JP6990021B2 - 風力発電用の風車制御装置 - Google Patents
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- F03D—WIND MOTORS
- F03D7/00—Controlling wind motors
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Description
風車の回転力を変換して電力を生じさせる発電機と、風速を計測する風速センサとを備えた風力発電システムにおいて前記風車を制御する風車制御装置であって、
前記風車の回転を抑制する抑制動作と、前記抑制動作の解除とを行う回転抑制部と、
前記風速センサで計測される風速が第1閾値に達した場合には前記回転抑制部に前記抑制動作を開始させ、前記抑制動作の開始後、前記風速センサで計測される風速が一定時間を超えて第2閾値以下で継続した場合には前記回転抑制部に前記抑制動作を解除させる制御部と、
を有する。
本発明において、回転抑制部は、抑制動作として少なくとも風車の回転を強制的に停止させる停止動作を行う構成であってもよい。制御部は、風速センサで計測される風速が第1閾値に達した場合には回転抑制部に停止動作を行わせ、停止動作の開始後、風速センサで計測される風速が一定時間を超えて第2閾値以下で継続した場合には回転抑制部に停止動作を解除させるように機能してもよい。
本発明を具体化した実施例1について、図面を参照しつつ説明する。
図1、図2には、実施例1に係る風車制御装置2を用いた風力発電システム1を示している。図1の風力発電システム1は、主として、風車100、発電機3、風車制御装置2、バッテリ60、回転速度センサ7、風速センサ9などを備えている。この風力発電システム1は、風車100の回転時に発電機3で電力を発生させ、所望の出力に変換した上でバッテリ60の充電や、外部出力端子62からの出力を行う装置として構成されている。
制御部10は、例えば、所定の運転開始条件を満たす場合(例えば、回転速度センサ7によって検出される風車100の回転速度が所定の発電開始回転速度以上である場合)、図5のような流れで制御を行う。図5の制御が開始された場合、風速センサ9で計測される風速が第1閾値Vth1(安全運転の限界風速)未満となっている間は、ステップS1でNoとなる判断が繰り返され、この期間は、制御部10によって通常の発電制御が行われる。
風車制御装置2は、風速が第1閾値Vth1に達する程度に大きくなった場合に風車100の回転を迅速に抑制することができるため、風車100において過回転が生じにくくなる。一方、抑制動作の開始後、風速センサ9で計測される風速が一定時間を超えて第2閾値Vth2以下で継続した場合に抑制動作を解除することができる。つまり、風速が第2閾値Vth2を超えない状態が一定時間を超えて継続するような安定した状況を確認した上で抑制動作を解除することができる。
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施例に限定されるものではなく、例えば次のような実施例も本発明の技術的範囲に含まれる。
(1)実施例1は、風車100として垂直軸型風車を例示したが、水平軸型風車であってもよい。発電機3の回転子に対して直接又は間接的に駆動力を与え得る風車であれば、公知のあらゆる種類の風車に適用することができる。
(2)実施例1では、図3において機械ブレーキ部22(第2ブレーキ部)の一例を示したが、第2ブレーキ部は、風車100に対して機械的な接触によってブレーキ力を与え得る構成であればよく、回転体に対してブレーキ力を与える機能を備えた公知の様々な機械ブレーキを用いることができる。例えば、特開2011-256723号公報で開示されるような機械式ブレーキを用いてもよい。また、風車100及びこれに連動する部材に対する機械ブレーキ部22の接触部位は、実施例1の被作用部106の位置に限定されない。例えば、機械ブレーキ部22の接触部材(アクチュエータによって駆動される部材)は、風車100と連動する連動部材(例えば、歯車伝動などによって風車100と連動する部材)を被作用部とし、この連動部材(被作用部)に接触部材を接触させつつブレーキ力を生じさせるように第2ブレーキ動作を行う構成であってもよい。
(3)実施例1では、図4において第1電気ブレーキ部21(第1ブレーキ部)の一例を示したが、第1ブレーキ部は、電気的な制御によって発電機の回転にブレーキ力を生じさせ得る構成であれば、公知の様々な電気ブレーキを用いることができる。また、図4の例では、抵抗部R1,R2,R3を用いたが、これらを省略して短絡させるようにしてもよい。
(4)実施例1では、回転抑制部20による抑制動作の一例として、風車100の回転を完全に停止させる停止動作を例示したが、完全に停止せずに非常に遅い速度で回転するような状態で回転を抑制してもよい。
2…風車制御装置
3…発電機
9…風速センサ
10…制御部
20…回転抑制部
100…風車
Claims (2)
- 風車の回転力を変換して電力を生じさせる発電機と、風速を計測する風速センサとを備えた風力発電システムにおいて前記風車を制御する風車制御装置であって、
前記風車の回転を抑制する抑制動作と、前記抑制動作の解除とを行う回転抑制部と、
前記風速センサで計測される風速が第1閾値以上になった場合には前記回転抑制部に前記抑制動作を開始させ、前記抑制動作の開始後、前記風速センサで計測される風速が一定時間を超えて前記第1閾値よりも小さい第2閾値以上でない状態で継続した場合には前記回転抑制部に前記抑制動作を解除させる制御部と、
を有し、
前記回転抑制部は、前記抑制動作として少なくとも前記風車の回転を強制的に停止させる停止動作を行う構成であり、
前記制御部は、前記風速センサで計測される風速が前記第1閾値以上になった場合には前記回転抑制部に前記停止動作を行わせ、前記停止動作の開始後、前記風速センサで計測される風速が前記一定時間を超えて前記第2閾値以上でない状態で継続した場合には前記回転抑制部に前記停止動作を解除させる風車制御装置。 - 前記制御部は、前記抑制動作が開始したことに応じて時間計測を開始し、時間計測中に前記風速センサで計測される風速が前記第2閾値以上である場合に、計測中の時間をリセットして時間計測をやり直す時間計測部を有し、前記抑制動作の開始後、前記時間計測部による計測時間が前記一定時間を超えた場合に前記回転抑制部に対して前記抑制動作を解除させる制御を行う請求項1に記載の風車制御装置。
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