JP2001525658A - 風力発電所 - Google Patents

風力発電所

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JP2001525658A
JP2001525658A JP2000523749A JP2000523749A JP2001525658A JP 2001525658 A JP2001525658 A JP 2001525658A JP 2000523749 A JP2000523749 A JP 2000523749A JP 2000523749 A JP2000523749 A JP 2000523749A JP 2001525658 A JP2001525658 A JP 2001525658A
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generator
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マッツ、レイヨン
グンナー、キランダー
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エービービー エービー
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 風力発電所内の発電機磁気回路が、２〜５０ｋＶ、好ましくは１０ｋＶを超える高供給電圧を直接供給するよう構成される。 【解決手段】 発電機には固体絶縁体が設けられ、その巻線はケーブル（６）を含み、このケーブル（６）は、少なくとも１つの外側および１つの内側半導電層（３４、３３）且つ中間絶縁層（３３）により囲まれる多くの素線（３６）を有する１つ以上の電流導体（３１）を備える。外側半導電層（３４）は、接地電位に設定される。固定子巻線は、相がＹ接続である完全なまたは部分的なスロット巻線で生成される。Ｙ点は、サージ・アレスタにより過電圧から絶縁され保護される。あるいはＹ点は、抑制フィルタを介し接地される。本発明は、また、風力発電所、発電所に含まれる発電機、およびそのような発電所用無段変速システムにも関する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、請求項１の序文に記載された風力発電所に関し、以降で電力ネット
ワークと呼ばれる、配電網や送電網に接続される風力発電所に関する。本発明は
また、上記の目的で意図された電力ステーションにおける高電圧用の発電機に関
する。さらに、本発明は、上記の発電機を有する無段変速システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
風力発電所は、単一のグリッド接続ユニットとすることができるが、通常は、
風力ファームを形成する多くの風力タービンを有する。各風力タービンには、ハ
ブ内に位置する発電機が設けられる。この発電機は、同期形または誘導形であり
うる。今日では、価格がより低く、剛性もより高いため、誘導形発電機がより一
般的である。同期形発電機は、無効電力を生成できるため、誘導形機より有利で
ある。今日、風力タービンの大きさは、多くの商用タービンが５００ｋＷである
のに対し、通常１００〜３０００ｋＷである。傾向としては、発電機の電力およ
び電圧が高くなっている。今日の電圧レベルは、４００Ｖから最大２，３ｋＶで
ある。ほとんどの風力ファームにおいて、各風力タービンに変圧器を設置する必
要がある。この変圧器により、電圧が、通常１０〜３０ｋＶの局所配電電圧に昇
圧される。したがって、該変圧器と発電機が、一体となって発電所を構成する。
個々のユニットは、高電圧ケーブルを有するツリー・ブランチ、またはリング網
で相互に接続されうる。配電網は、単一、または２、３の電力変圧器により、送
電網に接続される。この変圧器により、コストが余分にかかり、また、システム
全体の効率が減少する欠点もある。変圧器は、また、故障、または破壊行為の際
に、変圧器オイル漏れが起こる可能性があるため、火事の危険性も有している。
【０００３】 したがって、かなり高い電圧用発電機を製造することができれば、少なくとも
配電変圧器を排除することが可能である。今日の発電機技術では、１０ｋＶの発
電機製造が可能であり、よって配電変圧器を排除できるが、より一般的６６０Ｖ
機に比べ、はるかにコスト高となってしまう。更に、今日の固定子巻線絶縁技術
は、風力タービン発電機がさらされる温度変化、湿気および塩に敏感である。こ
のことから、今日の配電変圧器の排除技術は、非現実的である。
【０００４】 高圧発電機は、例えば積層コアを備える磁気回路を有する。この積層コアは、
溶接構成の薄鋼板よりなる。通気性および冷却のため、コアは、半径および／ま
たは軸方向の通気ダクトを有するスタックに分割されることが多い。磁気回路の
巻線は、コア内のスロットに配置され、このスロットは、一般に、矩形、または
不平行四辺形の形状の断面を有する。
【０００５】 多相電圧発電機では、巻線が、単一、または二重層とされる。単一層巻線には
、各スロットにつきコイル辺が１つあるだけである。一方、二重層巻線では、各
スロットにつきコイル辺が２つある。「コイル辺」とは、１つ以上の導体を意味
し、導体は、垂直、または水平に組み合わされ、共通のコイル絶縁、すなわち発
電機の定格電圧接地に耐える絶縁が与えられる。
【０００６】 二重層巻線は、一般にダイアモンド形巻線とされ、一方、単一巻線は、ここで
はダイアモンド形、または平らな巻線とされる。ダイアモンド形巻線では、コイ
ル幅は１つ（または２つ）存在する。一方、平らな巻線は、同心巻線、すなわち
コイル幅が大きく変化する巻線とされる。「コイル幅」とは、同じコイルに関す
る２つのコイル辺間における、弧寸法距離を意味する。
【０００７】 通常、大型機は全て、二重層巻線および同じ大きさのコイルで製造される。各
コイルは、片方の層に１辺を有し、他層に他の辺を有し配置される。このことは
、全てのコイルが、コイル端で互いに交差するという意味である。２層以上ある
場合、これらの交差により、巻線作業が複雑になり、コイル端の満足度が低下す
る。
【０００８】 発電機回転用コイルは、３〜２０ｋＶの電圧範囲内で良好な結果が得られるよ
うに製造されると考えられる。
【０００９】 理論的には、より大きな電圧レベルを得る手法が知られている。例えば、米国
特願４４２９２４４、同４１６４６７２、同３７４３８６７に記載されている。
しかし、上記の公報による機械設計では、固定子内における電磁材の最適利用は
図れない。
【００１０】 また、可変タービン速度で作動する風力タービンもある。この動作モードは、
空力効率が最大となるため有利である。無段変速システムでは、異なる極数を有
する２つの発電機、または２速動作用に接続できる巻線を有する発電機が採用さ
れる。無段変速は、また周波数変換器でも得られる。無段変速システムは、発電
機とＤＣリンク間で簡易なダイオード整流器が使用できるため、同期形発電機が
使われるときに簡易化される。２つの最も一般的なインバータ形態は、ライン転
流形と強制転流形である。これら２形態のインバータでは、異なる形態の高調波
が生成され、よって異なるライン・フィルタが必要とされる。ライン転流形イン
バータには、グリッド上で電圧高調波に変換される高調波電流を生成するサイリ
スタが設けられる。これらの高調波を排除するためには、大きなグリッド・フィ
ルタを使う必要がある。別の欠点は、ライン転流形インバータが、無効電力を消
費することである。強制転流形インバータは、自身の３相電圧システムを構築で
き、グリッドに接続されたときに、どの力率を使用して、どの方向に電力を伝達
するかを任意に選択できる。パルス幅変調であるＰＷＭを使用することにより、
低周波数高調波が排除され、第１高調波は、インバータのスイッチング周波数に
近い周波数をもつ。ＰＷＭインバータの最も興味深いバルブは、絶縁ゲート・バ
イポーラ・トランジスタであるＩＧＢＴである。最近のＩＧＢＴバルブでは、５
〜１０ｋＨｚのスイッチング周波数が使用される。今日のＩＧＢＴバルブは、電
圧、電力に限界があるため、単一の６パルス・インバータの処理能力は、１〜２
ｋＶでおよそ１ＭＶＡである。
【００１１】 本発明の目的は、したがって、配電変圧器を省略できるような高電圧用に、風
力発電所で使用可能な発電機を提供することである。この場合、風力発電所とは
、全ての形態の高電圧で、特に、今日上限として考えられる２０ｋＶを超える電
圧で、電力網に直接接続できるように、従来の対応機と比べ、かなり高い電圧用
に意図された発電機が使用できる発電所である。本発明の別の目的は、公知の高
電圧巻線と異なり、塩、湿気および温度変化等に敏感ではない発電機を提供する
ことである。本発明の第３の目的は、配電変圧器を排除する場合、それに代わっ
て結果として生じる高電圧用に無段変速システムを提供することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明の一形態によれば、請求項１に記載する風力発電所が提供される。
【００１３】 定義された他の特徴との組み合わせた固体絶縁を使用することにより、ネット
ワーク電圧が２０ｋＶをかなり超えていても、中間昇圧変圧器を使用することな
く、ネットワークが供給される。更に、この絶縁は、塩、湿気、温度変化に完全
に無感応である。変圧器を排除することで、大きな節約となり、また、 他のいくつかの簡易化と節約が可能となる。
【００１４】 風力発電所は、農地、そして居住地に近く設置されることが多い。従来の風力
発電所では、変圧器を、爆発の危険性、またはオイル漏れによる危険から保護す
る必要がある。各風力タービン・ユニットの基礎部分に、コンクリート製変圧器
ステーションを建設しなければならない場合もある。将来沖合いに設置される場
合、変圧器の修理、メインテナンスが困難になり、コスト高となる。したがって
、変圧器を排除すれば、変圧器ハウジングも排除され、発電機により細いケーブ
ルを使用することも可能となる。更に、無効電圧消費、変圧器の電気損失もなく
なる。変圧器の排除により、また、変圧器と発電機間で従来必要とされた１組の
ブレーカ・ユニットもいらなくなる。
【００１５】 本発明の発電所では、また、異なる電圧レベルとの数種の接続が可能となる。
つまり、本発明は、発電所での補助電力全てに対して使用することができる。各
風力タービンに補助電力を供給する別の方法は、配電網と平行に安価な低電圧ネ
ットワークを設置することである。
【００１６】 本発明の別の形態によれば、請求項２５に記載の発電機が提供される。
【００１７】 各発電所、発電機の特に好適な実施例では、固体絶縁システムが、間隔を置い
た少なくとも２層、例えば、各層が本質的に等電位面を構成する半導電層と、そ
の層間に中間固体絶縁とを備え、該層の少なくとも１層が、固体絶縁とほぼ同じ
熱膨張係数を有する。
【００１８】 本実施例は、固体絶縁として好都合な実施例であり、巻線に関して、その高電
圧ネットワークへの最適な直接接続が可能となり、熱膨張係数の調和により、巻
線での熱移動の際、不良や亀裂等の危険性が排除される。
【００１９】 巻線と絶縁層は、曲げ可能となるよう可とう性を有することは当然である。ま
た、本発明の発電所は、水平、または垂直発電機のどちらか一方を使い建設され
る。
【００２０】 本発明の上記および他の好適な実施例は、従属の請求項に記載するとおりであ
る。
【００２１】 従来の技術と本発明の実施例間の主な本質的相違は、磁気回路を有する発電機
が、ブレーカとアイソレータのみを介し、通常２〜５０ｋＶ付近、好ましくは１
０ｋＶを超える高供給電圧に直接接続されることである。磁気回路は、ねじ付き
ケーブルよりなる少なくとも１本の巻線を有する積層コアを有し、このケーブル
は一つ以上の永久絶縁導体を有し、この導体と絶縁外の両方には半導電層が設け
られ、半導電層の外側は接地電位に接続される。
【００２２】 全ての形態の高電圧電力ネットワークに電気機械を直接接続することにより生
じる問題を解決するため、本発明の発電所における発電機は、上記のように、従
来の技術とは明らかに異なる多くの特徴を有する。他の特徴と実施例は、従属の
請求項に記載するが、以下それらを説明する。
【００２３】 本発明の発電機、よって風力発電所の上述した特徴と他の本質的特性には、以
下の項目が含まれる。
【００２４】 ・ 磁気回路の巻線は、導体とシースの両方に半導電層を持つ永久絶縁導体を１
つ以上有するケーブルから生成される。この形態の一般的導体のいくつかは、Ｘ
ＬＰＥケーブル、ＥＰゴム絶縁付きケーブルがある。ここでは、その目的のため
、これらケーブルは、導体内の素線、外部シースの性格の両方に関し更に発展さ
れている。
【００２５】 ・ 円形横断面を有するケーブルが好ましいが、例えば、よりよい充填密度を得
るため、他の横断面を有するケーブルも使用できる。
【００２６】 ・ このようなケーブルにより、スロットと歯に関して、新しい最適な方法で、
本発明にしたがい積層コアの設計が可能となる。
【００２７】 ・ 巻線は、積層コアの最良利用のためステップ化される絶縁で製造されること
が好ましい。
【００２８】 ・ 巻線は、多層、同心ケーブル巻線として製造されるのが好ましく、これによ
りコイル端交差数が削減される。
【００２９】 ・ スロットは、巻線ケーブルの横断面に適合するようデザインされる。これに
より、スロットは、お互いの外側で軸方向、および／または半径方向に延び、固
定子巻線の層間に延びる開放胴部を有する多くの円筒形開口の形となる。
【００３０】 ・ スロットのデザインは、適当なケーブル横断面、巻線のステップ化絶縁に調
整される。ステップ化絶縁により、半径方向延長にかかわりなく、磁気コアが、
ほぼ一定の歯幅を有することが可能となる。
【００３１】 ・ 前記素線に関する更なる発展は、多くの衝撃層よりなる巻線導体を伴う。す
なわち、電気機械の見地からは、互いに必ずしも正確には転流、非絶縁、および
・または絶縁されない絶縁素線である。
【００３２】 ・ 前記外部シースに関する更なる発展は、導体に沿った適当な場所で、外部シ
ースが切断され、各切断部長が、接地電位に直接接続されることを伴う。
【００３３】 前記形態のケーブルを使用することにより、巻線の外部シース全長を、発電所
の他部と同様に、接地電位に保持することが可能となる。重要な利点として、外
側半導電層外部のコイル端領域内において、電界がゼロに近くなることである。
外部シース上の接地電位では、電界を制御する必要はない。つまり、コア、コイ
ル端領域、またはその間の遷移位置内のどこにおいても、電界集中は全く起こら
ない。
【００３４】 絶縁、および／または非絶縁衝撃層、あるいは転流層の混合は、結果的に漏れ
損失が少なくなる。磁気回路巻線で使われる高電圧用ケーブルは、複数の層を有
する内側コア・導体と、最内側が絶縁層で囲まれる少なくとも２つの半導電層と
を有する。一方、絶縁層は、１０〜４０ｍｍ程度の外径、１０〜２００ｍｍ2程 度の導体面積をを有する外側半導電層により囲まれる。
【００３５】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の風力発電所における、発電機１００（図３参照）の固定子１
と回転子２の一部を示す。固定子１は、従来のように、積層コアを備える。図１
は、１極ピッチに対応する発電機部を示す。最も外側に半径方向に位置するコア
のヨーク部３から、多くの歯４が、回転子２に向けて内側半径方向に伸び、固定
子巻線が配置されるスロットにより分離されている。この固定子巻線を形成する
ケーブル６は、高電圧ケーブルであり、電力配分で使用されるものとほぼ同じ形
態、つまりＸＬＰＥ（架橋ポリエチレン）ケーブルである。相違の１つは、外側
機械保護ＰＶＣ層、通常電力配分を囲む金属スクリーンが排除され、これにより
、本出願のケーブルは、絶縁層の各側に、導体、絶縁層、および少なくとも一つ
の半導電層を有する。ケーブル６は、図１に概略的に示されており、図１には各
ケーブル部またはコイル側の導電中央部のみが図示されている。図示のように、
各スロット５は、広い部分７と狭い部分８とを交互に持つ様々な横断面を有して
いる。広い部分７は、ほぼ円形であり、ケーブル布線、すなわちこれらを形成す
る狭い部分８の間の胴部を囲む。胴部は、各ケーブルの位置を半径方向に固定す
るように作用する。スロット５の横断面は、また半径内側に狭くなっている。こ
れは、ケーブル部の電圧が低いほど、それらの位置が、固定子１の半径内側によ
り近くなるからである。したがって、ここではより薄いケース布線が使用できる
が、一方、半径外側にいくにしたがい、より広いケーブル布線が必要となる。図
示の例では、３種の寸法を有するケーブルが使用され、３種の対応寸法断面５１
、５２、５３を有するスロット５にそれぞれ配置されている。スロット５の更に
外側には、補助電力巻線９が配置されている。
【００３６】 図２は、本発明で使用される高電圧ケーブルの段階的に切り取った端面図であ
る。高電圧ケーブル６は、１つ以上の導体３１を備える。各導体３１は、一般に
円形の横断面を有する中央導電手段を共に形成する、例えば銅製の多くの素線３
６を備える。これらの導体３１は、高電圧ケーブル６の中央に配置され、図示の
実施例では、部分絶縁３５により囲まれている。しかし、導体３１の１つで、こ
の部分絶縁３５を省略することが可能である。本発明の実施例では、導体３１は
、共に第１半導電層３２により囲まれている。この第１半導電層３２の回りには
、固体絶縁層３３、例えば、ＸＬＰＥ絶縁が、配置される。この絶縁層３３も、
第２半導電層３４により囲まれている。したがって、本出願における「高電圧ケ
ーブル」概念では、通常そのような電力配分用ケーブルを囲む形態のどのような
金属スクリーン、または外側ＰＶＣ層も含む必要なない。
【００３７】 上述した形態の磁気回路を有する風力発電所は、図３に示されているが、ここ
では、発電機１００は、シャフト１０１とギアケース１１４を介し、風力タービ
ン１０２により駆動される。発電機１００の固定子１が、前記ケーブル６よりな
る固定子巻線１０を搬送する。ケーブル６は、遮蔽されておらず、ケーブル・ス
プライシング９で遮蔽ケーブル１１に変化する。
【００３８】 図４は、本発明の風力発電所を示す。従来、発電機１００は、励起巻線１１２
と、１本（またはそれ以上）の補助電力巻線１１３とを有する。本発明による発
電所の図示実施例では、発電所１００は、Ｙ接続であり、インピーダンス１０３
を介し中性点接地となっている。図４から、発電機１００は、ケーブル・スプラ
イシング９を介し、遮蔽ケーブル１１（図３も参照）に電気的に接続されること
も分かる。ケーブル・スプライシングを省略し、発電機ケーブルを、風力タービ
ン塔を下方に伸ばすことができる場合もある。ケーブル１１には、従来の変流器
１０４が設けられ、１０５で終了となる。この場所１０５の後、図示実施例の発
電所は、計器用変圧器１０７とサージ・アレスタ１０８を持つ分岐を有する母線
１０６で継続する。しかし、主電気供給は、母線１０６を介して起こり、アイソ
レータ１０９と回路ブレーカ１１１を介し、配電または送電網１１０に直接供給
される。
【００３９】 以上、発電機と、この発電機が含まれる発電所を、実施例を基に例示したが、
当業者であれば分かるように、本発明概念を超えることなく、数種の修正が可能
である。低速発電機を使う場合、ギヤリングを省略することができる。発電機は
、どのようなインピーダンスもなしに直接接地できる。補助巻線は、他構成要素
同様省略することができる。本発明では３相発電所を例に説明したが、相数は、
それ以上でも、以下でもよい。発電機は、整流器、ＤＣリンク、インバータを含
む周波数変換器を介し、グリッドに接続可能である。従来の無段変速システムと
異なり、整流器、インバータのバルブは、高電圧のため、直列接続とする必要が
ある可能性がある。
【００４０】 巻線用電気絶縁システムは、位置押出しとすることが好ましいが、電気絶縁シ
ステムを、膜、または薄板材を緊密に巻いた重複層より構築することも可能であ
る。半導電層、電気絶縁層は、両方ともこの方法で形成することができる。絶縁
システムは、全合成膜製とすることができる。この場合、合成膜は、内外側半導
電層と、またはカーボン・ブラック、金属粒子等の導電性粒子が埋め込まれた、
例えばＰＰ，ＰＥＴ，ＬＤＰＥ，ＨＤＰＥ等の薄膜製部分、半導電層、または前
記部分間の絶縁層、または部分を有する。
【００４１】 重ね概念では、十分薄い膜が、いわゆるパッシェン・ミニマより小さい突合せ
ギャップを有することになるため、液体含浸が必要ではなくなる。乾燥巻多層薄
膜絶縁も、より熱特性を有する。
【００４２】 電気絶縁システムの別の例は、従来のセルロース系ケーブルであり、薄いセル
ロース系、合成紙、または不織材が、導体の回りに重ね巻される。この場合、絶
縁層のどちら側の半導電層であっても、絶縁材ファイバから作成され、導電性粒
子が埋め込まれたセルロース紙、または不織材から作ることができる。絶縁層は
、同じ基板から作ることができ、また別の材も使用できる。
【００４３】 絶縁システムの別の例は、膜とファイバ絶縁材を組合せ積層体、または共重複
体を形成することにより得られる。この絶縁システムの例としては、商用のいわ
ゆる紙プロピロピレン積層体、ＰＰＬＰがあるが、他に膜とファイバ部を組み合
わせたものも数種可能である。これらのシステムでは、鉱物油等、様々な含浸が
使用できる。
【００４４】 本明細書では、「半導電材」は、電気導体よりかなり低い導電率を有するが、
電気絶縁体となるような低い導電率ではない物体を意味する。必須要件ではない
が、半導電材は、１〜１０5オームｃｍ、好ましくは１０〜５００オームｃｍ、 最適には１０〜１００オームｃｍ、通常２０オームｃｍの低効率を有することが
適当である。
【図面の簡単な説明】
以上本発明の実施例を、添付図面を基に例示したが、ここで各図は以下のとお
りである。
【図１】 本発明の風力発電所における発電機の固定子部を示す、軸方向端面略図である
。
【図２】 図１の固定子巻線で使用されるケーブルを示す、部分切取り端面図である。
【図３】 本発明の風力発電所発電機構成を示す、部分断面略図である。
【図４】 本発明の風力発電所の回路図である。
【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書
【提出日】平成１１年１２月１５日（１９９９．１２．１５）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ) ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ， ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，Ｄ Ｋ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ， ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，Ｌ Ｕ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ， ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，Ｕ Ｇ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ Ｆターム(参考） 3H078 AA02 AA26 BB12 BB13 BB14 CC13 CC22 5H604 AA01 BB04 BB09 BB10 BB14 CC01 CC02 CC05 CC13 DA17 PB01 PD07 5H621 BB10 GA01

Claims (26)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 シャフト手段（１０１）を介しタービン（１０２）に接続され、少なくとも１
    本の巻線と回転子を持つ固定子（３）を有する少なくとも１つの高電圧回転発電
    機を備える風力発電所において、 前記少なくとも１本の固定子巻線が、固体絶縁システムを具備し、２〜５０ｋ
    Ｖ、好ましくは１０ｋＶより高い電圧を有する送電または配電網（１１０）に、
    結合素子（１０９）を介し直接接続されることを特徴とする風力発電所。
  2. 【請求項２】 前記または各固定子巻線が、前記固体絶縁システムにより囲まれる１つ以上の
    電流導体（３１）を含む高電圧用ケーブル（６）を備えることを特徴とする請求
    項１に記載の風力発電所。
  3. 【請求項３】 前記固体絶縁システムが、それぞれが本質的に等電位の面を提供しする少なく
    とも２つの間隔を置いて配置される半導電層と、前記半導電層間に配置され、前
    記半導電層の少なくとも１層と本質的に同じ熱膨張係数を有する中間絶縁層とを
    備えることを特徴とする請求項２に記載の風力発電所。
  4. 【請求項４】 最内側半導電層（３２）が、前記導体（３１）とほぼ同じ電位にあることを特
    徴とする請求項３に記載の風力発電所。
  5. 【請求項５】 外側半導電層（３４）が、前記導体（３１）を囲む本質的に等電位の面を形成
    することを特徴とする請求項３または４に記載の風力発電所。
  6. 【請求項６】 前記外側半導電層（３４）が、前もって定められた電位に接続されることを特
    徴とする請求項５に記載の風力発電所。
  7. 【請求項７】 前記前もって定められた電位が、接地電位であることを特徴とする請求項６に
    記載の風力発電所。
  8. 【請求項８】 前記電流導体が、複数の電気絶縁素線と、少なくとも１本の非絶縁素線を備え
    ることを特徴とする請求項３〜７のいずれかに記載の風力発電所。
  9. 【請求項９】 誘電型発電機になるように、前記回転子（２）は短絡巻線を有することを特徴
    とする請求項１〜８のいずれかに記載の風力発電所。
  10. 【請求項１０】 同期型発電機になるように、前記回転子（２）は直流電流が流れる界磁巻線を
    有することを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の風力発電所。
  11. 【請求項１１】 固体絶縁をもつ前記ケーブル（６）は、１０〜２００ｍｍ2の導体面積と、１ ０〜４０ｍｍのケーブル外径を有することを特徴とする請求項２〜１０のいずれ
    かに記載の風力発電所。
  12. 【請求項１２】 前記発電機（１００）は、高電圧で利用され、中間にどのような変圧器も接続
    することなく直接に送電網（１１０）に供給することを特徴とする請求項１〜１
    １のいずれかに記載の風力発電所。
  13. 【請求項１３】 前記発電機（１００）は、インピーダンス（１０３）を介し接地されることを
    特徴とする請求項１２に記載の風力発電所。
  14. 【請求項１４】 前記発電機（１００）は、直接接地されることを特徴とする請求項１２に記載
    の風力発電所。
  15. 【請求項１５】 前記発電機は、様々な電圧レベルの電力を生成することを特徴とする請求項１
    ２に記載の風力発電所。
  16. 【請求項１６】 前記電圧レベルの１つで、補助電力が生成され、前記補助電力が、前記発電機
    （１００）内の別の巻線（１１９；１１３）より生成されることを特徴とする請
    求項１５に記載の風力発電所。
  17. 【請求項１７】 それぞれ個々の昇圧変圧器は所有していないが、発電機に共通のシステム変圧
    器を介し、送電、または配電網に接続される、数種の発電機を備えることを特徴
    とする請求項１〜１６のいずれかに記載の風力発電所。
  18. 【請求項１８】 前記または各発電機の巻線が、自己規制界磁制御されるが、界磁制御用補助手
    段は所有していないことを特徴とする請求項１〜１７のいずれかに記載の風力発
    電所。
  19. 【請求項１９】 前記または各発電機の巻線が、異なる極数、例えばダランダ結合を使用し、多
    重速度操作用に接続されうることを特徴とする請求項１〜１８のいずれかに記載
    の風力発電所。
  20. 【請求項２０】 少なくとも１つの風力タービンに、多重速度操作が可能となるよう、それぞれ
    異なる極数を有する２つ以上の発電機が設置されることを特徴とする請求項１〜
    １９のいずれかに記載の風力発電所。
  21. 【請求項２１】 前記または各発電機は、整流器、ＤＣリンクおよびインバータを備える周波数
    変換器に接続されることを特徴とする請求項１〜２０のいずれかに記載の風力発
    電所。
  22. 【請求項２２】 前記インバータおよび整流器内において、直列接続バルブが使用されることを
    特徴とする請求項２１に記載の風力発電所。
  23. 【請求項２３】 前記インバータが、電流スティッフＤＣリンクでネット転流されることを特徴
    とする請求項２２に記載の風力発電所。
  24. 【請求項２４】 前記インバータが、自己転流された直列接続ＩＧＢＴからなることを特徴とす
    る請求項２２に記載の風力発電所。
  25. 【請求項２５】 風力発電所に含まれ、シャフト手段（１０１）を介しタービン（１０２）に接
    続される高電圧用発電機（１００）において、少なくとも１本の固定子巻線と、
    回転子とを有する固定子を備え、前記少なくとも１本の固定子巻線に、固体絶縁
    が設けられ、各巻線が、結合素子（１０９）を介し、２〜５０ｋＶ、好ましくは
    １０ｋＶより高い電圧を有する送電、または配電網（１１０）に直接接続される
    ことを特徴とする発電機。
  26. 【請求項２６】 請求項２〜２４のいずれかに記載の風力発電所に含まれる発電機に対して定義
    される特性を有することを特徴とする請求項２５に記載の発電機。
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