JPS5849096A - 風力発電装置 - Google Patents

風力発電装置

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JPS5849096A
JPS5849096A JP56146159A JP14615981A JPS5849096A JP S5849096 A JPS5849096 A JP S5849096A JP 56146159 A JP56146159 A JP 56146159A JP 14615981 A JP14615981 A JP 14615981A JP S5849096 A JPS5849096 A JP S5849096A
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JP
Japan
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generator
rotating speed
wind power
output
rotation speed
Prior art date
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Pending
Application number
JP56146159A
Other languages
English (en)
Inventor
Toshio Tanaka
利雄 田中
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Pending legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/12—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks for adjusting voltage in ac networks by changing a characteristic of the network load
    • H02J3/14—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks for adjusting voltage in ac networks by changing a characteristic of the network load by switching loads on to, or off from, network, e.g. progressively balanced loading
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2310/00—The network for supplying or distributing electric power characterised by its spatial reach or by the load
    • H02J2310/50—The network for supplying or distributing electric power characterised by its spatial reach or by the load for selectively controlling the operation of the loads
    • H02J2310/56—The network for supplying or distributing electric power characterised by its spatial reach or by the load for selectively controlling the operation of the loads characterised by the condition upon which the selective controlling is based
    • H02J2310/58—The condition being electrical
    • 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
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    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B70/00—Technologies for an efficient end-user side electric power management and consumption
    • Y02B70/30—Systems integrating technologies related to power network operation and communication or information technologies for improving the carbon footprint of the management of residential or tertiary loads, i.e. smart grids as climate change mitigation technology in the buildings sector, including also the last stages of power distribution and the control, monitoring or operating management systems at local level
    • Y02B70/3225—Demand response systems, e.g. load shedding, peak shaving
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    • 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
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    • Y04—INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
    • Y04S—SYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
    • Y04S20/00—Management or operation of end-user stationary applications or the last stages of power distribution; Controlling, monitoring or operating thereof
    • Y04S20/20—End-user application control systems
    • Y04S20/222—Demand response systems, e.g. load shedding, peak shaving

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  • Power Engineering (AREA)
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  • 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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明の風力発電装置に係り、特に、ピッチコントロー
ルを有する装置に適用するに好適な風力発電装置に関す
る。
風車羽根に発生した風力により発電機を回す所謂風力発
電装置は近年注目されている。かかる装置において林、
風速が一定でないために風車羽根の角度Ｃピッチ）を変
えながら一定の回転数で回るように調整している。この
ようなピッチコントロールは発電出力にムラを生じさせ
ないためにも重要である。
ところで従来の風力発電装置においては、回転数のコン
トロールをピッチコントロールで行っているために、次
のような欠点がある。
１）　機械的寿命の問題 ２）　　！境悪化時（雪害詩仙）の不動作３）　風速変
化時の追従性 第１図は従来の風力発電装置の概略構成図である。
第１図に示すように風力発電装置は風車１及びギヤ２に
より交流発電機３を駆動し自動電圧調整装置により発電
機電圧一定制御を行い、他方回転数制御は風車羽根の角
度を変化させるピッチコントロールにより行い、しゃ断
器７を介し負荷８に電源を供給している。発電機３の出
力調整は、自動電圧調整装置９により交流励磁機５の界
磁巻線６に流れる電流をコントロールすることにより一
定電圧を得るようにしている。なお、交流励磁機５の出
力は、回転整流器４を介して交流発電機３に供給される
。
かかる装置において、風速と出力の関係は、出力Ｐ＝１
／２ＰＳＶ３で表わされる。
但し、Ｐ：空気密度係数 Ｓ二羽根の受風面積 Ｖ：速度 今、風力発電運転中に前記ピッチコントロール装置が不
動作となった場合（故障等で）出力は風速の三乗に比例
するため第２図（ａ）、（ｂ）に示す如く回転数急上昇
の傾向となり、風車本体破壊等の問題が発生する。又ピ
ッチコントロール制御に於て、機械式ピッチコントロー
ル制御はおのずと制御限界があり、（風速の急激変化と
方向）回転数変動幅が大きくなる。ピッチコントロール
をサーボモータ式等により行う方式もあるがコスト上昇
寿命他の問題もあり適当でない。
このように従来においては、回転数を一定に制御するた
めにピッチコントロールのみに依存した制御を行ってい
たが、ピッチコントロール装置ノ故障（機械的故障）、
環境悪化（雪害）等により不動作となり、或いは風速の
急激な変化等においては、ピッチコントロール装置が追
従せず、回転数を一定にする制御は行えなかった。
本発明の目的は、ピッチコントロールによる回転数制御
をバックアップし最悪条件においても一定回転数で運転
することのできる風力発電装置を提供するにある。
本発明は、発電機の回転数を検出し、この回転数に応し
て発電機の出力側に負荷抵抗器を接続し回転数を一定（
すなわち発電機出力電圧が一定）にするようにしたもの
である。
第３図は本発明の実施例を示す構成図であり、第４図（
ａ）、　（ｂ）、　（Ｃ）、　（ｄ）は本発明の出力特
性、回転数特性、抵抗投入時間、可変抵抗による微調整
特性である。なお、第３図においては、第１図に示した
部材と同一部材であるものには同一符号を付している。
風車１ギヤ２により交流発電機３を駆動し自動電圧調整
装置９により交流励磁機５の界磁巻線６に流れる電流を
コントロールすることにより発電機電圧を一定にしてい
る。
他方回転数制御は機械側で行うピッチコントロールとは
別に、回転数をパイロット発電機１ｏにより検出し負荷
調整装置１１では、予め設定した設定値と比較し設定値
以上のフィードバック信号が発生するとリレ−１４接点
をメイクし固定抵抗１４−１〜１４−ｎを順次投入して
行き、回転数をある幅で運転するよう０Ｎ−ＯＦＦコン
トロールを行う。又可変抵抗器の制御は前記パイロット
発電機１０からのフィードバック信号と基準信号を比較
し負荷調整装置１１内蔵のサンプリングコントロール装
置ニヨリコントロールモータ１２を回転させて可変抵抗
器１３の抵抗値の連続制御を行う。
なお、固定抵抗１４−１〜１４−ｎと可変抵抗１３とを
組合せた理由は、急激な風速変化時は固定抵抗制御にて
行い、可変抵抗にて微調整を行うことによって回転数制
御をある一定目標値以内に保つためである。、Ｑ 以上の制御により第４図（ａ）〜（ｄ）の如き制御特性
が得られる。第４図（Ｃ’ｌの如く固定抵抗を接続し、
また第４図（ｄ）の如くに可変抵抗を調整することによ
り、出力特性は第４図（ａ）の点線特性の如くとなり、
回転数は第４図０））の如くほぼ一定値に収めることが
できる。
このように固定抵抗と連続制御方式の９組み合せにより
ピッチコントロールせず安全で良好な風力発電装置が提
供出来る。
以上より明らかな如く本発明によれば、回転数を一定に
し、安全で良好な風力発電を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は従来の風力発電装置の構成図、第２図（ａ）、
Φ）は従来の出力特性および回転数特性図、第３図は本
発明の実施例の構成図、第４図（ａ）、Φ）。 （Ｃ）、　（ｄ）は本発明における出力特性、貯転数特
性および制御特性図である。 ／ １・・・風車、２・・・ギヤ、３・・・交流発電機、４
・・・回転整流機、５・・・交流励磁機、６・・・界磁
巻線、７・・・しや断器、８・・・負荷、９・・・自動
電圧調整装置、１０・・・パイロット発電機、１１・・
・負荷調整装置、１２・・・コントロールモータ、１３
・・・可変抵抗器。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. １、風車が受けた風力をもってピッチコントロールによ
    り一定回転数に制御しながら発電機を駆動し、所要の発
    電出力を得る風力発電装置において、前記発電機の回転
    数を検出し、その検出回転数に応じて前記発電機の出力
    に所要の抵抗器を接続することを特徴とする風力発電装
    置。
JP56146159A 1981-09-18 1981-09-18 風力発電装置 Pending JPS5849096A (ja)

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JPS5849096A true JPS5849096A (ja) 1983-03-23

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