、22wn 半導体スイッチング素子
21fil、22fil 高調波フィルタ
22 インバータ
22cdc 平滑コンデンサ
23 電磁接触器
24 電力変換器入気口
25、26 電力ケーブル
30 変圧器
40 熱交換器
41 ポンプ
50 冷却ファン
60 ナセル
70 タワー
80 風
81 風上
82 風下
83 揚力
84 回転面
85 ブレード角
86、87 ピッチ角
100、101 交流電圧センサ
102 直流電圧センサ
103、104 電流センサ
200 温度センサ
201 風速計
300、6002 加算器
1000 上位コントローラ
2000 電力変換器コントローラ
3000 冷却能力検出器
6000 ピッチ角補正器
6001 乗算器
10000 筺体
10001 回転速度指令演算器
10002 回転速度制御器
20001 有効電力制御器
20002 端子電圧制御器
20003 発電機電流制御器
20004 直流電圧制御器
20005 インバータ電流制御器
20006 電力算出器
20007、20008 PWM制御ブロック
20009、20010 位相検出器
Claims (11)
- ピッチ角可変のブレードと機械的に接続された同期発電機から出力される可変周波数の発電電力を直流電力に変換するコンバータと、
前記コンバータの出力する直流電力を平滑化する平滑コンデンサと、
電力系統に電気的に接続され、前記コンバータから前記平滑コンデンサを介して前記直流電力を固定周波数の交流電力に変換し、前記電力系統に出力するインバータと、
前記ブレードのピッチ角の可変制御を行うためのピッチ角指令値を算出し、前記ピッチ角指令値から前記ピッチ角を機械的に調整する指令を行うピッチ角指令値算出手段と、
前記コンバータおよび前記インバータを冷却する冷却システムと、
を有する風力発電システムであって、
前記冷却システムの冷却能力、または前記コンバータおよび前記インバータを含む電力変換器の冷却状態を検出する冷却能力検出手段と、
前記ピッチ角指令値算出手段により算出された前記ピッチ角指令値を補正するピッチ角指令値補正手段とを備え、
前記冷却能力検出手段の検出結果に基づいて、前記ピッチ角指令値補正手段が前記ピッチ角指令値を補正し、前記補正されたピッチ角指令値に応じて、前記ブレードのピッチ角を可変制御する指令を行うことを特徴とする風力発電システム。 - 請求項1に記載の風力発電システムであって、
前記冷却能力検出手段は、
前記風力発電システム内または前記風力発電システム外の温度を検出する温度センサを備え、前記温度センサの検出結果に基づいて、前記電力変換器から前記電力系統に送電することができる電力の低減幅を推定することを特徴とする風力発電システム。 - 請求項2に記載の風力発電システムであって、
前記冷却能力検出手段は、所定の温度を予め設定したデータテーブルをさらに備え、前記温度センサの検出した温度が、前記データテーブルで設定されている温度よりも高くなるにつれて、前記電力の低減幅を単調減少させて推定することを特徴とする風力発電システム。 - 請求項2または3に記載の風力発電システムであって、
前記ピッチ角指令値補正手段は、前記冷却能力検出手段から出力された前記電力の低減幅に基づいて、前記ピッチ角指令値の補正値を求め、前記ピッチ角指令値と前記補正値を加算することで、補正後のピッチ角指令値を出力することを特徴とする風力発電システム。 - 請求項4に記載の風力発電システムであって、
前記ピッチ角指令値から前記ピッチ角を機械的に調整するピッチ角調整手段を備え、前記ピッチ角調整手段は、前記補正後のピッチ角指令値に基づき、前記ブレードのピッチ角を可変制御することを特徴とする風力発電システム。 - 請求項2乃至5の何れかに記載の風力発電システムであって、
前記温度センサは、前記冷却システム内または前記冷却システム外に備えられ、前記冷却システム内または前記冷却システム外の気温を検出することを特徴とする風力発電システム。 - 請求項2乃至5の何れかに記載の風力発電システムであって、
前記温度センサは、
前記電力変換器を収納する筺体内または筺体外に備えられ、前記筺体内または筺体外の気温を検出することを特徴とする風力発電システム。 - 請求項1乃至7の何れかに記載の風力発電システムであって、
前記冷却システムは、前記同期発電機と前記コンバータ間、および前記インバータと前記電力系統間に設けられた高調波フィルタリアクトルをさらに冷却し、前記冷却能力検出手段は、前記冷却システムの前記高調波フィルタリアクトルに対する冷却能力または前記高調波フィルタリアクトルの冷却状態を検出することを特徴とする風力発電システム。 - 請求項1乃至8の何れかに記載の風力発電システムであって、
前記冷却システムは、前記コンバータまたは前記インバータに対し冷却風を用いて熱量を放出させる熱交換器と、前記冷却風を循環させるファンとを備えることを特徴とする風力発電システム。 - 請求項1乃至8の何れかに記載の風力発電システムであって、
前記冷却システムは、前記電力変換器から熱量を受け取った冷却水の熱量を放出させる熱交換器と、冷却水を前記熱交換器と前記電力変換器間に送出するためポンプと、前記ポンプから送出された冷却水を前記熱交換器と前記電力変換器間に配水させるため冷却水配管と、前記冷却水配管から配水された冷却水を前記電力変換器内に循環させる冷却フィン水路とを備えることを特徴とする風力発電システム。 - 請求項10に記載の風力発電システムにおいて、
前記冷却水配管内または前記冷却フィン水路内の冷却水の温度を前記温度センサにより検出することを特徴とする風力発電システム。
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