JP2013501868A - 風力発電装置及び潮流発電装置並びにその運転制御方法 - Google Patents

風力発電装置及び潮流発電装置並びにその運転制御方法 Download PDF

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Abstract

【課題】油圧トランスミッションを備え、発電効率に優れた風力発電装置及び潮流発電装置並びにその運転制御方法を提供する。
【解決手段】風力発電装置１は、メインシャフト８に従動して駆動する容量可変型の油圧ポンプ１２と、発電機２０に接続された容量可変型の油圧モータ１４と、油圧ポンプ１２と油圧モータ１４との間に設けられた高圧油流路１６及び低圧油流路１８を有する。ポンプ制御部３２は、パワー係数が最大となる油圧ポンプ１２の目標トルクを求め、該目標トルク及び高圧油流路１６内の圧力から油圧ポンプ１２の押しのけ容積Ｄｐを決定する。モータ制御部３４は、油圧ポンプ１２の押しのけ容積Ｄｐから求めた油圧ポンプ１２の吐出量Ｑｐに基づいて発電機２０の回転数が一定になるように油圧モータ１４の押しのけ容積Ｄｍを決定する。

Description

本発明は、油圧ポンプ及び油圧モータを組み合わせた油圧トランスミッションを介して、ロータの回転を発電機に伝達する風力発電装置及び潮流発電装置並びにその運転制御方法に関する。
近年、地球環境の保全の観点から、風力を利用した風力発電装置や、潮流エネルギーを利用した潮流発電装置等の再生エネルギー型発電装置の普及が進んでいる。
このうち、風力発電装置は、風の運動エネルギーをロータの回転エネルギーに変換し、さらにロータの回転エネルギーを発電機によって電力に変換する。一般的な風力発電装置では、ロータの回転数は数ｒｐｍ〜数十ｒｐｍ程度であるのに対し、発電機の定格回転数は通常１５００ｒｐｍ又は１８００ｒｐｍであるから、ロータと発電機との間に機械式（ギヤ式）の増速機が設けられている。すなわち、ロータの回転数は、増速機で発電機の定格回転数まで増速された後、発電機に入力される。
ここで、近年、発電効率の向上を目的とした風力発電装置の大型化が進むにつれ、増速機の重量及びコストが増加する傾向にある。このため、機械式の増速機に替えて、可変容量型の油圧ポンプ及び油圧モータを組み合わせた油圧トランスミッションを採用した風力発電装置が注目を浴びている。
例えば、特許文献１には、ロータの回転により駆動される油圧ポンプと、発電機に接続された油圧モータとを組み合わせた油圧トランスミッションを用いた風力発電装置が記載されている。この風力発電装置の油圧トランスミッションでは、油圧ポンプ及び油圧モータは、高圧リザーバ及び低圧リザーバを介して互いに接続されている。これにより、ロータの回転エネルギーが、油圧トランスミッションを介して発電機に伝わるようになっている。なお、油圧ポンプは、複数組のピストン及びシリンダと、シリンダ内でピストンを周期的に摺動させるカムとで構成されている。
また特許文献２には、ロータの回転により駆動される油圧ポンプと、発電機に接続された油圧モータと、油圧ポンプ及び油圧モータの間に設けられた作動油流路とからなる油圧トランスミッションを用いた風力発電装置が記載されている。この風力発電装置の油圧トランスミッションでは、複数組のピストン及びシリンダと、シリンダ内でピストンを周期的に摺動させるカムと、ピストンの往復運動のタイミングに合わせて開閉される高圧弁及び低圧弁とで油圧ポンプが構成されている。そして、上死点近傍でピストンをラッチすることで、シリンダとピストンで囲まれる作動室（ワーキングチャンバ）を非作動状態として、油圧ポンプの押しのけ容積を変化させるようになっている。
また可変容量型の油圧ポンプ及び油圧モータを用いたものではないが、特許文献３には、油圧ポンプから油圧モータに供給される作動油の圧力を調節して、発電機の回転数を一定に維持するようにした風力発電装置が記載されている。この風力発電装置では、油圧ポンプの吐出側が、高圧タンクとしてのタワー内部空間を介して油圧モータの吸込側と接続されており、油圧ポンプの吸込側が、タワー下部に設けた低圧タンクを介して油圧モータの吐出側と接続されている。そして、高圧タンクと油圧モータとの間には比例弁が設けられており、この比例弁によって油圧モータに供給する作動油の圧力を調節できるようになっている。
米国特許出願公開第２０１０／００３２９５９号明細書 米国特許出願公開第２０１０／００４０４７０号明細書 米国特許第７４３６０８６号明細書
ところで、風力発電装置及び潮流発電装置（両者を併せて「再生エネルギー型発電装置」という。）では、風速又は潮流の流速ごとにパワー係数が最大となるロータの回転数が異なるため、最大の効率を得るには風速又は潮流の流速に応じてロータの回転数を変える必要がある。この点、従来の機械式（ギヤ式）の増速機を用いた風力発電装置では、発電機と電力系統との間に設けられたインバータを制御することで、風速に応じてロータの回転数を変化させる可変速運転を行う技術が確立されており、広く一般に採用されている。
一方、油圧トランスミッションを用いた風力発電装置では、特許文献１〜３には、発電効率を向上させるために具体的にどのような制御を行うのかについて何ら開示されておらず、発電効率を向上させるための運転制御技術が未だ確立されていない。
本発明は、上述の事情に鑑みてなされたものであり、油圧トランスミッションを備え、発電効率に優れた風力発電装置及び潮流発電装置並びにその運転制御方法を提供することを目的とする。
本発明に係る風力発電装置又は潮流発電装置は、ハブと、前記ハブに連結されたメインシャフトと、前記メインシャフトから伝わる回転エネルギーを電力に変換する発電機と、前記メインシャフトに従動して駆動する可変容量型の油圧ポンプと、前記発電機に接続された可変容量型の油圧モータと、前記油圧ポンプの吐出側および前記油圧モータの吸込側の間に介在された高圧油流路と、前記油圧ポンプの吸込側および前記油圧モータの吐出側の間に介在された低圧油流路と、前記油圧ポンプの押しのけ容積Ｄｐを調節するポンプ制御部および前記油圧モータの押しのけ容積Ｄｍを調節するモータ制御部と連通する制御ユニットとを備え、前記ポンプ制御部は前記油圧ポンプの目標トルクを求め、該目標トルク及び前記高圧油流路における作動油の圧力から前記油圧ポンプの押しのけ容積Ｄｐを決定し、該目標トルク及び前記高圧油流路における作動油の圧力から前記油圧ポンプの押しのけ容積Ｄｐを決定し、前記モータ制御部は、前記押しのけ容積Ｄｐから求めた前記油圧ポンプの吐出量Ｑｐに基づいて前記発電機の回転数が一定になるように前記油圧モータの押しのけ容積Ｄｍを決定することを特徴とする。
この風力発電装置又は潮流発電装置では、ポンプ制御部によって、パワー係数が最大となる油圧ポンプの目標トルクを求め、該目標トルク及び高圧油流路における作動油の圧力から油圧ポンプの押しのけ容積Ｄｐを決定し、油圧ポンプの制御を行うようにしたので、発電効率を向上させることができる。
また、モータ制御部によって、押しのけ容積Ｄｐから求めた油圧ポンプの吐出量Ｑｐに基づいて発電機の回転数が一定になるように油圧モータの押しのけ容積Ｄｍを決定するようにしたので、油圧ポンプの目標トルクを変えても、発電機の回転数を一定に維持できる。よって、発電機において周波数が一定の電力を発生させることができる。
なお、ポンプ制御部が油圧ポンプの押しのけ容積Ｄｐを決定する際に用いる「高圧油流路における作動油の圧力」は、作動油の圧力の実測値であってもよいし、設定値（目標圧力）であってもよい。
上記風力発電装置又は潮流発電装置は、前記メインシャフトの回転数を計測する回転数計をさらに備え、前記ポンプ制御部は、前記回転数計により計測された前記メインシャフトの回転数に基づいて、パワー係数が最大となる前記目標トルクを求めることが好ましい。
このように、回転数計で計測したメインシャフトの回転数に基づいて、パワー係数が最大となる油圧ポンプの目標トルクを決定し、この目標トルクを用いて油圧トランスミッションを制御することで、風力発電装置又は潮流発電装置の発電効率を向上させることができる。また、メインシャフトの回転数は、高精度に計測可能であるから、メインシャフトの回転数の計測値に基づいて油圧ポンプの制御を適切に行うことができる。
あるいは、上記風力発電装置又は潮流発電装置は、風速を計測する風速計又は潮流の速度を計測する速度計をさらに備え、前記ポンプ制御部は、前記風速計又は速度計により計測された風速又は潮流の速度から、パワー係数が最大となる前記目標トルクを求めてもよい。
このように、風速計により計測された風速又は速度計により計測された潮流の速度から、パワー係数が最大となる油圧ポンプの目標トルクを決定し、この目標トルクを用いて油圧トランスミッションを制御することで、風力発電装置又は潮流発電装置の発電効率を向上させることができる。
上記風力発電装置又は潮流発電装置において、前記油圧ポンプ及び前記油圧モータは、それぞれ、シリンダおよび該シリンダ内を摺動するピストンにより囲まれる複数の油圧室と、前記ピストンに係合するカム曲面を有するカムと、各油圧室及び前記高圧油流路の間の連通路を開閉する高圧弁と、各油圧室及び前記低圧油流路の間の連通路を開閉する低圧弁とを含み、前記ポンプ制御部は、前記油圧ポンプのピストンがカムによって下死点から上死点を経て再び下死点に戻るサイクルの間、前記油圧ポンプの高圧弁を閉じて低圧弁を開いたままの状態を維持する非作動油圧室の前記油圧ポンプの全油圧室に対する割合を変化させて、前記油圧ポンプの押しのけ容積Ｄｐを調節し、前記モータ制御部は、前記油圧モータのピストンがカムによって下死点から上死点を経て再び下死点に戻るサイクルの間、前記油圧モータの高圧弁を閉じて低圧弁を開いたままの状態を維持する非作動油圧室の前記油圧モータの全油圧室に対する割合を変化させて、前記油圧モータの押しのけ容積Ｄｍを調節することが好ましい。
油圧ポンプ及び油圧モータの油圧室の状態（非作動状態又は作動状態）は、ピストンの上下動のサイクルごとに選択できるから、全油圧室に対する非作動油圧室の割合を変更することで、油圧ポンプ及び油圧モータの押しのけ容積を迅速に変化させることができる。あるいは、油圧室を部分的に非作動状態としてもよい。ここでいう部分的な非作動状態とは、ピストンの上昇運動又は下降運動の一部の期間（ピストンの上昇運動又は下降運動の全期間ではない）において高圧弁が開く一方で、それ以外のほとんどの期間で低圧弁が開くことをいう。
上記風力発電装置又は潮流発電装置において、前記油圧ポンプのカムは、前記メインシャフトの外周に環状に設けられ、複数の凹部及び凸部が交互に並んだ波状のカム曲面を有するリングカムであり、前記油圧モータのカムは、前記発電機に連結された前記油圧モータの出力軸の軸中心から偏心して設けられた偏心カムであることが好ましい。
典型的な風力発電装置では、ロータの回転数が数ｒｐｍ〜数十ｒｐｍ程度であるのに対し、発電機の定格回転数が１５００ｒｐｍ又は１８００ｒｐｍである。この場合、油圧ポンプ及び油圧モータを組み合わせた油圧トランスミッションにおいて、ロータの回転数を１００倍程度増速して発電機に伝達する必要がある。ここで、油圧トランスミッションの増速比は、油圧ポンプの押しのけ容積Ｄｐの油圧モータの押しのけ容積Ｄｍに対する比で定まるから、油圧ポンプの押しのけ容積Ｄｐを油圧モータの押しのけ容積Ｄｍの１００倍程度に設定しなければならない。しかし、油圧ポンプの押しのけ容積Ｄｐは、シリンダ一個当たりの容積を大きくしたり、シリンダの個数を増やすことで、増大させることができるが、油圧ポンプの１００倍程度の大型化を招く。
そこで、油圧ポンプのカムを、複数の凹部及び凸部が交互に並んだ波状のカム曲面を有するリングカムとすることで、メインシャフトが一回転する間に油圧ポンプの各ピストンを何度も上下動させて、油圧ポンプを大型化することなく、油圧ポンプの押しのけ容積Ｄｐを増大させることができる。一方、油圧モータのカムを、油圧モータの出力軸の軸中心から偏心して設けられた偏心カムとすることで、油圧ポンプに比べて油圧モータの押しのけ容積Ｄｍが小さくなり、高い増速比の油圧トランスミッションを実現できる。
上記風力発電装置又は潮流発電装置において、前記油圧ポンプは、高圧弁が前記油圧室から前記高圧油流路に向かう作動油の流れのみを許容する逆止弁であり、低圧弁がノーマルオープン式の面シール電磁弁であり、前記ポンプ制御部は、前記油圧ポンプの非作動油圧室以外の油圧室について、前記油圧ポンプのピストンが下死点に達した以降に前記低圧弁を閉じ、油圧室と前記低圧油流路との圧力差によって低圧弁の閉じられた状態を維持し、低圧弁の閉じられた状態を維持するのに必要な電力を削減できることが好ましい。
このように、油圧ポンプの高圧弁を逆止弁とすることで、油圧ポンプのピストンが下死点から上死点に向かう間に、油圧室内の油圧が圧縮されて、油圧室内の圧力が高圧油流路内の圧力よりも高くなると自動的に高圧弁が開くので、高圧弁の制御を積極的に行う必要がない。また、油圧ポンプの高圧弁を電磁弁に比べて構成が簡素な逆止弁とすることで、油圧ポンプを小型化することができる。
また、油圧ポンプの非作動油圧室以外の油圧室について高圧弁及び低圧弁の開閉制御を行う際、ピストンが下死点に達した直後以降は油圧室と低圧油流路との圧力差によって低圧弁を閉じることで、低圧弁が閉じた状態を維持するのに必要な電力を削減できる。
上記風力発電装置又は潮流発電装置において前記油圧モータは、高圧弁がノーマルクローズ式の面シール電磁弁であり、低圧弁がノーマルオープン式の面シール電磁弁であり、前記モータ制御部は、前記油圧モータの非作動油圧室以外の油圧室について、前記油圧モータのピストンが上死点に達する直前に、低圧弁を閉じた後に高圧弁を開いて、前記油圧モータのピストンが下死点に達する直前まで前記高圧弁が開いた状態を維持し、前記モータ制御部は、前記低圧弁が開く直前まで前記高圧弁を開いた状態にラッチすることが好ましい。
このように、油圧モータのピストンが上死点に達した後、下死点に達する直前まで高圧弁を開いた状態にラッチすることで高圧弁を励磁するために与える電力を削減しながら、高圧弁が開いた状態を維持することができる。
上記風力発電装置又は潮流発電装置は、前記ハブに取り付けられたブレードのピッチ角を調節するピッチ駆動機構をさらに備え、前記制御ユニットは、前記発電機の出力が定格出力を超えないように前記ピッチ駆動機構を制御してもよい。
これにより、定格風速以上かつカットアウト風速未満の風を受けて発電を行う定格運転時において、一定の出力（定格出力）の電力を発電機から得ることができる。
なお、定格風速とは、発電機から定格出力を得るために必要な風速であり、カットアウト風速とは、風力発電装置の安全を確保するために発電を停止する風速である。例えば、定格風速を約１０ｍ／ｓとし、カットアウト風速を２５ｍ／ｓ程度に設定してもよい。
上記風力発電装置又は潮流発電装置において、前記発電機は、電磁石同期発電機であり、前記発電機の回転子に流れる界磁電流を変化させて、前記発電機の固定子に発生する電力の力率を調節する励磁機をさらに備えることが好ましい。
このように、電磁石同期発電機を発電機として用い、界磁電流によって力率を調節する励磁機を設けることで、所望の力率に調整された良質の電力を電力系統に供給することができる。
上記風力発電装置又は潮流発電装置は、前記高圧油流路及び前記低圧油流路の間に設けられ、前記油圧モータをバイパスするバイパス流路と、前記バイパス流路に設けられ、前記高圧油流路の油圧圧力を設定圧力以下に保持するリリーフ弁とをさらに備え、前記ポンプ制御部が、前記油圧ポンプの非作動油圧室を無くし、前記油圧ポンプの押しのけ容積Ｄｐを最大にするとともに、前記高圧油流路内の圧力を前記リリーフ弁の設定圧力まで上昇させて、前記メインシャフトの回転を減速するようにしてもよい。
このように、油圧ポンプの押しのけ容積を調節して、油圧ポンプの押しのけ容積Ｄｐを増大させるとともに、高圧油流路内の作動油の圧力を増大させることで、油圧ポンプを回転させるのに必要なトルク（＝油圧ポンプの押しのけ容積Ｄｐ×高圧油流路内の作動油の圧力）を大きくすることができる。これにより、メインシャフトの回転を即座に減速することができる。
上記風力発電装置又は潮流発電装置において、前記油圧ポンプ及び前記油圧モータは、それぞれ、シリンダおよび該シリンダ内を摺動するピストンにより囲まれる複数の油圧室と、前記ピストンに係合するカム曲面を有するカムと、各油圧室及び前記高圧油流路の間の連通路を開閉する高圧弁と、各油圧室及び前記低圧油流路の間の連通路を開閉する低圧弁とを含み、前記ポンプ制御部は、前記油圧ポンプのピストンがカムによって下死点から上死点に向かって動く際、前記油圧ポンプの低圧弁を閉じる時間の長さを変化させて、前記油圧ポンプの押しのけ容積Ｄｐを調節し、前記モータ制御部は、前記油圧モータのピストンがカムによって上死点から下死点に向かって動く際、前記油圧モータの高圧弁を開く時間の長さを変化させて、前記油圧モータの押しのけ容積Ｄｍを調節するようにしてもよい。
これにより、非作動油圧室の全油圧室に対する割合を変化させる場合とは異なり、油圧ポンプ及び油圧モータの押しのけ容積を、可変範囲内で連続的（すなわち、押しのけ容積が離散的ではない）に変化させることができる。
また、油圧ポンプ及び油圧モータの稼動時に、押しのけ容積の変更指令がポンプ制御部又はモータ制御部から発せられた時点における各油圧室内のピストンの位置によらず、即座に押しのけ容積を変化させることができる。
この場合、上記風力発電装置又は潮流発電装置は、前記発電機が連系される電力系統の状態を判定する系統状態判定手段をさらに備え、前記モータ制御部は、前記系統状態判定手段により前記電力系統の電圧が低下したと判定されたとき、数ミリ秒の間に、前記電力系統に前記発電機を同期させた状態を維持するのに必要な量まで前記油圧モータの押しのけ容積Ｄｍを一定の速度で低減することが好ましい。
これにより、電力系統の電圧低下に迅速に対応して、発電機の負荷の減少に合わせて油圧モータのトルクを即座に変更することができる。
好ましくは、上記風力発電装置又は潮流発電装置の前記モータ制御部は、前記高圧油流路における作動油の圧力の計測値に基づいて前記油圧モータの押しのけ容積を設定し、前記高圧油流路内の作動油の圧力が許容範囲内に収まるように前記油圧モータの押しのけ容積を調節する。
また本発明に係る風力発電装置又は潮流発電装置の運転制御方法は、ハブと、前記ハブに連結されたメインシャフトと、前記メインシャフトから伝わる回転エネルギーを電力に変換する発電機と、前記メインシャフトに従動して駆動する可変容量型の油圧ポンプと、前記発電機に接続された可変容量型の油圧モータと、前記油圧ポンプの吐出側および前記油圧モータの吸込側の間に介在された高圧油流路と、前記油圧ポンプの吸込側および前記油圧モータの吐出側の間に介在された低圧油流路とを備える風力発電装置又は潮流発電装置の運転制御方法であって、パワー係数が最大となる前記油圧ポンプの目標トルクを求める目標トルク算出工程と、前記目標トルク算出工程において求めた目標トルク及び前記高圧油流路における作動油の圧力から前記油圧ポンプの押しのけ容積Ｄｐを決定するポンプ押しのけ容積決定工程と、前記ポンプ押しのけ容積決定工程において決定した前記押しのけ容積Ｄｐから求めた前記油圧ポンプの吐出量Ｑｐに基づいて前記発電機の回転数が一定になるように前記油圧モータの押しのけ容積Ｄｍを決定するモータ押しのけ容積決定工程と、前記ポンプ押しのけ容積決定工程および前記モータ押しのけ容積決定工程において決定された押しのけ容積Ｄｐ及びＤｍに基づいて、前記油圧ポンプおよび前記油圧モータを制御することを特徴とする。
この風力発電装置又は潮流発電装置の運転制御方法によれば、パワー係数が最大となる油圧ポンプの目標トルクを求め、該目標トルク及び高圧油流路における作動油の圧力から油圧ポンプの押しのけ容積Ｄｐを決定し、油圧ポンプの制御を行うようにしたので、発電効率を向上させることができる。
また、押しのけ容積Ｄｐから求めた油圧ポンプの吐出量Ｑｐに基づいて発電機の回転数が一定になるように油圧モータの押しのけ容積Ｄｍを決定するようにしたので、油圧ポンプの目標トルクを変えても、発電機の回転数を一定に維持できる。よって、発電機により周波数一定の電力を発生させることができる。
本発明によれば、パワー係数が最大となる油圧ポンプの目標トルクを求め、該目標トルク及び高圧油流路における作動油の圧力から油圧ポンプの押しのけ容積Ｄｐを決定し、油圧ポンプの制御を行うようにしたので、発電効率を向上させることができる。
また、押しのけ容積Ｄｐから求めた油圧ポンプの吐出量Ｑｐに基づいて発電機の回転数が一定になるように油圧モータの押しのけ容積Ｄｍを決定するようにしたので、油圧ポンプの目標トルクを変えても、発電機の回転数を一定に維持できる。よって、発電機により周波数一定の電力を発生させることができる。
風力発電装置の構成例を示す図である。 風力発電装置の油圧トランスミッション及び発電機の構成を示す図である。 ピッチ駆動機構の構成を示す図である。 制御ユニットの記憶部に記憶されたＣｐ最大曲線を示すグラフである。 制御ユニットの記憶部に記憶されたＣｐ最大曲線を示すグラフである。 制御ユニットの記憶部に記憶された目標圧力設定曲線を示すグラフである。 制御ユニットによる油圧トランスミッションの制御を示すフローチャートである。 油圧ポンプの具体的な構成を示す図である。 油圧ポンプの高圧弁及び低圧弁の開閉タイミングを示す図である。 油圧モータの具体的な構成を示す図である。 油圧モータの高圧弁及び低圧弁の開閉タイミングを示す図である。
以下、添付図面に従って本発明の実施形態について説明する。ただし、この実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、特定的な記載がない限り本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
まず、本実施形態に係る風力発電装置の全体構成について説明する。なお、ここでは、風力発電装置の一例としていわゆる３枚プロペラ型のものを説明するが、本実施形態は、この例に限定されず、種々の形式の風力発電装置に適用できる。
図１は、風力発電装置の構成例を示す図である。図２は、風力発電装置の油圧トランスミッション及び発電機の構成を示す図である。
図１に示すように、風力発電装置１は、主として、風を受けて回転するロータ２と、ロータ２の回転を増速する油圧トランスミッション１０と、電力を発生させる発電機２０と、ナセル２２と、ナセル２２を支持するタワー２４と、ポンプ制御部３２、モータ制御部３４、ピッチ制御部３６及び記憶部３７を有し、風力発電装置１の各部を制御する制御ユニット３０とを備える。制御ユニット３０及びこれを構成する各制御部３２，３４，３６は、ナセル２２の内部又は外部の異なる場所に存在し、制御ユニット３０が分散型の制御システムを構築していてもよい。制御ユニット３０及びこれを構成する各制御部３２，３４，３６の一つ以上の機能が一つの演算処理装置に組み込まれていてもよい。
ロータ２は、ブレード４が取り付けられたハブ６にメインシャフト８が連結された構成を有する。すなわち、３枚のブレード４がハブ６を中心として放射状に延びており、それぞれのブレード４が、メインシャフト８と連結されたハブ６に取り付けられている。これにより、ブレード４が受けた風の力によってロータ２全体が回転し、メインシャフト８を介して油圧トランスミッション１０に回転が入力される。
油圧トランスミッション１０は、図２に示すように、メインシャフト８に従動して駆動する容量可変型の油圧ポンプ１２と、発電機２０に接続された容量可変型の油圧モータ１４と、油圧ポンプ１２と油圧モータ１４との間に設けられた高圧油流路１６及び低圧油流路１８を有する。
油圧ポンプ１２の吐出側は、高圧油流路１６によって油圧モータ１４の吸込側に接続されており、油圧ポンプ１２の吸込側は、低圧油流路１８によって油圧モータ１４の吐出側に接続されている。油圧ポンプ１２から吐出された作動油（高圧油）は、高圧油流路１６を介して油圧モータ１４に流入し、油圧モータ１４を駆動する。油圧モータ１４で仕事を行った作動油（低圧油）は、低圧油流路１８を介して油圧ポンプ１２に流入して、油圧ポンプ１２で昇圧された後、再び高圧油流路１６を介して油圧モータ１４に流入する。
なお、図２には、油圧モータ１４を１個だけ含む油圧トランスミッション１０を示したが、複数の油圧モータ１４を設けて、それぞれの油圧モータ１４を油圧ポンプ１２に接続してもよい。この場合、油圧ポンプ１２の吐出側に一端が接続された高圧油流路１６は、途中で分岐して各油圧モータ１４の吸込側に接続され、各油圧モータ１４の吐出側に一端が接続された複数の低圧油流路１８が途中で一本にまとまって、油圧ポンプ１２の吸込側に接続される。
また、メインシャフト８の回転数を計測する回転数計３８と、高圧油流路１６内の圧力を計測する圧力計３９が設けられている。回転数計３８及び圧力計３９の計測結果は、制御ユニット３０に送られて、油圧ポンプ１２及び油圧モータ１４の制御に用いられる。
また、高圧油流路１６及び低圧油流路１８には脈動防止用アキュムレータ６４が設けられている。これにより、高圧油流路１６及び低圧油流路１８の圧力変動（脈動）が抑制される。なお、低圧油流路１８には、作動油中の不純物を除去するオイルフィルタ６６と、作動油を冷却するオイルクーラ６８が設けられている。
高圧油流路１６と低圧油流路１８との間には、油圧モータ１４をバイパスするバイパス流路６０が設けられている。そして、バイパス流路６０には、高圧油流路１６の作動油の圧力を設定圧力以下に保持するリリーフ弁６２が設けられている。これにより、高圧油流路１６内の圧力がリリーフ弁６２の設定圧力まで上昇すれば、リリーフ弁６２が自動的に開いて、バイパス流路６０を介して低圧油流路１８に高圧油を逃すことができる。
また、油圧トランスミッション１０には、オイルタンク７０、補充ライン７２、ブーストポンプ７４、オイルフィルタ７６、返送ライン７８、低圧リリーフ弁７９が設けられている。
油圧モータ１４からの戻り流れの全部又は一部がこれらのユニットの一つ以上を通過するようにしてもよい。
オイルタンク７０は、補充用の作動油が貯留されている。補充ライン７２は、オイルタンク７０を低圧油流路１８に接続している。ブーストポンプ７４は、補充ライン７２に設けられ、オイルタンク７０から低圧油流路１８に作動油を補充するようになっている。このとき、低圧油流路１８に供給される作動油は、補充ライン７２に設けられたオイルフィルタ７６によって不純物が除去される。
これにより、作動油の漏洩が油圧トランスミッション１０の内部で生じても、ブーストポンプ７４によってオイルタンク７０から低圧油流路１８に作動油が補充されるので、油圧トランスミッション１０内を循環する作動油の量を維持できる。
返送ライン７８は、オイルタンク７０と低圧油流路１８との間に配置されている。低圧リリーフ弁７９は、返送ライン７８に設けられており、低圧油流路１８内の圧力を設定圧力と同じ又はそれ以下に保持するようになっている。
これにより、ブーストポンプ７４によって作動油が低圧油流路１８に供給されても、低圧油流路１８内の圧力が低圧リリーフ弁７９の設定圧力に達すれば、低圧リリーフ弁７９が自動的に開いて、返送ライン７８を介してオイルタンク７０に作動油を逃すことができる。よって、油圧トランスミッション１０内を循環する作動油の量を適切に維持できる。
発電機２０は、電力系統５０に連系されており、発電した電力を電力系統５０に供給するようになっている。発電機２０は、図２に示すように、油圧モータ１４の出力軸１５に接続された回転子２０Ａと、電力系統５０に接続された固定子２０Ｂとで構成された電磁石同期発電機を用いる。発電機２０の回転子２０Ａには励磁機５２が接続されており、固定子２０Ａに流れる界磁電流を変化させて、発電機２０の固定子２０Ｂに発生する電力の力率を調節できるようになっている。これにより、所望の力率に調整された良質の電力が電力系統５０に供給される。
また、電力系統５０の状態は系統状態判定手段５４により監視されている。系統状態判定手段５４により判定された電力系統５０の状態は、制御ユニット３０に送られて、風力発電装置１の各部の制御に用いられる。例えば、系統状態判定手段５４により電力系統５０の電圧が低下したと判定されると、ピッチ制御部３６（図１参照）によって後述のピッチ駆動機構４０を制御してブレード４のピッチ角をフェザーにするとともに、ポンプ制御部３２及びモータ制御部３４によって、電力系統５０に発電機２０を同期させた状態を維持するのに必要な量まで油圧ポンプ１２及び油圧モータ１４の押しのけ容積を低減する。
なお、系統状態判定手段５４は、電力系統５０の電圧を計測する電圧センサを用いることが好ましいが、電圧センサに替えて、力率計又は無効電力計を用いて間接的に電力系統５０の状態を判定してもよい。
図１に示すナセル２２は、ロータ２のハブ６を回転自在に支持するとともに、その内部に油圧トランスミッション１０や発電機２０等の各種機器を収納している。なお、ナセル２２をタワー２４に回転自在に支持し、ヨーモータ（不図示）を用いて、風向きに応じてナセル２２を旋回させるようにしてもよい。
タワー２４は、基礎２６から上方に延びる柱状であり、例えば、一本の柱状部材で構成してもよいし、複数のユニットを上下方向に連結して柱状に構成してもよい。タワー２４が複数のユニットから構成されている場合には、最上部に設けられたユニットの上にナセル２２が設置される。
また、ハブ６内には、ブレード４のピッチ角を変化させるピッチ駆動機構が収納されている。図３は、ブレード４のピッチ角を変化させるピッチ駆動機構の構成を示す図である。同図に示すように、ピッチ駆動機構４０は、油圧シリンダ４２、サーボバルブ４４、油圧源４６及びアキュムレータ４８とにより構成される。サーボバルブ４４は、ピッチ制御部３６による制御下で、ブレード４のピッチ角が所望の値となるように、油圧源４６により生成された高圧油およびアキュムレータ３８に蓄えられた高圧油の油圧シリンダ４２への供給量を調節する。
図１に示す制御ユニット３０は、油圧ポンプ１２を制御するポンプ制御部３２と、油圧モータ１４を制御するモータ制御部３４と、ピッチ駆動機構４０のサーボバルブ４４を制御するピッチ制御部３６と、風力発電装置１の制御に用いるデータが保存された記憶部３７とを有する。
ポンプ制御部３２は、パワー係数が最大となる油圧ポンプ１２の目標トルクを求め、該目標トルク及び高圧油流路１６内の圧力から油圧ポンプ１２の押しのけ容積Ｄｐを決定する。一方、モータ制御部３４は、油圧ポンプ１２の押しのけ容積Ｄｐから求めた油圧ポンプ１２の吐出量Ｑｐに基づいて発電機２０の回転数が一定になるように油圧モータ１４の押しのけ容積Ｄｍを決定する。
ピッチ制御部３６は、発電機２０の出力が定格出力に達したとき、発電機２０の定格出力が維持されるようにピッチ駆動機構４０のサーボバルブ４４を制御して、ブレード４のピッチ角をフェザー側に変化させる。これにより、定格風速以上かつカットアウト風速未満の風を受けて発電を行う定格運転時において、一定の出力（定格出力）の電力を発電機２０から得ることができる。
また、ピッチ制御部３６は、上述のように、系統状態判定手段５４によって電力系統５０の電圧が低下したと判断されたとき、ピッチ駆動機構４０のサーボバルブ４４を制御して、ブレード４のピッチ角をフェザーにする。
記憶部３７には、風力発電装置１の制御に用いるＣｐ最大曲線および目標圧力設定曲線が記憶されている。
図４及び５は、記憶部３７に記憶されたＣｐ最大曲線を示すグラフである。Ｃｐ最大曲線は、パワー係数Ｃｐが最大になる点を結んだ曲線である。風速Ｖを横軸にとり、メインシャフト８の回転数ｎを縦軸にとった座標系においてＣｐ最大曲線１００を表したのが図４であり、メインシャフト８の回転数ｎを横軸にとり、油圧ポンプ１２の目標トルクを縦軸にとった座標系においてＣｐ最大曲線１０２を表したのが図５である。
図６は、記憶部３７に記憶された目標圧力設定曲線１０４を示すグラフである。目標圧力設定曲線１０４は、高圧油流路１６内の圧力の目標値をメインシャフト８の回転数ｎに対してプロットしたものである。
図６に示すように、目標圧力設定曲線１０４は、回転数ｎが増加するに従って、高圧油流路１６の目標圧力が単調増加する曲線である。このため、メインシャフト８の回転数ｎが大きい（すなわち、油圧ポンプ１２の吐出量Ｑｐが多い）場合に比べて、メインシャフト８の回転数ｎが小さい（すなわち、油圧ポンプ１２の吐出量Ｑｐが少ない）場合における高圧油流路１６の目標圧力が小さな値に設定される。これにより、メインシャフト８の回転数ｎが小さい場合における油圧ポンプ１２の吐出量Ｑｐに対する作動油の内部漏れ量を減らして、作動油の内部漏れが油圧トランスミッション１０の制御に及ぼす影響を抑制することができる。
次に、風力発電装置１における油圧トランスミッション１０の制御について説明する。図７は、制御ユニット３０による油圧トランスミッション１０の制御を示すフローチャートである。
図７に示すように、最初に、回転数計３８によって、メインシャフト８の回転数ｎが計測される（ステップＳ２）。
ポンプ制御部３２は、ステップＳ２において回転数計３８で計測された回転数ｎから風速Ｖを推定する（ステップＳ４）。具体的には、パワー係数Ｃｐが最大の運転状態が維持されていることを前提として、記憶部３７からＣｐ最大曲線１００（図４参照）を読み出して、Ｃｐ最大曲線１００に基づいて、計測された回転数ｎに対応する風速Ｖを求める。そして、ポンプ制御部３２は、記憶部３７からＣｐ最大曲線１０２（図５参照）を読み出して、ステップＳ４で推定された風速Ｖに対応する油圧ポンプ１２の目標トルクＴｐ_ｔａｒｇｅｔを求める（ステップＳ６）。なお、図５には、ステップＳ２で予測された風速ＶがＶ２である場合に油圧ポンプ１２の目標トルクを決定する例を示した。
また、ポンプ制御部３２は、記憶部３７から目標圧力設定曲線１０４（図６参照）を読み出して、ステップＳ２において回転数計３８で計測された回転数ｎに対応する高圧油流路１６の目標圧力ＰＨ_ｔａｒｇｅｔを求める（ステップＳ８）。
この後、ステップＳ１０に進んで、油圧ポンプ１２の目標トルクＴｐ_ｔａｒｇｅｔ及び高圧油流路１６の目標圧力ＰＨ_ｔａｒｇｅｔから、次の式（１）により油圧ポンプ１２の押しのけ容積Ｄｐがポンプ制御部３２によって求められる。
（数１）
押しのけ容積Ｄｐ＝目標トルクＴｐ_ｔａｒｇｅｔ／目標圧力ＰＨ_ｔａｒｇｅｔ （１）
そして、ステップＳ１２に進んで、油圧ポンプ１２の押しのけ容積Ｄｐから、次の式（２）により油圧ポンプ１２の吐出量Ｑｐがポンプ制御部３２によって求められる。
（数２）
吐出量Ｑｐ＝押しのけ容積Ｄｐ×回転数ｎ （２）
ステップＳ１２において油圧ポンプ１２の吐出量Ｑｐを求めた後、次の式（３）により、発電機２０の回転数が所定の値（例えば、１５００ｒｐｍ又は１８００ｒｐｍ）になるように油圧モータ１４の押しのけ容積Ｄｍを決定する（ステップＳ１４）。
（数３）
押しのけ容積Ｄｍ＝吐出量Ｑｐ／発電機２０の回転数ｎｇ （３）
この後、ポンプ制御部３２が、油圧ポンプ１２の押しのけ容積をＤｐに調節し（ステップＳ１６）、モータ制御部３４が、油圧モータ１４の押しのけ容積をＤｍに調節する（ステップＳ１８）。油圧ポンプ１２及び油圧モータ１４の押しのけ容積の調節手法については、後で詳述する。
続いて、ステップＳ２０に進んで、圧力計３９により、高圧油流路１６内の圧力ＰＨを計測する。そして、ステップＳ２２において、圧力計３９で計測した高圧油流路１６内の圧力ＰＨと、高圧油流路１６の目標圧力ＰＨ_ｔａｒｇｅｔとの偏差が許容範囲に収まっているか判定される。
ステップＳ２２において、圧力ＰＨと目標圧力ＰＨ_ｔａｒｇｅｔとの偏差が許容範囲を超えていると判断されると、モータ制御部３４によって油圧モータ１４の押しのけ容積を補正する（ステップＳ２４）。具体的には、圧力ＰＨが目標圧力ＰＨ_ｔａｒｇｅｔよりも低い場合、両者の偏差に応じた分量（偏差に比例する分量）だけ油圧モータ１４の押しのけ容積Ｄｍを小さくする。一方、圧力ＰＨが目標圧力ＰＨ_ｔａｒｇｅｔよりも高い場合、両者の偏差に応じた分量（偏差に比例する分量）だけ油圧モータ１４の押しのけ容積Ｄｍを大きくする。また、油圧ポンプ１２の押しのけ容積は、以下に説明されるように、高圧油流路１６の圧力の実測値変化に合わせて変化してもよい。
なお、図７には、ステップＳ４においてメインシャフト８の回転数ｎから風速Ｖを推定した後、この風速Ｖから油圧ポンプ１２の目標トルクＴｐ_ｔａｒｇｅｔを求める例を示したが、回転数計３８で計測された回転数ｎから直接、Ｃｐ最大曲線１０２を用いて油圧ポンプ１２の目標トルクＴｐ_ｔａｒｇｅｔを求めてもよい。
また、図７には、ステップＳ１０において、油圧ポンプ１２の目標トルクＴｐ_ｔａｒｇｅｔおよび高圧油流路１６の目標圧力ＰＨ_ｔａｒｇｅｔから油圧ポンプ１２の押しのけ容積Ｄｐを求める例を示したが、油圧ポンプ１２の押しのけ容積Ｄｐを求める際に、高圧油流路１６の目標圧力ＰＨ_ｔａｒｇｅｔに替えて、高圧油流路１６の圧力の実測値を用いてもよい。
次に、風力発電装置１における油圧ポンプ１２と油圧モータ１４との押しのけ容積の調節手法について詳述する。図８は、油圧ポンプ１２の具体的な構成を示す図である。図９は、油圧ポンプ１２の油圧室の一回の作動サイクルにおける、高圧弁及び低圧弁の開閉タイミングを示す図である。図１０は、油圧モータ１４の具体的な構成を示す図である。図１１は、油圧モータ１４の油圧室の一回の作動サイクルにおける、高圧弁及び低圧弁の開閉タイミングを示す図である。
油圧ポンプ１２は、図８に示すように、シリンダ８０及びピストン８２により形成される複数の油圧室８３と、ピストン８２に係合するカム曲面を有するカム８４と、各油圧室８３に対して設けられる高圧弁８６および低圧弁８８とにより構成される。
ピストン８２は、カム８４のカム曲線に合わせてピストン８２をスムーズに作動させる観点から、シリンダ８０内を摺動するピストン本体部８２Ａと、該ピストン本体部８２Ａに取り付けられ、カム８４のカム曲面に係合するピストンローラー又はピストンシューとで構成することが好ましい。なお図８には、ピストン８２がピストン本体部８２Ａとピストンローラー８２Ｂとからなる例を示した。油圧室８３における圧力はピストンローラー８２Ｂをカム８４に接触させた状態を維持する。
カム８４は、カム取付台８５を介して、メインシャフト８の外周面に取り付けられている。カム８４は、メインシャフト８が一回転する間に、油圧ポンプ１２の各ピストン８２を何度も上下動させて油圧ポンプ１２のトルクを大きくする観点から、複数の凹部８４Ａ及び凸部８４Ｂがメインシャフト８の周りに交互に並んだ波状のカム曲面を有するリングカムであることが好ましい。
高圧弁８６は、各油圧室８３と高圧油流路１６との間の高圧連通路８７に設けられ、油圧室８３から高圧油流路１６に向かう作動油の流れのみを許容する逆止弁である。一方、低圧弁８８は、各油圧室８３と低圧油流路１８との間の低圧連通路８９に設けられたノーマルオープン式のポペット形電磁弁である。
油圧ポンプ１２では、メインシャフト８とともにカム８４が回転すると、図９に示すピストンサイクル曲線１１０のように、ピストン８２が周期的に上下動し、ピストン８２が下死点から上死点に向かうポンプ工程と、ピストン８２が上死点から下死点に向かう吸入工程とが繰り返される。
なお、図９において、ピストンサイクル曲線１１０は、横軸を時刻ｔとして、ピストン８２の位置の経時変化を示した曲線である。また、同図では、ＨＰＶ電圧信号１１２は高圧弁８６に供給する電圧信号を、高圧弁ポジション１１４は高圧弁８６の開閉状態を、ＬＰＶ電圧信号１１６は低圧弁８８に供給する電圧信号を、低圧弁ポジション１１８は低圧弁８８の開閉状態を、圧力曲線１２０は油圧室８３内の圧力をそれぞれ示している。
ポンプ制御部３２は、所望の油圧ポンプ１２の押しのけ容積Ｄｐが得られるように、ピストン８２が下死点から上死点を経て再び下死点に戻るサイクルの間、高圧弁８６を閉じて低圧弁８８を開いたままの状態を維持する非作動室の数を変化させる。すなわち、ポンプ制御部３２は、所望の押しのけ容積Ｄｐから、次の式（４）を用いて非作動室の数を決定し、これに基づいて油圧ポンプ１２を制御する。
（数４）
押しのけ容積Ｄｐ＝ｍ×Ｖｐ×Ｆｄｐ （４）
（ただし、ｍはカム８４の凹凸の個数であり、Ｖｐは全シリンダ８０の合計容積であり、Ｆｄｐは全油圧室８３に対する作動室の割合である。Ｆｄｐはある期間にわたって決定されてもよく、Ｆｄｐは全油圧室８３に対する作動室の割合の短時間における平均値であってもよい。）
ここで、油圧ポンプ１２の「非作動室」とは、ピストン８２が下死点から上死点に向かうポンプ工程において、高圧油流路１６に作動油を吐出しない油圧室８３をいう。これに対し、ピストン８２が下死点から上死点に向かうポンプ工程において、高圧油流路１６に作動油を吐出する油圧室８３を油圧ポンプ１２の「作動室」という。
各油圧室８３の状態（非作動状態又は作動状態）は、ピストン８２の上下動のサイクルごとに選択できるから、全油圧室８３に対する非作動室の割合を変更することで、油圧ポンプ１２の押しのけ容積を迅速に変化させることができる。
ポンプ制御部３２は、油圧ポンプ１２の非作動室と作動室とについて、高圧弁８６及び低圧弁８８の開閉制御を以下のとおり行う。
油圧室８３のうち非作動室については、ピストン８２が一往復する間、ノーマルオープン式の低圧弁８８を無励磁として、低圧弁８８が開いた状態を維持する。これにより、ピストン８２が上下動しても、作動油は油圧室８３と低圧油流路１８との間を行き来するだけで、油圧室８３内の圧力は上昇しないから、逆止弁からなる高圧弁８６は常に閉じた状態が維持される。
これに対し、油圧室８３のうち作動室については、図９に示すように、ピストン８２の上下動に合わせて、高圧弁８６及び低圧弁８８を以下のように開閉する。
高圧弁８６については、逆止弁であり電圧信号を与える余地がないので、高圧弁８６に供給されるＨＰＶ電圧信号１１２は常にゼロのままであるが、油圧室８３と高圧油流路１６との圧力差によって高圧弁８６は自動的に開閉する。すなわち、高圧弁８６は、高圧弁ポジション１１４に示すように、ポンプ工程において油圧室８３内の圧力（圧力曲線１２０参照）が上昇し、高圧油流路１６の圧力よりも高くなると自動的に開かれ、ポンプ工程の終了とともに自動的に閉じられる。
一方、ノーマルオープン式の低圧弁８８については、ピストン８２が下死点に達する直前に励磁し、ピストン８２が下死点に達した直後に無励磁とするＬＰＶ電圧信号１１６が付与される。低圧弁ポジション１１８から分かるように、低圧弁８８は、ピストン８２が下死点に達する直前に励磁されることで閉じられる。なお、低圧弁８８は、ノーマルクローズ式の電磁弁を用いてもよい。
また、低圧弁８８は、ピストン８２が下死点に達した直後に無励磁とされても、ピストン８２が上死点に達するまでの間は油圧室８３内の圧力が高いので、油圧室８３と低圧油流路１８との圧力差によって閉じられたままである。この後、ピストン８２が上死点に達して、吸入工程に移行すると、高圧弁が閉じられることにより、油圧室８３内の圧力が下がるので、油圧室８３と低圧油流路１８との圧力差が小さくなり、低圧弁８８が自動的に開く。
このように、油圧ポンプ１２の高圧弁８６を逆止弁とすることで、油圧ポンプ１２のピストン８２が下死点から上死点に向かう間に、油圧室８３内の作動油が圧縮されて、油圧室８３内の圧力が高圧油流路１６内の圧力よりも高くなると自動的に高圧弁８６が開くので、高圧弁８６の制御を積極的に行う必要がない。また、油圧ポンプ１２の高圧弁８６を電磁弁に比べて構成が簡素な逆止弁とすることで、油圧ポンプ１２を小型化することができる。
また、油圧室８３の作動室について高圧弁８６及び低圧弁８８の開閉制御を行う際、ピストン８２が下死点に達した直後に低圧弁８８を無励磁として、それ以降は油圧室８３と低圧油流路１８との圧力差によって低圧弁８８を閉じることで、低圧弁８８の励磁に必要な電力を削減できる。
油圧モータ１４は、図１０に示すように、シリンダ９０及びピストン９２により形成される複数の油圧室９３と、ピストン９２に係合するカム曲面を有するカム９４と、各油圧室９３に対して設けられた高圧弁９６および低圧弁９８とにより構成される。
ピストン９２は、ピストン９２の上下動をカム９４の回転運動にスムーズに変換する観点から、シリンダ９０内を摺動するピストン本体部９２Ａと、該ピストン本体部９２Ａに取り付けられ、カム９４のカム曲面に係合するピストンローラー又はピストンシューとで構成することが好ましい。なお図１０には、ピストン９２がピストン本体部９２Ａとピストンローラー９２Ｂとからなる例を示した。
カム９４は、発電機２０に接続される油圧モータ１４の出力軸（クランクシャフト）１５の軸中心Ｏから偏心して設けられた偏心カムである。ピストン９２が上下動を一回行う間に、カム９４及びカム９４が取り付けられた出力軸１５は一回転するようになっている。
このように、油圧ポンプ１２のカム８４を上記リングカムとする一方で、油圧モータ１４のカム９４を偏心カムとすることで、油圧ポンプ１２に比べて油圧モータ１４の押しのけ容積が小さくなり、高い増速比の油圧トランスミッション１０を実現できる。
高圧弁９６は、各油圧室９３と高圧油流路１６との間の高圧連通路９７に設けられたノーマルクローズ式のポペット形電磁弁である。高圧弁９６は、ノーマルオープン式の電磁弁であってもよい。一方、低圧弁９８は、各油圧室９３と低圧油流路１８との間の低圧連通路９９に設けられたノーマルオープン式のポペット形電磁弁である。低圧弁９８は、ノーマルクローズ式であってもよい。
油圧モータ１４では、図１１のピストンサイクル曲線１３０に示すように、油圧ポンプ１２がつくった高圧油流路１６と低圧油流路１８との差圧によって、ピストン９２が周期的に上下動し、ピストン９２が上死点から下死点に向かうモータ工程と、ピストン９２が下死点から上死点に向かう排出工程とが繰り返される。
なお、図１１において、ピストンサイクル曲線１３０は、横軸を時刻ｔとして、ピストン９２の位置の経時変化を示した曲線である。また、同図では、ＨＰＶ電圧信号１３２は高圧弁９６に供給する電圧信号を、高圧弁ポジション１３４は高圧弁９６の開閉状態を、ＬＰＶ電圧信号１３６は低圧弁９８に供給する電圧信号を、低圧弁ポジション１３８は低圧弁９８の開閉状態を、圧力曲線１４０は油圧室９３内の圧力をそれぞれ示している。
モータ制御部３４は、所望の油圧モータ１４の押しのけ容積Ｄｍが得られるように、ピストン９２が下死点から上死点を経て再び下死点に戻るサイクルの間、高圧弁９６を閉じて低圧弁９８を開いたままの状態を維持する非作動室の数を変化させる。すなわち、モータ制御部３４は、所望の押しのけ容積Ｄｍから、次の式（５）を用いて非作動室の数を決定し、これに基づいて油圧モータ１４を制御する。
（数５）
押しのけ容積Ｄｍ＝Ｖｍ×Ｆｄｍ （５）
（ただし、Ｖｍは全シリンダ９０の合計容積であり、Ｆｄｍは全油圧室９３に対する作動室の割合である。Ｆｄｍはある期間にわたって決定されてもよく、Ｆｄｍは全油圧室９３に対する作動室の割合の短時間における平均値であってもよい。）
ここで、油圧モータ１４の「非作動室」とは、ピストン９２が上死点から下死点に向かうモータ工程において、高圧油流路１６からの高圧油の供給を受けない油圧室９３をいう。これに対し、ピストン９２が上死点から下死点に向かうモータ工程において、高圧油流路１６からの高圧油の供給を受ける油圧室９３を油圧モータ１４の「作動室」という。
各油圧室９３の状態（非作動状態又は作動状態）は、ピストン９２の上下動のサイクルごとに選択できるから、全油圧室９３に対する非作動室の割合を変更することで、油圧モータ１４の押しのけ容積を迅速に変化させることができる。
モータ制御部３４は、油圧モータ１４の非作動室と作動室とについて、高圧弁９６及び低圧弁９８の開閉制御を以下のとおり行う。
油圧室９３のうち非作動室については、ピストン９２が一往復する間、ノーマルクローズ式の高圧弁９６を無励磁にして高圧弁９６が閉じた状態を維持するとともに、ノーマルオープン式の低圧弁９８を無励磁にして低圧弁９８が開いた状態を維持する。
これに対し、油圧室９３のうち作動室については、図１１に示すように、ピストン９２の上下動に合わせて、高圧弁９６及び低圧弁９８を以下のように開閉する。
ノーマルクローズ式の高圧弁９６については、ＨＰＶ電圧信号１３２が付与され、高圧弁ポジション１３４から分かるように、高圧弁９６は、ピストン９２が上死点に達する直前に励磁されることで開かれる。
高圧弁９６が一旦開かれると高圧油が油圧室９３に流れ込み、カム９４を回転させる。高圧弁９６を開いた状態にラッチするには、高圧弁９６に内蔵されたスプリングの付勢力（高圧弁９６を閉じる方向に作用する力）に打ち勝つ程度の小さな力があればよい。このため、ピストン９２が上死点に達した後、高圧弁９６の励磁・無励磁を高周波で繰り返すことで、少ない電流で高圧弁９６を開いた状態にラッチできる。例えば、デューティー比が２０％で１０ｋＨｚのサイクルの信号を用いることができる。この場合、高圧弁９６に与えるパルス状の電圧信号は、高圧弁９６が開いた状態を確実に維持する観点から、高圧弁９６のコイルの時定数の逆数よりも高周波であることが好ましい。
そして、高圧弁９６を励磁・無励磁とするパルス状の電圧信号の供給を停止すると、高圧弁９６のスプリングの付勢力によって、高圧弁９６は閉じられる。
一方、ノーマルオープン式の低圧弁９８については、ピストン９２が上死点に達する直前に低圧弁９８を励磁し、その後高圧弁９６を励磁した直後に低圧弁９８を無励磁にするＬＰＶ電圧信号１３６が付与される。低圧弁ポジション１３８から分かるように、低圧弁９８は、ピストン９２が上死点に達する直前に励磁されることで閉じられる。
また、低圧弁９８は、励磁により閉じられた後、ピストン９２が上死点に達する前に無励磁とされても、ピストン９２が上死点に向かう期間（排出工程のうち低圧弁９８が閉じられた後の期間）中の油圧室９３内の圧力（圧力曲線１４０参照）が高いので、油圧室９３と低圧油流路１８との圧力差によって閉じられたままである。そして、ピストン９２が上死点に達して、モータ工程に移行すると、高圧弁９６を介して油圧室９３に高圧油が流入し、油圧室９３内の圧力が高い状態が維持されるので、油圧室９３と低圧油流路１８との圧力差によって閉じられたままである。
この後、ピストン９２が下死点に達する直前に高圧弁９６に対するパルス状の電圧信号の供給が停止されると、高圧弁９６が閉じて油圧室９３内の圧力が低下し、油圧室９３が引き続き膨張する結果、油圧室９３と低圧室流路１８との圧力差が小さくなり、低圧弁９８が自動的に開く。
このように、油圧モータ１４のピストン９２が上死点に達した後、下死点に達する直前まで高圧弁９６の励磁・無励磁を繰り返すことで、高圧弁９６を励磁するために与える電力を削減しながら、高圧弁９６が開いた状態を維持することができる。
また、油圧モータ１４のピストン９２が上死点に達する直前に低圧弁９６を励磁した後、低圧弁９８を無励磁として、それ以降は油圧室９３と低圧油流路１８との圧力差によって低圧弁９８を閉じることで、低圧弁９８の励磁に必要な電力を削減できる。
以上説明したように、上述の実施形態では、ポンプ制御部３２によって、パワー係数Ｃｐが最大となる油圧ポンプ１２の目標トルクＴｐ_ｔａｒｇｅｔを求め、該目標トルクＴｐ_ｔａｒｇｅｔ及び高圧油流路１６の目標圧力ＰＨ_ｔａｒｇｅｔから油圧ポンプ１２の押しのけ容積Ｄｐを決定し、油圧ポンプ１２の制御を行うようにしたので、発電効率を向上させることができる。
また、モータ制御部３４によって、押しのけ容積Ｄｐから求めた油圧ポンプ１２の吐出量Ｑｐに基づいて発電機２０の回転数が一定になるように油圧モータ１４の押しのけ容積Ｄｍを決定するようにしたので、油圧ポンプ１２の目標トルクＴｐ_ｔａｒｇｅｔを変えても、発電機２０の回転数を一定に維持できる。よって、発電機２０において周波数が一定の電力を発生させることができる。
以上、本実施形態の一例について詳細に説明したが、本発明はこれに限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変形を行ってもよいのはいうまでもない。
例えば、上述の実施形態では、本発明を風力発電装置に適用した例について説明したが、本発明は潮流発電装置に適用してもよい。ここでいう「潮流発電装置」は、海、川または湖等に設置され、潮流のエネルギーを利用して発電を行う装置であり、ロータ２が風ではなく潮流を受けて回転する点を除けば上述の風力発電装置１と基本的な構成は共通する。風力発電装置１と共通する構成要素について同一の符号を用いて説明すれば、潮流発電装置は、潮流を受けて回転するロータ２と、ロータ２の回転を増速する油圧トランスミッション１０と、電力を発生させる発電機２０と、ポンプ制御部３２、モータ制御部３４及び記憶部３７を有し、潮流発電装置の各部を制御する制御ユニット３０とを備える。
ここで、潮流発電装置の制御ユニット１０は、上述のとおり、パワー係数が最大となる油圧ポンプ１２の目標トルクを求め、該目標トルク及び高圧油流路１６における作動油の圧力から油圧ポンプの押しのけ容積Ｄｐを決定し、油圧ポンプ１２の制御を行うようにしたので、発電効率を向上させることができる。また、押しのけ容積Ｄｐから求めた油圧ポンプ１２の吐出量Ｑｐに基づいて発電機２０の回転数が一定になるように油圧モータ１４の押しのけ容積Ｄｍを決定するようにしたので、油圧ポンプ１２の目標トルクを変えても、発電機２０の回転数を一定に維持できる。よって、発電機２０により周波数一定の電力を発生させることができる。
なお、潮流発電装置の場合、後述の風速計に替えて潮流の速度を計測する速度計で計測した潮流の速度から、Ｃｐ最大曲線１０２（図５参照）を用いて、油圧ポンプ１２の目標トルクを求めてもよい。
また、上述の実施形態では、回転数計３８で計測したメインシャフト８の回転数ｎに基づいて、パワー係数が最大となる油圧ポンプ１２の目標トルクを求める例について説明したが、Ｃｐ最大曲線１０２（図５参照）を用いて、風速計で実測した風速Ｖから油圧ポンプ１２の目標トルクを求めてもよい。この場合、各風力発電装置１に対して一つずつ風速計を設けてもよいし（例えば、ナセル２２に風速計を取り付けてもよい）、複数の風力発電装置１で一つの風速計を共用してもよい。
また、上述の実施形態では、パワー係数Ｃｐが最大かつ発電機２０の回転数が一定になるように油圧ポンプ１２及び油圧モータ１４の押しのけ容積を調節する例について説明したが、風力発電装置１の緊急停止時に、メインシャフト８の回転を減速するために、油圧ポンプ１２及び油圧モータ１４の押しのけ容積を調節してもよい。
すなわち、風力発電装置１を緊急停止する必要が生じた場合、ポンプ制御部３２によって、油圧ポンプ１２の油圧室８３を全て作動室とし（すなわち、非作動室を無くし）、油圧ポンプ１２の押しのけ容積Ｄｐを最大にする。さらに、モータ制御部３４によって、油圧モータ１４の非作動室を増加させて、油圧モータ１４の押しのけ容積Ｄｍを低減してもよい。これにより、油圧ポンプ１２の押しのけ容積Ｄｐが油圧モータ１４の押しのけ容積Ｄｍを上回って、高圧油流路１６内の圧力はリリーフ弁６２の設定圧力まで上昇する。したがって、油圧ポンプ１２を回転させるのに必要なトルクが大きくなり、メインシャフト８の回転が即座に減速される。
また、上述の実施形態では、全油圧室（８３，９３）に対する非作動室の割合を変化させて、油圧ポンプ１２及び油圧モータ１４の押しのけ容積を調節する例について説明したが、ピストンサイクル中に高圧弁（８６，９６）が開く時間を変化させて油圧ポンプ１２又は油圧モータ１４の押しのけ容積を調節してもよい。
例えば、図１１において、油圧モータ１４の高圧弁９６を励磁・無励磁とするパルス状の電圧信号（ＨＰＶ電圧信号１３２参照）の終了タイミングを変化させることで、モータ工程中に高圧弁９６が開く時間を調節することができる。
同様に、油圧ポンプ１２についても、ピストンが下死点から上死点に向かうストローク中において低圧弁８８を遅れて閉じて、高圧弁８６が開かれるタイミングを調節し、油圧ポンプ１２の押しのけ容積Ｄｐを変更してもよい。
このように、ピストンサイクル中に高圧弁（８６，９６）が開く時間を変化させることで、油圧ポンプ１２又は油圧モータ１４の押しのけ容積を可変範囲内で連続的（すなわち、押しのけ容積が離散的ではない）に変化させることができる。また、油圧ポンプ１２及び油圧モータ１４の稼動時に、押しのけ容積の変更指令がポンプ制御部３２又はモータ制御部３４から発せられた時点における各油圧室（８３，９３）内のピストン（８２，９２）の位置によらず、即座に押しのけ容積を変化させることができる。
特に、油圧モータ１４の高圧弁９６を開く時間を変化させて押しのけ容積Ｄｍを調節するようにすれば、系統状態判定手段５４により電力系統５０の電圧が低下したと判定されたとき、数ミリ秒の間に、電力系統５０に発電機２０を同期させた状態を維持するのに必要な量まで油圧モータ１４の押しのけ容積を一定速度で低減できる。これにより、電力系統５０の電圧低下に迅速に対応して、発電機２０の負荷の減少に合わせて油圧モータ１４のトルクを即座に変更することができる。
１ 風力発電装置
２ ロータ
４ ブレード
６ ハブ
８ メインシャフト
１０ 油圧トランスミッション
１２ 油圧ポンプ
１４ 油圧モータ
１６ 高圧油流路
１８ 低圧油流路
２０ 発電機
２２ ナセル
２４ タワー
２６ 基礎
３０ 制御ユニット
３２ ポンプ制御部
３４ モータ制御部
３６ ピッチ制御部
３７ 記憶部
４０ ピッチ駆動機構
４２ 油圧シリンダ
４４ サーボバルブ
４６ 油圧源
４８ アキュムレータ
５０ 電力系統
５２ 励磁機
５４ 系統状態判定手段
６０ バイパス流路
６２ リリーフ弁
６４ 脈動防止用アキュムレータ
６６ オイルフィルタ
６８ オイルクーラ
７０ オイルタンク
７２ 補充ライン
７４ ブーストポンプ
７６ オイルフィルタ
７８ 返送ライン
７９ 低圧リリーフ弁
８０ シリンダ
８２ ピストン
８２Ａ ピストン本体部
８２Ｂ ピストンローラー
８３ 油圧室
８４ カム
８６ 高圧弁
８７ 高圧連通路
８８ 低圧弁
８９ 低圧連通路
９０ シリンダ
９２ ピストン
９２Ａ ピストン本体部
９２Ｂ ピストンローラー
９３ 油圧室
９４ カム
９６ 高圧弁
９７ 高圧連通路
９８ 低圧弁
９９ 低圧連通路
１００ Ｃｐ最大曲線
１０２ Ｃｐ最大曲線
１０４ 目標圧力設定曲線
１１０ ピストンサイクル曲線
１１２ ＨＰＶ電圧信号
１１４ 高圧弁ポジション
１１６ ＬＰＶ電圧信号
１１８ 低圧弁ポジション
１２０ 圧力曲線
１３０ ピストンサイクル曲線
１３２ ＨＰＶ電圧信号
１３４ 高圧弁ポジション
１３６ ＬＰＶ電圧信号
１３８ 低圧弁ポジション
１４０ 圧力曲線
本発明に係る風力発電装置又は潮流発電装置は、ハブと、前記ハブに連結されたメインシャフトと、前記メインシャフトから伝わる回転エネルギーを電力に変換する発電機と、前記メインシャフトに従動して駆動する可変容量型の油圧ポンプと、前記発電機に接続された可変容量型の油圧モータと、前記油圧ポンプの吐出側および前記油圧モータの吸込側の間に介在された高圧油流路と、前記油圧ポンプの吸込側および前記油圧モータの吐出側の間に介在された低圧油流路と、前記油圧ポンプの押しのけ容積Ｄｐを調節するポンプ制御部および前記油圧モータの押しのけ容積Ｄｍを調節するモータ制御部と通信する制御ユニットとを備え、前記ポンプ制御部は前記油圧ポンプの目標トルクを求め、該目標トルク及び前記高圧油流路における作動油の圧力から前記油圧ポンプの押しのけ容積Ｄｐを決定し、該目標トルク及び前記高圧油流路における作動油の圧力から前記油圧ポンプの押しのけ容積Ｄｐを決定し、前記モータ制御部は、前記押しのけ容積Ｄｐから求めた前記油圧ポンプの吐出量Ｑｐに基づいて前記発電機の回転数が一定になるように前記油圧モータの押しのけ容積Ｄｍを決定することを特徴とする。
また本発明に係る風力発電装置又は潮流発電装置の運転制御方法は、ハブと、前記ハブに連結されたメインシャフトと、前記メインシャフトから伝わる回転エネルギーを電力に変換する発電機と、前記メインシャフトに従動して駆動する可変容量型の油圧ポンプと、前記発電機に接続された可変容量型の油圧モータと、前記油圧ポンプの吐出側および前記油圧モータの吸込側の間に介在された高圧油流路と、前記油圧ポンプの吸込側および前記油圧モータの吐出側の間に介在された低圧油流路とを備える風力発電装置又は潮流発電装置の運転制御方法であって、パワー係数が最大となる前記油圧ポンプの目標トルクを求める目標トルク算出工程と、前記目標トルク算出工程において求めた目標トルク及び前記高圧油流路における作動油の圧力から前記油圧ポンプの押しのけ容積Ｄｐを決定するポンプ押しのけ容積決定工程と、前記ポンプ押しのけ容積決定工程において決定した前記押しのけ容積Ｄｐから求めた前記油圧ポンプの吐出量Ｑｐに基づいて前記発電機の回転数が一定になるように前記油圧モータの押しのけ容積Ｄｍを決定するモータ押しのけ容積決定工程と、前記ポンプ押しのけ容積決定工程および前記モータ押しのけ容積決定工程において決定された押しのけ容積Ｄｐ及びＤｍに基づいて、前記油圧ポンプおよび前記油圧モータを制御する制御工程とを備えることを特徴とする。

Claims (14)

  1. ハブと、
    前記ハブに連結されたメインシャフトと、
    前記メインシャフトから伝わる回転エネルギーを電力に変換する発電機と、
    前記メインシャフトに従動して駆動する可変容量型の油圧ポンプと、
    前記発電機に接続された可変容量型の油圧モータと、
    前記油圧ポンプの吐出側および前記油圧モータの吸込側の間に介在された高圧油流路と、
    前記油圧ポンプの吸込側および前記油圧モータの吐出側の間に介在された低圧油流路と、
    前記油圧ポンプの押しのけ容積Ｄｐを調節するポンプ制御部および前記油圧モータの押しのけ容積Ｄｍを調節するモータ制御部連通する制御ユニットとを備え、
    前記ポンプ制御部は前記油圧ポンプの目標トルクを求め、該目標トルク及び前記高圧油流路における作動油の圧力から前記油圧ポンプの押しのけ容積Ｄｐを決定し、
    前記モータ制御部は、前記押しのけ容積Ｄｐから求めた前記油圧ポンプの吐出量Ｑｐに基づいて前記発電機の回転数が一定になるように前記油圧モータの押しのけ容積Ｄｍを決定することを特徴とする風力発電装置又は潮流発電装置。
  2. 前記メインシャフトの回転数を計測する回転数計をさらに備え、
    前記ポンプ制御部は、前記回転数計により計測された前記メインシャフトの回転数に基づいて、パワー係数が最大となる前記目標トルクを求めることを特徴とする請求項１に記載の風力発電装置又は潮流発電装置。
  3. 風速を計測する風速計又は潮流の速度を計測する速度計をさらに備え、
    前記ポンプ制御部は、前記風速計又は速度計により計測された風速又は潮流の速度から、パワー係数が最大となる前記目標トルクを求めることを特徴とする請求項１に記載の風力発電装置又は潮流発電装置。
  4. 前記油圧ポンプ及び前記油圧モータは、それぞれ、シリンダおよび該シリンダ内を摺動するピストンにより囲まれる複数の油圧室と、前記ピストンに係合するカム曲面を有するカムと、各油圧室及び前記高圧油流路の間の連通路を開閉する高圧弁と、各油圧室及び前記低圧油流路の間の連通路を開閉する低圧弁とを含み、
    前記ポンプ制御部は、前記油圧ポンプのピストンがカムによって下死点から上死点を経て再び下死点に戻るサイクルの間、前記油圧ポンプの高圧弁を閉じて低圧弁を開いたままの状態を維持する非作動油圧室の前記油圧ポンプの全油圧室に対する割合を変化させて、前記油圧ポンプの押しのけ容積Ｄｐを調節し、
    前記モータ制御部は、前記油圧モータのピストンがカムによって下死点から上死点を経て再び下死点に戻るサイクルの間、前記油圧モータの高圧弁を閉じて低圧弁を開いたままの状態を維持する非作動油圧室の前記油圧モータの全油圧室に対する割合を変化させて、前記油圧モータの押しのけ容積Ｄｍを調節することを特徴とする請求項１に記載の風力発電装置又は潮流発電装置。
  5. 前記油圧ポンプのカムは、前記メインシャフトの外周に環状に設けられ、複数の凹部及び凸部が交互に並んだ波状のカム曲面を有するリングカムであり、
    前記油圧モータのカムは、前記発電機に連結された前記油圧モータの出力軸の軸中心から偏心して設けられた偏心カムであることを特徴とする請求項４に記載の風力発電装置又は潮流発電装置。
  6. 前記油圧ポンプは、高圧弁が前記油圧室から前記高圧油流路に向かう作動油の流れのみを許容する逆止弁であり、低圧弁がノーマルオープン式の面シール電磁弁であり、
    前記ポンプ制御部は、前記油圧ポンプの非作動油圧室以外の油圧室について、前記油圧ポンプのピストンが下死点に達した以降に前記低圧弁を閉じ、油圧室と前記低圧油流路との圧力差によって低圧弁の閉じられた状態を維持し、低圧弁の閉じられた状態を維持するのに必要な電力を削減できることを特徴とする請求項４に記載の風力発電装置又は潮流発電装置。
  7. 前記油圧モータは、高圧弁がノーマルクローズ式の面シール電磁弁であり、低圧弁がノーマルオープン式の面シール電磁弁であり、
    前記モータ制御部は、前記油圧モータの非作動油圧室以外の油圧室について、前記油圧モータのピストンが上死点に達する直前に、低圧弁を閉じた後に高圧弁を開いて、前記油圧モータのピストンが下死点に達する直前まで前記高圧弁が開いた状態を維持し、
    前記モータ制御部は、前記低圧弁が開く直前まで前記高圧弁を開いた状態にラッチすることを特徴とする請求項４に記載の風力発電装置又は潮流発電装置。
  8. 前記ハブに取り付けられたブレードのピッチ角を調節するピッチ駆動機構をさらに備え、
    前記制御ユニットは、前記発電機の出力が定格出力を超えないように前記ピッチ駆動機構を制御することを特徴とする請求項１に記載の風力発電装置又は潮流発電装置。
  9. 前記発電機は、電磁石同期発電機であり、
    前記発電機の回転子に流れる界磁電流を変化させて、前記発電機の固定子に発生する電力の力率を調節する励磁機をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の風力発電装置又は潮流発電装置。
  10. 前記高圧油流路及び前記低圧油流路の間に設けられ、前記油圧モータをバイパスするバイパス流路と、
    前記バイパス流路に設けられ、前記高圧油流路の油圧圧力を設定圧力以下に保持するリリーフ弁とをさらに備え、
    前記ポンプ制御部が、前記油圧ポンプの非作動油圧室を無くし、前記油圧ポンプの押しのけ容積Ｄｐを最大にするとともに、前記高圧油流路内の圧力を前記リリーフ弁の設定圧力まで上昇させて、前記メインシャフトの回転を減速することを特徴とする請求項４に記載の風力発電装置又は潮流発電装置。
  11. 前記油圧ポンプ及び前記油圧モータは、それぞれ、シリンダおよび該シリンダ内を摺動するピストンにより囲まれる複数の油圧室と、前記ピストンに係合するカム曲面を有するカムと、各油圧室及び前記高圧油流路の間の連通路を開閉する高圧弁と、各油圧室及び前記低圧油流路の間の連通路を開閉する低圧弁とを含み、
    前記ポンプ制御部は、前記油圧ポンプのピストンがカムによって下死点から上死点に向かって動く際、前記油圧ポンプの低圧弁を閉じる時間の長さを変化させて、前記油圧ポンプの押しのけ容積Ｄｐを調節し、
    前記モータ制御部は、前記油圧モータのピストンがカムによって上死点から下死点に向かって動く際、前記油圧モータの高圧弁を開く時間の長さを変化させて、前記油圧モータの押しのけ容積Ｄｍを調節することを特徴とする請求項１に記載の風力発電装置又は潮流発電装置。
  12. 前記発電機が連系される電力系統の状態を判定する系統状態判定手段をさらに備え、
    前記モータ制御部は、前記系統状態判定手段により前記電力系統の電圧が低下したと判定されたとき、数ミリ秒の間に、前記電力系統に前記発電機を同期させた状態を維持するのに必要な量まで前記油圧モータの押しのけ容積Ｄｍを一定の速度で低減することを特徴とする請求項１１に記載の風力発電装置又は潮流発電装置。
  13. 前記モータ制御部は、前記高圧油流路における作動油の圧力の計測値に基づいて前記油圧モータの押しのけ容積を設定し、前記高圧油流路内の作動油の圧力が許容範囲内に収まるように前記油圧モータの押しのけ容積を調節することを特徴とする請求項１に記載の風力発電装置又は潮流発電装置。
  14. ハブと、前記ハブに連結されたメインシャフトと、前記メインシャフトから伝わる回転エネルギーを電力に変換する発電機と、前記メインシャフトに従動して駆動する可変容量型の油圧ポンプと、前記発電機に接続された可変容量型の油圧モータと、前記油圧ポンプの吐出側および前記油圧モータの吸込側の間に介在された高圧油流路と、前記油圧ポンプの吸込側および前記油圧モータの吐出側の間に介在された低圧油流路とを備える風力発電装置又は潮流発電装置の運転制御方法であって、
    パワー係数が最大となる前記油圧ポンプの目標トルクを求める目標トルク算出工程と、
    前記目標トルク算出工程において求めた目標トルク及び前記高圧油流路における作動油の圧力から前記油圧ポンプの押しのけ容積Ｄｐを決定するポンプ押しのけ容積決定工程と、
    前記ポンプ押しのけ容積決定工程において決定した前記押しのけ容積Ｄｐから求めた前記油圧ポンプの吐出量Ｑｐに基づいて前記発電機の回転数が一定になるように前記油圧モータの押しのけ容積Ｄｍを決定するモータ押しのけ容積決定工程と、
    前記ポンプ押しのけ容積決定工程および前記モータ押しのけ容積決定工程において決定された押しのけ容積Ｄｐ及びＤｍに基づいて、前記油圧ポンプおよび前記油圧モータを制御することを特徴とする風力発電装置又は潮流発電装置の運転制御方法。
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