JP2008025433A - 風力発電装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】風力を利用した風力発電装置において、風車を自然風で回転したのと同様の景観を保ちつつ、容易に回転補助駆動制御が可能な風力発電装置が望まれている。
【解決手段】風力発電装置は、風車1で風を受け発電する三相発電機2と、発電した電力を貯蔵する発電電力貯蔵手段3と、低風速時に風車1が回転するように発電電力貯蔵手段3に貯蔵した電力を放電制御して風車1の回転を補助駆動する回転補助駆動制御手段4を備え、回転補助駆動制御手段4は風車1が回転していない状態の際に、印加する電圧の振幅を上げつつ、電圧印加時間幅を段階的に増加させ、あるいは規定回転数に到達した際に時間幅を保持、あるいは風力により風車1が自力で回転可能な状態となった際に印加する電圧の振幅を保持あるいは下げるようにする構成としたものである。
【選択図】図1
【解決手段】風力発電装置は、風車1で風を受け発電する三相発電機2と、発電した電力を貯蔵する発電電力貯蔵手段3と、低風速時に風車1が回転するように発電電力貯蔵手段3に貯蔵した電力を放電制御して風車1の回転を補助駆動する回転補助駆動制御手段4を備え、回転補助駆動制御手段4は風車1が回転していない状態の際に、印加する電圧の振幅を上げつつ、電圧印加時間幅を段階的に増加させ、あるいは規定回転数に到達した際に時間幅を保持、あるいは風力により風車1が自力で回転可能な状態となった際に印加する電圧の振幅を保持あるいは下げるようにする構成としたものである。
【選択図】図1
Description
本発明は、風力を利用した発電装置に関する。
従来、この種の風力発電装置は、力行運転あるいは回生運転を行ない、発電あるいはモータとして回転させるためのコンバータとインバータを利用したものが知られている(例えば特許文献1参照)。
図9に示すように、風力発電装置は、風車5により駆動させる発電機6をコンバータ7及びインバータ8により構成した発電制御装置9を介して電力系統に接続している。この中で、風速判別器10及び回転数判別器11により風速は発電可能風速であるが、ロータ回転数Nがロータ停止回転数NO≦N≦発電開始回転数NPであると判別されると、出力調整回路12内の出力電流特性と電流検出器CT1で検出されたコンバータ7の出力電流及びロータ回転数Nとに基づいてコンバータ7の出力電流を制御して発電機6の力行運転が開始され、ロータ回転数Nが発電開始回転数NPに上昇すると、発電機6を回生運転に切り換えて発電を開始するように制御している。さらに、発電可能風速においても風車5が起動しない時は、力行運転により強制的にロータを回転させて確実に発電させるように構成されている。
この構成において、低風速時(風車が回転を始動する風速以下)の場合であっても、コンバータ7からインバータ8を通して力行運転することで、ロータの回転数に応じて発電機6すなわち風車5を回転駆動するための電力を供給して、回転起動を行なっている。
本構成において、低風速時の補助駆動を行ない、低風速時の発電の促進を図っている。
特開平8−322298号公報
このような発電装置では、低風速時(風車が回転を始動する風速以下、例えば風速2.5m/s以下の時)に回転補助装置は、インバータ電圧を制御する必要性があり、複雑な演算ロジックが必要となる。また、インバータ電圧を制御しない場合、回転補助装置は急激に電力供給を行なうこととなり、風車が不自然な回転始動を行なうこととなる。その結果、実際の風況に合った制御が困難であり、景観上も良くない補助駆動制御となる可能性があった。また、補助駆動制御を停止して自立回転に切り換わる際にも、風車の回転が失速する可能性があり、滑らかな風車の回転速度制御が困難であるという課題があった。
本発明は、上記課題を解決するもので、風力発電装置の補助駆動制御において、電圧印加時間幅を断続的に変化させながら行なって、自然な回転始動と自立回転への移行を可能とし、失速することなく、景観上も良い補助駆動制御機能を有する風力発電装置を提供することを目的としている。
本発明の風力発電装置は、風車で風を受け発電する風力発電手段と、前記風力発電手段により発電した電力を貯蔵する発電電力貯蔵手段と、低風速時(風車が回転を始動する風速以下、例えば風速2.5m/s以下の時)に風車が回転するように前記発電電力貯蔵手段に貯蔵した電力を放電制御して発電機を電動機として利用することで風車の回転を補助駆動する回転補助駆動制御手段を備えた発電装置であって、前記回転補助駆動制御手段は風車が回転していない状態の際に、印加する電圧の振幅を上げつつ、電圧印加時間幅を段階的に増加させる構成としたものである。
この手段により、回転補助駆動制御手段の補助駆動制御を滑らかに、かつ自然な回転始動を可能とし、景観上も良く、かつ風力による自立回転への滑らかな移行を可能とすることができる風力発電装置が得られる。
また、風車で風を受け発電する風力発電手段と、前記風力発電手段により発電した電力を貯蔵する発電電力貯蔵手段と、低風速時に風車が回転するように前記発電電力貯蔵手段に貯蔵した電力を放電制御して発電機を電動機として利用することで風車の回転を補助駆動する回転補助駆動制御手段を備えた発電装置であって、前記回転補助駆動制御手段は風車が回転していない状態の際に、印加する電圧の振幅を上げつつ、電圧を印加しない時間幅を段階的に減少させる構成としたものである。
この手段により、回転補助駆動制御手段の補助駆動制御を滑らかに、かつ自然な回転始動を可能とし、景観上も良く、かつ風力による自立回転への滑らかな移行を可能とすることができる風力発電装置が得られる。
さらに、回転補助駆動制御手段は、電圧を印加しない時間幅を保持するような構成としたものである。
この手段により、回転補助駆動制御による不要な電力消費を防止し、システム全体として低消費な風力発電装置が得られる。
また、回転補助駆動制御手段は、電圧印加時間幅を保持する構成としたものである。
この手段により、回転補助駆動制御による不要な電力消費を防止し、システム全体として低消費な風力発電装置が得られる。
さらに、回転補助駆動制御手段は、風車の回転開始したことを検出した時に電圧振幅を変化させる構成としたものである。
この手段により、回転補助駆動制御による不要な電力消費を防止し、システム全体として低消費な風力発電装置が得られる。
また、回転補助駆動制御手段は、風車の回転開始したことを検出した時に電圧印加時間幅を保持する構成としたものである。
この手段により、回転補助駆動制御による不要な電力消費を防止し、システム全体として低消費な風力発電装置が得られる。
さらに、回転補助駆動制御手段は、風車が回転開始したことを検出した時に電圧印加時間幅を減少させる構成としたものである。
この手段により、回転補助駆動制御による不要な電力消費を防止し、システム全体として低消費な風力発電装置が得られる。
また、回転補助駆動制御手段は、風車が回転開始したことを検出した時に電圧を印加しない時間幅を増加させる構成としたものである。
この手段により、回転補助駆動制御による不要な電力消費を防止し、システム全体として低消費な風力発電装置が得られる。
さらに、回転補助駆動制御手段は、風車が回転開始したことを検出した時に電圧を印加しない時間幅を保持させる構成としたものである。
この手段により、回転補助駆動制御による不要な電力消費を防止し、システム全体として低消費な風力発電装置が得られる。
また、回転補助駆動制御手段は、風車が風力によって自立して回転した時に電圧印加時間幅は減少させる構成としたものである。
この手段により、回転補助駆動制御による不要な電力消費を防止し、システム全体として低消費な風力発電装置が得られる。
さらに、回転補助駆動制御手段は、風車が風力によって自立して回転した時に電圧を印加しない時間幅を増加させる構成としたものである。
この手段により、回転補助駆動制御による不要な電力消費を防止し、システム全体として低消費な風力発電装置が得られる。
また、回転補助駆動制御手段は、風車が風力によって自立して回転した時に電圧を印加しない時間幅を保持する構成としたものである。
この手段により、回転補助駆動制御による不要な電力消費を防止し、システム全体として低消費な風力発電装置が得られる。
さらに、回転補助駆動制御手段は、風車が風力によって自立して回転した時に電圧印加時間幅を保持する構成としたものである。
この手段により、回転補助駆動制御による不要な電力消費を防止し、システム全体として低消費な風力発電装置が得られる。
また、回転補助駆動制御手段は、風車が風力によって自立して回転した時に電圧振幅を減少させる構成としたものである。
この手段により、回転補助駆動制御による不要な電力消費を防止し、システム全体として低消費な風力発電装置が得られる。
さらに、回転補助駆動制御手段は、風車が風力によって自立して回転した時に電圧振幅を保持させる構成としたものである。
この手段により、回転補助駆動制御による不要な電力消費を防止し、システム全体として低消費な風力発電装置が得られる。
本発明によれば、風車で風を受け発電する風力発電手段と、前記風力発電手段により発電した電力を貯蔵する発電電力貯蔵手段と、低風速時(風車が回転を始動する風速以下、例えば風速2.5m/s以下の時)に風車が回転するように前記発電電力貯蔵手段に貯蔵した電力を放電制御して発電機を電動機として利用することで風車の回転を補助駆動する回転補助駆動制御手段を備えた発電装置であって、前記回転補助駆動制御手段は風車が回転していない状態の際に、印加する電圧の振幅を上げつつ、電圧印加時間幅を段階的に増加させる構成とすることで、回転補助駆動制御手段の補助駆動制御を滑らかに、かつ自然な回転始動を可能とし、景観上も良く、かつ風力による自立回転への滑らかな移行を可能とすることができる風力発電装置を提供できる。
また、風車で風を受け発電する風力発電手段と、前記風力発電手段により発電した電力を貯蔵する発電電力貯蔵手段と、低風速時に風車が回転するように前記発電電力貯蔵手段に貯蔵した電力を放電制御して発電機を電動機として利用することで風車の回転を補助駆動する回転補助駆動制御手段を備えた発電装置であって、前記回転補助駆動制御手段は風車が回転していない状態の際に、印加する電圧の振幅を上げつつ、電圧を印加しない時間幅を段階的に減少させる構成とすることで、回転補助駆動制御手段の補助駆動制御を滑らかに、かつ自然な回転始動を可能とし、景観上も良く、かつ風力による自立回転への滑らかな移行を可能とすることができる風力発電装置を提供できる。
さらに、回転補助駆動制御手段は、電圧を印加しない時間幅を保持するような構成とすることで、回転補助駆動制御による不要な電力消費を防止し、システム全体として低消費な風力発電装置を提供できる。
また、回転補助駆動制御手段は、電圧印加時間幅を保持する構成とすることで、回転補助駆動制御による不要な電力消費を防止し、システム全体として低消費な風力発電装置を提供できる。
さらに、回転補助駆動制御手段は、風車の回転開始したことを検出した時に電圧振幅を変化させる構成とすることで、回転補助駆動制御による不要な電力消費を防止し、システム全体として低消費な風力発電装置を提供できる。
また、回転補助駆動制御手段は、風車の回転開始したことを検出した時に電圧印加時間幅を保持する構成とすることで、回転補助駆動制御による不要な電力消費を防止し、システム全体として低消費な風力発電装置を提供できる。
さらに、回転補助駆動制御手段は、風車が回転開始したことを検出した時に電圧印加時間幅を減少させる構成とすることで、回転補助駆動制御による不要な電力消費を防止し、システム全体として低消費な風力発電装置を提供できる。
また、回転補助駆動制御手段は、風車が回転開始したことを検出した時に電圧を印加しない時間幅を増加させる構成とすることで、回転補助駆動制御による不要な電力消費を防止し、システム全体として低消費な風力発電装置を提供できる。
さらに、回転補助駆動制御手段は、風車が回転開始したことを検出した時に電圧を印加しない時間幅を保持させる構成とすることで、回転補助駆動制御による不要な電力消費を防止し、システム全体として低消費な風力発電装置を提供できる。
また、回転補助駆動制御手段は、風車が風力によって自立して回転した時に電圧印加時間幅は減少させる構成とすることで、回転補助駆動制御による不要な電力消費を防止し、システム全体として低消費な風力発電装置を提供できる。
さらに、回転補助駆動制御手段は、風車が風力によって自立して回転した時に電圧を印加しない時間幅を増加させる構成とすることで、回転補助駆動制御による不要な電力消費を防止し、システム全体として低消費な風力発電装置を提供できる。
また、回転補助駆動制御手段は、風車が風力によって自立して回転した時に電圧を印加しない時間幅を保持する構成とすることで、回転補助駆動制御による不要な電力消費を防止し、システム全体として低消費な風力発電装置を提供できる。
さらに、回転補助駆動制御手段は、風車が風力によって自立して回転した時に電圧印加時間幅を保持する構成とすることで、回転補助駆動制御による不要な電力消費を防止し、システム全体として低消費な風力発電装置を提供できる。
また、回転補助駆動制御手段は、風車が風力によって自立して回転した時に電圧振幅を減少させる構成とすることで、回転補助駆動制御による不要な電力消費を防止し、システム全体として低消費な風力発電装置を提供できる。
さらに、回転補助駆動制御手段は、風車が風力によって自立して回転した時に電圧振幅を保持させる構成とすることで、回転補助駆動制御による不要な電力消費を防止し、システム全体として低消費な風力発電装置を提供できる。
本発明によれば、風車で風を受け発電する風力発電手段と、前記風力発電手段により発電した電力を貯蔵する発電電力貯蔵手段と、低風速時(風車が回転を始動する風速以下、例えば風速2.5m/s以下の時)に風車が回転するように前記発電電力貯蔵手段に貯蔵した電力を放電制御して発電機を電動機として利用することで風車の回転を補助駆動する回転補助駆動制御手段を備えた発電装置であって、前記回転補助駆動制御手段は風車が回転していない状態の際に、印加する電圧の振幅を上げつつ、電圧印加時間幅を段階的に増加させる構成としたものであり、回転補助駆動制御手段の補助駆動制御を滑らかに、かつ自然な回転始動を可能とし、景観上も良く、かつ風力による自立回転への滑らかな移行を可能とすることができるという作用を有する。
また、風車で風を受け発電する風力発電手段と、前記風力発電手段により発電した電力を貯蔵する発電電力貯蔵手段と、低風速時に風車が回転するように前記発電電力貯蔵手段に貯蔵した電力を放電制御して発電機を電動機として利用することで風車の回転を補助駆動する回転補助駆動制御手段を備えた発電装置であって、前記回転補助駆動制御手段は風車が回転していない状態の際に、印加する電圧の振幅を上げつつ、電圧を印加しない時間幅を段階的に減少させる構成としたものであり、回転補助駆動制御手段の補助駆動制御を滑らかに、かつ自然な回転始動を可能とし、景観上も良く、かつ風力による自立回転への滑らかな移行を可能とすることができるという作用を有する。
さらに、回転補助駆動制御手段は、電圧を印加しない時間幅を保持するような構成としたものであり、回転補助駆動制御による不要な電力消費を防止し、システム全体として低消費とすることができるという作用を有する。
また、回転補助駆動制御手段は、電圧印加時間幅を保持する構成としたものであり、回転補助駆動制御による不要な電力消費を防止し、システム全体として低消費とすることができるという作用を有する。
さらに、回転補助駆動制御手段は、風車の回転開始したことを検出した時に電圧振幅を変化させる構成としたものであり、回転補助駆動制御による不要な電力消費を防止し、システム全体として低消費とすることができるという作用を有する。
また、回転補助駆動制御手段は、風車の回転開始したことを検出した時に電圧印加時間幅を保持する構成としたものであり、回転補助駆動制御による不要な電力消費を防止し、システム全体として低消費とすることができるという作用を有する。
さらに、回転補助駆動制御手段は、風車が回転開始したことを検出した時に電圧印加時間幅を減少させる構成としたものであり、回転補助駆動制御による不要な電力消費を防止し、システム全体として低消費とすることができるという作用を有する。
また、回転補助駆動制御手段は、風車が回転開始したことを検出した時に電圧を印加しない時間幅を増加させる構成としたものであり、回転補助駆動制御による不要な電力消費を防止し、システム全体として低消費とすることができるという作用を有する。
さらに、回転補助駆動制御手段は、風車が回転開始したことを検出した時に電圧を印加しない時間幅を保持させる構成としたものであり、回転補助駆動制御による不要な電力消費を防止し、システム全体として低消費とすることができるという作用を有する。
また、回転補助駆動制御手段は、風車が風力によって自立して回転した時に電圧印加時間幅は減少させる構成としたものであり、回転補助駆動制御による不要な電力消費を防止し、システム全体として低消費とすることができるという作用を有する。
さらに、回転補助駆動制御手段は、風車が風力によって自立して回転した時に電圧を印加しない時間幅を増加させる構成としたものであり、回転補助駆動制御による不要な電力消費を防止し、システム全体として低消費とすることができるという作用を有する。
また、回転補助駆動制御手段は、風車が風力によって自立して回転した時に電圧を印加しない時間幅を保持する構成としたものであり、回転補助駆動制御による不要な電力消費を防止し、システム全体として低消費とすることができるという作用を有する。
さらに、回転補助駆動制御手段は、風車が風力によって自立して回転した時に電圧印加時間幅を保持する構成としたものであり、回転補助駆動制御による不要な電力消費を防止し、システム全体として低消費とすることができるという作用を有する。
また、回転補助駆動制御手段は、風車が風力によって自立して回転した時に電圧振幅を減少させる構成としたものであり、回転補助駆動制御による不要な電力消費を防止し、システム全体として低消費とすることができるという作用を有する。
さらに、回転補助駆動制御手段は、風車が風力によって自立して回転した時に電圧振幅を保持させる構成としたものであり、回転補助駆動制御による不要な電力消費を防止し、システム全体として低消費とすることができるという作用を有する。
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。
(実施の形態1)
図1は、本実施の形態1における風力発電装置の構成図を示す。
図1は、本実施の形態1における風力発電装置の構成図を示す。
図に示すように、風力発電装置は、風車1で風を受け発電する風力発電手段としての三相発電機2と、三相発電機2により発電した電力を貯蔵する発電電力貯蔵手段3と、低風速時(例えば風速2.5m/s以下の時)に風車1が回転するように発電電力貯蔵手段3に貯蔵した電力を放電制御して三相発電機2を電動機として利用することで風車1の回転を補助駆動する回転補助駆動制御手段4を備えており、回転補助駆動制御手段4は風車が回転していない状態の際に、印加する電圧の振幅を上げつつ、電圧印加時間幅を段階的に増加させる、あるいは規定回転数に到達した際に時間幅を保持、あるいは風力により風車1が自力で回転可能な状態となった際に印加する電圧の振幅を保持あるいは下げるようにする構成としている。ここで、低風速とは、風車1が回転を始動する風速以下のことであり、例えば風速2.5m/s以下である。
また、発電電力貯蔵手段3は、三相発電機2により発電した交流電力を直流電力に変換する全波整流回路部3aと、蓄電池3bと、全波整流回路部3aを通して直流に変換した後の直流電圧が規定の上限電圧を超えないように蓄電池3bへ充電制御する充電制御部3cにより構成している。回転補助駆動制御手段4は、蓄電池3bを回転補助駆動用の電力源として供給する放電回路部4aと、蓄電池3bから放電回路部4aを経由して得られた直流電力を交流電力に変換する三相PWMインバータ部4bと、放電回路部4aと三相PWMインバータ部4bを制御する制御部4cを備えている。
次に制御部4cの充電時の制御フローチャートについて図2を参照しながら説明する。図に示すように、充電時に制御部4cは、三相PWMインバータ部4bは全波整流回路部3aとして動作するためにゲートオフとし、フリーホイールダイオードを通して一方向にのみ電流を通流する。この発電電力は、全波整流回路部3aの出力側に備えた中間コンデンサに充電することとなり、中間コンデンサの電圧は充電によって上昇する。この時に、制御部4cは充電制御部3cの内の正側に直列に挿入したスイッチ素子を適宜オンする。制御部4cは、蓄電池3bの電圧を検出して過充電を防止するための蓄電池3bへの充電電流制限と、中間コンデンサの検出電圧Vdc(t)を規定電圧Vdc_refと比較して充電電流を決定する。この時の充電電流は、電流制限として規定の上限値Idc_maxにて制限する。
次に制御部4cの放電時、すなわち回転補助駆動時の制御フローチャートについて図3を参照しながら説明する。図に示すように、回転補助駆動時は、三相PWMインバータ部4bが制御の主体となり動作する。まず予めモータのばらつき要素を考慮した三相発電機2への印加電圧テーブルおよび印加時間テーブルを参照して入力する。三相PWMインバータ部4bは印加電圧テーブルおよび印加時間テーブルに沿って、補助駆動制御開始からの経過時間と共に印加電圧と印加時間を変更する。印加時間をT1からT2、T3、T4と変更しつつ、その時の風車1の回転数を検出して所定の回転数N1に到達すると時間幅を保持する。さらに風力により風車1が自力で回転可能となったか否かは、所定回転数N1での三相PWMインバータ部4bからの出力電力、すなわち風車1を回転させるのに必要な電力が所定の電力P1を下回ったか否かにより判定する。その結果、風力により風車1が自力で回転可能と判断された場合、印加電圧を下げるように制御する。この際の制御例を図4に示す。図4では、電圧印加波形を補助駆動機能オン時に1サイクルずつ印加時間を増加させていき、所定回転数N1に到達したため、電圧印加時間を保持している。さらに風力などの外力が働いたことを検出した結果、自力で回転可能(所定回転数N2)となった際に印加電圧は低下するように制御されている。また、オフ時間はToffで固定としている。さらに印加電圧の振幅は各印加する時間帯(T1からT4)に応じてV1からV4を切り替えている。
また、放電回路部4aは、前述の三相PWMインバータ部4bによる三相発電機2への電力供給で中間コンデンサの電圧低下を防止するように制御することとなる。
上記の構成により、回転補助駆動制御手段4は三相発電機2に電圧印加時間幅を増加あるいは固定あるいは減少させながら断続的に回転可能な電圧を出力することとなる。
以上のように、本実施の形態1によれば、回転補助駆動制御手段4により風車1が回転可能な三相発電機2の電圧を三相PWMインバータ部4bで変調をかけることにより、風車1の回転を滑らかに、かつ自然な回転始動を可能とすることができることとなる。
従って、風車1は景観上も良く、かつ風力による自立回転への滑らかな移行を可能とすることができることとなる。
なお、本実施の形態1において、発電電力貯蔵手段3と回転補助駆動制御手段4を一体の回路構成としたが、ダイオードとスイッチング素子を別体とした回路構成であっても作用効果に差異はない。
また、電圧印加波形では補助駆動機能オン時に1サイクルずつ印加時間を増加させるとしたが、風車1の回転起動を滑らかに開始できる増加周期であればその他の増加速度であっても作用効果に差異はない。
(実施の形態2)
実施の形態1と同一部分は同一番号を付し、詳細な説明は省略する。図5は、本実施の形態2における風力発電装置の構成図を示す。
実施の形態1と同一部分は同一番号を付し、詳細な説明は省略する。図5は、本実施の形態2における風力発電装置の構成図を示す。
図に示すように、風力発電装置は、風車1で風を受け発電する風力発電手段としての三相発電機2と、三相発電機2により発電した電力を貯蔵する発電電力貯蔵手段3と、低風速時(例えば風速2.5m/s以下の時)に風車1が回転するように発電電力貯蔵手段3に貯蔵した電力を放電制御して三相発電機2を電動機として利用することで風車1の回転を補助駆動する回転補助駆動制御手段4Bを備えており、回転補助駆動制御手段4Bは印加する電圧の振幅を上げつつ、電圧を印加しない時間幅を減少あるいは固定あるいは増加するように変化させながら三相発電機2に電力出力するような構成としている。また風車1が回転開始したことにより、電圧を印加しない時間幅を保持あるいは増加させる構成にしていると共に、風車1が風力によって自立して回転した際に電圧を印加しない時間幅を保持あるいは増加させる構成としている。
また、回転補助駆動制御手段4Bは、蓄電池3bを回転補助駆動用の電力源として供給する放電回路部4Baと、蓄電池3bから放電回路部4Baを経由して得られた直流電力を交流電力に変換する三相PWMインバータ部4Bbと、放電回路部4Baと三相PWMインバータ部4Bbを制御する制御部4Bcを備えている。
次に制御部4Bcの充電時の制御フローチャートについて図6を参照しながら説明する。図に示すように、充電時に制御部4Bcは、三相PWMインバータ部4Bbは全波整流回路部3aとして動作するためにゲートオフとし、フリーホイールダイオードを通して一方向にのみ電流を通流する。この発電電力は、全波整流回路部3aの出力側に備えた中間コンデンサに充電することとなり、中間コンデンサの電圧は充電によって上昇する。この時に、制御部4Bcは充電制御部3cの内の正側に直列に挿入したスイッチ素子を適宜オンする。制御部4Bcは、蓄電池3bの電圧を検出して過充電を防止するための蓄電池3bへの充電電流制限と、中間コンデンサの検出電圧Vdc(t)を規定電圧Vdc*と比較して充電電流を決定する。この時の充電電流は、規定の上限値Idc_maxにて制限する。
次に制御部4Bcの放電時、すなわち回転補助駆動時の制御フローチャートについて図7を参照しながら説明する。図に示すように、回転補助駆動時は、三相PWMインバータ部4Bbが制御の主体となり動作する。まず予めモータのばらつき要素を考慮した三相発電機2への印加電圧および電圧を印加しない時間テーブルを参照して入力する。三相PWMインバータ部4Bbは電圧を印加しない時間テーブルに沿って、補助駆動制御開始からの経過時間と共に印加する時間間隔を変更する。時間間隔を変更しながら電圧印加した際の電圧印加波形を図8に示す。図8では、電圧印加波形を補助駆動機能オフ時に初期のオフ時間Toff1からTmsずつ印加しない時間を減少させていき(Toff1からToff2と変化させる)、回転始動した際にオフ時間を保持、さらに風力などの外力が働いた際にさらに減少させている。また、オン時間はTonで固定している。
また、放電回路部4Baは、前述の三相PWMインバータ部4Bbによる三相発電機2への電力供給で中間コンデンサの電圧低下を防止するように制御することとなる。
上記の構成により、回転補助駆動制御手段4Bは三相発電機2に電圧印加時間幅を増加あるいは固定あるいは減少させながら断続的に回転可能な電圧を出力することとなる。
以上のように、本実施の形態2によれば、回転補助駆動制御手段4Bにより風車1が回転可能な三相発電機2の電圧を三相PWMインバータ部4Bbで変調をかけることにより、風車1の回転を滑らかに、かつ自然な回転始動を可能とすることができることとなる。
従って、風車1は景観上も良く、かつ風力による自立回転への滑らかな移行を可能とすることができることとなる。
なお、本実施の形態2において、発電電力貯蔵手段3と回転補助駆動制御手段4Bを一体の回路構成としたが、ダイオードとスイッチング素子を別体とした回路構成であっても作用効果に差異はない。
また、電圧オフ時間は補助駆動機能オン時にTmsずつ印加しない時間を減少させるとしたが、風車1の回転起動を滑らかに開始できる減少周期であればその他の速度であっても作用効果に差異はない。
風力発電装置の回転駆動を補助促進するものであり、サボニウス風車以外にもプロペラ型やダリウス型などにも適用できる。
1 風車
2 三相発電機
3 発電電力貯蔵手段
3a 全波整流回路部
3b 蓄電池
3c 充電制御部
4、4B 回転補助駆動制御手段
4a、4Ba 放電回路部
4b、4Bb 三相PWMインバータ部
4c、4Bc 制御部
2 三相発電機
3 発電電力貯蔵手段
3a 全波整流回路部
3b 蓄電池
3c 充電制御部
4、4B 回転補助駆動制御手段
4a、4Ba 放電回路部
4b、4Bb 三相PWMインバータ部
4c、4Bc 制御部
Claims (15)
- 風車で風を受け発電する風力発電手段と、前記風力発電手段により発電した電力を貯蔵する発電電力貯蔵手段と、低風速時に風車が回転するように前記発電電力貯蔵手段に貯蔵した電力を放電制御して発電機を電動機として利用することで風車の回転を補助駆動する回転補助駆動制御手段を備えた発電装置であって、前記回転補助駆動制御手段は風車が回転していない状態の際に、印加する電圧の振幅を上げつつ、電圧印加時間幅を段階的に増加させることを特徴とする風力発電装置。
- 風車で風を受け発電する風力発電手段と、前記風力発電手段により発電した電力を貯蔵する発電電力貯蔵手段と、低風速時に風車が回転するように前記発電電力貯蔵手段に貯蔵した電力を放電制御して発電機を電動機として利用することで風車の回転を補助駆動する回転補助駆動制御手段を備えた発電装置であって、前記回転補助駆動制御手段は風車が回転していない状態の際に、印加する電圧の振幅を上げつつ、電圧を印加しない時間幅を段階的に減少させることを特徴とする風力発電装置。
- 回転補助駆動制御手段は、電圧を印加しない時間幅を保持することを特徴とする請求項1記載の風力発電装置。
- 回転補助駆動制御手段は、電圧印加時間幅を保持することを特徴とする請求項2記載の風力発電装置。
- 回転補助駆動制御手段は、風車の回転開始したことを検出した時に電圧振幅を変化させることを特徴とする請求項1記載の風力発電装置。
- 回転補助駆動制御手段は、風車の回転開始したことを検出した時に電圧印加時間幅を保持することを特徴とする請求項1記載の風力発電装置。
- 回転補助駆動制御手段は、風車が回転開始したことを検出した時に電圧印加時間幅を減少させることを特徴とする請求項1記載の風力発電装置。
- 回転補助駆動制御手段は、風車が回転開始したことを検出した時に電圧を印加しない時間幅を増加させることを特徴とする請求項6記載の風力発電装置。
- 回転補助駆動制御手段は、風車が回転開始したことを検出した時に電圧を印加しない時間幅を保持させることを特徴とする請求項7記載の風力発電装置。
- 回転補助駆動制御手段は、風車が風力によって自立して回転した時に電圧印加時間幅は減少させることを特徴とする請求項1記載の風力発電装置。
- 回転補助駆動制御手段は、風車が風力によって自立して回転した時に電圧を印加しない時間幅を増加させることを特徴とする請求項1記載の風力発電装置。
- 回転補助駆動制御手段は、風車が風力によって自立して回転した時に電圧を印加しない時間幅を保持することを特徴とする請求項10記載の風力発電装置。
- 回転補助駆動制御手段は、風車が風力によって自立して回転した時に電圧印加時間幅を保持することを特徴とする請求項11記載の風力発電装置。
- 回転補助駆動制御手段は、風車が風力によって自立して回転した時に電圧振幅を減少させることを特徴とする請求項1記載の風力発電装置。
- 回転補助駆動制御手段は、風車が風力によって自立して回転した時に電圧振幅を保持させることを特徴とする請求項10あるいは11記載の風力発電装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006197918A JP2008025433A (ja) | 2006-07-20 | 2006-07-20 | 風力発電装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006197918A JP2008025433A (ja) | 2006-07-20 | 2006-07-20 | 風力発電装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2008025433A true JP2008025433A (ja) | 2008-02-07 |
Family
ID=39116330
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2006197918A Pending JP2008025433A (ja) | 2006-07-20 | 2006-07-20 | 風力発電装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2008025433A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8203229B2 (en) | 2009-06-15 | 2012-06-19 | Challenger Design, LLC | Auxiliary drive/brake system for a wind turbine |
EP2479058A3 (en) * | 2011-01-25 | 2017-04-19 | Sumitomo Heavy Industries, Ltd. | Hybrid-type construction machine |
KR101885063B1 (ko) * | 2017-07-24 | 2018-08-03 | 주식회사 에스피엠 | 풍력발전 시스템 |
-
2006
- 2006-07-20 JP JP2006197918A patent/JP2008025433A/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8203229B2 (en) | 2009-06-15 | 2012-06-19 | Challenger Design, LLC | Auxiliary drive/brake system for a wind turbine |
EP2479058A3 (en) * | 2011-01-25 | 2017-04-19 | Sumitomo Heavy Industries, Ltd. | Hybrid-type construction machine |
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