JP2024036899A - Power generating system - Google Patents

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Abstract

To provide a power generating system in which a voltage superimposition device controls a voltage applied by following changes in an AC voltage output by a generator.SOLUTION: A power generating system 100 includes a wind power generation device 10, a voltage superimposition device 30, a control device 40, and a prediction device 90. The voltage superimposition device 30 applies a voltage with a waveform of an opposite phase to a waveform of a noise component out of an AC voltage output by a generator 18 of the wind power generation device 10. The prediction device 90 stores mapping data 94A that defines a mapping M that outputs an output variable that indicates a prediction waveform of the noise component after a predetermined constant time by inputting a plurality of input variables. The mapping M is learned by machine learning in advance. The prediction device 90 executes acquiring processing for acquiring input variables, and calculation processing for outputting a value of the output variable by inputting the plurality of input variables to the mapping. The control device 40 controls a voltage applied by the voltage superimposition device 30 based on the prediction waveform shown by the output variable.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、発電システムに関する。 The present invention relates to a power generation system.

特許文献1の発電システムは、風力発電装置、収音器、スピーカ、及び制御回路を備えている。風力発電装置は、風車及び発電機を備えている。収音器は、風力発電装置で発生した騒音を取得する。制御回路は、収音器が取得した騒音の波形を、逆位相の波形に変換する。そして、制御回路は、逆位相の波形の音をスピーカから風力発電装置に向けて出力する。その結果、スピーカから出力された音により風力発電装置で発生した騒音の一部が打ち消される。 The power generation system of Patent Document 1 includes a wind power generator, a sound collector, a speaker, and a control circuit. A wind power generation device includes a wind turbine and a generator. The sound collector captures the noise generated by the wind power generator. The control circuit converts the noise waveform acquired by the sound collector into a waveform with an opposite phase. Then, the control circuit outputs a sound with an opposite phase waveform from the speaker toward the wind power generator. As a result, part of the noise generated by the wind power generator is canceled out by the sound output from the speaker.

特開2014-227977号公報JP2014-227977A

特許文献1のような発電システムでは、風力発電装置の風車に衝突する風の風速が変化すると、その後に風車の回転速度及び発電機の回転軸の回転速度が変化する。そして、回転軸の回転速度に応じて風力発電装置で発生する騒音の波形が変化する。このような騒音の波形の変化に、制御回路による波形の変換処理が追従できないと、風力発電装置で発生する騒音を十分に抑制できないおそれがある。 In a power generation system such as Patent Document 1, when the wind speed of wind colliding with a wind turbine of a wind power generator changes, the rotation speed of the wind turbine and the rotation speed of the rotation shaft of the generator change thereafter. The waveform of the noise generated by the wind power generator changes depending on the rotational speed of the rotating shaft. If the waveform conversion processing performed by the control circuit cannot follow such changes in the noise waveform, there is a possibility that the noise generated by the wind power generator cannot be sufficiently suppressed.

上記課題を解決するための発電システムは、風車及び発電機を有する風力発電装置と、前記発電機が出力する交流電圧のうちのノイズ成分の波形に対して、逆位相の波形の電圧を印加する電圧重畳装置と、前記電圧重畳装置を制御する制御装置と、前記ノイズ成分の波形を予測する予測装置と、を備える発電システムであって、前記予測装置は、実行装置と、記憶装置と、を備え、前記記憶装置は、複数の入力変数が入力されることにより、予め定められた一定時間後の前記ノイズ成分の予測波形を示す出力変数を出力する写像を規定する写像データを記憶しており、前記写像は、予め機械学習により学習されたものであり、前記写像は、前記入力変数の1つとして、前記風車に衝突する風の風速を示す変数を含み、前記実行装置は、前記入力変数を取得する取得処理と、前記取得処理により取得した複数の前記入力変数を前記写像に入力することによって、前記出力変数の値を出力する算出処理と、を実行し、前記制御装置は、前記出力変数で示される前記予測波形に基づいて前記電圧重畳装置が印加する電圧を制御する。 A power generation system for solving the above problem includes a wind power generation device having a wind turbine and a generator, and applying a voltage with a waveform of an opposite phase to the waveform of the noise component of the AC voltage outputted by the generator. A power generation system comprising a voltage superimposition device, a control device that controls the voltage superimposition device, and a prediction device that predicts a waveform of the noise component, the prediction device including an execution device and a storage device. The storage device stores mapping data that defines a mapping that outputs an output variable indicating a predicted waveform of the noise component after a predetermined period of time by inputting a plurality of input variables. , the mapping is learned in advance by machine learning, the mapping includes a variable indicating the wind speed of the wind colliding with the wind turbine as one of the input variables, and the execution device and a calculation process of outputting the value of the output variable by inputting the plurality of input variables acquired by the acquisition process into the mapping, and the control device executes the calculation process of outputting the value of the output variable. The voltage applied by the voltage superimposition device is controlled based on the predicted waveform indicated by a variable.

上記構成によれば、発電機が出力する交流電圧のうちのノイズ成分の波形に対して逆位相の波形の電圧を印加することにより、発電機が出力する交流電圧が理想的な正弦波に近づく。そのため、発電機の回転軸が滑らかに回転するので、発電機が発する騒音を抑制できる。そして、上記の逆位相の波形の電圧は、一定時間後のノイズ成分の予測波形に基づいて生成される。このように、一定時間後のノイズ成分の予測波形を把握できれば、例えば制御装置において制御遅れ等が生じ得る状況であっても、発電機が出力する交流電圧の変化に追従して電圧重畳装置が印加する電圧を制御できる。 According to the above configuration, by applying a voltage with a waveform that is opposite in phase to the waveform of the noise component of the AC voltage output from the generator, the AC voltage output from the generator approaches an ideal sine wave. . Therefore, the rotating shaft of the generator rotates smoothly, so the noise generated by the generator can be suppressed. The voltage having the opposite phase waveform is generated based on the predicted waveform of the noise component after a certain period of time. In this way, if the predicted waveform of the noise component after a certain period of time can be grasped, the voltage superimposition device can follow changes in the AC voltage output by the generator, even in situations where control delays may occur in the control device, for example. The applied voltage can be controlled.

発電システムの概略構成図である。FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a power generation system. 予測制御を示すフローチャートである。3 is a flowchart showing predictive control.

<発電システムの概略構成>
以下、本発明の一実施形態を図1及び図2にしたがって説明する。先ず、発電システム100の概略構成について説明する。
<Schematic configuration of power generation system>
An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 and 2. First, the schematic configuration of the power generation system 100 will be described.

図1に示すように、発電システム100は、風力発電装置10、電圧重畳装置30、及び制御装置40を備えている。
風力発電装置10は、タワー11、ナセル12、及び風車13を備えている。また、風力発電装置10は、増速器16、ブレーキ装置17、発電機18、及び電力線19を備えている。風車13は、当該風車13に衝突する風によりナセル12に対して回転可能である。ナセル12は、増速器16、ブレーキ装置17、及び発電機18を収容している。発電機18は、回転軸18Aを備えている。回転軸18Aは、増速器16及びブレーキ装置17を介して風車13に接続している。したがって、風車13が回転すると、その回転が増速器16で増速されて回転軸18Aに伝えられる。電力線19は、発電機18が発電した電力を図示しない電気設備へと供給する。なお、ブレーキ装置17は、風車13の回転速度が過大になったときに、風車13を減速させる。
As shown in FIG. 1, the power generation system 100 includes a wind power generation device 10, a voltage superimposition device 30, and a control device 40.
The wind power generation device 10 includes a tower 11, a nacelle 12, and a wind turbine 13. The wind power generation device 10 also includes a speed increaser 16, a brake device 17, a generator 18, and a power line 19. The windmill 13 is rotatable relative to the nacelle 12 due to the wind impinging on the windmill 13 . Nacelle 12 accommodates a speed increaser 16, a brake device 17, and a generator 18. The generator 18 includes a rotating shaft 18A. The rotating shaft 18A is connected to the wind turbine 13 via a speed increaser 16 and a brake device 17. Therefore, when the windmill 13 rotates, the speed of the rotation is increased by the speed increaser 16 and transmitted to the rotating shaft 18A. The power line 19 supplies the electric power generated by the generator 18 to electrical equipment (not shown). Note that the brake device 17 decelerates the windmill 13 when the rotational speed of the windmill 13 becomes excessive.

電圧重畳装置30は、電力線19の途中に位置している。電圧重畳装置30は、発電機18が出力する交流電圧のうちのノイズ成分の波形に対して、逆位相の波形の電圧を印加する。制御装置40は、電圧重畳装置30と互いに通信可能である。制御装置40は、電圧重畳装置30に制御信号を出力することにより、当該電圧重畳装置30を制御する。具体的には、制御装置40は、後述する予測装置90が算出するノイズ成分の予測波形に基づいて、電圧重畳装置30が出力する電圧を制御する。なお、制御装置40は、電圧重畳装置30を介して電力線19における交流電圧を検出可能である。 The voltage superimposition device 30 is located in the middle of the power line 19. The voltage superimposition device 30 applies a voltage having a waveform of an opposite phase to the waveform of the noise component of the AC voltage output by the generator 18 . The control device 40 and the voltage superimposing device 30 can communicate with each other. The control device 40 controls the voltage superimposing device 30 by outputting a control signal to the voltage superimposing device 30. Specifically, the control device 40 controls the voltage output by the voltage superimposition device 30 based on a predicted waveform of a noise component calculated by a prediction device 90 described later. Note that the control device 40 can detect the AC voltage on the power line 19 via the voltage superimposition device 30.

発電システム100は、風速センサ51、温度センサ52、湿度センサ53、回転軸角センサ54、及び通信器57を備えている。風速センサ51は、風車13に衝突する風の流速である風速SWを検出する。温度センサ52は、ナセル12の内部の温度である内部温度TEを検出する。一例として、温度センサ52は、ナセル12の内部のうち発電機18の近傍の温度を、内部温度TEとして検出する。湿度センサ53は、ナセル12の内部の湿度である内部湿度LHを検出する。一例として、湿度センサ53は、ナセル12の内部のうち発電機18の近傍の湿度を、内部湿度LHとして検出する。回転軸角センサ54は、発電機18の回転軸18Aの角度位置である回転軸角SRを検出する。通信器57は、発電システム100の外部の機器と通信することにより、日付情報ID及び時間情報ITを取得可能である。ここで、日付情報IDは、現時点の日付として「月」及び「日」を含む情報である。また、時間情報ITは、現時点の時刻として「時」及び「分」を含む情報である。 The power generation system 100 includes a wind speed sensor 51, a temperature sensor 52, a humidity sensor 53, a rotation axis angle sensor 54, and a communication device 57. The wind speed sensor 51 detects the wind speed SW, which is the flow speed of the wind colliding with the wind turbine 13. Temperature sensor 52 detects internal temperature TE, which is the temperature inside nacelle 12 . As an example, the temperature sensor 52 detects the temperature inside the nacelle 12 near the generator 18 as the internal temperature TE. Humidity sensor 53 detects internal humidity LH, which is the humidity inside nacelle 12 . As an example, the humidity sensor 53 detects the humidity inside the nacelle 12 near the generator 18 as the internal humidity LH. The rotating shaft angle sensor 54 detects the rotating shaft angle SR, which is the angular position of the rotating shaft 18A of the generator 18. The communication device 57 can acquire date information ID and time information IT by communicating with equipment external to the power generation system 100. Here, the date information ID is information that includes "month" and "day" as the current date. Further, the time information IT is information including "hour" and "minute" as the current time.

発電システム100は、予測装置90を備えている。予測装置90は、風速センサ51、温度センサ52、湿度センサ53、回転軸角センサ54、及び通信器57から各種の値を示す信号を取得する。なお、予測装置90は、制御装置40及び電圧重畳装置30を介して電力線19における交流電圧を検出可能である。予測装置90は、回転軸角SRに基づいて回転軸18Aの回転速度である発電機回転速度NRを算出する。 The power generation system 100 includes a prediction device 90. The prediction device 90 acquires signals indicating various values from the wind speed sensor 51 , temperature sensor 52 , humidity sensor 53 , rotation axis angle sensor 54 , and communication device 57 . Note that the prediction device 90 can detect the AC voltage on the power line 19 via the control device 40 and the voltage superimposition device 30. The prediction device 90 calculates the generator rotation speed NR, which is the rotation speed of the rotation shaft 18A, based on the rotation shaft angle SR.

予測装置90は、発電機18が出力する交流電圧のうちのノイズ成分を予測する。具体的には、予測装置90は、CPU91、周辺回路92、ROM93、記憶装置94、及びバス95を備えている。ROM93は、CPU91が各種の処理を実行するために各種のプログラムを予め記憶している。記憶装置94は、予測装置90が取得した上記の各種の値を記憶する。記憶装置94は、機械学習によって学習された写像Mを規定する写像データ94Aを予め記憶している。写像Mは、複数の入力変数が入力されることにより、予め定められた一定時間後における上記のノイズ成分の予測波形を示す出力変数を出力する。なお、写像Mの具体的な説明は後述する。本実施形態において、CPU91及びROM93が実行装置である。また、記憶装置94が記憶装置である。周辺回路92は、内部の動作を規定するクロック信号を生成する回路、電源回路、リセット回路等を含む。 The prediction device 90 predicts the noise component of the AC voltage output by the generator 18. Specifically, the prediction device 90 includes a CPU 91, a peripheral circuit 92, a ROM 93, a storage device 94, and a bus 95. The ROM 93 stores various programs in advance for the CPU 91 to execute various processes. The storage device 94 stores the above various values acquired by the prediction device 90. The storage device 94 stores in advance mapping data 94A that defines the mapping M learned by machine learning. The mapping M receives a plurality of input variables and outputs an output variable indicating a predicted waveform of the noise component after a predetermined period of time. Note that a specific explanation of the mapping M will be given later. In this embodiment, the CPU 91 and ROM 93 are execution devices. Further, the storage device 94 is a storage device. The peripheral circuit 92 includes a circuit that generates a clock signal that defines internal operations, a power supply circuit, a reset circuit, and the like.

<予測制御>
次に、予測装置90が実行する予測制御について説明する。予測装置90は、例えば発電機回転速度NRがゼロよりも大きいことを条件に、予測制御を繰り返し実行する。
<Predictive control>
Next, the predictive control executed by the predictive device 90 will be described. The prediction device 90 repeatedly executes predictive control, for example, on the condition that the generator rotational speed NR is greater than zero.

図2に示すように、CPU91は、予測制御を開始すると、ステップS11の処理を実行する。ステップS11において、CPU91は、記憶装置94にアクセスすることにより、ステップS11の処理時点で最新の各種の値を取得する。具体的には、CPU91は、風速SW、内部温度TE、内部湿度LH、日付情報ID、時間情報IT、及び発電機回転速度NRを取得する。本実施形態において、ステップS11の処理が取得処理である。ステップS11の後、CPU91は、処理をステップS12に進める。 As shown in FIG. 2, when the CPU 91 starts predictive control, it executes the process of step S11. In step S11, the CPU 91 accesses the storage device 94 to obtain various values that are latest at the time of processing in step S11. Specifically, the CPU 91 acquires the wind speed SW, internal temperature TE, internal humidity LH, date information ID, time information IT, and generator rotational speed NR. In this embodiment, the process in step S11 is an acquisition process. After step S11, the CPU 91 advances the process to step S12.

ステップS12において、CPU91は、ステップS11の処理で取得した各種の値を、写像Mへの入力変数x(1)~入力変数x(6)として生成する。具体的には、CPU91は、入力変数x(1)に、風速SWを代入する。CPU91は、入力変数x(2)に、内部温度TEを代入する。CPU91は、入力変数x(3)に、内部湿度LHを代入する。CPU91は、入力変数x(4)に、日付情報IDを代入する。CPU91は、入力変数x(5)に、時間情報ITを代入する。CPU91は、入力変数x(6)に、発電機回転速度NRを代入する。本実施形態において、入力変数x(1)は、風車13に衝突する風の流速である風速SWを示す変数である。ステップS12の後、CPU91は、処理をステップS13に進める。 In step S12, the CPU 91 generates the various values obtained in the process of step S11 as input variables x(1) to input variables x(6) to the mapping M. Specifically, the CPU 91 assigns the wind speed SW to the input variable x(1). The CPU 91 assigns the internal temperature TE to the input variable x(2). The CPU 91 assigns the internal humidity LH to the input variable x(3). The CPU 91 assigns the date information ID to the input variable x(4). The CPU 91 assigns the time information IT to the input variable x(5). The CPU 91 assigns the generator rotation speed NR to the input variable x(6). In this embodiment, the input variable x(1) is a variable indicating the wind speed SW, which is the flow speed of the wind that collides with the wind turbine 13. After step S12, the CPU 91 advances the process to step S13.

ステップS13において、CPU91は、写像Mに、ステップS12の処理において生成された入力変数x(1)~x(6)及びバイアスパラメータとしての入力変数x(0)を入力することによって、出力変数y(i)の値を算出する。また、CPU91は、出力変数y(i)の値で示される予測波形を算出する。この予測波形は、発電機18が出力する交流電圧のうちのノイズ成分の予測波形である。 In step S13, the CPU 91 inputs the input variables x(1) to x(6) generated in the process of step S12 and the input variable x(0) as a bias parameter into the mapping M, thereby inputting the output variable y. Calculate the value of (i). Further, the CPU 91 calculates a predicted waveform indicated by the value of the output variable y(i). This predicted waveform is a predicted waveform of the noise component of the AC voltage output by the generator 18.

写像データ94Aによって規定される写像Mの一例は、関数近似器であり、中間層が1層の全結合順伝搬型のニューラルネットワークである。具体的には、写像Mでは、入力変数x(1)~入力変数x(6)及びバイアスパラメータとしての入力変数x(0)が、係数wFjk(j=1~m、k=0~6)によって規定される線形写像にて変換された「m」個の値のそれぞれが活性化関数fに代入される。その結果、中間層のノードの値が定まる。また、係数wSij(i=1~P)によって規定される線形写像によって中間層のノードの値が変換された値のそれぞれが活性化関数gに代入されることによって、出力変数y(1)~出力変数y(P)が定まる。なお、ステップS13での出力変数の合計を「P」として記載している。この「P」は、例えば以下のように定めている。先ず、実験及びシミュレーションにより、発電機18で発生し得るノイズ成分の下限値及び上限値を求める。また、求めたノイズ成分の下限値から上限値までの周波数帯を、重複しないように複数の周波数帯に分割する。そして、分割した周波数帯の数を、出力変数の合計である「P」としている。なお、出力変数の合計である「P」の一例は、「10」である。出力変数y(1)~出力変数y(P)のそれぞれは、予め定められた一定時間後における上記のノイズ成分の予測波形を示す出力変数である。ここで、一定時間後とは、例えば、現時点を基準として、数ミリ秒後~数十ミリ秒後程度である。本実施形態において、活性化関数fの一例は、ReLU関数である。また、活性化関数gの一例は、シグモイド関数である。 An example of the mapping M defined by the mapping data 94A is a function approximator, which is a fully connected forward propagation neural network with one intermediate layer. Specifically, in mapping M, input variables x(1) to input variables x(6) and input variable x(0) as a bias parameter are coefficients wFjk (j=1 to m, k=0 to 6). Each of the "m" values transformed by the linear mapping defined by is substituted into the activation function f. As a result, the values of the nodes in the middle layer are determined. In addition, each of the values obtained by converting the values of nodes in the intermediate layer by the linear mapping defined by the coefficient wSij (i = 1 to P) is assigned to the activation function g, so that the output variables y(1) to The output variable y(P) is determined. Note that the total of output variables in step S13 is written as "P". This "P" is defined as follows, for example. First, a lower limit value and an upper limit value of noise components that can be generated in the generator 18 are determined through experiments and simulations. Further, the frequency band from the lower limit value to the upper limit value of the determined noise component is divided into a plurality of frequency bands so as not to overlap. The number of divided frequency bands is defined as "P" which is the total of output variables. Note that an example of "P", which is the sum of output variables, is "10". Each of the output variables y(1) to y(P) is an output variable indicating a predicted waveform of the above noise component after a predetermined period of time. Here, after a certain period of time is, for example, several milliseconds to several tens of milliseconds after the current point in time. In this embodiment, an example of the activation function f is the ReLU function. Further, an example of the activation function g is a sigmoid function.

本実施形態において、写像Mは、例えば以下のように生成されたものである。前提として、風力発電装置10では、風車13に衝突する風速SW等が変化すると、その後に発電機回転速度NRが変化する。すると、発電機18が出力する交流電圧が変化する。すなわち、風速SW等が変化すると、その変化の一定時間後に、発電機18が出力する交流電圧のうちのノイズ成分が変化する。そこで、写像Mの学習にあたっては、試験用の風力発電装置10を複数用意する。また、各風力発電装置10を様々な条件で動作させつつ、風速SW、内部温度TE、内部湿度LH、日付情報ID、時間情報IT、発電機回転速度NR、及び上記のノイズ成分を取得し続ける。このとき、特定の時刻についての、風速SW、内部温度TE、内部湿度LH、日付情報ID、時間情報IT、及び発電機回転速度NRと、特定時刻から一定時間後のノイズ成分とを1組のデータとして対応付ける。そして、1組のデータ毎に、風速SW等に基づいて入力変数x(1)~入力変数x(6)を生成するとともに、ノイズ成分に基づいて出力変数y(1)~出力変数y(P)を生成する。また、訓練データとしての入力変数x(1)~入力変数x(6)、及び教師データとしての出力変数y(1)~出力変数y(P)を、写像Mに入力することで、機械学習により写像Mの学習をする。 In this embodiment, the mapping M is generated as follows, for example. As a premise, in the wind power generator 10, when the wind speed SW colliding with the wind turbine 13 changes, the generator rotational speed NR changes thereafter. Then, the alternating current voltage output by the generator 18 changes. That is, when the wind speed SW etc. change, the noise component of the AC voltage output by the generator 18 changes after a certain period of time after the change. Therefore, in learning the mapping M, a plurality of test wind power generators 10 are prepared. In addition, while operating each wind power generation device 10 under various conditions, the wind speed SW, internal temperature TE, internal humidity LH, date information ID, time information IT, generator rotation speed NR, and the above-mentioned noise components are continuously acquired. . At this time, the wind speed SW, internal temperature TE, internal humidity LH, date information ID, time information IT, and generator rotational speed NR for a specific time and the noise component after a certain time from the specific time are combined into one set. Correlate as data. Then, for each set of data, input variables x(1) to input variables x(6) are generated based on the wind speed SW, etc., and output variables y(1) to output variable y(P ) is generated. In addition, by inputting input variables x(1) to input variables x(6) as training data and output variables y(1) to output variables y(P) as teacher data into the mapping M, machine learning The mapping M is learned by

本実施形態において、ステップS12及びステップS13の処理は、予め定められた一定時間後における上記のノイズ成分の予測波形を示す出力変数を出力する算出処理である。ステップS13の後、CPU91は、今回の予測制御を終了する。 In the present embodiment, the processing in steps S12 and S13 is a calculation process that outputs an output variable that indicates the predicted waveform of the noise component after a predetermined period of time. After step S13, the CPU 91 ends the current predictive control.

<本実施形態の作用>
発電システム100では、出力変数の合計である「P」に対応した周波数帯毎に、発電機18が出力する交流電圧のうちのノイズ成分の波形に対して、電圧重畳装置30により逆位相の波形の電圧が印加される。そのため、発電機18が出力する交流電圧が理想的な正弦波に近づいていく。これにより、発電機18の回転軸18Aが滑らかに回転するので、発電機18が発生する騒音が抑制される。
<Action of this embodiment>
In the power generation system 100, the voltage superimposition device 30 generates a waveform with an opposite phase to the waveform of the noise component of the AC voltage output by the generator 18 for each frequency band corresponding to "P" which is the sum of output variables. voltage is applied. Therefore, the alternating current voltage output by the generator 18 approaches an ideal sine wave. As a result, the rotating shaft 18A of the generator 18 rotates smoothly, so the noise generated by the generator 18 is suppressed.

<本実施形態の効果>
(1)本実施形態において、上記の逆位相の波形の電圧は、予測装置90が予測した一定時間後のノイズ成分の予測波形に基づいて生成される。このように一定時間後のノイズ成分の予測波形を把握できれば、例えば風速SWが変化することでノイズ成分が変化する状況であっても、一定時間後のノイズ成分の予測波形に合わせて電圧重畳装置30が印加する電圧が制御される。その結果、例えば制御装置40において制御遅れ等が生じ得る状況であっても、発電機18が出力する交流電圧の変化に追従して電圧重畳装置30が印加する電圧を制御できる。
<Effects of this embodiment>
(1) In the present embodiment, the voltage having the opposite phase waveform is generated based on the predicted waveform of the noise component after a certain period of time predicted by the prediction device 90. If the predicted waveform of the noise component after a certain period of time can be grasped in this way, even in situations where the noise component changes due to changes in the wind speed SW, for example, the voltage superimposition device can be adjusted to match the predicted waveform of the noise component after a certain period of time. The voltage applied by 30 is controlled. As a result, even in a situation where a control delay or the like may occur in the control device 40, for example, the voltage applied by the voltage superimposition device 30 can be controlled to follow the change in the alternating current voltage output by the generator 18.

(2)本実施形態において、予測装置90は、風速SWに加えて、内部温度TE、内部湿度LH、日付情報ID、時間情報IT、及び発電機回転速度NRを加味して、一定時間後のノイズ成分の予測波形を予測する。これにより、一定時間後のノイズ成分の予測波形の予測精度を向上できる。 (2) In the present embodiment, the prediction device 90 takes into account the internal temperature TE, internal humidity LH, date information ID, time information IT, and generator rotational speed NR in addition to the wind speed SW, and calculates the Predict the predicted waveform of the noise component. Thereby, the prediction accuracy of the predicted waveform of the noise component after a certain period of time can be improved.

<変更例>
本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
<Example of change>
This embodiment can be implemented with the following modifications. This embodiment and the following modified examples can be implemented in combination with each other within a technically consistent range.

・上記実施形態において、写像Mは、入力変数として風速SWを含んでいれば、他の入力変数は、省略、変更してもよい。例えば、入力変数としての、内部温度TE、内部湿度LH、日付情報ID、時間情報IT、及び発電機回転速度NRを省略してもよい。 - In the above embodiment, as long as the mapping M includes the wind speed SW as an input variable, other input variables may be omitted or changed. For example, the internal temperature TE, internal humidity LH, date information ID, time information IT, and generator rotational speed NR may be omitted as input variables.

・上記実施形態において、さらなる写像Mの学習を行ってもよい。
例えば、風力発電装置10が動作している際に、予測装置90は、制御装置40及び電圧重畳装置30を介して電力線19における交流電圧を取得する。また、風力発電装置10が動作している際に、予測装置90は、マイクなどの集音装置から騒音の音圧を示す信号を取得する。そして、予測装置90は、騒音の音圧が予め定められた閾値以上であるときのノイズ成分を抽出する。さらに、予測装置90は、ノイズ成分が抽出された時点から一定時間前の風速SW等を特定する。そして、予測装置90は、抽出したノイズ成分及び特定した風速SW等を1組のデータとして対応付けることにより、上記実施形態と同様の手順で写像Mのさらなる学習を行ってもよい。この構成によれば、騒音の原因となるノイズ成分の予測精度の向上が期待できる。
- In the above embodiment, further learning of the mapping M may be performed.
For example, when the wind power generation device 10 is operating, the prediction device 90 acquires the AC voltage on the power line 19 via the control device 40 and the voltage superimposition device 30. Further, while the wind power generation device 10 is operating, the prediction device 90 acquires a signal indicating the sound pressure of noise from a sound collection device such as a microphone. The prediction device 90 then extracts a noise component when the sound pressure of the noise is equal to or higher than a predetermined threshold. Furthermore, the prediction device 90 specifies the wind speed SW and the like a certain period of time before the time when the noise component is extracted. The prediction device 90 may further learn the mapping M using the same procedure as in the above embodiment by associating the extracted noise component and the identified wind speed SW etc. as one set of data. According to this configuration, it can be expected that the prediction accuracy of noise components that cause noise will be improved.

・例えば、風力発電装置10が動作している際に、予測装置90は、制御装置40及び電圧重畳装置30を介して電力線19における交流電圧を取得する。また、風力発電装置10が動作している際に、予測装置90は、振動センサから振動を示す信号を取得する。そして、予測装置90は、振動が予め定められた閾値以上であるときのノイズ成分を抽出する。さらに、予測装置90は、ノイズ成分が抽出された時点から一定時間前の風速SW等を特定する。そして、予測装置90は、抽出したノイズ成分及び特定した風速SW等を1組のデータとして対応付けることにより、上記実施形態と同様の手順で写像Mのさらなる学習を行ってもよい。この構成によれば、振動の原因となるノイズ成分の予測精度の向上が期待できる。 - For example, when the wind power generator 10 is operating, the prediction device 90 acquires the AC voltage on the power line 19 via the control device 40 and the voltage superimposition device 30. Furthermore, while the wind power generator 10 is operating, the prediction device 90 acquires a signal indicating vibration from the vibration sensor. The prediction device 90 then extracts a noise component when the vibration is greater than or equal to a predetermined threshold. Furthermore, the prediction device 90 specifies the wind speed SW and the like a certain period of time before the time when the noise component is extracted. The prediction device 90 may further learn the mapping M using the same procedure as in the above embodiment by associating the extracted noise component and the identified wind speed SW etc. as one set of data. According to this configuration, it can be expected that the prediction accuracy of noise components that cause vibrations will be improved.

M…写像、10…風力発電装置、30…電圧重畳装置、40…制御装置、90…予測装置、91…CPU、92…周辺回路、93…ROM、94…記憶装置、94A…写像データ、95…バス、100…発電システム。 M... Mapping, 10... Wind power generation device, 30... Voltage superimposition device, 40... Control device, 90... Prediction device, 91... CPU, 92... Peripheral circuit, 93... ROM, 94... Storage device, 94A... Mapping data, 95 ...Bus, 100...Power generation system.

Claims (1)

風車及び発電機を有する風力発電装置と、
前記発電機が出力する交流電圧のうちのノイズ成分の波形に対して、逆位相の波形の電圧を印加する電圧重畳装置と、
前記電圧重畳装置を制御する制御装置と、
前記ノイズ成分の波形を予測する予測装置と、を備える発電システムであって、
前記予測装置は、実行装置と、記憶装置と、を備え、
前記記憶装置は、複数の入力変数が入力されることにより、予め定められた一定時間後の前記ノイズ成分の予測波形を示す出力変数を出力する写像を規定する写像データを記憶しており、
前記写像は、予め機械学習により学習されたものであり、
前記写像は、前記入力変数の1つとして、前記風車に衝突する風の風速を示す変数を含み、
前記実行装置は、
前記入力変数を取得する取得処理と、
前記取得処理により取得した複数の前記入力変数を前記写像に入力することによって、前記出力変数の値を出力する算出処理と、を実行し、
前記制御装置は、前記出力変数で示される前記予測波形に基づいて前記電圧重畳装置が印加する電圧を制御する
発電システム。
A wind power generation device having a windmill and a generator;
a voltage superimposition device that applies a voltage with a waveform of an opposite phase to a waveform of a noise component of the AC voltage output by the generator;
a control device that controls the voltage superimposition device;
A power generation system comprising: a prediction device that predicts a waveform of the noise component;
The prediction device includes an execution device and a storage device,
The storage device stores mapping data that defines a mapping that outputs an output variable indicating a predicted waveform of the noise component after a predetermined period of time by inputting a plurality of input variables,
The mapping is learned in advance by machine learning,
The mapping includes, as one of the input variables, a variable indicating the wind speed of the wind impinging on the windmill;
The execution device includes:
an acquisition process for acquiring the input variable;
performing a calculation process of outputting the value of the output variable by inputting the plurality of input variables acquired by the acquisition process into the mapping;
The power generation system, wherein the control device controls the voltage applied by the voltage superimposition device based on the predicted waveform indicated by the output variable.
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