JP2020002859A - Wind power generation device and control method for wind power generation device - Google Patents

Wind power generation device and control method for wind power generation device Download PDF

Info

Publication number
JP2020002859A
JP2020002859A JP2018122904A JP2018122904A JP2020002859A JP 2020002859 A JP2020002859 A JP 2020002859A JP 2018122904 A JP2018122904 A JP 2018122904A JP 2018122904 A JP2018122904 A JP 2018122904A JP 2020002859 A JP2020002859 A JP 2020002859A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
rotor
rotation
wind power
wind
power generator
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2018122904A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
育男 飛永
Ikuo Tobinaga
育男 飛永
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP2018122904A priority Critical patent/JP2020002859A/en
Publication of JP2020002859A publication Critical patent/JP2020002859A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70Wind energy
    • Y02E10/72Wind turbines with rotation axis in wind direction

Landscapes

  • Wind Motors (AREA)

Abstract

To provide a high-efficiency wind power generation device capable of performing a power generating operation sufficiently until being stopped completely by reducing sudden load fluctuation to a power system even when stopping the wind power generation device, and a control method therefor.SOLUTION: The present invention relates to a wind power generation device connected to a power system. The wind power generation device comprises: a rotor which is rotated by receiving a wind; a generator which generates power by the rotation of the rotor; and a control device which controls the rotation of the rotor. The control device starts an operation for stopping the rotation of the rotor in the case where a wind velocity being measured by a windmill exceeds a predetermined threshold, and the rotation of the rotor is stopped within 30 minutes or longer after the start of the stopping operation.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明は、風力発電装置およびその制御方法に係り、特に、風力発電装置の停止方法に適用して有効な技術に関する。   The present invention relates to a wind turbine generator and a control method thereof, and more particularly to a technique that is effective when applied to a method of stopping a wind turbine generator.

風力発電装置は、風向や風速などの風況が安定した場所を選んで設置することで、昼夜を問わず比較的安定な発電が可能である。また、風力発電装置には風速に関して運転範囲が設計上定められている。これは風速が高いと一般的に風車に作用する荷重が増大する為、機器保護のためである。また、最近では風力発電装置の規模や台数が拡大しているため、系統に対する安定性の配慮も望まれる。   By selecting and installing a place where the wind conditions such as the wind direction and wind speed are stable, the wind power generator can generate power relatively stably both day and night. The operating range of the wind power generator is determined by design with respect to the wind speed. This is for the purpose of protecting the equipment, since the load acting on the windmill generally increases when the wind speed is high. In addition, since the scale and number of wind power generators have been expanding recently, consideration for system stability is also desired.

このような状況で問題になるのが、洋上のような風速がほぼ均一に分布しているエリアで多くの風車を同エリアに導入した場合に風速が運転範囲の風速を超えて停止動作に一斉に入ることであり、系統に過大な擾乱を与えることになる。   In such a situation, the problem is that when many wind turbines are introduced into an area where the wind speed is almost uniformly distributed, such as on the ocean, the wind speed exceeds the wind speed in the operation range and simultaneous stop operation is performed. And it will cause excessive disturbance to the system.

風速が風車の運転範囲を超えた場合、通常停止で風車は運転を停止する。通常停止とは、比較的短時間で、出力をゼロに低下させていく。従って、これが大規模ウィンドファームで発生した場合、短時間のうちに大きな負荷変動を生じ、電力系統に急激な変動を与えてしまう。   When the wind speed exceeds the operating range of the windmill, the windmill stops operating at the normal stop. Normal stop means that the output is reduced to zero in a relatively short time. Therefore, when this occurs in a large-scale wind farm, a large load change occurs in a short time, causing a sudden change in the power system.

本技術分野の背景技術として、例えば特許文献1のような技術がある。特許文献1には、本来停止させる必要のない不要な風力発電システムの停止処理を抑制し、必要以上の発電電力の低下を低減する技術が開示されている。   As a background art in this technical field, for example, there is a technique as disclosed in Patent Document 1. Patent Literature 1 discloses a technique that suppresses unnecessary stop processing of a wind power generation system that does not need to be stopped originally, and that reduces unnecessary reduction in generated power.

特開2011−127461号公報JP 2011-127461 A

上述したように、従来の停止動作(通常停止)では、電力系統に急激な変動を与えてしまうため、安定した電力供給が困難である。   As described above, in the conventional stop operation (normal stop), a sudden change is given to the power system, so that stable power supply is difficult.

また、発電出力を下げて運転を継続する場合も、大規模ウィンドファームで発生した場合、同様に短期間で大きな負荷変動を生じさせてしまう。   In addition, when the operation is continued with the power generation output lowered, when a large-scale wind farm occurs, a large load fluctuation similarly occurs in a short period of time.

一方、シャットダウン動作をせずに発電運転を継続すると、風力発電装置(風車)に大きな荷重を与えてしまうため、風力発電装置(風車)への荷重の抑制は行う必要がある。例えば、大規模ウィンドファーム全体で風車の出力をコントロールする場合、停止動作の順番待ちの風車は大きな荷重を受け続けることになり、ブレードの破損や風車の倒壊といった事故も懸念される。   On the other hand, if the power generation operation is continued without performing the shutdown operation, a large load is applied to the wind power generator (wind turbine). Therefore, it is necessary to suppress the load on the wind power generator (wind turbine). For example, when controlling the output of a windmill in a large-scale wind farm as a whole, a windmill waiting for a stop operation will continue to receive a large load, and there is a concern about an accident such as breakage of a blade or collapse of the windmill.

あるいは、ウィンドファーム全体の監視制御装置を準備し、順番に風車を停止させて系統への影響を最小化するという考えもある。しかしこの場合は、前述の全体監視制御装置が必要であり、発電所システムの複雑化を引き起こす。   Alternatively, there is an idea to prepare a monitoring and control device for the entire wind farm and stop the windmills in order to minimize the influence on the system. However, in this case, the above-described overall monitoring and control device is required, and the power plant system is complicated.

また、運転範囲風速上限(カットアウト値)近傍での発電運転のような状態は、発電事業者にとっては、発電により収益を上げる機会でもあるため、止むを得ずシャットダウン動作に移行する場合であっても、完全に停止するまでは、なるべく長く発電運転を継続させたいという要求もある。   In addition, a state such as a power generation operation near the upper limit of the operation range wind speed (cutout value) is also an opportunity for the power generation company to increase profits by generating power, and thus it is unavoidable to shift to the shutdown operation. However, there is also a demand that the power generation operation be continued as long as possible until the operation is completely stopped.

そこで、本発明の目的は、風力発電装置を停止させる場合であっても、電力系統への急激な負荷の変動が少なく、完全に停止するまで十分に発電運転が可能な高効率な風力発電装置およびその制御方法を提供することにある。   Therefore, an object of the present invention is to provide a high-efficiency wind power generator capable of sufficiently performing a power generation operation until the wind power generator is completely stopped even when the wind power generator is stopped. And a control method therefor.

上記の課題を解決するために、本発明は、電力系統に接続される風力発電装置であって、風を受けて回転するロータと、前記ロータの回転により発電する発電機と、前記ロータの回転を制御する制御装置と、を備え、前記制御装置は、風車が計測している風速が所定の閾値を超えた場合、前記ロータの回転を停止する動作を開始し、当該停止動作開始から30分以上掛けて前記ロータの回転を停止させることを特徴とする。   In order to solve the above problems, the present invention is a wind power generator connected to an electric power system, wherein a rotor that rotates by receiving wind, a generator that generates power by rotation of the rotor, and a rotation of the rotor A control device that controls the rotation of the rotor, when the wind speed measured by the windmill exceeds a predetermined threshold, starts the operation of stopping the rotation of the rotor, and 30 minutes from the start of the stop operation. The rotation of the rotor is stopped by the above operation.

また、本発明は、電力系統に接続される風力発電装置の制御方法であって、前記風力発電装置の風車が計測している風速が所定の閾値を超えた場合、ロータの回転を停止する動作を開始し、当該停止動作開始から30分以上掛けて前記ロータの回転を停止させることを特徴とする。   Further, the present invention is a method for controlling a wind power generator connected to an electric power system, wherein an operation of stopping rotation of a rotor when a wind speed measured by a wind turbine of the wind power generator exceeds a predetermined threshold value. Is started, and the rotation of the rotor is stopped over 30 minutes or more from the start of the stop operation.

本発明によれば、風力発電装置を停止させる場合であっても、電力系統への急激な負荷の変動が少なく、完全に停止するまで十分に発電運転が可能な高効率な風力発電装置およびその制御方法を実現することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to the present invention, even when the wind power generator is stopped, a rapid change in the load on the power system is small, and a high-efficiency wind power generator capable of performing a sufficient power generation operation until the wind power generator is completely stopped is provided. A control method can be realized.

また、多数の風車を導入したウィンドファームにおいても、個々の風車を制御する全体監視制御が不要になり、システムが簡素で信頼性の高い発電所の構築が可能である。   Further, even in a wind farm in which a large number of wind turbines are introduced, the overall monitoring and control for controlling the individual wind turbines is not required, so that a highly reliable power plant with a simple system can be constructed.

上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。   Problems, configurations, and effects other than those described above will be apparent from the following description of the embodiments.

本発明の一実施形態に係る風力発電装置の概略構成図である。It is a schematic structure figure of a wind power generator concerning one embodiment of the present invention. 従来の風力発電装置の停止方法を概念的に示す図である。It is a figure which shows notionally the method of stopping the conventional wind power generator. 本発明の一実施形態に係る風力発電装置の停止方法を概念的に示す図である。It is a figure which shows notionally the stopping method of the wind power generator which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係るウィンドファームの概略構成図である。It is a schematic structure figure of a wind farm concerning one embodiment of the present invention.

以下、図面を用いて本発明の実施例を説明する。なお、各図面において同一の構成については同一の符号を付し、重複する部分についてはその詳細な説明を省略する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In each of the drawings, the same components are denoted by the same reference numerals, and detailed description of overlapping portions will be omitted.

先ず、図1を参照して、本発明が適用される風力発電装置(風車)の構成と制御対象機器の一例を説明する。図1に示すように、風力発電装置(風車)10の回転部は、複数のブレード1aおよびそれを中央で連結するハブ1bからなるロータ1と、ロータ1の回転トルク(動力)を伝達するドライブトレイン(回転軸)2と、ドライブトレイン(回転軸)2の動力よりエネルギーを取り出す発電機3の回転部を備えている。   First, a configuration of a wind turbine generator (windmill) to which the present invention is applied and an example of a device to be controlled will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 1, a rotating part of a wind power generator (windmill) 10 includes a rotor 1 including a plurality of blades 1 a and a hub 1 b connecting the blades 1a at a center thereof, and a drive for transmitting a rotating torque (power) of the rotor 1. A train (rotating shaft) 2 and a rotating unit of a generator 3 that extracts energy from the power of a drive train (rotating shaft) 2 are provided.

複数のブレード1aおよびハブ1bで構成されるロータ1が風を受けて回転し、ロータ1の回転トルク(動力)をドライブトレイン(回転軸)2により発電機3へ伝達し、発電運転が行われる。発電機3は発電機トルクが可変な構造となっている。   A rotor 1 composed of a plurality of blades 1a and a hub 1b rotates in response to wind, and a rotational torque (power) of the rotor 1 is transmitted to a generator 3 by a drive train (rotary shaft) 2 to perform a power generation operation. . The generator 3 has a structure in which the generator torque is variable.

図1では、ドライブトレイン2として回転軸のみが示されているが、増速機(ギアボックス)を設ける場合でも本発明は適用可能である。また、ドライブトレイン2には回転トルク(動力)を制動するブレーキ4および回転速度を検出する回転速度センサ5が設置されている。   Although FIG. 1 shows only the rotating shaft as the drive train 2, the present invention can be applied to a case where a speed increaser (gear box) is provided. The drive train 2 is provided with a brake 4 for braking a rotational torque (power) and a rotational speed sensor 5 for detecting a rotational speed.

制御装置6は、回転速度センサ5の読み取り値などを元に、ブレーキ4にON/OFF指令や発電機3にトルク指令を出すことが可能である。また、制御装置6は、回転速度センサ5の読み取り値(回転速度)やそれに基づき算出した回転加速度などを元に、ブレーキ4にON/OFF指令を出すタイミングや発電機3にトルク指令を出すタイミングを制御することが可能である。   The control device 6 can issue an ON / OFF command to the brake 4 and a torque command to the generator 3 based on a read value of the rotation speed sensor 5 and the like. Further, the control device 6 sends an ON / OFF command to the brake 4 and a timing to send a torque command to the generator 3 based on the read value (rotation speed) of the rotation speed sensor 5 and the rotation acceleration calculated based on the reading value. Can be controlled.

つまり、制御装置6は回転速度センサ5の読み取り値などに基づき、ブレーキ4へのON/OFF指令や発電機3へのトルク指令により、ドライブトレイン2に加わるブレーキ力とそれを付加するタイミングを制御することができる。なお、ここでいうブレーキ力とは、ブレーキ4による制動力の他、発電機3の発電機トルク(負荷)も含む。   In other words, the control device 6 controls the braking force applied to the drive train 2 and the timing of adding the braking force to the ON / OFF command to the brake 4 and the torque command to the generator 3 based on the read value of the rotation speed sensor 5 and the like. can do. In addition, the braking force here includes the generator torque (load) of the generator 3 in addition to the braking force by the brake 4.

発電機3は電力系統に接続されており、発電した電力を電力系統に送電している。上記の回転部はナセル7内に設けられており、ナセル7はタワー8により水平面内を風向変化に合わせて回転可能に支持されている。   The generator 3 is connected to a power system and transmits generated power to the power system. The rotating part is provided in the nacelle 7, and the nacelle 7 is supported by a tower 8 so as to be rotatable in a horizontal plane according to a change in wind direction.

なお、図1には図示していないが、ハブ1bに対するブレード1aの角度(ピッチ角)を可変なピッチ制御機構を設けて、風車のブレード1aの角度(ピッチ角)を調整することで、風車(ロータ1)が受ける風の量を調整し、風車(ロータ1)の回転速度を制御することも可能である。   Although not shown in FIG. 1, a pitch control mechanism that can change the angle (pitch angle) of the blade 1 a with respect to the hub 1 b is provided, and the angle (pitch angle) of the blade 1 a of the wind turbine is adjusted. It is also possible to control the rotation speed of the windmill (rotor 1) by adjusting the amount of wind received by (rotor 1).

次に、図2および図3を参照して、本実施例の風力発電装置の制御方法について説明する。図2は、本発明を分かり易くするために比較例として示す従来の一般的な風力発電装置の停止方法を示している。   Next, a control method of the wind turbine generator according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 2 shows a conventional general method of stopping a wind turbine generator shown as a comparative example for easy understanding of the present invention.

従来の風力発電装置(風車)では、風車が運転範囲風速上限(カットアウト値)に達した後、図2に示すようなノーマルシャットダウンという停止動作で風車を停止させる。回転速度センサ5により読み取ったロータ1(ドライブトレイン2)の回転数が、所定の運転範囲風速上限(カットアウト値)の近傍に近づいた場合、或いは、その所定値を超えた場合、制御装置6は風車の停止動作を開始する。停止動作開始後、通常は15秒から1分程で風車(ロータ1)の回転を完全に停止させ、アイドリング状態にする。図2に示す従来のノーマルシャットダウンでは、15秒から1分という短時間で急激に風車(ロータ1)の回転を停止させるため、発電機3での発電も急激に停止し、電力系統に急激な変動を与える恐れがある。   In a conventional wind turbine generator (windmill), after the windmill reaches the upper limit of operation range wind speed (cutout value), the windmill is stopped by a normal shutdown operation shown in FIG. When the rotation speed of the rotor 1 (drive train 2) read by the rotation speed sensor 5 approaches or exceeds a predetermined operation range wind speed upper limit (cutout value), the control device 6 Starts the stop operation of the windmill. After the start of the stop operation, the rotation of the windmill (rotor 1) is completely stopped, usually in about 15 seconds to one minute, and the wind turbine is brought into an idling state. In the conventional normal shutdown shown in FIG. 2, the rotation of the wind turbine (rotor 1) is suddenly stopped in a short time of 15 seconds to 1 minute, so that the power generation in the generator 3 is also suddenly stopped, and the power system is suddenly stopped. It may cause fluctuation.

そこで、本実施例では、図3に示すように、停止動作開始後、従来よりも非常に長い時間を掛けて風車(ロータ1)の回転数を徐々に低下させる制御を行う。具体的には、図3に示すように、停止動作開始から風車(ロータ1)が完全に停止するまで30分以上の時間を掛けて回転数を落としていく。(以降、スローシャットダウンとも呼ぶ。)
つまり、制御装置6は、風車(風向風速計9)が計測している風速(或いは、ロータ1の回転数)が所定の閾値(運転範囲風速上限:カットアウト値)を超えた場合、ブレーキ4によるドライブトレイン(回転軸)2の制動やピッチ制御機構によるブレード1aのピッチ角調整により、ロータ1の回転を停止する動作を開始し、当該停止動作開始から30分以上掛けてスローシャットダウンによりロータ1の回転を停止させる。
Therefore, in this embodiment, as shown in FIG. 3, after the start of the stop operation, control is performed to gradually decrease the rotation speed of the wind turbine (rotor 1) over a much longer time than in the past. Specifically, as shown in FIG. 3, the rotation speed is reduced over 30 minutes or more from the start of the stop operation to the complete stoppage of the windmill (rotor 1). (Hereafter, it is also called slow shutdown.)
That is, when the wind speed (or the rotation speed of the rotor 1) measured by the windmill (wind direction anemometer 9) exceeds a predetermined threshold value (upper limit of the operating range wind speed: cutout value), the controller 4 The operation of stopping the rotation of the rotor 1 is started by braking the drive train (rotary shaft) 2 by the drive train and adjusting the pitch angle of the blade 1a by the pitch control mechanism. Stop the rotation of.

なお、この停止時間は、風況や風力発電装置(風車)の規模にもよるが、長ければ長い程、電力系統への急激な影響を抑制することができる。従って、例えば1時間、6時間、或いは、それ以上の時間を設定して停止動作を行ってもよい。   The stop time depends on the wind conditions and the scale of the wind power generator (windmill), but the longer the stop time, the more the sudden influence on the power system can be suppressed. Therefore, for example, the stop operation may be performed for one hour, six hours, or more.

また、図3では、停止動作開始直後は時間(t)に対する回転数の変化(低下量)の傾きθ1(第1の傾斜/回転数低下率)を、所定の時間経過後の傾きθ2(第2の傾斜/回転数低下率)よりも大きくなるように停止動作を制御している。つまり、停止動作開始直後、最初にやや大きめの出力低下とトルク低下を行い、その後緩やかに出力と回転数を絞っていく。   Also, in FIG. 3, immediately after the start of the stop operation, the inclination θ1 (first inclination / rotational speed decrease rate) of the change (decrease amount) of the rotation speed with respect to time (t) is changed to the inclination θ2 (the The stop operation is controlled so as to be greater than (2 inclination / rotational rate decrease rate). That is, immediately after the start of the stop operation, the output and the torque are slightly increased first, and then the output and the number of revolutions are gradually reduced.

制御装置6は、停止動作開始後、第1の回転数低下率(図3のθ1)でロータ1の回転数を低下させ、一定の(所定の)時間が経過後、第1の回転数低下率(θ1)よりも低い第2の回転数低下率(図3のθ2)でロータ1の回転数を低下させる。   After the stop operation is started, the control device 6 reduces the rotation speed of the rotor 1 at a first rotation speed reduction rate (θ1 in FIG. 3), and after a lapse of a fixed (predetermined) time, the first rotation speed reduction. The rotation speed of the rotor 1 is reduced at a second rotation speed reduction rate (θ2 in FIG. 3) lower than the rate (θ1).

これにより、風車が運転範囲風速上限(カットアウト値)に達した後、風車(ロータ1)の回転数を一定の回転数まで急速に低下させることで、風車(ロータ1)に掛かる応力を迅速に抑制することができ、ブレードの破損や風車の倒壊といった事故の可能性を低減することができる。   Thereby, after the windmill reaches the upper limit of the operating range wind speed (cutout value), the stress applied to the windmill (rotor 1) is rapidly reduced by rapidly reducing the rotation speed of the windmill (rotor 1) to a certain rotation speed. And the possibility of an accident such as breakage of a blade or collapse of a windmill can be reduced.

以上説明したように、本実施例の風力発電装置およびその制御方法によれば、風車が運転範囲風速上限(カットアウト値)に達して、止むを得ず風力発電装置(風車)を停止させる場合であっても、電力系統への急激な負荷の変動が少なく、完全に停止するまで十分に発電運転を行うことができる。   As described above, according to the wind turbine generator and the control method thereof of the present embodiment, when the wind turbine reaches the upper limit of the operating range wind speed (cutout value) and is forced to stop the wind turbine generator (wind turbine) Even in this case, a rapid change in load on the power system is small, and the power generation operation can be sufficiently performed until the power system is completely stopped.

なお、図3において、風車(ロータ1)の停止動作中または停止後に、風速が運転範囲風速上限(カットアウト値)よりも低下した場合は、制御装置6によりブレーキ4或いは発電機3の発電機トルク(負荷)によるドライブトレイン(回転軸)2の制動を解除し、風車(ロータ1)の発電運転を再開するように制御してもよい。   In FIG. 3, when the wind speed falls below the operation range wind speed upper limit (cutout value) during or after the stop operation of the wind turbine (rotor 1), the control device 6 controls the brake 4 or the generator of the generator 3. Control may be performed so that the braking of the drive train (rotating shaft) 2 by the torque (load) is released, and the power generation operation of the wind turbine (rotor 1) is restarted.

図4を参照して、実施例2のウィンドファームの制御方法について説明する。図4は複数の風力発電装置10から構成されるウィンドファーム11を示している。ウィンドファーム11を構成する各風力発電装置10は、中央監視棟(監視システム)12によりそれぞれ監視(モニタリング)と運転制御が行われる。   Second Embodiment A method for controlling a wind farm according to a second embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 4 shows a wind farm 11 including a plurality of wind power generators 10. Each of the wind power generators 10 constituting the wind farm 11 is monitored and monitored by a central monitoring building (monitoring system) 12.

上述したように、従来のシャットダウン動作(ノーマルシャットダウン)では、15秒から1分という短時間で急激に風車(ロータ1)の回転を停止させるため、発電機3での発電も急激に停止し、電力系統に急激な変動を与えてしまう。特に、図4のような風力発電装置10の台数が多い大規模なウィンドファームでは、ウィンドファームを構成する複数の風力発電装置10が風況の急変により一斉に停止動作を開始した場合、ウィンドファーム全体が電力系統に急激な変動を与える恐れがある。   As described above, in the conventional shutdown operation (normal shutdown), since the rotation of the windmill (rotor 1) is rapidly stopped in a short time of 15 seconds to 1 minute, the power generation in the generator 3 is also rapidly stopped. It causes a sudden change in the power system. In particular, in the case of a large-scale wind farm having a large number of wind power generators 10 as shown in FIG. 4, when a plurality of wind power generators 10 constituting the wind farm start a stop operation at once due to a sudden change in wind conditions, the wind farm may be turned off. The whole may cause sudden fluctuations in the power system.

そこで、図4に示すような大規模なウィンドファームにおいても、ウィンドファームを構成する複数の風力発電装置10のそれぞれを、図3に示すスローシャットダウンによる停止動作を行う。   Therefore, even in a large-scale wind farm as shown in FIG. 4, each of the plurality of wind power generators 10 constituting the wind farm performs the stop operation by the slow shutdown shown in FIG.

これにより、中央監視棟(監視システム)12によるウィンドファームの制御に障害があったとしても、1基(1台)毎に急激な発電出力の変動を抑制することができるため、ウィンドファーム11に連結される電力系統への影響を最小限に抑えながら、ウィンドファーム11全体、或いは、一部の風力発電装置10の停止動作を行うことができる。   Thus, even if there is an obstacle in the control of the wind farm by the central monitoring building (monitoring system) 12, it is possible to suppress a rapid change in the power generation output for each unit (one unit). The stop operation of the entire wind farm 11 or a part of the wind power generator 10 can be performed while minimizing the influence on the connected power system.

なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。   Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and includes various modifications. For example, the above-described embodiments have been described in detail in order to explain the present invention in an easy-to-understand manner, and are not necessarily limited to those having all the described configurations. In addition, a part of the configuration of one embodiment can be replaced with the configuration of another embodiment, and the configuration of one embodiment can be added to the configuration of another embodiment. Further, for a part of the configuration of each embodiment, it is possible to add, delete, or replace another configuration.

1…ロータ、1a…ブレード、1b…ハブ、2…ドライブトレイン(回転軸)、3…発電機、4…ブレーキ、5…回転速度センサ、6…制御装置、7…ナセル、8…タワー、9…風向風速計、10…風力発電装置(風車)、11…ウィンドファーム、12…中央監視棟(監視システム)。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Rotor, 1a ... Blade, 1b ... Hub, 2 ... Drive train (rotating shaft), 3 ... Generator, 4 ... Brake, 5 ... Rotation speed sensor, 6 ... Control device, 7 ... Nacelle, 8 ... Tower, 9 ... wind direction anemometer, 10 ... wind power generator (windmill), 11 ... wind farm, 12 ... central monitoring building (monitoring system).

Claims (12)

電力系統に接続される風力発電装置であって、
風を受けて回転するロータと、
前記ロータの回転により発電する発電機と、
前記ロータの回転を制御する制御装置と、を備え、
前記制御装置は、風車が計測している風速が所定の閾値を超えた場合、前記ロータの回転を停止する動作を開始し、当該停止動作開始から30分以上掛けて前記ロータの回転を停止させることを特徴とする風力発電装置。
A wind power generator connected to a power system,
A rotor that rotates in response to the wind,
A generator that generates electricity by rotation of the rotor,
A control device for controlling the rotation of the rotor,
When the wind speed measured by the windmill exceeds a predetermined threshold, the control device starts an operation of stopping the rotation of the rotor, and stops the rotation of the rotor over 30 minutes or more from the start of the stop operation. A wind power generator, characterized in that:
請求項1に記載の風力発電装置であって、
前記制御装置は、前記停止動作開始から1時間以上掛けて前記ロータの回転を停止させることを特徴とする風力発電装置。
The wind power generator according to claim 1,
The wind turbine generator, wherein the control device stops the rotation of the rotor over one hour or more from the start of the stop operation.
請求項1に記載の風力発電装置であって、
前記制御装置は、前記停止動作開始から6時間以上掛けて前記ロータの回転を停止させることを特徴とする風力発電装置。
The wind power generator according to claim 1,
The wind turbine generator, wherein the control device stops the rotation of the rotor over 6 hours or more from the start of the stop operation.
請求項1に記載の風力発電装置であって、
前記制御装置は、前記停止動作開始後、第1の回転数低下率で前記ロータの回転数を低下させ、所定の時間経過後、前記第1の回転数低下率よりも低い第2の回転数低下率で前記ロータの回転数を低下させることを特徴とする風力発電装置。
The wind power generator according to claim 1,
The control device decreases the rotation speed of the rotor at a first rotation speed reduction rate after the start of the stop operation, and after a predetermined time elapses, a second rotation speed lower than the first rotation speed reduction ratio. A wind power generator, wherein the rotation speed of the rotor is reduced at a decreasing rate.
請求項1に記載の風力発電装置であって、
前記ロータの回転を前記発電機に伝達するドライブトレインと、
前記ドライブトレインを制動する制動装置と、を備え、
前記制動装置により前記ドライブトレインを制動することで前記ロータの回転を停止させることを特徴とする風力発電装置。
The wind power generator according to claim 1,
A drive train for transmitting the rotation of the rotor to the generator;
A braking device for braking the drive train,
A wind power generator, wherein the rotation of the rotor is stopped by braking the drive train by the braking device.
請求項1に記載の風力発電装置であって、
前記ロータを構成するブレードのピッチ角を変えるピッチ制御装置を備え、
前記ピッチ制御装置により前記ブレードのピッチ角を変えることで前記ロータの回転を停止させることを特徴とする風力発電装置。
The wind power generator according to claim 1,
With a pitch control device that changes the pitch angle of the blades constituting the rotor,
A wind power generator, wherein rotation of the rotor is stopped by changing a pitch angle of the blade by the pitch control device.
電力系統に接続される風力発電装置の制御方法であって、
前記風力発電装置の風車が計測している風速が所定の閾値を超えた場合、ロータの回転を停止する動作を開始し、当該停止動作開始から30分以上掛けて前記ロータの回転を停止させることを特徴とする風力発電装置の制御方法。
A method for controlling a wind power generator connected to a power system,
When the wind speed measured by the wind turbine of the wind power generator exceeds a predetermined threshold, the operation of stopping the rotation of the rotor is started, and the rotation of the rotor is stopped over 30 minutes or more from the start of the stop operation. A method for controlling a wind turbine generator.
請求項7に記載の風力発電装置の制御方法であって、
前記停止動作開始から1時間以上掛けて前記ロータの回転を停止させることを特徴とする風力発電装置の制御方法。
It is a control method of the wind power generator of Claim 7, Comprising:
A method for controlling a wind power generator, wherein the rotation of the rotor is stopped over one hour or more from the start of the stop operation.
請求項7に記載の風力発電装置の制御方法であって、
前記停止動作開始から6時間以上掛けて前記ロータの回転を停止させることを特徴とする風力発電装置の制御方法。
It is a control method of the wind power generator of Claim 7, Comprising:
A method for controlling a wind turbine generator, wherein the rotation of the rotor is stopped for at least six hours from the start of the stop operation.
請求項7に記載の風力発電装置の制御方法であって、
前記停止動作開始後、第1の回転数低下率で前記ロータの回転数を低下させ、所定の時間経過後、前記第1の回転数低下率よりも低い第2の回転数低下率で前記ロータの回転数を低下させることを特徴とする風力発電装置の制御方法。
It is a control method of the wind power generator of Claim 7, Comprising:
After the start of the stop operation, the rotation speed of the rotor is reduced at a first rotation speed reduction ratio, and after a predetermined time, the rotor rotation speed is reduced at a second rotation speed reduction ratio lower than the first rotation speed reduction ratio. A method for controlling a wind power generator, comprising:
請求項7に記載の風力発電装置の制御方法であって、
前記ロータの回転を発電機に伝達するドライブトレインを制動することで前記ロータの回転を停止させることを特徴とする風力発電装置の制御方法。
It is a control method of the wind power generator of Claim 7, Comprising:
A method for controlling a wind turbine generator, wherein the rotation of the rotor is stopped by braking a drive train that transmits the rotation of the rotor to a generator.
請求項7に記載の風力発電装置の制御方法であって、
前記ロータを構成するブレードのピッチ角を変えることで前記ロータの回転を停止させることを特徴とする風力発電装置の制御方法。
It is a control method of the wind power generator of Claim 7, Comprising:
A method for controlling a wind power generator, wherein the rotation of the rotor is stopped by changing a pitch angle of blades constituting the rotor.
JP2018122904A 2018-06-28 2018-06-28 Wind power generation device and control method for wind power generation device Pending JP2020002859A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018122904A JP2020002859A (en) 2018-06-28 2018-06-28 Wind power generation device and control method for wind power generation device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018122904A JP2020002859A (en) 2018-06-28 2018-06-28 Wind power generation device and control method for wind power generation device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2020002859A true JP2020002859A (en) 2020-01-09

Family

ID=69099675

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2018122904A Pending JP2020002859A (en) 2018-06-28 2018-06-28 Wind power generation device and control method for wind power generation device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2020002859A (en)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003158895A (en) * 2001-11-19 2003-05-30 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Control method for wind turbine generator
JP2010159647A (en) * 2009-01-06 2010-07-22 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Wind power generating device and control method for wind power generating device

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003158895A (en) * 2001-11-19 2003-05-30 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Control method for wind turbine generator
JP2010159647A (en) * 2009-01-06 2010-07-22 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Wind power generating device and control method for wind power generating device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2096301B1 (en) Method for operating a wind turbine plant during high wind conditions
US8093737B2 (en) Method for increasing energy capture in a wind turbine
EP2405133B2 (en) Wind farm and method of controlling power production of a wind turbine of a wind farm
US7772713B2 (en) Method and system for controlling a wind turbine
US7573149B2 (en) System and method for controlling a wind power plant
EP2290236B1 (en) Method and system for extracting inertial energy from a wind turbine
EP2737205B1 (en) A method of yawing a rotor of a wind turbine
EP2726734B1 (en) Disablement of wind turbines in a wind park
CA2707407C (en) Wind turbine with a flow control device and method for optimizing energy production therein
EP2762722B1 (en) Methods and system for operating a wind turbine coupled to a power grid
US10294920B2 (en) Wind turbine and method for operating a wind turbine
EP3764503B1 (en) Power converter control and operation
US10316822B2 (en) System and method for improved overspeed monitoring of a wind turbine operating at reduced rotor speeds
CN112005009B (en) System and method for improved overspeed monitoring of wind turbines operating at reduced rotor speeds
JP2016191327A (en) Wind power generation device and wind farm
KR20150019461A (en) Wind-Electric Power Generation System and Driving Stop Method Thereof
JP2020002859A (en) Wind power generation device and control method for wind power generation device
KR20150019463A (en) Apparatus and system for controlling wind farm
EP3699421B1 (en) Method of dynamically adjusting a rate of change of a rotor speed set point during wind turbine shutdown
EP3597906B1 (en) System and method for reducing loads of a wind turbine when a rotor blade becomes stuck
JP2023008840A (en) wind turbine control
KR20130000285A (en) Wind-power generation device and control method for the same
KR20140052447A (en) Method for control of wind turbine generation cut-out wind speed area
JP2020002873A (en) Wind power generation device and control method for wind power generation device

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20201117

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20210730

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20210810

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20211011

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20211130