JP2014027824A - 発電システム - Google Patents
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Abstract
発電機または制御機器に異常が生じた場合における運転継続性を高めた発電システムを提供することを目的とする。
【解決手段】
上記の課題を解決するために、固定子に設けられる複数の固定子巻線10012、10013を備える発電機101と、固定子巻線毎に設けられる電力変換器31、32と、固定子巻線または電力変換器毎に設けられ、その状態を検出するセンサと、センサの出力に基づき、固定子巻線または電力変換器の異常を検出する異常検出手段とを備え、異常検出手段は、固定子巻線または電力変換器毎に、異常があるか否かを出力し、異常検出手段から異常があると出力された場合には、異常が検出された電力変換器、または異常が検出された固定子巻線に設けられる電力変換器で固定子巻線の電流を遮断することを特徴とする。
【選択図】 図2
Description
尚、同じ構成としたのは部材の汎用化を意図したためであり、異なる構成を備えるものを排除した訳ではない。また、後述する様に、インバータ及びコンデンサを、電力変換器間で共有することも可能である。
該固定子巻線電流はコンバータ21により直流電流に変換され、該直流電流により平滑コンデンサ31cdcが充電される。
上述の様に、電力変換器32は、電力変換器31と同じ構成を有するため、重複説明を省略する。
2 電力系統
10 ブレード
11 ハブ
14 シャフト
31、32 電力変換器
21、22、25、26 コンバータ
23、24 インバータ
100 発電・変換器部
101 発電機
501、503 固定子
502 回転子
301、303、305、306、308 電圧センサ
302、307、309 電流センサ
1000 上位コントローラ
2000 電力変換器コントローラ
2200 異常検出器
10012、10013 固定子巻線
10020 回転子巻線
Claims (11)
- 回転子と、該回転子に対向する固定子と、該固定子に設けられる複数の固定子巻線を備える発電機と、
電力系統側に配置されるインバータと、発電機側に配置されるコンバータと、該インバータ及び該コンバータの間に配置されるコンデンサとを備え、かつ、前記固定子巻線毎に設けられる電力変換器と、
前記固定子巻線または前記電力変換器毎に設けられ、該固定子巻線または電力変換器の状態を検出するセンサと、
前記センサの出力に基づき、前記固定子巻線または電力変換器の異常を検出する異常検出手段とを備え、
該異常検出手段は、前記固定子巻線または電力変換器毎に、異常があるか否かを出力し、
該異常検出手段から異常があると出力された場合には、異常が検出された前記電力変換器、または異常が検出された前記固定子巻線に設けられる前記電力変換器で前記固定子巻線の電流を遮断することを特徴とする発電システム。 - 請求項1に記載の発電システムであって、
更に風を受けて回転するブレードと、該ブレードの回転に伴って回転するシャフトと、前記ブレードのピッチ角を制御するピッチ角制御手段とを備え、
前記回転子は前記シャフトの回転に伴って回転し、
前記異常検出手段から異常があると出力された場合には、前記ピッチ角制御手段を用いて前記ブレードのピッチ角を調整し、受風面積を減らすことを特徴とする発電システム。 - 請求項1または2に記載の発電システムであって、
前記固定子は前記回転子を挟んで二つ設けられ、各前記固定子毎に前記固定子巻線が備えられることを特徴とする発電システム。 - 請求項3に記載の発電システムであって、
前記電力変換器における前記インバータ及び前記コンデンサは電力変換器間で共有され、前記コンバータは三レベル変換器であり、
二つの前記固定子毎に備えられる前記固定子巻線に誘起される誘起電圧が前記固定子巻線間で等しくなると共に、前記固定子巻線同士の電気角が略60度ずれる様に配置されることを特徴とする発電システム。 - 請求項1ないし4のいずれか一つに記載の発電システムであって、
前記固定子巻線毎に、前記異常検出手段は過電流検出手段を備えており、
前記センサは前記固定子巻線に流れる電流を測定すると共に、測定した電流値を前記過電流検出手段に出力し、
前記過電流検出手段は、測定した電流値を所定の閾値と比較して前記測定電流値が前記閾値を上回る場合には、異常であると出力することを特徴とする発電システム。 - 請求項1ないし4のいずれか一つに記載の発電システムであって、
前記固定子巻線毎に、前記異常検出手段は電流の逆相成分値を算出する逆相算出器及び該逆相算出器が算出した逆相成分値を所定の閾値と比較する比較手段を備えており、
前記センサは前記固定子巻線に流れる電流を測定すると共に、測定した電流値を前記逆相算出器に出力し、
前記比較手段は、該逆相算出器が算出した逆相成分値を所定の閾値と比較して前記逆相成分値が前記閾値を上回る場合には、異常であると出力することを特徴とする発電システム。 - 請求項1ないし4のいずれか一つに記載の発電システムであって、
前記固定子巻線毎に、前記異常検出手段は温度判定器を備えており、
前記センサは前記インバータまたは前記コンバータの温度を測定すると共に、測定した温度を前記温度判定器に出力し、
前記温度判定器は、測定した温度を所定の閾値と比較して前記測定温度が前記閾値を上回る場合には、異常であると出力することを特徴とする発電システム。 - 請求項1ないし4のいずれか一つに記載の発電システムであって、
前記固定子巻線毎に、前記異常検出手段は過電圧算出器を備えており、
前記センサは前記コンデンサの電圧を測定すると共に、測定した電圧を前記過電圧算出器に出力し、
前記過電圧算出器は、測定した電圧を所定の閾値と比較して前記測定電圧が前記閾値を上回る場合には、異常であると出力することを特徴とする発電システム。 - 請求項1ないし8のいずれか一つに記載の発電システムであって、
前記固定子に設けられ、電力系統により励磁される第1のコイルと、
前記回転子に設けられ、前記第1のコイルにより発生した交流磁束の鎖交により非接触で電力系統より交流電力を得る第2のコイルと、
前記回転子に設けられ、前記第2のコイルに誘起された交流電圧を整流するダイオード整流器と、
前記回転子に設けられ、前記ダイオード整流器から励磁電流を供給される回転子巻線を備え、
該回転子巻線に流れる励磁電流が生じさせる磁束が前記回転子の回転に伴って時間的に変化することで、前記固定子巻線に交流電流を発生させることを特徴とする発電システム。 - 請求項1ないし3、または5ないし9のいずれか一つに記載の発電システムであって、 前記電力変換器における前記インバータ及び前記コンデンサは電力変換器間で共有されることを特徴とする発電システム。
- 請求項1ないし10のいずれか一つに記載の発電システムであって、
更に異常であるか否かを表示する表示器と、該表示器に接続される通信システムを備えており、
前記異常検出手段は、該表示器にも異常があるか否かを出力し、
前記表示器は前記異常検出手段からの出力に応じて表示を切り替え、
前記通信システムは前記異常検出手段が異常を検出した際には、発電システム外の通信端末に異常が検出されたことを通信で伝達することを特徴とする発電システム。
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