JPS5895998A - 風力発電機の制御装置 - Google Patents
風力発電機の制御装置Info
- Publication number
- JPS5895998A JPS5895998A JP56192859A JP19285981A JPS5895998A JP S5895998 A JPS5895998 A JP S5895998A JP 56192859 A JP56192859 A JP 56192859A JP 19285981 A JP19285981 A JP 19285981A JP S5895998 A JPS5895998 A JP S5895998A
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- generator
- load
- wind
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- Pending
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-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P9/00—Arrangements for controlling electric generators for the purpose of obtaining a desired output
-
- 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
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- 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】
本発明は風車により駆動される交流発電機の出力周波数
を安定にするようにした風力発電機の制御装置に関する
。 ゛ 近年、風力発電は省エネルギーの観点から注目されてい
る。
を安定にするようにした風力発電機の制御装置に関する
。 ゛ 近年、風力発電は省エネルギーの観点から注目されてい
る。
風力発電において最も問題となるのは風速が大きく変動
することである。風速の変動に対しては風車自体が有し
ている調速装置により風車の回転数を一定にしている。
することである。風速の変動に対しては風車自体が有し
ている調速装置により風車の回転数を一定にしている。
この調速は風車羽根の風向に対する有効面積を変えるこ
とにより行っている。
とにより行っている。
風車の定格回転は常時利用できる風速に定めている。し
かし、突風時や台風時には定格風速の数倍になる。
かし、突風時や台風時には定格風速の数倍になる。
風速が定格風速以上になると調速装置が作用する。しか
し、調速装置は機械的要素が介在するため、応答速度の
遅れがある。このため１発電機からの発生電力の周波数
が変動するのを免れない。
し、調速装置は機械的要素が介在するため、応答速度の
遅れがある。このため１発電機からの発生電力の周波数
が変動するのを免れない。
周波数変動があると、負荷としては電源周波数の影響を
受けない例えば抵抗体を使用した電熱器などに限定され
ることになる。また、風速の急変に対処できず、風車を
破損に至らしめるがどの欠点もある。
受けない例えば抵抗体を使用した電熱器などに限定され
ることになる。また、風速の急変に対処できず、風車を
破損に至らしめるがどの欠点もある。
本発明は上記点に対処して成されたもので、その目的と
するところは風速に拘らず発電機出力周波数を一定にで
きる風力発電機の制御装置を提供することにある。
するところは風速に拘らず発電機出力周波数を一定にで
きる風力発電機の制御装置を提供することにある。
本発明の特徴とするところは風車回転数が上昇した時の
発電力に見合った負荷を接続することにより１発生電力
の周波数を一定ならしめるようにしたことにある。
発電力に見合った負荷を接続することにより１発生電力
の周波数を一定ならしめるようにしたことにある。
本発明の一実施例を第１図に示す。
第１図において、同期発電機２は風車１により駆動子れ
る。発電機２の界磁巻線３は１発電機２と同軸で回転す
る永久磁石式発電機７より励磁される。発電機２の発生
電圧は自動電圧調整器（ＡＶＲ）９により調節される。
る。発電機２の界磁巻線３は１発電機２と同軸で回転す
る永久磁石式発電機７より励磁される。発電機２の発生
電圧は自動電圧調整器（ＡＶＲ）９により調節される。
ＡＶＲ９はサイリスタ１０の位相制御を行い回転式゛励
磁機５の界磁巻線６の電流を調整する。これにより１回
転式励磁機５の出力電圧が変るので、その出方電力をダ
イオード４を介して整流し１発電機用界磁巻線３の電流
を調整する。このような電圧調整はプランレス同期発電
機の励磁制御として良く知られているものである。
磁機５の界磁巻線６の電流を調整する。これにより１回
転式励磁機５の出力電圧が変るので、その出方電力をダ
イオード４を介して整流し１発電機用界磁巻線３の電流
を調整する。このような電圧調整はプランレス同期発電
機の励磁制御として良く知られているものである。
発電機２の出力はしゃ断器１１１負荷の電源側しゃ断器
１２を介した後、サイリスタ１３で直流に変換され蓄電
池１５を充電する。蓄電池１５がら実負荷への接続は図
示を省略している。
１２を介した後、サイリスタ１３で直流に変換され蓄電
池１５を充電する。蓄電池１５がら実負荷への接続は図
示を省略している。
一方、風車の回転速度は、風車１１１発電２と同軸上に
取付けられて゛いる速度発電機８により検出される。負
荷調節器１９け速度発電機８よりの速度信号を受け、第
３図に示す如く、速度発電機８の交流信号を電圧に変換
し、第４図に示すような出力信号を出力する。風車ｌの
回転数がｖ。
取付けられて゛いる速度発電機８により検出される。負
荷調節器１９け速度発電機８よりの速度信号を受け、第
３図に示す如く、速度発電機８の交流信号を電圧に変換
し、第４図に示すような出力信号を出力する。風車ｌの
回転数がｖ。
（本説明に於ては９５％）速度に上昇してくると。
負荷調節接触器２ｏが閉路される。負荷調節接触器２０
が閉路することにより１回転式励磁機５の界磁が励磁さ
れ発電が開始される。この状態に於て発電機２の出力電
圧は、ＡＶＲ９により一定となるように制御される。
が閉路することにより１回転式励磁機５の界磁が励磁さ
れ発電が開始される。この状態に於て発電機２の出力電
圧は、ＡＶＲ９により一定となるように制御される。
風力発電においては第２図に示すごとく、定格風速Ｖ、
と定格発電力ｐ、を定めておいても急激な風速の上昇に
より発電能力も急上昇する。このため、定格負荷をオー
バーし、風車は過速度になり発電電力の周波数も上昇す
る。
と定格発電力ｐ、を定めておいても急激な風速の上昇に
より発電能力も急上昇する。このため、定格負荷をオー
バーし、風車は過速度になり発電電力の周波数も上昇す
る。
この現象を防止するために、しゃ断器１６とダイオード
２６．トランジスタ１７’に介して、抵抗器１８を設け
、速度発電機８よりの風車速度を検知して、抵抗器１８
に電流を流す制御を行なう。
２６．トランジスタ１７’に介して、抵抗器１８を設け
、速度発電機８よりの風車速度を検知して、抵抗器１８
に電流を流す制御を行なう。
この制御方法は、トランジスタ１７により、連続的に負
荷を調節するものであるが、他の方゛法として、しゃ断
器２１を介して、負荷調節接触器２２゜２３を介して、
抵抗器２４．２５に接続するもので、第４図に示すよう
な検出点ｖ３．■、の速度で１段階的に抵抗を増減させ
るものである。−例として、風車１の回転数がｖ３゛（
本説明に於ては１１０％）に上昇すると、負荷調節接触
器２２を閉路し、抵抗器２４を接続する。この状態に於
て再度速度がＶ、に達すると、負荷調節接触器２３を閉
路し、抵抗器２５も接続する。本説明に於ては、抵抗器
２４．２５の２回路で説明したが、この回路数は２個に
限定するものではない。
荷を調節するものであるが、他の方゛法として、しゃ断
器２１を介して、負荷調節接触器２２゜２３を介して、
抵抗器２４．２５に接続するもので、第４図に示すよう
な検出点ｖ３．■、の速度で１段階的に抵抗を増減させ
るものである。−例として、風車１の回転数がｖ３゛（
本説明に於ては１１０％）に上昇すると、負荷調節接触
器２２を閉路し、抵抗器２４を接続する。この状態に於
て再度速度がＶ、に達すると、負荷調節接触器２３を閉
路し、抵抗器２５も接続する。本説明に於ては、抵抗器
２４．２５の２回路で説明したが、この回路数は２個に
限定するものではない。
風力発電機の発生電力と風車の大きさおよび風速との関
係式は次のとうりである。
係式は次のとうりである。
Ｐ侃Ｓ １１ Ｖ３ ・・・・・・・・・ （
１）Ｐ：発生電力 Ｓ：風車別車の風向に対する有効面積 Ｖ：風速 上記の関係式から１発電能力を人為的に制御できるのは
、風車羽根の風向に対する有効面積Ｓである。この有効
面積Ｓは、風車の羽根角度を変える事により可能であり
、風車自体が有する調速装置により行なわれる。しかし
ながら、上記関係式から分かる通シ１発電能力Ｐと風車
の有効面積Ｓとは１次比例の関係であるため、負荷の比
較的小さな変動や、低風速領域での風速の変動に対して
のみ有効に作用する。しかしながら、定格風速で運転中
の突風に対しては１発電機の発電能力が急激に増加する
ことになる。本発明でＦｉ、定格負荷容量を越えると電
気的な負荷を短時間で接続し。
１）Ｐ：発生電力 Ｓ：風車別車の風向に対する有効面積 Ｖ：風速 上記の関係式から１発電能力を人為的に制御できるのは
、風車羽根の風向に対する有効面積Ｓである。この有効
面積Ｓは、風車の羽根角度を変える事により可能であり
、風車自体が有する調速装置により行なわれる。しかし
ながら、上記関係式から分かる通シ１発電能力Ｐと風車
の有効面積Ｓとは１次比例の関係であるため、負荷の比
較的小さな変動や、低風速領域での風速の変動に対して
のみ有効に作用する。しかしながら、定格風速で運転中
の突風に対しては１発電機の発電能力が急激に増加する
ことになる。本発明でＦｉ、定格負荷容量を越えると電
気的な負荷を短時間で接続し。
発電機の負荷増による風車への制動が効果的に作用し１
回転数の変動を押えることができる。
回転数の変動を押えることができる。
以上説明したように１本発明によれば、風車の回転数の
変動に対し、電気的な負荷調節装置により応答の速い風
車の速度調節が可能となり１発電機から発生する電力の
周波数が安定し、更に突風による風車の破損を防止でき
る効果がある。
変動に対し、電気的な負荷調節装置により応答の速い風
車の速度調節が可能となり１発電機から発生する電力の
周波数が安定し、更に突風による風車の破損を防止でき
る効果がある。
なお、上述の実施例では風車（発電機）の速度を速度発
電機で検出しているが１発電機の出力周波数を検出して
も良いのは勿論である。
電機で検出しているが１発電機の出力周波数を検出して
も良いのは勿論である。
第１図は本発明の一実施例を示す回路図、第２図は風速
と発電力の関係特性図、第３図は検出周波数と制御信号
電圧との関係特性図、第４図は信号電圧と制御出力信号
の関係図である。 ｌ・・・風車、２・・・発電機、３・・・発電機用界磁
巻線。 ４・・・ダイオード、５・・・回転式励磁機、６・・・
励磁機用界磁巻線、７・・・永久磁石式発電機、８・・
・速度発電機、１４・・・充電調節器、１５・・・蓄電
池、１６・・・しゃ断器、１７・・・トランジスタ、１
８・・・抵抗器。 θ Ｖに υＮ ４８７− ＄３図 −＋Ｖ
と発電力の関係特性図、第３図は検出周波数と制御信号
電圧との関係特性図、第４図は信号電圧と制御出力信号
の関係図である。 ｌ・・・風車、２・・・発電機、３・・・発電機用界磁
巻線。 ４・・・ダイオード、５・・・回転式励磁機、６・・・
励磁機用界磁巻線、７・・・永久磁石式発電機、８・・
・速度発電機、１４・・・充電調節器、１５・・・蓄電
池、１６・・・しゃ断器、１７・・・トランジスタ、１
８・・・抵抗器。 θ Ｖに υＮ ４８７− ＄３図 −＋Ｖ
Claims (1)
- １、風車により駆動される交流発電機と、該交流発電機
により給電される負荷と、前記交流発電機の速度全検出
する速度検出手段と、前記交流発電機により給電される
速度調整負荷と、前記速度検出手段で検出した発電機速
度に応じて前記速度調整負荷の大きさを制御する負荷調
整手段とを具備し、該負荷調整手段は発電機速度が所定
値以上になると前記速度調整負荷を増加させ前記発電機
速度が規定値となるようにしたことｆ：特徴とする風力
発電機の制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56192859A JPS5895998A (ja) | 1981-12-02 | 1981-12-02 | 風力発電機の制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56192859A JPS5895998A (ja) | 1981-12-02 | 1981-12-02 | 風力発電機の制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5895998A true JPS5895998A (ja) | 1983-06-07 |
Family
ID=16298153
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56192859A Pending JPS5895998A (ja) | 1981-12-02 | 1981-12-02 | 風力発電機の制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5895998A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS634378U (ja) * | 1986-06-26 | 1988-01-12 | ||
| JP2003090281A (ja) * | 2001-09-17 | 2003-03-28 | Furukawa Co Ltd | 風力発電機の電気ブレーキ |
| US6891281B2 (en) | 2000-05-11 | 2005-05-10 | Aloys Wobben | Method for operating a wind power station and wind power station |
| JP2009531011A (ja) * | 2006-03-17 | 2009-08-27 | インヘテアム エネルヒイ ソシエダー アニノマ | 励磁機及び系統に接続されていない電力変換器を有する可変速風力タービン |
| JP2010207037A (ja) * | 2009-03-05 | 2010-09-16 | Ihi Corp | 過速度防止方法及び装置 |
| JP2011041391A (ja) * | 2009-08-10 | 2011-02-24 | Tdk Corp | スイッチング電源装置、発電機および電力供給装置 |
| JP2013506397A (ja) * | 2009-09-29 | 2013-02-21 | オープンハイドロ アイピー リミテッド | 電力変換システムおよび方法 |
| JP2013040617A (ja) * | 2012-11-28 | 2013-02-28 | Estir:Kk | スターリングエンジンの制御装置 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56107797A (en) * | 1980-01-25 | 1981-08-26 | Mitsubishi Electric Corp | Controlling device for windmill operation |
-
1981
- 1981-12-02 JP JP56192859A patent/JPS5895998A/ja active Pending
Patent Citations (1)
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| JP2009531011A (ja) * | 2006-03-17 | 2009-08-27 | インヘテアム エネルヒイ ソシエダー アニノマ | 励磁機及び系統に接続されていない電力変換器を有する可変速風力タービン |
| JP2009531012A (ja) * | 2006-03-17 | 2009-08-27 | インヘテアム エネルヒイ ソシエダー アニノマ | 励磁機及び系統に接続されていない電力変換器を有する可変速風力タービンの発電ブレーキ（ｄｙｎａｍｉｃｅｌｅｃｔｒｉｃｂｒａｋｅ） |
| JP2009533011A (ja) * | 2006-03-17 | 2009-09-10 | インヘテアム エネルヒイ ソシエダー アニノマ | 可変速風力タービンの高圧直流リンク送電システム |
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| JP2013040617A (ja) * | 2012-11-28 | 2013-02-28 | Estir:Kk | スターリングエンジンの制御装置 |
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