JP2006148989A - Wind power generation system - Google Patents
Wind power generation system Download PDFInfo
- Publication number
- JP2006148989A JP2006148989A JP2004331392A JP2004331392A JP2006148989A JP 2006148989 A JP2006148989 A JP 2006148989A JP 2004331392 A JP2004331392 A JP 2004331392A JP 2004331392 A JP2004331392 A JP 2004331392A JP 2006148989 A JP2006148989 A JP 2006148989A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- generator
- over
- rotation
- load
- power generation
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
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
Description
この発明は、風力発電システムに関するものであり、特に小型風力発電システムの過回転防止に係るものである。 The present invention relates to a wind power generation system, and particularly relates to prevention of over-rotation of a small wind power generation system.
従来より風力を利用して発電する風力発電装置は、クリーンで省資源な電力供給源として世界各地において建設が進んでおり、我国においても次第に普及しつつある。装置の規模としては、微風から強風までの風力エネルギを利用可能で、その出力は数kW程度の小型のものから数百kWを超える大型のものがある。この内小型装置の用途として、一般電力網の普及してない山中や海辺のキャンプ場や娯楽設備、さらには農場等における照明、動力源等がある。
このような風力発電装置において、風車が受ける風のエネルギは大きく変動し、強風時における風車や発電機が過回転による損傷を防止する対策が一般に施されている。
その1例として、風車軸に固定された発電機に開閉器を介して接離される抵抗器と、発電機の回転数に対応して開閉器を制御する制御器とを備え、発電機の回転数が設定値以上となると、開閉器を介して抵抗器を発電機の内部抵抗に直列に接続するものが示されている(例えば特許文献1参照)。
Conventionally, wind power generators that generate power using wind power have been constructed around the world as a clean and resource-saving power supply source, and are gradually becoming popular in Japan. As the scale of the apparatus, wind energy from light wind to strong wind can be used, and its output ranges from a small one of about several kW to a large one exceeding several hundred kW. Applications of these small devices include lighting and power sources in mountain and seaside campgrounds and recreational facilities, farms, etc. where general power grids are not widespread.
In such a wind turbine generator, the energy of wind received by the windmill fluctuates greatly, and measures are generally taken to prevent damage caused by excessive rotation of the windmill and generator during strong winds.
As an example, a resistor that is connected to and separated from a generator fixed to a wind turbine shaft via a switch and a controller that controls the switch in accordance with the number of rotations of the generator are provided. When the number is equal to or greater than a set value, a resistor is connected in series to the internal resistance of the generator via a switch (see, for example, Patent Document 1).
しかしながら前記特許文献1に示されたものは、発電機の内部回路が外部に引き出されて開閉器を介して抵抗器に接続される構造であるので、発電機構造が特殊かつ複雑となり、コストの上昇、標準化構造の妨げや、また保守が煩雑になるという問題点があった。 However, since the structure disclosed in Patent Document 1 is a structure in which the internal circuit of the generator is drawn to the outside and connected to a resistor through a switch, the generator structure becomes special and complicated, and the cost is low. There have been problems such as an increase, obstruction of the standardized structure, and complicated maintenance.
この発明は前記のような課題を解決する為になされたものであって、発電機の構造を変更することなく、風速の変動に対応して過回転防止負荷を接続可能な構成の風力発電システムを提供することを目的としている。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and is a wind power generation system having a configuration capable of connecting an overspeed prevention load in response to fluctuations in wind speed without changing the structure of the generator. The purpose is to provide.
この発明に係る風力発電システムは、風車と、風車の回転軸に固定された発電機と、発電機が発生する電力を消費する負荷系統と、発電機の負荷を制御する制御部と、発電機の過回転の有無を検出する過回転検出手段と、該過回転検出手段が発電機の過回転を検出した場合に、制御部により発電機に負荷となるよう投入される過回転防止負荷系統とを備えたものである。 A wind power generation system according to the present invention includes a windmill, a generator fixed to a rotating shaft of the windmill, a load system that consumes electric power generated by the generator, a control unit that controls a load of the generator, and a generator An over-rotation detection means for detecting the presence or absence of over-rotation, and an over-rotation prevention load system that is loaded by the control unit to become a load when the over-rotation detection means detects over-rotation of the generator, It is equipped with.
この発明の風力発電システムは、発電機の過回転の有無を検出する過回転検出手段が、発電機の過回転を検出した場合に制御部により発電機に負荷となるよう過回転防止負荷系統が投入されるので発電機の内部構造まで変更することなく、過回転に対応した過回転負荷の投入が行えるので、発電機構造の簡素化、標準化が可能となり、コストの低減、大量生産化、保守手入れの容易化等の優れた効果を奏する。 In the wind power generation system according to the present invention, the over-rotation prevention load system is configured so that the over-rotation detecting means for detecting whether or not the over-rotation of the generator detects the over-rotation of the generator so that the control unit loads the generator. Because it is introduced, it is possible to introduce an over-rotation load corresponding to over-rotation without changing the internal structure of the generator, so the generator structure can be simplified and standardized, reducing costs, mass production, and maintenance. Excellent effects such as easy maintenance.
実施の形態1.
以下、この発明の実施の形態1を図に基づいて説明する。
図1は小型風力発電システム100を示すブロック図である。この小型風力発電システム100は、一般の電力供給網が布設されてない山中や海辺のキャンプ場、離島等において、数kW〜数10kW程度の比較的小容量の発電を無人化運転で行うものである。図1において、風車1の回転軸には発電機11が固定されている。この発電機11に設けられた制御部50には、風車コントローラ2と、ダミーロード3、蓄電池17、コンバータ4、発電機11の回転周波数を検出する周波数検出回路13が設けられている。
前記制御部50の外部には、発電機11の負荷系統60の負荷6が開閉器5を介して設けられ、さらに前記負荷系統60に並列に第1の過回転防止負荷系統70、第2の過回転防止負荷系統80が設けられている。
前記過回転防止負荷系統70、80には、それぞれ開閉器7、8を介し負荷9、10が設けられている。
Embodiment 1 FIG.
Embodiment 1 of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a block diagram showing a small wind
A
The over-rotation
次に動作について説明する。風車1は風力を受けて回転することにより発電機11を駆動し発電させる。発電された電力は風車コントローラ2に供給され、蓄電池17を充電するとともに、コンバータ4を介して負荷系統60内の開閉器5の投入によって負荷6に給電を行う。蓄電池17の容量が満充電となった状態において、蓄電池17の過充電を防止するため、風車コントローラ2の制御によりダミーロード3に余剰電力を消費させる。
一方、風速が強まることで風車1は風速に比例して回転数が上昇し、発電機11の周波数検出回路13が設定された所定の周波数値以上を検出した場合に負荷投入指令信号14を発し、前記負荷系統60に並列に設けられた第1、第2の過回転防止負荷系統70、80内の開閉器7、8を介し、負荷9、10を投入することにより発電機11の負荷を増加させて過回転を抑制し、風車1および発電機11の過速度による損傷を防止している。
Next, the operation will be described. The windmill 1 rotates by receiving wind power to drive the
On the other hand, when the wind speed increases, the rotational speed of the windmill 1 increases in proportion to the wind speed, and the load
なお、前記に示した例では、複数の過回転防止負荷系統を2並列設け、周波数検出回路13に設定された所定の周波数以上となった場合に、第1、第2の過回転防止負荷70、80を同時に投入する例を示したが、これに限らず負荷系統60に並列に設ける過回転防止負荷系統を1並列としてもよく、あるいは3並列以上の複数系統数としてもよい。過回転防止負荷系統が2並列例えば前記図1に示した場合において、周波数検出回路13に設定する所定の周波数を第1の周波数、およびこれより高い異なる第2の所定の周波数とし、風速の増加に伴い、前記第1の周波数以上を検出した場合には、負荷投入指令14によって第1の過回転防止負荷系統70を投入し、さらに風速が増加して第2の所定の周波数以上を検出したとき、負荷投入指令15によって第2の過回転防止負荷系統80を引き続いて投入する。つまり、第1の所定の周波数検出時には第1の過回転防止負荷系統70を、第1より高い第2の所定の周波数を検出時には、引き続き第2の過回転防止負荷系統80を順次投入して風車、発電機の過回転を抑制してもよい。
In the example described above, the first and second
この実施の形態1による風力発電システム100では、制御部50の外部に過回転防止負荷系統を単列あるいは複数系統設けることが可能なシステムとしたので、過回転防止用負荷を接続するために発電機を特殊構造とする必要は全く無く、発電機11の標準化が行え、それに伴う大量生産性、低コスト化、保守手入れの容量化等の可能となる。
さらに、過回転防止負荷系統を複数系統数設けることも可能な構成であるので、風力発電システムの設置場所における一日、あるいは季節による風速の変化に対応した風車、発電機の過回転防止を行うことができるという優れた効果を有する。
またさらに、設置場所の付近環境の変化に伴う初期見積もり時の風速変化に対しても、前記複数の過回転防止負荷系統の増減が容易に行えて柔軟な過回転防止対策が採用可能となる効果もある。
In the wind
Furthermore, since it is possible to provide a plurality of over-rotation prevention load systems, it is possible to prevent over-rotation of wind turbines and generators corresponding to changes in wind speed due to the day or season of the wind power generation system installation location. It has an excellent effect of being able to.
Furthermore, it is possible to easily increase or decrease the plurality of over-rotation prevention load systems and to adopt a flexible over-rotation prevention measure against a change in wind speed at the time of initial estimation accompanying a change in the environment near the installation location. There is also.
実施の形態2.
前記実施の形態1では、発電機11の回転を周波数検出回路13によって検出し負荷投入指令を発信する構成としたが、これに代替して図2に示すように風速検出器18を設け、この風速検出器18に設定された所定の風速値以上になったとき、負荷投入信号を発信し、過回転防止負荷70、80を投入しても、前記と同様の効果を奏する。なお、複数の過回転防止負荷系統が設けられた場合においても、前記実施の形態1と同様に第1、第2の所定の風速値を設定するものである。
In the first embodiment, the rotation of the
実施の形態3.
この実施の形態3では、図3に示すように風車1と発電機11とを固定する風車1の軸に、接手16を設けている。この接手16は風車1の回転数が上昇し、風車軸回転トルクが所定値以上となったとき、機械的にすべりを発生し、スリップすることによって発電機11の過回転防止を行う。なお、この場合風車1自体には回転数上昇を検知し、過回転を防止する過回転防止装置が設けてある。
なおこの場合、実施の形態2と同様の風速検出器18を設け、過回転防止負荷70、80を投入することによる過回転防止策を2重保護としたシステムを採用している。さらには、前記風速検出器18に代替して、実施の形態1と同様に周波数検出回路13を設け、過回転防止負荷70、80を投入するようにしてもよい。また前記風速検出器18、周波数検出回路13および過回転防止負荷系統80、90を設けないシステムも、設置場所の風速の変化程度を勘案して採用してもよい。
In the third embodiment, as shown in FIG. 3, the
In this case, a
このようにこの実施の形態3では、回転軸の回転トルクが所定値以上となった時、風車と発電機との回転数を変えて回転させ、発電機の過回転による損傷を防止できる効果がある。
なお、前記接手16を所定のトルク以上ですべり発生の方式のもので説明したが、このトルク方式に限らず、所定の周波数以上に達した時周波数検出器13からの信号を受けて、あるいは所定の風速以上に達した時、風速検出器18からの信号を受けて風車と発電機の固定解離動作を行う電磁式や油圧式クラッチであってもよく、また、その他の接手であってもよい。
As described above, in the third embodiment, when the rotational torque of the rotating shaft becomes a predetermined value or more, the rotational speed of the windmill and the generator is changed to rotate, and the effect of preventing the damage due to the excessive rotation of the generator can be prevented. is there.
Note that the
この発明の実施の形態1〜3は、小型風力発電システムに適用可能である。 Embodiments 1 to 3 of the present invention are applicable to a small wind power generation system.
1 風車、5,7,8 開閉器、6 負荷、9,10 過回転防止負荷、
11 発電機、13 周波数検出回路、16 接手、18 風速検出器、50 制御部、60 負荷系統、70,80 過回転防止負荷系統、100 小型風力発電システム。
1 windmill, 5, 7, 8 switch, 6 load, 9,10 over-rotation prevention load,
DESCRIPTION OF
Claims (6)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004331392A JP2006148989A (en) | 2004-11-16 | 2004-11-16 | Wind power generation system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004331392A JP2006148989A (en) | 2004-11-16 | 2004-11-16 | Wind power generation system |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2006148989A true JP2006148989A (en) | 2006-06-08 |
Family
ID=36628040
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2004331392A Pending JP2006148989A (en) | 2004-11-16 | 2004-11-16 | Wind power generation system |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2006148989A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2010140247A1 (en) * | 2009-06-05 | 2010-12-09 | 三菱重工業株式会社 | System stabilization device, method, and wind-power generation system |
TWI393320B (en) * | 2009-06-16 | 2013-04-11 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | System stabilization devices, methods, and wind power generation systems |
KR101543525B1 (en) * | 2014-02-19 | 2015-08-11 | 군산대학교산학협력단 | Heating generation system based on wind power |
-
2004
- 2004-11-16 JP JP2004331392A patent/JP2006148989A/en active Pending
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2010140247A1 (en) * | 2009-06-05 | 2010-12-09 | 三菱重工業株式会社 | System stabilization device, method, and wind-power generation system |
CN101981779A (en) * | 2009-06-05 | 2011-02-23 | 三菱重工业株式会社 | System stabilization device, method, and wind-power generation system |
JP5260555B2 (en) * | 2009-06-05 | 2013-08-14 | 三菱重工業株式会社 | System stabilization device, method, and wind power generation system |
TWI393320B (en) * | 2009-06-16 | 2013-04-11 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | System stabilization devices, methods, and wind power generation systems |
KR101543525B1 (en) * | 2014-02-19 | 2015-08-11 | 군산대학교산학협력단 | Heating generation system based on wind power |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP2464860B1 (en) | A variable speed wind turbine, and a method for operating the variable speed wind turbine during a power imbalance event | |
US20080069692A1 (en) | Wind turbine and operating method thereof | |
JP5963424B2 (en) | Method and system for controlling electrical equipment of a wind turbine | |
JP5626563B2 (en) | Power system | |
US8901762B2 (en) | Wind power generating system and method for controlling the same | |
JP2007173790A (en) | Fan system | |
CN110907715A (en) | System and method for monitoring a supercapacitor | |
JP6362844B2 (en) | System and method for use in operating a power generation system | |
JP6574651B2 (en) | Power control device | |
CN101911472B (en) | Apparatus, system and method for electric power supply | |
US10707790B2 (en) | Electric power generation control device for causing a reduction in a torque command, electric power generation control method and program | |
US10215156B2 (en) | Autonomous yaw control for a wind turbine | |
US20160090965A1 (en) | Wind park and method for controlling a wind park | |
JP5325348B1 (en) | Windmill control device and method, and wind power generation system | |
JP2006148989A (en) | Wind power generation system | |
US20190157872A1 (en) | Hybrid power generation system using generator with variable mechanical coupling and methods of operating the same | |
JP5553119B1 (en) | Power supply system and power conversion device | |
US10208732B2 (en) | Intelligent wind turbine generator | |
JP2008035619A (en) | Determination method for individual operation of dispersed power system | |
JP4373409B2 (en) | Power system | |
US20130230395A1 (en) | Blade speed control system and control method thereof | |
JP2008157171A (en) | Wind power generator with wind speed measuring function | |
CN202711444U (en) | Monitoring device of fan running state | |
EP3410556B1 (en) | Control method for protecting generators | |
JP2008005616A (en) | Backup power-supply unit |