JPH0419366A - 風車発電設備用ピツチ制御装置 - Google Patents
風車発電設備用ピツチ制御装置Info
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- JPH0419366A JPH0419366A JP2120071A JP12007190A JPH0419366A JP H0419366 A JPH0419366 A JP H0419366A JP 2120071 A JP2120071 A JP 2120071A JP 12007190 A JP12007190 A JP 12007190A JP H0419366 A JPH0419366 A JP H0419366A
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- Japan
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- signal
- pitch angle
- vane
- blade pitch
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- 238000010248 power generation Methods 0.000 title claims abstract description 14
- 230000009131 signaling function Effects 0.000 claims abstract description 20
- 230000006870 function Effects 0.000 description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
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- 239000004544 spot-on Substances 0.000 description 1
- 238000012876 topography Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
Landscapes
- Wind Motors (AREA)
- Control Of Eletrric Generators (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、風車発電設備用ピッチ制御装置に関するもの
である。
である。
（従来の技術）
風車発電設備では、同期発電機により発電した交流電力
をインバータ（逆変換装置）を使用して一旦直流に変換
した後、連係する系統の周波数を同じ周波数の交流に再
変換して、連係する系統の電力網へ供給する。これをＤ
ＣＩＪランク式と呼んでいる。このＤＣリンク方式の
風力発電設備におイテ、風力エネルギーを有効利用する
ため、タービン速度を可変にする場合、同期発電器の電
圧や周波数が変動し、そのまま商用電源と並列に接続で
きない。従ってインバータにより定電圧・定周波数にな
るように制御している。
をインバータ（逆変換装置）を使用して一旦直流に変換
した後、連係する系統の周波数を同じ周波数の交流に再
変換して、連係する系統の電力網へ供給する。これをＤ
ＣＩＪランク式と呼んでいる。このＤＣリンク方式の
風力発電設備におイテ、風力エネルギーを有効利用する
ため、タービン速度を可変にする場合、同期発電器の電
圧や周波数が変動し、そのまま商用電源と並列に接続で
きない。従ってインバータにより定電圧・定周波数にな
るように制御している。
（発明が解決しようとする課題）
風車発電設備に前記ＡＣリンク方式を採用した場合１回
転数を一定に維持するのに次の回転速度制御装置、即ち
３回転速度の変化により変動する遠心力を利用して、翼
ピッチを制御することにより３回転速度を自動的に調速
するようにした回転速度制御装置を使用する必要があっ
て、設備費を嵩ませるという問題があった。
転数を一定に維持するのに次の回転速度制御装置、即ち
３回転速度の変化により変動する遠心力を利用して、翼
ピッチを制御することにより３回転速度を自動的に調速
するようにした回転速度制御装置を使用する必要があっ
て、設備費を嵩ませるという問題があった。
なおもう１つの発電方式にＡＣリンク方式がある。この
ＡＣリンク方式は７交流電力系統に連係する風力発電設
備において、交流発電機として誘導発電機を使用して、
電力系統に交流出力を送る方式である。誘導発電機は、
風力タービンによりその周期速度以上に駆動され、ター
ビン出力に従ってその滑りが変化して、風速変化による
出力の増減が自動的に行われる。タービンの回転速度は
若干変動するが、略一定速度に近く、風力エネルギーの
有効利用の面では不利になるが、インバータが不要で、
損失の減少、設備費の低減という利点がある。なおピッ
チ制御により回転速度を一定にして、同期発電機を駆動
して、インバータを使用せずに直接交流電力を供給する
方式もＡＣ’Ｊンク方式に含められている。
ＡＣリンク方式は７交流電力系統に連係する風力発電設
備において、交流発電機として誘導発電機を使用して、
電力系統に交流出力を送る方式である。誘導発電機は、
風力タービンによりその周期速度以上に駆動され、ター
ビン出力に従ってその滑りが変化して、風速変化による
出力の増減が自動的に行われる。タービンの回転速度は
若干変動するが、略一定速度に近く、風力エネルギーの
有効利用の面では不利になるが、インバータが不要で、
損失の減少、設備費の低減という利点がある。なおピッ
チ制御により回転速度を一定にして、同期発電機を駆動
して、インバータを使用せずに直接交流電力を供給する
方式もＡＣ’Ｊンク方式に含められている。
本発明は前記の問題点に鑑み提案するものであり、その
目的とする処は２回転速度制御装置を不要にできて、設
備費を低減できるＡＣリンク方式の風車発電設備用ピッ
チ制御装置を提供しようとする点にある。
目的とする処は２回転速度制御装置を不要にできて、設
備費を低減できるＡＣリンク方式の風車発電設備用ピッ
チ制御装置を提供しようとする点にある。
（課題を解決するための手段）
上記の目的を達成するため乙こ１本発明の風車発電設備
用ピッチ制御装置は、Ｒピッチ角度検出器から人力する
翼ピッチ角度信号に基づいて翼ピッチ角度信号補正信号
を演算する翼ピッチ角度補正信号用関数演算器と９発電
機出力検出器から入力する発電機出力信号と上記翼ピッ
チ角度補正信号用関数演算器から入力する翼ピッチ角度
信号補正信号とを加算して風速信号を演算する信号加算
器と、同信号加算器からの風速信号に基づいてピッチ角
度指令信号を演算するピッチ角度指令信号用関数演算器
と、同ピッチ角度指令信号用関数演算器から人力するピ
ッチ角度指令信号と起動停止時のピッチ角度指令信号と
のうち何れか一方を選択してこれを翼ピッチ角度シリン
ダへ出力する低信号選択器とを具えている。
用ピッチ制御装置は、Ｒピッチ角度検出器から人力する
翼ピッチ角度信号に基づいて翼ピッチ角度信号補正信号
を演算する翼ピッチ角度補正信号用関数演算器と９発電
機出力検出器から入力する発電機出力信号と上記翼ピッ
チ角度補正信号用関数演算器から入力する翼ピッチ角度
信号補正信号とを加算して風速信号を演算する信号加算
器と、同信号加算器からの風速信号に基づいてピッチ角
度指令信号を演算するピッチ角度指令信号用関数演算器
と、同ピッチ角度指令信号用関数演算器から人力するピ
ッチ角度指令信号と起動停止時のピッチ角度指令信号と
のうち何れか一方を選択してこれを翼ピッチ角度シリン
ダへ出力する低信号選択器とを具えている。
（作用）
本発明の風車発電設備用ピッチ制御装置は前記のように
構成されており、翼ピッチ角度検出器からの翼ピッチ角
度信号を翼ピッチ角度補正信号用関数演算器に入力して
、ここで翼ピッチ角度信号補正信号を演算し１次いでこ
の翼ピッチ角度信号補正信号と発電機出力検出器の発電
機出力信号とを信号加算器に入力して、ここでこれらの
信号により風速信号を演算し１次いで同信号加算器から
の風速信号をピッチ角度指令信号用関数演算器に入力し
て、ここでこの風速信号によりピッチ角度指令信号を演
算し５次いでこのピッチ角度指令信号を低信号選択器に
入力して、ここでこのピッチ角度指令信号と起動停止時
のピッチ角度指令信号とのうち、何れか一方を選択し、
これを翼ピッチ角度シリンダへ出力して、定格負荷を超
えないように翼のピッチ角度を調整する。
構成されており、翼ピッチ角度検出器からの翼ピッチ角
度信号を翼ピッチ角度補正信号用関数演算器に入力して
、ここで翼ピッチ角度信号補正信号を演算し１次いでこ
の翼ピッチ角度信号補正信号と発電機出力検出器の発電
機出力信号とを信号加算器に入力して、ここでこれらの
信号により風速信号を演算し１次いで同信号加算器から
の風速信号をピッチ角度指令信号用関数演算器に入力し
て、ここでこの風速信号によりピッチ角度指令信号を演
算し５次いでこのピッチ角度指令信号を低信号選択器に
入力して、ここでこのピッチ角度指令信号と起動停止時
のピッチ角度指令信号とのうち、何れか一方を選択し、
これを翼ピッチ角度シリンダへ出力して、定格負荷を超
えないように翼のピッチ角度を調整する。
（実施例）
次に本発明の風車発電設備用ピッチ制御装置を第１図に
示す一実施例により説明すると、（１）が翼ピッチ角度
検出器から入力する翼ピッチ角度信号（ｂ）に基づいて
翼ピッチ角度信号補正信号（ｃ）を演算する翼ピッチ角
度補正信号用関数演算器、（２）が発電機出力検出器か
ら入力する発電機出力信号（ａ） と翼ピッチ角度補正
信号用関数演算器（１）から入力する翼ピッチ角度信号
補正信号（ｃ）とを加算して風速信号（ｄ）を演算する
信号加算器、（３）が信号加算器（２）からの風速信号
（ｃ）に基づいてピンチ角度指令信号（ｅ）を演算する
ピッチ角度指令信号用関数演算器、（４）がピッチ角度
指令信号用関数演算器（３）から入力するピッチ角度指
令信号（ｅ） と起動停止時のピッチ角度指令信号（ｆ
）とを選択して翼ピッチ角度シリンダ（５）へ出力する
低信号選択器である。
示す一実施例により説明すると、（１）が翼ピッチ角度
検出器から入力する翼ピッチ角度信号（ｂ）に基づいて
翼ピッチ角度信号補正信号（ｃ）を演算する翼ピッチ角
度補正信号用関数演算器、（２）が発電機出力検出器か
ら入力する発電機出力信号（ａ） と翼ピッチ角度補正
信号用関数演算器（１）から入力する翼ピッチ角度信号
補正信号（ｃ）とを加算して風速信号（ｄ）を演算する
信号加算器、（３）が信号加算器（２）からの風速信号
（ｃ）に基づいてピンチ角度指令信号（ｅ）を演算する
ピッチ角度指令信号用関数演算器、（４）がピッチ角度
指令信号用関数演算器（３）から入力するピッチ角度指
令信号（ｅ） と起動停止時のピッチ角度指令信号（ｆ
）とを選択して翼ピッチ角度シリンダ（５）へ出力する
低信号選択器である。
次に前記第１図に示す風車発電設備用ピッチ制シ御装置
の作用を具体的に説明する。翼ピッチ角度検出器からの
翼ピッチ角度信号（ｂ）を翼ピッチ角度補正信号用関数
演算器（１）に入力して、ここで翼ピッチ角度信号補正
信号（ｃ）を演算し９次いでこの翼ピッチ角度信号補正
信号（ｃ）と発電機出力検出器の発電機出力信号（ａ）
とを信号加算器（２）に入力して、ここでこれらの信号
（ｃ） （ａ）により風速信号（ｄ）を演算し１次いで
同信号加算器（２）からの風速信号（ｄ）をピッチ角度
指令信号用関数演算器（３）に入力して、ここでこの風
速信号（ｄ）によりピッチ角度指令信号（ｅ）を演算し
５次いでこのピッチ角度指令信号（ｅ）を低信号選択器
（４）に入力して、ここでこのピッチ角度指令信号（ｅ
）と起動停止時のピッチ角度指令信号（ｆ）とのうち。
の作用を具体的に説明する。翼ピッチ角度検出器からの
翼ピッチ角度信号（ｂ）を翼ピッチ角度補正信号用関数
演算器（１）に入力して、ここで翼ピッチ角度信号補正
信号（ｃ）を演算し９次いでこの翼ピッチ角度信号補正
信号（ｃ）と発電機出力検出器の発電機出力信号（ａ）
とを信号加算器（２）に入力して、ここでこれらの信号
（ｃ） （ａ）により風速信号（ｄ）を演算し１次いで
同信号加算器（２）からの風速信号（ｄ）をピッチ角度
指令信号用関数演算器（３）に入力して、ここでこの風
速信号（ｄ）によりピッチ角度指令信号（ｅ）を演算し
５次いでこのピッチ角度指令信号（ｅ）を低信号選択器
（４）に入力して、ここでこのピッチ角度指令信号（ｅ
）と起動停止時のピッチ角度指令信号（ｆ）とのうち。
何れか一方を選択し、これを翼ピッチ角度シリンダ（５
）へ出力して、定格負荷を超えないように翼のピッチ角
度を調整する。
）へ出力して、定格負荷を超えないように翼のピッチ角
度を調整する。
上記作用をさらに具体的に説明する。風車発電設備によ
り発生した電力は、翼ピッチと風速とにより決まる。発
生電力を一定に保つためには、風速が可変の自然エネル
ギーなので、翼ピッチ角度を変更する必要がある。第３
図から定格出力を得るには、風速Ｖｌｌ／ｓ時には、翼
ピッチをＸ 、 ｄｅｇに。
り発生した電力は、翼ピッチと風速とにより決まる。発
生電力を一定に保つためには、風速が可変の自然エネル
ギーなので、翼ピッチ角度を変更する必要がある。第３
図から定格出力を得るには、風速Ｖｌｌ／ｓ時には、翼
ピッチをＸ 、 ｄｅｇに。
また風速Ｖｚｍ／ｓ時には、翼ピッチＸ２ｄｅｇに、制
御することにより、可能になる。従って風速により翼ピ
ッチを制御することにより、定格出力を保ことができる
。このため、正しい風速データが必要になる。しかし一
般の風速計の観測エリアは、スポット的で、風車の風を
受ける面積とは比較にならない程、小さく。また風速計
の設置位置、高低や風車前後の条件１距離等により風車
が受けるエネルギーは相違してくる。また風上の地形に
よっては乱流が発生して、翼の受けるエネルギーが受風
面位置によりバラツクので、風速計のデータは。
御することにより、可能になる。従って風速により翼ピ
ッチを制御することにより、定格出力を保ことができる
。このため、正しい風速データが必要になる。しかし一
般の風速計の観測エリアは、スポット的で、風車の風を
受ける面積とは比較にならない程、小さく。また風速計
の設置位置、高低や風車前後の条件１距離等により風車
が受けるエネルギーは相違してくる。また風上の地形に
よっては乱流が発生して、翼の受けるエネルギーが受風
面位置によりバラツクので、風速計のデータは。
風車が受ける風速として使用することができない。
風車翼全体が捕獲する風力エネルギーを正しく計測する
ために風車を一つの風速計と見做して１発生電力と翼ピ
ッチとから風速を算出する。この風速は、風車翼全体が
捕獲した風力エネルギーの平均値になる。第３図からＹ
、に−時に翼ピッチχ、 ｄｅｇであれば、風速はＶ＋
ｍ／ｓになり、 Ｙ 、ＫＷ時に翼ピッチＸ２ｄｅｇで
あれば、風速はＶ、ｎ＋／ｓになり、風速が算出される
。この関係式は＋ＶＳを風速、に−を発生出力（発電機
出力信号）、ｋを空気密度（風車性能等により決まる定
数）、Ｐｋを翼ピッチ角度による可変定数とすると。
ために風車を一つの風速計と見做して１発生電力と翼ピ
ッチとから風速を算出する。この風速は、風車翼全体が
捕獲した風力エネルギーの平均値になる。第３図からＹ
、に−時に翼ピッチχ、 ｄｅｇであれば、風速はＶ＋
ｍ／ｓになり、 Ｙ 、ＫＷ時に翼ピッチＸ２ｄｅｇで
あれば、風速はＶ、ｎ＋／ｓになり、風速が算出される
。この関係式は＋ＶＳを風速、に−を発生出力（発電機
出力信号）、ｋを空気密度（風車性能等により決まる定
数）、Ｐｋを翼ピッチ角度による可変定数とすると。
Ｖｓ＝ＫＷＸｋ＋Ｐｋ
になる。これを第１，２図に示した。
以上、信号加算器（２）により得られた風速信号（ｄ）
をピッチ角度指令信号用関数演算器（３）に入力して１
ここでこの風速信号（ｄ）によりピッチ角度指令信号
（ｅ）を演算する。また上記ピッチ角度指令信号（ｅ）
を低信号選択器（４）に人力して、ここでこのピッチ角
度指令信号（ｅ）と起動停止時のピッチ角度指令信号（
ｆ） とのうち、何れか一方を選択し、これを翼ピッチ
角度シリンダ（５）へ出力して、定格負荷を超えないよ
うに翼のピッチ角度を調整する。なお起動停止時のピッ
チ角度指令信号（ｆ）は、起動時には、最大出力可能ピ
ッチ角度を出力し、停止時には、フェザーリング時のピ
ッチ角度を出力する。
をピッチ角度指令信号用関数演算器（３）に入力して１
ここでこの風速信号（ｄ）によりピッチ角度指令信号
（ｅ）を演算する。また上記ピッチ角度指令信号（ｅ）
を低信号選択器（４）に人力して、ここでこのピッチ角
度指令信号（ｅ）と起動停止時のピッチ角度指令信号（
ｆ） とのうち、何れか一方を選択し、これを翼ピッチ
角度シリンダ（５）へ出力して、定格負荷を超えないよ
うに翼のピッチ角度を調整する。なお起動停止時のピッ
チ角度指令信号（ｆ）は、起動時には、最大出力可能ピ
ッチ角度を出力し、停止時には、フェザーリング時のピ
ッチ角度を出力する。
（発明の効果）
本発明の風車発電設備用ピッチ制御装置は前記のように
翼ピッチ角度検出器からの翼ピッチ角度信号を翼ピッチ
角度補正信号用関数演算器に入力して、ここで翼ピッチ
角度信号補正信号を演算し。
翼ピッチ角度検出器からの翼ピッチ角度信号を翼ピッチ
角度補正信号用関数演算器に入力して、ここで翼ピッチ
角度信号補正信号を演算し。
次いでこの翼ピッチ角度信号補正信号と発電機出力検出
器の発電機出力信号とを信号加算器に入力して、ここで
これらの信号により風速信号を演算し１次いで同信号加
算器からの風速信号をピッチ角度指令信号用関数演算器
に入力して、ここでこの風速信号によりピッチ角度指令
信号を演算し。
器の発電機出力信号とを信号加算器に入力して、ここで
これらの信号により風速信号を演算し１次いで同信号加
算器からの風速信号をピッチ角度指令信号用関数演算器
に入力して、ここでこの風速信号によりピッチ角度指令
信号を演算し。
次いでこのピッチ角度指令信号を低信号選択器に入力し
て、ここでこのピッチ角度指令信号と起動停止時のピッ
チ角度指令信号とのうち、何れか一方を選択し、これを
翼ピッチ角度シリンダへ出力して、定格負荷を超えない
ように翼のピッチ角度を調整するので１回転速度制御装
置を不要にできて、ＡＣリンク方式の風車発電設備の設
備費を低減できる効果がある。
て、ここでこのピッチ角度指令信号と起動停止時のピッ
チ角度指令信号とのうち、何れか一方を選択し、これを
翼ピッチ角度シリンダへ出力して、定格負荷を超えない
ように翼のピッチ角度を調整するので１回転速度制御装
置を不要にできて、ＡＣリンク方式の風車発電設備の設
備費を低減できる効果がある。
第１図は本発明に係わる風車発電設備用ピッチ制御装置
の一実施例を示す系統図、第２．３図はその作用説明図
である。 （１） ・・・翼ピッチ角度補正信号用関数演算器（
２）・・・信号加算器、（３）・・・ピッチ角度指令信
号用関数演算器、（４）・・・信号選択器、（５）・・
・翼ピッチ角度シリンダ、（ａ）・・・発電機出力信号
、（ｂ）・・・翼ピッチ角度信号、（Ｃ）・・・ピッチ
角度信号補正信号、（ｄ）・・・風速信号、（ｅ）・・
・ピッチ角度指令信号、（ｒ）・・・起動停止時のピッ
チ角度指令信号。
の一実施例を示す系統図、第２．３図はその作用説明図
である。 （１） ・・・翼ピッチ角度補正信号用関数演算器（
２）・・・信号加算器、（３）・・・ピッチ角度指令信
号用関数演算器、（４）・・・信号選択器、（５）・・
・翼ピッチ角度シリンダ、（ａ）・・・発電機出力信号
、（ｂ）・・・翼ピッチ角度信号、（Ｃ）・・・ピッチ
角度信号補正信号、（ｄ）・・・風速信号、（ｅ）・・
・ピッチ角度指令信号、（ｒ）・・・起動停止時のピッ
チ角度指令信号。
Claims (1)
- 翼ピッチ角度検出器から入力する翼ピッチ角度信号に基
づいて翼ピッチ角度信号補正信号を演算する翼ピッチ角
度補正信号用関数演算器と、発電機出力検出器から入力
する発電機出力信号と上記翼ピッチ角度補正信号用関数
演算器から入力する翼ピッチ角度信号補正信号とを加算
して風速信号を演算する信号加算器と、同信号加算器か
らの風速信号に基づいてピッチ角度指令信号を演算する
ピッチ角度指令信号用関数演算器と、同ピッチ角度指令
信号用関数演算器から入力するピッチ角度指令信号と起
動停止時のピッチ角度指令信号とのうち何れか一方を選
択してこれを翼ピッチ角度シリンダへ出力する低信号選
択器とを具えていることを特徴とした風車発電設備用ピ
ッチ制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2120071A JPH0419366A (ja) | 1990-05-11 | 1990-05-11 | 風車発電設備用ピツチ制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2120071A JPH0419366A (ja) | 1990-05-11 | 1990-05-11 | 風車発電設備用ピツチ制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0419366A true JPH0419366A (ja) | 1992-01-23 |
Family
ID=14777179
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2120071A Pending JPH0419366A (ja) | 1990-05-11 | 1990-05-11 | 風車発電設備用ピツチ制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0419366A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AU2003296698B2 (en) * | 2003-01-11 | 2009-09-03 | Senvion Se | Management system for the operation of a wind turbine |
-
1990
- 1990-05-11 JP JP2120071A patent/JPH0419366A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AU2003296698B2 (en) * | 2003-01-11 | 2009-09-03 | Senvion Se | Management system for the operation of a wind turbine |
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