JP2009091923A - Maximum power point follow-up control device for wind power generation device - Google Patents

Maximum power point follow-up control device for wind power generation device Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a maximum power point follow-up control device for performing follow-up control of an optimum rotating speed to produce maximum output depending on a wind speed even when a wind mill parameter for a wind power generation device is changed. <P>SOLUTION: The maximum power point follow-up control device comprises a rotating position and speed measuring instrument for measuring the rotating position and speed of the rotor of a generator 3, a torque meter for detecting the rotating torque of the generator, a wind speed meter 8 for measuring a wind speed, a parameter identifier 11, an optimum rotating speed setter 12, and a speed controller 13, a current controller 17 and a coordinate converter 16. The parameter identifier 11 uses an input/output measured value for the generator and wind speed information to identify the loss coefficient of a wind mill being operated with sequential minimum square estimation. The optimum rotating speed setter 12 uses the identified loss coefficient to determine an optimum rotating speed equivalent to a maximum power point. The controllers 13, 17 control the determined optimum rotating speed as a target value to actualize the maximum power point follow-up control of the wind power generation device. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、風力発電装置について高効率発電を可能にする制御装置に関し、特に風車パラメータのオンライン同定により最大電力点を追従制御する装置に関する。   The present invention relates to a control device that enables high-efficiency power generation for a wind turbine generator, and more particularly to a device that controls the maximum power point by online identification of wind turbine parameters.

近年、地球温暖化による環境保全意識の高揚や化石燃料の価格高騰や資源枯渇などの観点から、自然エネルギーの開発が進められている。その中でも風力発電は環境に優しい風エネルギーを利用した発電システムであるため、世界各地で盛んに建設が行われている。日本でも、政府が2010年度までに風力発電導入量を300万kWとすることを目標に掲げて風力発電の導入を奨励している。   In recent years, development of natural energy has been promoted from the viewpoint of raising awareness of environmental conservation due to global warming, rising prices of fossil fuels, and resource depletion. Among them, wind power generation is a power generation system that uses environmentally friendly wind energy, and is being actively built around the world. In Japan as well, the government is encouraging the introduction of wind power generation with the goal of 3 million kW of wind power generation by 2010.

しかし、風力エネルギーは無尽蔵なクリーンエネルギーである反面、風力は極めて変動しやすい不安定なエネルギー源であり、風力発電による発電電力は風速の3乗に比例して変化し不規則性が強く、同じ流体である水エネルギーに比べてエネルギー密度が1/800程度しか無く、風速に不規則性があり発電効率が悪いなどの問題がある。   However, while wind energy is inexhaustible clean energy, wind power is an unstable energy source that is extremely variable, and the power generated by wind power changes in proportion to the third power of the wind speed and is highly irregular. There is a problem that the energy density is only about 1/800 compared with the water energy which is a fluid, the wind speed is irregular, and the power generation efficiency is poor.

風車は、それぞれ特性に応じて、風速毎に最大出力が得られる最適回転速度が異なることから、より多くの発電電力を得るためには、風力発電機を可変速で制御し、最大出力を得られる速度で運転することが有効である。
これまで、最適回転速度を決定するために、山登り法を用いる方法、風車の特性パラメータを用いる方法などが提案されている。
Since wind turbines have different optimum rotational speeds for each wind speed to obtain the maximum output depending on the characteristics, the wind turbine can be controlled at a variable speed to obtain the maximum output to obtain more generated power. It is effective to drive at a speed that is possible.
Until now, in order to determine the optimum rotation speed, a method using a hill climbing method, a method using a characteristic parameter of a windmill, and the like have been proposed.

特許文献1には、風速センサーを備えて、風速に応じて軸出力が最大となるトルク動作点に相応する電流動作点となるように発電機の出力電流を制御することにより、任意風速において最大の軸出力が得られるトルク動作点で風車を運転して高効率に発電電力をバッテリーに回収できるようにした風車発電装置が開示されている。   In Patent Document 1, a wind speed sensor is provided, and the output current of the generator is controlled so as to be a current operating point corresponding to a torque operating point at which the shaft output is maximized according to the wind speed, so that the maximum is obtained at an arbitrary wind speed. A wind turbine generator is disclosed in which a wind turbine is operated at a torque operating point at which the shaft output can be obtained and the generated power can be collected in a battery with high efficiency.

しかしながら、事前に与えられた風車パラメータを用いて回転速度の指令値を決定する方法では、風車ブレードに氷雪が固着するなどして風車特性が変化したときには、与えられた風車パラメータが実際のものと異なるため最大電力点追従制御が達成できない。
そこで、各風速毎に風力エネルギー量に見合った最適な負荷量と回転数を得るために、予め設計計算上で求めたデータテーブルを用意し、さらに風速の違いによる各種係数の誤差などを考慮した補正を行って、風速対回転数、風速対軸出力を決定するフィードフォワード制御を組み合わせた制御を行っている。
しかし、この補正は実績に基づいて蓄積されるもので、風力発電装置毎に修正を行う必要があることが問題である。
However, in the method of determining the rotational speed command value using the windmill parameters given in advance, when the windmill characteristics change due to ice and snow sticking to the windmill blade, the given windmill parameters are assumed to be actual. Because of the difference, maximum power point tracking control cannot be achieved.
Therefore, in order to obtain the optimum load amount and rotation speed corresponding to the amount of wind energy for each wind speed, a data table obtained in advance by design calculation is prepared, and errors of various coefficients due to differences in wind speed are taken into account. Correction is performed, and control is performed in combination with feedforward control that determines the wind speed versus rotational speed and the wind speed versus shaft output.
However, this correction is accumulated based on results, and it is a problem that correction is required for each wind turbine generator.

特許文献2には、電力として供給可能な負荷量を強制的に変化させ、このとき発生する風車の回転数の変化を検知して風車の軸出力を決定する風力発電装置の制御方法が開示されている。
開示方法は、強制的に負荷量を変化させても回転数に変化が生じないときに負荷量と風車の軸出力が合致することを利用するものである。
Patent Document 2 discloses a control method for a wind turbine generator that forcibly changes the amount of load that can be supplied as electric power, detects the change in the rotational speed of the windmill that occurs at this time, and determines the axial output of the windmill. ing.
The disclosed method uses the fact that the load amount matches the shaft output of the windmill when the rotation speed does not change even if the load amount is forcibly changed.

開示方法により、誤差を検証して修正しなければならない設計上のデータテーブルに頼らず、実際の装置における実績値を蓄積して、短時間で風車の最大出力点を確実に追従させて風車の効率的な運転をおこなうことができる。
しかし、開示方法では、特性曲線の極値を求めるために不要な負荷量変動を与えて効率のよいエネルギー利用を妨げ、円滑な運転を乱す必要が生じる。
特開2002−315396号公報 特開2004−129395号公報
The disclosed method does not rely on a design data table that must be verified and corrected for errors, but it accumulates the actual values in the actual device and ensures that the maximum output point of the wind turbine can be tracked in a short time. Efficient operation can be performed.
However, in the disclosed method, in order to obtain the extreme value of the characteristic curve, it is necessary to give an unnecessary load amount fluctuation to prevent efficient energy use and disturb smooth operation.
JP 2002-315396 A JP 2004-129395 A

そこで、本発明が解決しようとする課題は、風車パラメータが変化しても風速に応じて最大出力が得られる最適回転速度を追従制御するようにした、風力発電装置の最大電力点追従制御装置を提供することである。   Therefore, the problem to be solved by the present invention is to provide a maximum power point tracking control device for a wind turbine generator that performs tracking control of an optimum rotational speed that can obtain a maximum output according to the wind speed even if the wind turbine parameter changes. Is to provide.

上記課題を解決するため、本発明の風力発電装置の最大電力点追従制御方法は、システムの入力出力測定値と風速情報を用いて逐次形最小二乗推定により運転中の風車の損失係数を同定し、同定した損失係数を用いて最大電力点に当たる最適回転速度を決定し、指定された最適回転速度を目標値として風力発電装置の制御を行うことを特徴とする。
本発明の制御方法によって、パラメータ変動が発生した場合でも正確なパラメータを同定して最適な回転速度を設定して風力発電を行うことができ、風力発電装置の最大電力点追従制御を達成してより効率のよい発電出力を得ることができる。
In order to solve the above problems, the maximum power point tracking control method for a wind turbine generator according to the present invention identifies a loss factor of an operating wind turbine by successive least squares estimation using measured system input output and wind speed information. Then, the optimum rotational speed corresponding to the maximum power point is determined using the identified loss coefficient, and the wind turbine generator is controlled using the designated optimum rotational speed as a target value.
With the control method of the present invention, even when parameter fluctuation occurs, it is possible to identify the exact parameter and set the optimum rotation speed to perform wind power generation, and achieve maximum power point tracking control of the wind power generator. A more efficient power generation output can be obtained.

本発明の風力発電装置の最大電力点追従制御装置は、風車の回転軸に発電機の回転軸を連結し、発電機の固定子にパルス幅調整(PWM)コンバータ装置を接続した風力発電装置において、発電機の回転子の回転位置と回転速度を測定する回転位置速度測定器と、発電機の回転トルクを検出するトルク計と、風速を測定する風速計と、パラメータ同定器と、最適回転速度設定器と、速度制御器と電流制御器と座標変換器とを備えることを特徴とする。   The maximum power point tracking control device for a wind turbine generator according to the present invention is a wind turbine generator in which a rotating shaft of a generator is connected to a rotating shaft of a windmill, and a pulse width adjustment (PWM) converter device is connected to a stator of the generator. A rotational position speed measuring device that measures the rotational position and rotational speed of the generator rotor, a torque meter that detects the rotational torque of the generator, an anemometer that measures the wind speed, a parameter identifier, and an optimum rotational speed A setting device, a speed controller, a current controller, and a coordinate converter are provided.

パラメータ同定器は、入力した発電機回転子の回転速度と回転トルクと風速情報に基づいて風車パラメータを算定して最適回転速度設定器に供給する。
最適回転速度設定器は、風速情報と風車パラメータから最大電力点に当たる風車回転速度を算定して速度制御器の目標値として供給する。
速度制御器は、発電機回転子の回転速度を入力し制御演算によりd−q軸電流指令値を算出して電流制御器に電流指令値として供給する。
電流制御器は、座標変換器を介して入力されるd−q軸電流測定値について制御演算してd−q軸電圧指令値を算出して、座標変換器を介してPWMコンバータ装置に電圧指令値として供給する。
PWMコンバータ装置は、発電機の回転を制御する。
The parameter identifier calculates wind turbine parameters based on the input rotational speed, rotational torque and wind speed information of the generator rotor, and supplies them to the optimum rotational speed setter.
The optimum rotational speed setter calculates the wind turbine rotational speed corresponding to the maximum power point from the wind speed information and the wind turbine parameters, and supplies it as a target value for the speed controller.
The speed controller inputs the rotation speed of the generator rotor, calculates a dq axis current command value by control calculation, and supplies the dq axis current command value to the current controller as a current command value.
The current controller calculates and calculates a dq-axis voltage command value for the dq-axis current measurement value input via the coordinate converter, and outputs a voltage command to the PWM converter device via the coordinate converter. Supply as value.
The PWM converter device controls the rotation of the generator.

本発明の最大電力点追従制御装置により、風車の最大電力点を追従して風力発電を行うことができる。
なお、パラメータ同定器は、風車パラメータを逐次形最小二乗推定により逐次に求めることができる。
The maximum power point tracking control device of the present invention can perform wind power generation by tracking the maximum power point of the windmill.
In addition, the parameter identifier can obtain | require a windmill parameter sequentially by sequential type | formula least square estimation.

以下、図面を用い実施例に基づいて本発明の風力発電装置の最大電力点追従制御装置を詳細に説明する。
図1は本実施例に係る最大電力点追従制御装置を備えた風力発電装置の主機構成図である。
Hereinafter, a maximum power point tracking control device of a wind turbine generator according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a main configuration diagram of a wind turbine generator provided with a maximum power point tracking control device according to the present embodiment.

図1において、風車1の軸に増速機2を介して誘導発電機3の回転子が接続されており、風車1が風のエネルギーPwindにより回転すると、誘導発電機3は風車1の回転速度ωwと誘導発電機駆動周波数に応じて交流電力Poutを発生する。
誘導発電機3の固定子にはPWMコンバータ4が接続されており、誘導発電機3の発生する可変周波数の交流電力Poutは直流電力に変換される。PWM(パルス幅調整)コンバータ4はコンデンサを介してPWMインバータ5に接続されており、PWMコンバータ4の直流電力を固定周波数の交流電力に変換して電力系統6に供給する。
In FIG. 1, the rotor of the induction generator 3 is connected to the shaft of the windmill 1 via the speed increaser 2. When the windmill 1 is rotated by wind energy P wind , the induction generator 3 is rotated by the windmill 1. It generates an AC power P out in response to the induction generator drive frequency and the speed ω w.
A PWM converter 4 is connected to the stator of the induction generator 3, and variable frequency AC power P out generated by the induction generator 3 is converted into DC power. The PWM (pulse width adjustment) converter 4 is connected to the PWM inverter 5 via a capacitor, converts the DC power of the PWM converter 4 into AC power of a fixed frequency and supplies it to the power system 6.

風車1より得られる風力エネルギーPwは増幅比Rnの増速機2を介して誘導発電機(IG)3に伝達される。誘導発電機3は、図示しないロータリーエンコーダにより測定した正確な位置と回転速度を用い、PWMコンバータ4によって速度制御されている。
本実施例の風力発電装置では、最大電力点追従制御装置7を附属して、風車のパラメータをオンラインで同定しながら最適回転速度を決定し、常時最大出力が得られるように発電機をベクトル制御する。
Wind energy P w obtained from the wind turbine 1 is transmitted to the induction generator (IG) 3 via a speed increaser second amplification ratio R n. The induction generator 3 is speed-controlled by the PWM converter 4 using an accurate position and rotational speed measured by a rotary encoder (not shown).
In the wind power generator of this embodiment, the maximum power point tracking control device 7 is attached, and the optimum rotational speed is determined while identifying the parameters of the wind turbine online, and the generator is vector controlled so that the maximum output is always obtained. To do.

図1に示す風力発電装置において、風車ブレードの半径をR0とすると、ブレードの回転面積SはπR0 2となる。風速Vwの風が風車を吹き抜けた場合、空気密度をρとすると、風の持つエネルギーが全て風車回転トルクに変換されたとすれば、その入力エネルギーPwindは次式(1)で表される。
wind=ρπR0 2w 3/2 (1)
また、このときの風車入力トルクTwindは次式(2)で表される。
wind=ρπR0 3w 2/2 (2)
In the wind turbine generator shown in FIG. 1, when the radius of the windmill blade is R 0 , the blade rotation area S is πR 0 2 . If wind wind speed V w is blow windmills, when the air density and [rho, if the energy of the wind is all converted to the wind turbine rotor torque, the input energy P wind is represented by the following formula (1) .
P wind = ρπR 0 2 V w 3/2 (1)
Further, the wind turbine input torque T wind at this time is expressed by the following equation (2).
T wind = ρπR 0 3 V w 2/2 (2)

風車の一般的特性を表す指標として、風車出力係数Cpや風車トルク係数Ctがあるが、プロペラ形風車における指標は、次式(3),(4)で表される。
t=αλ2+βλ+γ (3)
p=λCt=Pw/Pwind (4)
ここで、α,β,γはブレードの大きさや形状、枚数、ピッチ角により定める係数、λ=R0ωw/Vwはブレードの周速比、ωwは風車の回転角速度、Pwは風車の出力エネルギーである。
The wind turbine output coefficient C p and the wind turbine torque coefficient C t are used as indices representing the general characteristics of the wind turbine. The indices for the propeller type wind turbine are represented by the following equations (3) and (4).
C t = αλ 2 + βλ + γ (3)
C p = λC t = P w / P wind (4)
Here, α, β, and γ are coefficients determined by the size, shape, number, and pitch angle of the blades, λ = R 0 ω w / V w is the blade peripheral speed ratio, ω w is the rotational angular velocity of the windmill, and P w is This is the output energy of the windmill.

風車トルク係数Ctを用いて風車から実際に取り出せるトルクTwを表すと、次式(5)となる。
w=CtρπR0 3w 2/2 (5)
となる。
この風車トルクを受けたときの風車の運動方程式は次式(6)で表される。
w=Twind−Tf
=Jwdωw/dt+Tlw (6)
ただし、Tfは風車の損失トルク、Jwは風車の慣性モーメント、Tlwは風車の負荷トルクである。
When the torque T w that can actually be taken out from the wind turbine using the wind turbine torque coefficient C t is expressed by the following equation (5).
T w = C t ρπR 0 3 V w 2/2 (5)
It becomes.
The equation of motion of the windmill when it receives this windmill torque is expressed by the following equation (6).
T w = T wind −T f
= J ww / dt + T lw (6)
Where T f is the wind turbine loss torque, J w is the wind turbine inertia moment, and T lw is the wind turbine load torque.

風車の損失トルクTfは次式(7)で与えられる。
f=K0w 2+K1wωw+K2ωw 2 (7)
ここで、K0,K1,K2は風車損失係数で、次式(8),(9),(10)で表される。
0=ρSR0(1−γ)/2 (8)
1=ρSR0 2ζ/2 (9)
2=ρSR0 3ξ/2 (10)
ここで、γ,ζ,ξは風車ブレードの大きさ、形、枚数、ピッチ角によって決まる係数である。
すなわち、風車損失係数は風車の形状によって決まる係数であり、風車損失トルクが下に凸になることを表現する近似パラメータである。
The wind turbine loss torque T f is given by the following equation (7).
T f = K 0 V w 2 + K 1 V w ω w + K 2 ω w 2 (7)
Here, K 0 , K 1 , and K 2 are wind turbine loss coefficients and are expressed by the following equations (8), (9), and (10).
K 0 = ρSR 0 (1-γ) / 2 (8)
K 1 = ρSR 0 2 ζ / 2 (9)
K 2 = ρSR 0 3 ξ / 2 (10)
Here, γ, ζ, and ξ are coefficients determined by the size, shape, number, and pitch angle of the wind turbine blades.
In other words, the windmill loss coefficient is a coefficient determined by the shape of the windmill, and is an approximate parameter expressing that the windmill loss torque is convex downward.

風車の損失トルクTfは、式(2),(5)から、次式(11)で表すことができる。
f=Twind−Tw
=(1−Ct)Twind (11)
また、増速比Rnを用いると,風車の回転速度ωwと発電機の回転速度ωm、および風車のトルクTlwと発電機のトルクTlmの関係は次式(12)で表される。
ωm=Rnωw (12)
lm=−Tlw/Rn (13)
式(6)より、風車の運動方程式は次式(14)で表すことができる。
wind=Jwdωw/dt+Tf+Tlw (14)
最終的に、発電機への機械的入力Pwは次式(15)で表される。
Pw=Twωw=−Tmωm (15)
The loss torque T f of the windmill can be expressed by the following equation (11) from the equations (2) and (5).
T f = T wind −T w
= (1-C t ) T wind (11)
When the speed increase ratio R n is used, the relationship between the rotational speed ω w of the wind turbine and the rotational speed ω m of the generator, and the relationship between the torque T lw of the wind turbine and the torque T lm of the generator is expressed by the following equation (12). The
ω m = R n ω w (12)
T lm = −T lw / R n (13)
From equation (6), the equation of motion of the windmill can be expressed by the following equation (14).
T wind = J ww / dt + T f + T lw (14)
Finally, the mechanical input P w to the generator is expressed by the following equation (15).
P w = T w ω w = −T m ω m (15)

図2は、風速毎の風車出力特性を表した図面である。グラフは、横軸に風車ロータの回転速度ωw、縦軸に風車の出力Pwindを風速毎に示す。
風車は、風速によって、最大出力が得られる最適回転速度が存在する。したがって、より多くの電力を得るためには風速毎に最大出力を得られる回転速度を選択して風力発電機を運転することが好ましい。
そこで、風車の基本方程式から風車の出力が最大となる最適回転速度を求める。定常状態における風車出力Pwすなわち発電機への入力は、式(6),(15)の関係より、次式(16)に示すように風車回転速度ωwの3次関数となる。
w=(Twind−Tf)ωw
=(ρSR0/2−K0)Vw 2ωw−K1wωw 2−K2ωw 3 (16)
FIG. 2 is a diagram showing the wind turbine output characteristics for each wind speed. In the graph, the horizontal axis indicates the rotational speed ω w of the wind turbine rotor, and the vertical axis indicates the output P wind of the wind turbine for each wind speed.
The wind turbine has an optimum rotational speed at which the maximum output can be obtained depending on the wind speed. Therefore, in order to obtain more electric power, it is preferable to operate the wind power generator by selecting a rotation speed at which the maximum output can be obtained for each wind speed.
Therefore, the optimum rotational speed at which the output of the windmill is maximized is obtained from the basic equation of the windmill. The wind turbine output P w in the steady state, that is, the input to the generator is a cubic function of the wind turbine rotational speed ω w as shown in the following equation (16) from the relationship of the equations (6) and (15).
P w = (T wind −T f ) ω w
= (ΡSR 0/2-K 0) V w 2 ω w -K 1 V w ω w 2 -K 2 ω w 3 (16)

次式(17)とこの解を示す次式(18)を使って、式(16)を風車回転速度ωwについて偏微分した式の値がゼロになるような回転速度を求めることにより、風車出力Pwが極大値になる最適回転速度ωw optを得ることができる。
dPw/dωw
=(ρSR0/2−K0)Vw 2−2K1wωw−3K2ωw 2=0 (17) ωw opt
=(−K1w+((K1w)2−3K2 (ρSR0 3/2−K0)Vw 2)1/2)/3K2
(18)
By using the following equation (17) and the following equation (18) indicating this solution, the wind turbine is obtained by obtaining a rotation speed at which the value of the equation obtained by partial differentiation of the equation (16) with respect to the wind turbine rotation speed ω w becomes zero. An optimum rotational speed ω w opt at which the output P w becomes a maximum value can be obtained.
dP w / dω w
= (ΡSR 0 / 2-K 0 ) V w 2 −2K 1 V w ω w −3K 2 ω w 2 = 0 (17) ω w opt
= (-K 1 V w + ((K 1 V w ) 2 -3K 2 (ρSR 0 3 / 2-K 0 ) V w 2 ) 1/2 ) / 3K 2
(18)

最適な発電機回転速度ωm optは、増速比をRnとすれば次式(19)で表される。
ωm opt=Rnωw opt (19)
したがって、式(18)(19)に基づいて風速と風車損失係数から求めることができる最適な発電機回転速度ωm optになるように発電機を制御して風車を最適回転速度ωw optに追従させることにより、最大電力点追従制御を達成することができる。
The optimum generator rotational speed ω m opt is expressed by the following equation (19), where R n is the speed increasing ratio.
ω m opt = R n ω w opt (19)
Therefore, the generator is controlled so that the optimum generator rotational speed ω m opt can be obtained from the wind speed and the wind turbine loss coefficient based on the equations (18) and (19), and the wind turbine is adjusted to the optimum rotational speed ω w opt . By making it follow, maximum power point tracking control can be achieved.

ブレードに氷雪が固着するなど風車パラメータが変化しうる状態で最適回転速度を求めるには、その時々の風車パラメータを知る必要がある。
入出力信号列を観測し記録しておいて、システムから離れてパラメータ同定するオフライン同定には、最小二乗法がよく使用される。最小二乗法を用いるオフライン同定では、N個のデータが集まった時点で計算を行うが、新しいデータが追加観測されると、改めて全体の計算を行わなければならない。
In order to obtain the optimum rotational speed in a state where the windmill parameters can change, such as ice and snow sticking to the blade, it is necessary to know the windmill parameters at that time.
The least square method is often used for off-line identification in which input / output signal sequences are observed and recorded and parameters are identified away from the system. In the offline identification using the least square method, calculation is performed when N pieces of data are collected. However, when new data is additionally observed, the entire calculation must be performed again.

これに対して、システムが動作し始めてから逐次得られるデータを用い、各時点においてそれまでに得られたデータからの推定値を更新する形で、新しいデータを得る毎に逐次新しい推定値を求めていく、逐次形最小二乗推定を利用することができる。
逐次形最小二乗推定を用いた同定法は、時々刻々のパラメータ推定値を与えるという意味で、オンライン同定法である。
逐次形最小二乗推定は、最小二乗推定を繰り返し計算式に変形して得られるものである。
On the other hand, each time new data is obtained, a new estimate is obtained by using the data obtained sequentially after the system starts to operate and updating the estimate from the data obtained so far at each time point. Iterative least squares estimation can be used.
The identification method using recursive least square estimation is an on-line identification method in the sense of giving parameter estimates every moment.
Sequential least square estimation is obtained by iteratively transforming least square estimation into a calculation formula.

逐次形最小二乗推定において、1入力uと1出力yの線形離散時間システムで出力が観測雑音eで乱されているものを対象として、時間と共にある程度変化する入力信号uが完全に観測されるとすると、次式(20)で表現することができる。
y(k)+a1y(k-1)+・・・+any(k-n)
=b0u(k)+b1u(k-1)+・・・+bnu(k-n)+e(k) (20)
ここで、a1,a2,・・・an,b0,b1,・・・bnが本実施例における風車損失係数などのパラメータに当たり、パラメータ同定は、{y(k)}{u(k)}を観測して、これらパラメータを決定することを目的とする。
In the successive least square estimation, when an input signal u that changes to some extent with time is completely observed in a linear discrete-time system with one input u and one output y whose output is disturbed by the observation noise e. Then, it can be expressed by the following equation (20).
y (k) + a 1 y (k-1) + ··· + a n y (kn)
= B 0 u (k) + b 1 u (k-1) +... + B n u (kn) + e (k) (20)
Here, a 1 , a 2 ,..., A n , b 0 , b 1 ,... B n correspond to parameters such as a wind turbine loss coefficient in this embodiment, and parameter identification is {y (k)} { The purpose is to determine these parameters by observing u (k)}.

式(20)をベクトル表記すると、次式(21)で表すことができる。
y=Ωα+e (21)
ここで、
y=[y(n),y(n+1),・・・y(N)]T
α=[−a1,−a2,・・・,−an,b0,b1,・・・bn]T
e=[e(n),e(n+1),・・・,e(N)]T
When Expression (20) is expressed as a vector, it can be expressed by the following Expression (21).
y = Ωα + e (21)
here,
y = [y (n), y (n + 1),... y (N)] T
α = [- a 1, -a 2, ···, -a n, b 0, b 1, ··· b n] T
e = [e (n), e (n + 1),..., e (N)] T

Figure 2009091923
である。
このとき、N時点までの観測値列{y(k)}{u(k)}を得ると、パラメータαの最小二乗推定値^αは次式(22)で与えられる。
^α=[ΩTΩ]-1ΩTy (22)
Figure 2009091923
It is.
At this time, when the observation value sequence {y (k)} {u (k)} up to the time N is obtained, the least square estimated value ^ α of the parameter α is given by the following equation (22).
^ α = [Ω T Ω] -1 Ω T y (22)

N時点までの観測値に基づいて作られた行列あるいはベクトルであることを明らかにするため、添字Nを付けて式(23)のように書き表す。
TΩ]-1≡PN
ΩTN≡bN (23)
また、行列Ωの最下列をzNとおく。
N≡[y(N-1),y(N-2),・・・,y(N-n),u(N),u(N-1),・・・,u(N-n)]T
すると、次式(24)のような推定式が得られる。
N=^αN-1−kN(zN TN-1−y(N)) (24)
ここで、
N=PN-1N(1+zN TN-1N)-1 (25)
また、
N=PN-1−PN-1N(1+zN TN-1N)-1N TN-1 (26)
In order to clarify that it is a matrix or vector created based on the observation values up to N time points, it is written as shown in Expression (23) with a subscript N.
T Ω] -1 ≡P N
Ω T y N ≡b N (23)
Also, let z N be the lowest column of the matrix Ω.
z N ≡ [y (N-1), y (N-2), ..., y (Nn), u (N), u (N-1), ..., u (Nn)] T
Then, an estimation equation such as the following equation (24) is obtained.
^ α N = ^ α N−1 −k N (z N T ^ α N−1 −y (N)) (24)
here,
k N = P N-1 z N (1 + z N T P N-1 z N ) -1 (25)
Also,
P N = P N-1 −P N-1 z N (1 + z N T P N-1 z N ) −1 z N T P N-1 (26)

式(24)−(26)は、繰り返し計算方式のパラメータ推定式になっており、初期値として^α0,P0,z1が与えられれば、^α1,P1が得られ、新しいデータを加えて作られるz2を用いて、さらに^α2,P2が得られる形になっている。以後この繰り返し計算が新しい観測データが得られるごとに続けられていくことになる。 Expressions (24) to (26) are parameter estimation expressions of the iterative calculation method, and ^ α 1 , P 1 are obtained if ^ α 0 , P 0 , z 1 are given as initial values, and new By using z 2 created by adding data, ^ α 2 and P 2 can be obtained. Thereafter, this repeated calculation is continued each time new observation data is obtained.

なお、初期値z1は入出力データの蓄積で決めることができるので、データをn個ずつ取得した時点を初期時点として計算を始めればよいが、初期値^α0,P0は事前に何らかの初期推定値が与えられていない場合には、適当に決めることになる。初期値の決め方によっては、収束が遅くなることがあるので、経験的に適当な値を選択する。 Since the initial value z 1 can be determined by the accumulation of input / output data, the calculation can be started with the time when n pieces of data are acquired as the initial time, but the initial values ^ α 0 and P 0 are determined in advance. If the initial estimate is not given, it will be determined appropriately. Depending on how the initial value is determined, convergence may be delayed, so an appropriate value is selected empirically.

図3は、本実施例の風力発電装置の構成図を示す。
図3に図示しない風車より得られる風力エネルギーは同じく図示しない増速機(増速比Rn)を介してかご形誘導発電機3に伝達される。
風速計8は風速情報Vwを取得して、パラメータ同定器11と最適速度設定器12に供給する。
FIG. 3 shows a configuration diagram of the wind turbine generator of the present embodiment.
Wind energy obtained from a wind turbine not shown in FIG. 3 is transmitted to the squirrel-cage induction generator 3 through a speed increaser (speed increase ratio R n ) (not shown).
The anemometer 8 acquires the wind speed information V w and supplies it to the parameter identifier 11 and the optimum speed setter 12.

パラメータ同定器11は風車に入力する風エネルギーと出力するロータ回転出力の関係から風車のパラメータを同定する演算回路である。パラメータ同定器11は、風速情報Vwに加えて、誘導発電機3に設置されたロータリーエンコーダで測定される誘導発電機3の回転速度ωwと、回転子のトルクTmから推算して求める回転子軸に連結された風車ロータの回転トルクTwを逐次入力し、逐次形最小二乗推定法を用いて風車損失係数K0,K1,K2を推定し、最適速度設定器12に供給する。 The parameter identifier 11 is an arithmetic circuit that identifies the parameters of the wind turbine from the relationship between the wind energy input to the wind turbine and the output of the rotor rotation output. The parameter identifier 11 is obtained by estimating from the rotational speed ω w of the induction generator 3 measured by the rotary encoder installed in the induction generator 3 and the torque T m of the rotor in addition to the wind speed information V w. The rotational torque T w of the wind turbine rotor connected to the rotor shaft is sequentially input, and the wind turbine loss coefficients K 0 , K 1 , K 2 are estimated using the sequential least square estimation method and supplied to the optimum speed setter 12. To do.

最適速度設定器12は、入力した風速情報Vwと同定された風車損失係数を用いて最適回転速度ωm optを決定し、速度制御器13に制御演算用に供給すると共に速度制御器13の偏差を算出する減算器14に設定値として供給する。
速度制御器13は、ゲインKPwの比例係数器15と協働して比例積分式(PI)制御演算を実行して、操作信号id *,iq *を生成し、電流制御器17に供給する。
The optimum speed setter 12 determines the optimum rotational speed ω m opt using the input wind speed information V w and the identified wind turbine loss coefficient, supplies it to the speed controller 13 for control calculation, and The set value is supplied to the subtractor 14 that calculates the deviation.
The speed controller 13 cooperates with the proportional coefficient unit 15 of the gain K Pw to execute a proportional integral equation (PI) control calculation to generate operation signals i d * and i q *, and to the current controller 17. Supply.

座標変換回路16はd,q直交座標と固定子座標の座標変換を行う回路で、ロータリーエンコーダで測定した誘導発電機3の回転子回転角θmを入力し固定子座標上の電流値ia,ib,icからd−q直交座標軸上の電流値id,iqに変換して、電流制御器17に供給する。
電流制御器17は、d−q軸電流偏差に対してPI演算を施して、d−q軸指令電圧Vd *、Vq *を求めて、座標変換回路16に供給し、ここで固定子座標上の指令電圧Vabc *に変成しPWMコンバータ4に供給して、誘導発電機3をベクトル制御する。
The coordinate conversion circuit 16 is a circuit that performs coordinate conversion between the d, q orthogonal coordinates and the stator coordinates, and inputs the rotor rotation angle θ m of the induction generator 3 measured by the rotary encoder, and the current value i a on the stator coordinates. , I b , i c are converted into current values i d , i q on the dq orthogonal coordinate axes and supplied to the current controller 17.
The current controller 17 performs a PI operation on the dq axis current deviation to obtain dq axis command voltages V d * and V q * , and supplies them to the coordinate conversion circuit 16, where the stator The command voltage V abc * on the coordinates is transformed and supplied to the PWM converter 4 to vector-control the induction generator 3.

ベクトル制御された誘導発電機の運動方程式を等価直流機として表すと、次式(27)となる。
mdωw/dt+Dmωm+Tl’=Te=KTqs * (27)
ここで、Dmは誘導発電機の制動係数、Jmは誘導発電機の慣性係数である。また、Tl’は次式で表される等価外乱トルク、
l’=PTL−KTiq
Tは次式で表される起電力係数である。
T=3PLm/4Lr(Lrdr *+Lmds *
When the equation of motion of the vector-controlled induction generator is expressed as an equivalent DC machine, the following equation (27) is obtained.
J mw / dt + D m ω m + T l ′ = T e = K T i qs * (27)
Here, D m is a braking coefficient of the induction generator, and J m is an inertia coefficient of the induction generator. T l ′ is an equivalent disturbance torque expressed by the following equation:
T l '= PT L −K T i iq
K T is an electromotive force coefficient expressed by the following equation.
K T = 3PL m / 4L r (L r i dr * + L m i ds * )

指令トルクTm *は、PI制御器によって、指令速度ωr *と実際の速度ωrとの偏差ew=ωr−ωr *を用いて次式(28)のように決定される。
m *=KPww+KIw∫ewdt (28)
ここで、KIwは積分ゲインである。
また、トルク指令電流iqs *は、指令トルクTm *を用いて次式(29)で決定する。
qs *=(Jmdωr */dt+Dmωm *+Tlm−αew)/KT (29)
ここで、KTはトルク出力係数、αはフィードバックゲインである。
The command torque T m * is determined by the PI controller using the deviation e w = ω r −ω r * between the command speed ω r * and the actual speed ω r as shown in the following equation (28).
T m * = K Pw e w + K Iw ∫e w dt (28)
Here, K Iw is an integral gain.
The torque command current i qs * is determined by the following equation (29) using the command torque T m * .
i qs * = (J mr * / dt + D m ω m * + T lm −α e w ) / K T (29)
Here, K T is a torque output coefficient, and α is a feedback gain.

さらに、d−q軸の指令電圧vd *,vq *は電流偏差eid,eiqを用いて、PI制御器によって、次式(30)(31)で表される値になる。
d *=KPiid+KIi∫eiddt (30)
q *=KPiiq+KIi∫eiqdt (31)
ここで、KPiは電流偏差に対する比例ゲイン、KIiは電流偏差に対する積分ゲイン、eid=id *−idはd軸電流偏差、eiq=iq *−iqはq軸電流偏差である。
なお、回転子の位置θmと回転速度ωmは、ロータリーエンコーダにより正確に測定することができる。
Further, the command voltages v d * and v q * of the dq axes become values represented by the following expressions (30) and (31) by the PI controller using the current deviations e id and e iq .
v d * = K Pi e id + K Ii ∫e id dt (30)
v q * = K Pi e iq + K Ii ∫e iq dt (31)
Here, K Pi is a proportional gain, K Ii is an integral gain for the current deviation, e id = i d * -i d is d-axis current deviation, e iq = i q * -i q is q-axis current deviation to the current deviation It is.
Note that the rotor position θ m and the rotational speed ω m can be accurately measured by a rotary encoder.

以上記載の方法により、かご形誘導発電機の速度制御を行うことができる。なお、かご形誘導発電機が指令値追従するときに電動機動作を行うことによる電力損失を避けるため、q軸電流指令値iq *には、たとえば−20A≦iq *≦0Aの制限を設けることが好ましい。 The speed control of the cage induction generator can be performed by the method described above. In order to avoid power loss due to motor operation when the squirrel-cage generator follows the command value, the q-axis current command value i q * has a limit of −20 A ≦ i q * ≦ 0 A, for example. It is preferable.

本実施例において、パラメータの不確実性や変動が出力電力にどのような影響をもたらすかを知るために、感度分析を行った。
感度分析には、1個の変量だけを変化させて出力の変動を見る方法と、全ての変量を同時に変化させて出力への影響を評価するモンテカルロシミュレーションとがある。
In this example, sensitivity analysis was performed in order to know how the uncertainty and fluctuation of the parameter affect the output power.
Sensitivity analysis includes a method in which only one variable is changed to see the output fluctuation, and a Monte Carlo simulation in which all the variables are changed simultaneously to evaluate the influence on the output.

図4は、感度分析およびシミュレーションの対象とした風車発電システムの機器パラメータを示す表である。対象装置は、半径0.95mのブレードを有する風車により誘導発電機を駆動して発電するシステムである。
風速は8m/s一定とし、起動直後の過渡状態を除いた5秒間について、風車パラメータの変動が出力に与える影響を評価した。風車の回転速度は指令値に追従している。
FIG. 4 is a table showing device parameters of the wind turbine power generation system subjected to sensitivity analysis and simulation. The target device is a system that generates power by driving an induction generator with a windmill having a blade having a radius of 0.95 m.
The wind speed was fixed at 8 m / s, and the influence of fluctuations in the wind turbine parameters on the output was evaluated for 5 seconds excluding the transient state immediately after startup. The rotational speed of the windmill follows the command value.

図5(a),(b),(c)は、最適回転速度を求めるときに用いる風車パラメータK0,K1,K2のそれぞれ1変数ずつを正確な値から±20%の範囲で変化させたとき、回転速度に与える影響を示すものである。影響の度合いは回転速度指令値と最適回転速度のずれを%で表して評価した。
また、図6(a),(b),(c)は、風車パラメータK0,K1,K2のそれぞれについて正確な値から±20%の範囲で変化させたとき、出力電力に与える影響を最適回転速度における出力電力を100%とする%表示で表したグラフである。
5 (a), (b), and (c) show that each variable of the wind turbine parameters K 0 , K 1 , and K 2 used for obtaining the optimum rotational speed changes within an accurate value range of ± 20%. It shows the influence on the rotation speed when The degree of influence was evaluated by expressing the deviation between the rotational speed command value and the optimum rotational speed in%.
6 (a), 6 (b), and 6 (c) show the effect on the output power when the wind turbine parameters K 0 , K 1 , and K 2 are changed from accurate values within a range of ± 20%. Is a graph representing the output power at the optimum rotational speed as a percentage.

図5(a),(b),(c)から、風車パラメータのうち誤差が指令回転速度に与える影響が最も大きいのはK0であり、特にK0が過大になると指令回転速度の誤差が低速側に拡大することが分かる。図6(a)には、その結果が出力電力誤差にも顕著に表れることが示されている。したがって、パラメータ同定を行う際に最も高い精度が求められるのはK0である。
しかし、図6(a),(b),(c)を観察すると、風車パラメータのうちK1,K2については、±10%程度の誤差があっても出力電力は95%以上の水準を保ち、パラメータの同定誤差が出力に与える影響は比較的軽いことが分かる。さらに、K0を含めても同定誤差を±5%程度に抑えることができれば、出力電力への影響は軽微であることが分かった。
5 (a), (b), and (c), it is K 0 that has the greatest influence of the error on the command rotational speed among the wind turbine parameters. Particularly, when K 0 becomes excessive, the error of the command rotational speed is large. It turns out that it expands to the low speed side. FIG. 6A shows that the result appears remarkably in the output power error. Therefore, K 0 requires the highest accuracy when performing parameter identification.
However, when observing FIGS. 6 (a), (b), and (c), K 1 and K 2 of the wind turbine parameters have an output power of 95% or more even if there is an error of about ± 10%. It can be seen that the influence of the parameter identification error on the output is relatively light. Furthermore, it has been found that if the identification error can be suppressed to about ± 5% even if K 0 is included, the influence on the output power is slight.

図7はモンテカルロシミュレーション結果を示すグラフで、風車パラメータK0,K1,K2の全てを同時に、正確な値から±20%の範囲でランダムに変化させたとき、出力電力に与える影響を最適回転速度における出力電力を100%とする%表示で表した図面である。横軸は、正確な値からの誤差を含む風車パラメータを使って算定された指令回転速度であって、グラフは指令回転速度で運転したときの出力電力を表す。
指令回転速度誤差が±10%以内の範囲に収まれば出力電力は10%以内の減少で運転でき、さらに指令回転速度誤差が±5%以内であれば出力電力減少分は1%以下であることが分かる。
Fig. 7 is a graph showing the results of Monte Carlo simulation. When all wind turbine parameters K 0 , K 1 , K 2 are changed at random within the range of ± 20% from the exact value, the effect on the output power is optimized. It is drawing represented by the% display which sets the output electric power in rotation speed to 100%. The horizontal axis is the command rotational speed calculated using the wind turbine parameters including an error from an accurate value, and the graph represents the output power when operating at the command rotational speed.
If the command rotational speed error is within ± 10%, the output power can be reduced within 10%. If the command rotational speed error is within ± 5%, the output power decrease is 1% or less. I understand.

さらに、シミュレーションを行うことにより本発明方法の有効性を確認した。
図8はシミュレーション結果を示す図面である。シミュレーションでは、風力発電装置を起動した直後は初期誤差を含む風力パラメータを用いて算出した指令速度により速度制御し、5秒経過してからは本発明方法に基づき、同定したパラメータを適用して決定した指令速度を用いて発電機の速度制御を行っている。
Furthermore, the effectiveness of the method of the present invention was confirmed by performing a simulation.
FIG. 8 is a diagram showing a simulation result. In the simulation, immediately after starting the wind turbine generator, the speed is controlled by the command speed calculated using the wind power parameter including the initial error, and after 5 seconds, the determined parameter is applied based on the method of the present invention. The generator speed is controlled using the commanded speed.

図8(a)は、対象システムに入力する風の風速変化を示すグラフである。
図8(b)は、風車パラメータK0,K1,K2の誤差を表す。また、図8(c)と(d)はそれぞれ回転速度の変化と出力電力の変化を示す。
図8(b)にあるように、初期状態では風車パラメータK0,K1,K2の誤差が大きいが、5秒経過して本発明における同定方法を適用するようになった後はパラメータ誤差が減少している。K1,K2の誤差は数%存在するが、特にK0の誤差は小さく管理されている。
FIG. 8A is a graph showing changes in the wind speed of the wind input to the target system.
FIG. 8B shows the error of the windmill parameters K 0 , K 1 , K 2 . FIGS. 8C and 8D show the change in rotational speed and the change in output power, respectively.
As shown in FIG. 8B, the error of the windmill parameters K 0 , K 1 , K 2 is large in the initial state, but after 5 seconds have passed, the parameter error is applied after the identification method of the present invention is applied. Is decreasing. Although there are several percent errors in K 1 and K 2, the error in K 0 is particularly small.

図8(c)(d)に見られるように、回転速度と出力電力共に、初期状態では風車パラメータの初期誤差の影響で最適値との偏差が存在するが、5秒経過後は同定したパラメータを使用するため指令回転速度は最適速度とよく一致し、出力電力も最大電力点によく追従している。   As can be seen from FIGS. 8C and 8D, both the rotational speed and the output power have a deviation from the optimum value due to the influence of the initial error of the windmill parameter in the initial state. Therefore, the command rotational speed is in good agreement with the optimum speed, and the output power follows the maximum power point well.

本発明の風力発電装置の最大電力点追従制御方法および制御装置は、逐次計測した入出力の測定値に基づいて逐次形最小二乗推定法を用いてオンライン同定した風車パラメータを使って最適指令値を算出し、誘導発電機の速度制御をするので、風車パラメータに変動が生じたときにも、風力発電装置が常に最大電力点に追従するように運転することができる。本発明の最大電力点追従制御方法の性能はシミュレーションによって確認された。
なお、本明細書では風力発電装置の発電機を誘導発電機としたが、本発明の最大電力点追従制御方法は、ベクトル制御が適用できる永久磁石同期発電機などを使用する場合にも適用できる。また、増速機の有無に左右されないことはいうまでもない。
The wind power generator maximum power point tracking control method and control device according to the present invention uses the wind turbine parameters identified online using the sequential least squares estimation method based on the measured values of the input and output, and the optimum command value is determined. Since the calculation and the speed control of the induction generator are performed, the wind turbine generator can be operated so as to always follow the maximum power point even when the wind turbine parameter fluctuates. The performance of the maximum power point tracking control method of the present invention was confirmed by simulation.
In this specification, the generator of the wind turbine generator is an induction generator. However, the maximum power point tracking control method of the present invention can also be applied when using a permanent magnet synchronous generator to which vector control can be applied. . Needless to say, it does not depend on the presence or absence of the gearbox.

本発明の1実施例に係る最大電力点追従制御装置を備えた風力発電装置を表す主機構成図である。It is a main machine block diagram showing the wind power generator provided with the maximum electric power point tracking control device concerning one example of the present invention. 本実施例の風車における風速毎の風車出力特性を表した図面である。It is drawing which showed the windmill output characteristic for every wind speed in the windmill of a present Example. 本実施例の風力発電装置の構成図である。It is a block diagram of the wind power generator of a present Example. 感度分析及びシミュレーションの対象とした風力発電装置の機器パラメータを示す表である。It is a table | surface which shows the apparatus parameter of the wind power generator used as the object of a sensitivity analysis and a simulation. 感度分析において風車パラメータを1変数ずつ変化させたときに回転速度に与える影響を示すグラフである。It is a graph which shows the influence which it has on a rotational speed when changing a windmill parameter by 1 variable in a sensitivity analysis. 感度分析において風車パラメータを1変数ずつ変化させたときに出力電力に与える影響を示すグラフである。It is a graph which shows the influence which it has on output electric power when changing a windmill parameter by 1 variable in sensitivity analysis. モンテカルロシミュレーションの結果を示すグラフである。It is a graph which shows the result of a Monte Carlo simulation. 本実施例の風力発電装置の最大電力点追従制御装置のシミュレーション結果を表すグラフである。It is a graph showing the simulation result of the maximum electric power point tracking control apparatus of the wind power generator of a present Example.

符号の説明Explanation of symbols

1 風車
2 増速機
3 誘導発電機
4 PWMコンバータ
5 PWMインバータ
6 電力系統
7 最大電力点追従制御装置
8 風速計
11 パラメータ同定器
12 最適速度設定器
13 速度制御器
14 減算器
15 比例係数器
16 座標変換器
17 電流制御器
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Windmill 2 Booster 3 Induction generator 4 PWM converter 5 PWM inverter 6 Electric power system 7 Maximum power point tracking control apparatus 8 Anemometer 11 Parameter identifier 12 Optimal speed setting device 13 Speed controller 14 Subtractor 15 Proportional coefficient device 16 Coordinate converter 17 Current controller

Claims (3)

風力発電装置の入力出力測定値と風速情報を用いて逐次形最小二乗推定により運転中の風車の損失係数を同定し、同定した損失係数を用いて最大電力点に当たる最適回転速度を決定し、指定された最適回転速度を目標値として風力発電装置の制御を行うことを特徴とする風力発電装置の最大電力点追従制御方法。   The wind turbine generator's input output measurement and wind speed information are used to identify the loss factor of the operating wind turbine by successive least squares estimation, and the optimum loss speed corresponding to the maximum power point is determined and specified using the identified loss factor. A method for controlling the maximum power point of a wind turbine generator, wherein the wind turbine generator is controlled using the optimum rotation speed as a target value. 風車の回転軸に発電機の回転軸を連結し、発電機の固定子にパルス幅調整(PWM)コンバータ装置を接続した風力発電装置において、前記発電機の回転子の回転位置と回転速度を測定する回転位置速度測定器と、該発電機の回転トルクを検出するトルク計と、風速を測定する風速計と、パラメータ同定器と、最適回転速度設定器と、速度制御器と電流制御器と座標変換器とを備えて、前記パラメータ同定器が入力した前記回転子の回転速度と回転トルクと前記風速に基づいて風車パラメータを算定して前記最適回転速度設定器に供給し、該最適回転速度設定器が前記風速と風車パラメータから最大電力点に当たる風車回転速度を算定して前記速度制御器の目標値として供給し、該速度制御器が前記発電機回転子の回転速度を入力し制御演算によりd−q軸電流指令値を算出して前記電流制御器に電流指令値として供給し、該電流制御器が前記座標変換器を介して入力されるd−q軸電流測定値について制御演算してd−q軸電圧指令値を算出して前記座標変換器を介して前記PWMコンバータ装置に電圧指令値として供給し、該PWMコンバータ装置が前記発電機の回転を制御することにより、風車の最大電力点を追従して風力発電を行うことを特徴とする風力発電装置の最大電力点追従制御装置。   Measures the rotational position and rotational speed of the generator rotor in a wind turbine generator in which the generator rotating shaft is connected to the wind turbine rotating shaft and the generator stator is connected to a pulse width adjustment (PWM) converter device. Rotational position speed measuring device, torque meter for detecting the rotational torque of the generator, anemometer for measuring wind speed, parameter identifier, optimum rotational speed setting device, speed controller, current controller, and coordinates A wind turbine parameter calculated on the basis of the rotational speed and rotational torque of the rotor and the wind speed input by the parameter identifier, and supplied to the optimal rotational speed setter, the optimal rotational speed setting The wind turbine calculates the wind turbine rotational speed corresponding to the maximum power point from the wind speed and the wind turbine parameters and supplies it as the target value of the speed controller. The speed controller inputs the rotational speed of the generator rotor and performs control calculation. The dq-axis current command value is calculated and supplied to the current controller as a current command value, and the current controller performs a control calculation on the dq-axis current measurement value input via the coordinate converter. The dq axis voltage command value is calculated and supplied to the PWM converter device as a voltage command value via the coordinate converter, and the PWM converter device controls the rotation of the generator to A maximum power point tracking control device for a wind turbine generator that performs wind power generation by tracking a power point. 前記パラメータ同定器が前記風車パラメータを逐次形最小二乗推定により逐次に求めることを特徴とする請求項2記載の風力発電装置の最大電力点追従制御装置。   The maximum power point tracking control device for a wind turbine generator according to claim 2, wherein the parameter identifier sequentially obtains the wind turbine parameters by successive least square estimation.
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