JP4093815B2 - Output leveling control circuit of PWM converter in wind power generation - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、風車により駆動される発電機に接続されるPWMコンバータより取り出す出力を平準化するための制御回路に係り、特に、平均風速が高くて風速が変動している時には出力を平準化し、風速非変動時には、風より最大出力を取り出すことができる、風力発電におけるPWMコンバータの出力平準化制御回路に関する。
【0002】
【従来の技術】
風車に接続された発電機より、PWMコンバータを用いて交流を直流に変換して、平準化した最大電力を取り出すための出力制御回路については、公知である。
以下に、風車により駆動される発電機より、平準化最大出力を取り出す従来の制御回路を、図4の従来の風力発電装置接続図を参照して詳述する。
図4において、1は風車、2は発電機、3は回転計、4はPWMコンバータ、5は負荷、9は風速計、10は出力制御装置である。
【0003】
風車1により駆動される発電機2の交流側は、PWMコンバータ4に接続され、風車1により可変速に駆動される発電機2の交流電力は、PWMコンバータ4により直流電力に変換されて、負荷5に出力される。ここで、発明の課題として取り上げる負荷5とは、直流を交流に変換して出力する、電源系統のことである。
発電機2に直結される回転計3の出力である風車回転数N、及び風速計9の出力である風速Uは出力制御装置10に出力され、出力制御装置10は以下に示す方法により作成した電流指令I*をPWMコンバータ4に出力する。
【0004】
図3は、風速をパラメータとした時の、風車回転数対風車出力特性の概要を説明した図である。
風車は、風車の形状及び風速Uが決まると、風車回転数Nに対する風車出力Pが一義的に定まり、種々の風速Uに対する風車出力Pは、図3の実線で示される。そして、風車出力Pのピークは、図3の一点鎖線で示す最大出力曲線のようになる。
すなわち、図3の風車回転数対風車出力特性において、風速がUxの時は、風速Uxの風車出力曲線と最大出力曲線との交点Sxに示すように、風車回転数Nxにおいて、最大出力Pxとなる。
又、風速がUyの時は、風車回転数Nyにおいて風車最高出力Pyとなる。
【0005】
図4の出力制御装置10は、風速計9より風速Uを入力して、平均風速Uaを求め、予め出力制御装置10内に記憶している、図4に示すような最大出力曲線に一致する、平均風速Uaに対する最大風車出力Pを求める。
次に、この最大風車出力Pより、(1)式に示す発電機電流Iを求め、この発電機電流Iを電流指令I*としてPWMコンバータ4に出力して、PWMコンバータ4の可変周波数電圧により発電機2を制御し、結果的に発電機2に直結される風車1を制御していた。
【0006】
風車最大出力(P)=定数(K)×風車回転数(N)×発電機電流(I) ・・・(1)
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
このように、風車1により駆動される発電機2に接続されたPWMコンバータ4を用いて、機械的な遅れを有する風速計から求めた平均風速Uaから、(1)式により求まる風車最大出力Pを得る発電機電流Iになるように、PWMコンバータ4を制御しているために、風から得られるエネルギーをある程度平準化して、負荷5である電源系統への出力変動が抑制できる。
しかし、平均風速Uaを用いているので、風のエネルギーは風速の3乗に比例するということを考慮すると、風のエネルギーを有効に取り出せていない。
【0008】
又、非変動風速Uから、風速の3乗に比例する最大出力を得るためには、正確に風速Uを測定することが必要である。
しかし、一般に、風車近傍に設置される風速計9は、回転する風車の影響で、正確な風速を測定できないという問題があった。
【0009】
さらに、風速の高い時には、風からのエネルギーを平準化して系統に出力することができるが、風速の低い時には、風からのエネルギーが小さいために、むしろ平準化しないで風からの最大出力を電源系統に出力する必要があるが、風速計の検出遅れのために、常に最大出力を取り出せるとは言えないという問題があった。
本発明は上記事情に鑑みなされたものであって、主として、その目的とするところは、PWMコンバータ制御を風速に基づいた制御から、風車回転数に基づいた制御に代えて、風速計を必要とせず、風速の低い時には風から最大出力を取り出し、風速の高い時には出力を平準化して取り出す風力発電におけるPWMコンバータによる出力平準化制御回路を提供することである。
【0010】
【課題を解決するための手段】
図2は、本発明の風車回転数対風車トルク特性の概要を説明した図である。
種々の風速に対する風車トルクは、図2に示される。
この時、種々の風速において、風車出力のピークを出力する時の風車トルクは、図2の一点鎖線で示す最大出力時トルク曲線のようになり、定常的な風から常に、最大出力を取り出すためには、最大出力時トルク曲線に沿った風車回転数に対するトルクで運転すれば良い。
すなわち、非変動的な風から最大出力を取り出すためには、図2において、風速がU1の時は、風速U1での風車トルク特性と最大出力時トルク曲線との交点X1より、風車回転数N1において、最大出力時トルクτ1で運転する。
又、風速がU2の時は、風車回転数N2において、最大出力時トルクτ2で運転する。
【0011】
しかし、この方法で風車トルク指令を作成すると、変動風速に対しては、取り出す出力も変動することになり、特に、平均風速が高い時には、負荷である系統に与える出力変動が大きなものになる。従って、平均風速が高い状態で風速が変動する場合には、実際の風車回転数に対して、長い時定数を有する1次遅れから求めた平準化風車回転数指令に基づいた風車トルク指令値で運転することにより、風からのエネルギーの一部を、大きなイナ-シャを有する風車回転数の上昇という形で蓄えて、系統には平準化して出力することができる。
又、平均風速が低い状態で風速が変動する場合には、実際の風車回転数に対して、短い時定数を有する1次遅れから求めた平準化風車回転数指令に基づいた風車トルク指令値で運転することにより、風から最大エネルギーを得て、系統に出力することができる。
【0012】
従って、本発明では、風車回転数に対して可変1次遅れ時定数を有する、1次遅れ回路より求めた平準化風車回転数指令に基づいて、図2の最大出力時トルク曲線上の風車トルク指令を求め、この風車トルク指令により、PWMコンバータを制御することにより、高風速時は平準化した出力を取り出し、低風速時は最大出力を取り出すものである。
【0013】
本発明は上記原理に基づき、前述の課題を解決するものであり、その目的を達成するための方法及びその手段は、
1)、請求項1において、
風車により駆動される発電機の出力に接続したPWMコンバータにおいて、前記風車の風車回転数を検出する手段と、該風車回転数の1次遅れ信号を平準化風車回転数指令として出力する手段と、該平準化風車回転数指令を入力して前記風車の最大出力トルク曲線に基づいてトルク指令値を出力する手段と、該トルク指令値により前記発電機のトルク制御を行うことを特徴とするPWMコンバータの出力平準化制御回路である。
【0014】
2)、請求項2において、
前記風車回転数1次遅れ信号を平準化風車回転数指令として出力する手段で用いる1次遅れ時定数を、前記風車回転数の大小により可変することを特徴とする請求項1記載の風力発電におけるPWMコンバータの出力平準化制御回路である。
以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳述する。
【0015】
【発明の実施の形態】
図1は、本発明の、風車により駆動される発電機に、PWMコンバータを接続した請求項1及び2の風力発電装置接続図である。
同図において、6は1次遅れ時定数発生回路、7は1次遅れ回路、8はトルク指令発生回路であり、図4と同一番号は同一構成部品を表す。
以下、図1について説明する。
1次遅れ時定数発生回路6は、回転計3より風車回転数Nを入力して、1次遅れ時定数T1を、1次遅れ回路7に出力する。
1次遅れ回路7は、風車回転数Nと1次遅れ時定数T1を入力し、風車回転数Nの1次遅れ信号を、平準化風車回転数指令N*としてトルク指令発生回路8に出力する。
トルク指令発生回路8は、平準化風車回転数指令N*を入力して、トルク指令τ*を生成し、このトルク指令τ*によりPWMコンバータ4が制御される。
【0016】
次ぎにその作用について説明する。
先ず、1次遅れ時定数発生回路6は、例えば、実際の風車回転数Nに比例した1次遅れ時定数T1を、すなわち、実際の風車回転数Nが大きい場合は大きな1次遅れ時定数T1を、実際の風車回転数Nが小さい場合は小さな1次遅れ時定数T1を、1次遅れ回路7に出力する。
1次遅れ回路7は、実際の風車回転数Nと1次遅れ時定数T1を入力して、入力した1次遅れ時定数T1を用いて演算された、実際の風車回転数Nの1次遅れ信号を平準化風車回転数指令N*として、トルク指令発生回路8に出力する。
トルク指令発生回路8は、予め入力されている、図2の最大出力時トルク曲線に基づいて、平準化風車回転数指令N*を横軸の風車回転数に読み替えて求めた、縦軸のトルク値を、トルク指令τ*としてPWMコンバータ4に出力する。
【0017】
このようなトルク指令τ*により、PWMコンバータ4を制御した時の、風速変動時の風車回転数Nとトルクτの動作を、図2の本発明の風車回転数対風車トルク特性を説明した図により説明する。
風速がゆっくりと、風速U1と風速U2の間を変動する時は、風速U1と最大出力時トルク曲線との交点X1と、風速U2との交点X2との間を、最大出力時トルク曲線上のトルクにより、風車1は最大出力運転される。
平均風速が小さい時には、1次遅れ回路7で用いる1次遅れ時定数T1が小さいために、風速変動があっても、上記動作とほぼ同じで、最大出力時トルク曲線上のトルクにより、風車1は出力変動を伴った最大出力で運転される。
【0018】
次に、平均風速が大きな時の風速変動について説明する。
この時は、実際のトルクτと風車回転数Nとの関係は、概略、図2の交点X1と交点X2とを結ぶ点線で示すヒステリシス線上にある。
例えば、風速がU1の時、最大出力時トルク曲線との交点X1で、風車1は最大出力運転されている時、風速がU2に向かって下降すると、風から得られるトルクτは減少するために、風車回転数Nが減少してPWMコンバータ4の出力が減少する。
しかし、1次遅れ回路7の作用により、平準化風車回転数指令N*がそれほど減少しないために、トルク指令τ*がそれほど減少せず、PWMコンバータ4の出力も、それほど減少しない。この間は、風車のイナ-シャに蓄えられていたエネルギーをPWMコンバータ4の出力として放出したためであり、実際の風車回転数Nの減少は、風速Uの減少割合より大きい。
従って、風速がU2に下降してしまった時には、1次遅れ時定数T1のために、図2の風速U2における最大出力時動作点X2で運転されているのではなく、実際の風車回転数Nは、N2より減少しているが、風速がU2に落ち着くと共に、最大出力時動作点X2で運転される。
【0019】
又、風速がU2で、最大出力時トルク曲線との交点X2で、風車1は最大出力運転されている時、風速がU1に向かって上昇すると、風から得られるトルクτは増加するために、風車回転数Nが増加してPWMコンバータ4の出力が増加する。
しかし、1次遅れ回路7の作用により、平準化風車回転数指令N*がそれほど増加しないために、トルク指令τ*がそれほど増加せず、PWMコンバータ4の出力も、それほど増加しない。これは、風車のイナ-シャにエネルギーを蓄えたためであり、実際の風車回転数Nの増加は、風速Uの増加割合より大きい。
従って、1次遅れ時定数T1のために、風速がU1に上昇してしまった時には、図2の風速U1における最大出力時動作点X1で運転されているのではなく、実際の風車回転数Nは、N1より増加しているが、風速がU1に落ち着くと共に、最大出力時動作点X1で運転される。
このようにして、平均風速が大きな時の風速Uの変動に対しては、実際の風車回転数Nの変動は大きくなり、風速に対する最適な回転数,例えば図3において風速Uxの時の風車回転数Nxで運転されないために取り出すエネルギーが減少するが、PWMコンバータ4の出力変動を抑制することができる。
【0020】
上記の最大出力時トルクと、その時の風車回転数Nとの間の関係を表す最大出力時トルク曲線は、実際に風車を回しての測定や、風洞実験等によって求められ、風車の形状が決まると一義的に定めることができる。
しかしながら、図3に示すように、風速Uと、風車が最高出力する風車回転数及び風車最高出力との間には、概略次のような関係がある。
風車が、風速Uxで最高出力する風車回転数Nxと、風速Uyでの風車が最高出力する風車回転数Nyの間には、風速Uに比例する関係があり、又、風速Uxでの風車最高出力Pxと、風速Uyでの風車最高出力Pyの間には、風速Uの3乗に比例する関係がある。
従って、図2に示すように、風速U1での風車回転数N1における風車トルクτ1と、風速U2での風車回転数N2における風車トルクτ2の間には、風車回転数Nの2乗に比例する関係がある。
【0021】
この結果、最大出力時トルク曲線を、各風速に対して求めるのではなく、定格風速Urにおける、定格風車回転数Nrと、その時の定格風車トルクτrを求めておき、その値を起点として、風車回転数が下がる方向に2乗低減する最大出力時トルク曲線としても十分に実用的である。
【0022】
以上、本発明の実施例では、回転計3より風車回転数Nを検出する場合について説明したが、風車発電機2に接続されるPWMコンバータ4の電圧・電流によるセンサレス方式でも、風車回転数Nを検出できるので、その値を用いても良い。
さらに、発電機は、同期発電機だけでなく、図2の風車回転数対風車トルク特性の最大出力時トルク曲線との関係を把握すれば、誘導発電機を用いても良い。
【0023】
【発明の効果】
以上、風車により駆動される発電機に接続されるPWMコンバータを用いて、風車回転数の1次遅れ信号に基づいたトルク制御により、出力を平準化して取り出すための制御回路について説明した。
この回路によれば、風速計9を必要とせず、低風速時は応答性良く、風速に見合った最大出力を風車より出力でき、高風速時は、風車イナ-シャに蓄えるという形で、風速変動に対する出力変動を抑制して出力できるので、実用上多いに有用である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の、風力発電装置接続図を示すブロック図である。
【図2】本発明の風車回転数対風車トルク特性を説明する図である。
【図3】風速をパラメータとした時の、風車回転数対風車出力特性の概要を説明する図である。
【図4】従来の風力発電装置接続図を示すブロック図である。
【符号の説明】
1 風車
2 発電機
3 回転計
4 PWMコンバータ
5 負荷
6 1次遅れ時定数発生回路
7 1次遅れ回路
8 トルク指令発生回路
9 風速計
10 出力制御装置[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a control circuit for leveling an output extracted from a PWM converter connected to a generator driven by a windmill, and in particular, when the average wind speed is high and the wind speed fluctuates, the output is leveled. The present invention relates to an output leveling control circuit for a PWM converter in wind power generation, which can extract the maximum output from the wind when the wind speed does not fluctuate.
[0002]
[Prior art]
An output control circuit for converting AC to DC using a PWM converter from a generator connected to a windmill and taking out the leveled maximum power is known.
Hereinafter, a conventional control circuit for extracting a leveled maximum output from a generator driven by a windmill will be described in detail with reference to a conventional wind turbine generator connection diagram of FIG.
In FIG. 4, 1 is a windmill, 2 is a generator, 3 is a tachometer, 4 is a PWM converter, 5 is a load, 9 is an anemometer, and 10 is an output control device.
[0003]
The AC side of the
The wind turbine speed N, which is the output of the tachometer 3 directly connected to the
[0004]
FIG. 3 is a diagram for explaining the outline of the wind turbine rotation speed versus the wind turbine output characteristic when the wind speed is used as a parameter.
When the shape of the windmill and the wind speed U are determined, the windmill output P with respect to the windmill rotation speed N is uniquely determined, and the windmill output P with respect to various wind speeds U is indicated by a solid line in FIG. And the peak of the windmill output P becomes like the maximum output curve shown with the dashed-dotted line of FIG.
That is, when the wind speed is Ux in the wind turbine rotational speed vs. wind turbine output characteristics of FIG. 3, the maximum output Px at the wind turbine rotational speed Nx, as indicated by the intersection Sx of the wind turbine output curve of the wind speed Ux and the maximum output curve, Become.
When the wind speed is Uy, the windmill maximum output Py is obtained at the windmill rotational speed Ny.
[0005]
The
Next, from this maximum windmill output P, the generator current I shown in the equation (1) is obtained, and this generator current I is output to the PWM converter 4 as a current command I *, and the variable frequency voltage of the PWM converter 4 is used. The
[0006]
Windmill maximum output (P) = constant (K) x windmill speed (N) x generator current (I) (1)
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
Thus, using the PWM converter 4 connected to the
However, since the average wind speed Ua is used, considering that the wind energy is proportional to the cube of the wind speed, the wind energy cannot be extracted effectively.
[0008]
In order to obtain the maximum output proportional to the cube of the wind speed from the non-fluctuating wind speed U, it is necessary to accurately measure the wind speed U.
However, in general, the anemometer 9 installed in the vicinity of the windmill has a problem that it cannot measure an accurate wind speed due to the influence of the rotating windmill.
[0009]
Furthermore, when the wind speed is high, the energy from the wind can be leveled and output to the grid, but when the wind speed is low, the energy from the wind is small, so the maximum output from the wind can be supplied without leveling. Although there is a need to output to the system, there is a problem that the maximum output cannot always be taken out due to the detection delay of the anemometer.
The present invention has been made in view of the above circumstances. The main object of the present invention is to change the PWM converter control from the control based on the wind speed to the control based on the wind turbine speed, and to require an anemometer. It is an object to provide an output leveling control circuit using a PWM converter in wind power generation in which the maximum output is taken out from the wind when the wind speed is low and the output is leveled out when the wind speed is high.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
FIG. 2 is a diagram for explaining the outline of the wind turbine rotational speed vs. wind turbine torque characteristic of the present invention.
The wind turbine torque for various wind speeds is shown in FIG.
At this time, the wind turbine torque when the peak of the wind turbine output is output at various wind speeds is as shown in the maximum output torque curve shown by the one-dot chain line in FIG. 2, and the maximum output is always taken out from the steady wind. In this case, it is only necessary to operate at a torque corresponding to the wind turbine rotation speed along the maximum output torque curve.
That is, in order to extract the maximum output from the non-variable wind, in FIG. 2, when the wind speed is U1, the wind turbine rotational speed N1 is determined from the intersection X1 of the wind turbine torque characteristic at the wind speed U1 and the maximum output torque curve. Then, the engine is operated with the maximum output torque τ1.
When the wind speed is U2, the motor is operated at the maximum output torque τ2 at the windmill rotational speed N2.
[0011]
However, when the wind turbine torque command is generated by this method, the output to be extracted also fluctuates with respect to the fluctuating wind speed. Particularly, when the average wind speed is high, the output fluctuation given to the load system becomes large. Therefore, when the wind speed fluctuates while the average wind speed is high, the wind turbine torque command value based on the leveled wind turbine rotational speed command obtained from the primary delay having a long time constant with respect to the actual wind turbine rotational speed is used. By operating, a part of the energy from the wind can be stored in the form of an increase in the rotational speed of the windmill having a large inertia, and can be leveled and output to the system.
When the wind speed fluctuates while the average wind speed is low, the wind turbine torque command value based on the leveled wind turbine speed command obtained from the primary delay having a short time constant with respect to the actual wind turbine speed is used. By operating, maximum energy can be obtained from the wind and output to the grid.
[0012]
Therefore, in the present invention, the wind turbine torque on the maximum output torque curve in FIG. 2 is based on the leveled wind turbine rotational speed command obtained from the primary delay circuit having a variable primary delay time constant with respect to the wind turbine rotational speed. By obtaining a command and controlling the PWM converter according to the wind turbine torque command, a leveled output is taken out at a high wind speed and a maximum output is taken out at a low wind speed.
[0013]
The present invention solves the aforementioned problems based on the above principle, and a method and means for achieving the object include:
1) In
In a PWM converter connected to the output of a generator driven by a windmill, means for detecting the windmill rotational speed of the windmill, and means for outputting a primary delay signal of the windmill rotational speed as a leveled windmill rotational speed command; Means for inputting the leveled wind turbine rotational speed command and outputting a torque command value based on a maximum output torque curve of the wind turbine; and a PWM converter for performing torque control of the generator based on the torque command value This is an output leveling control circuit.
[0014]
2) In
2. The wind power generation according to
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 is a connection diagram of wind power generators according to
In the figure, 6 is a first-order lag time constant generating circuit, 7 is a first-order lag circuit, 8 is a torque command generating circuit, and the same numbers as those in FIG. 4 represent the same components.
Hereinafter, FIG. 1 will be described.
The first-order lag time
The primary delay circuit 7 inputs the wind turbine rotational speed N and the primary delay time constant T1, and outputs the primary delay signal of the wind turbine rotational speed N to the torque command generation circuit 8 as a leveled wind turbine rotational speed command N *. .
The torque command generation circuit 8 receives the leveled wind turbine rotational speed command N *, generates a torque command τ *, and the PWM converter 4 is controlled by the torque command τ *.
[0016]
Next, the operation will be described.
First, the first-order lag time
The primary delay circuit 7 inputs the actual wind turbine speed N and the primary delay time constant T1, and calculates the primary delay of the actual wind turbine speed N calculated using the input primary delay time constant T1. The signal is output to the torque command generation circuit 8 as a leveled wind turbine speed command N *.
The torque command generation circuit 8 calculates the torque on the vertical axis obtained by replacing the leveled wind turbine rotational speed command N * with the wind turbine rotational speed on the horizontal axis based on the torque curve at the time of maximum output shown in FIG. The value is output to the PWM converter 4 as a torque command τ *.
[0017]
FIG. 2 is a diagram for explaining the wind turbine rotational speed N and the torque τ when the wind speed fluctuates when the PWM converter 4 is controlled by such a torque command τ *, and the wind turbine rotational speed versus wind turbine torque characteristic of the present invention in FIG. Will be described.
When the wind speed varies slowly between the wind speed U1 and the wind speed U2, the intersection between the intersection X1 of the wind speed U1 and the maximum output torque curve and the intersection X2 of the wind speed U2 is on the maximum output torque curve. The
When the average wind speed is low, the primary delay time constant T1 used in the primary delay circuit 7 is small. Therefore, even if the wind speed fluctuates, it is almost the same as the above operation, and the
[0018]
Next, wind speed fluctuation when the average wind speed is large will be described.
At this time, the relationship between the actual torque τ and the wind turbine rotation speed N is roughly on the hysteresis line indicated by the dotted line connecting the intersection point X1 and the intersection point X2 in FIG.
For example, when the wind speed is U1 and the
However, due to the action of the primary delay circuit 7, the leveling wind turbine rotation speed command N * does not decrease so much, so the torque command τ * does not decrease so much and the output of the PWM converter 4 does not decrease so much. During this time, the energy stored in the inertia of the windmill is released as the output of the PWM converter 4, and the actual decrease in the windmill rotational speed N is greater than the decrease rate of the wind speed U.
Therefore, when the wind speed has dropped to U2, because of the first-order lag time constant T1, the actual windmill speed N is not operated at the maximum output operating point X2 at the wind speed U2 in FIG. Is lower than N2, but the wind speed settles to U2 and the engine is operated at the maximum output operating point X2.
[0019]
Further, when the wind speed is U2 and the
However, due to the action of the primary delay circuit 7, the leveling wind turbine rotation speed command N * does not increase so much, so the torque command τ * does not increase so much and the output of the PWM converter 4 does not increase so much. This is because energy is stored in the inertia of the windmill, and the actual increase in the windmill rotational speed N is greater than the increase rate of the wind speed U.
Therefore, when the wind speed has increased to U1 due to the first-order lag time constant T1, the actual windmill speed N is not operated at the maximum output operating point X1 at the wind speed U1 in FIG. Is higher than N1, but is operated at the maximum output operating point X1 while the wind speed settles at U1.
In this way, the fluctuation of the actual wind turbine speed N increases with respect to the fluctuation of the wind speed U when the average wind speed is high, and the wind turbine rotation at the optimum speed relative to the wind speed, for example, at the wind speed Ux in FIG. Since it is not operated at several Nx, the energy to be extracted is reduced, but the output fluctuation of the PWM converter 4 can be suppressed.
[0020]
The maximum output torque curve representing the relationship between the maximum output torque and the wind turbine speed N at that time is obtained by actual measurement by rotating the wind turbine, wind tunnel experiments, etc., and the shape of the wind turbine is determined. And can be determined uniquely.
However, as shown in FIG. 3, the following relationship is generally established between the wind speed U, the wind turbine rotational speed at which the wind turbine outputs maximum power, and the wind turbine maximum output.
There is a relationship proportional to the wind speed U between the wind turbine rotation speed Nx at which the wind turbine outputs the maximum at the wind speed Ux and the wind turbine rotation speed Ny at which the wind turbine at the wind speed Uy outputs the maximum, and the wind turbine maximum at the wind speed Ux There is a relationship proportional to the cube of the wind speed U between the output Px and the windmill maximum output Py at the wind speed Uy.
Therefore, as shown in FIG. 2, the wind turbine torque τ1 at the wind turbine rotational speed N1 at the wind speed U1 and the wind turbine torque τ2 at the wind turbine rotational speed N2 at the wind speed U2 are proportional to the square of the wind turbine rotational speed N. There is a relationship.
[0021]
As a result, the maximum output torque curve is not obtained for each wind speed, but the rated wind turbine speed Nr and the rated wind turbine torque τr at the rated wind speed Ur are obtained, and the wind turbine is determined based on these values. It is also sufficiently practical as a maximum output torque curve that reduces the square in the direction in which the rotational speed decreases.
[0022]
As described above, in the embodiment of the present invention, the case where the wind turbine rotation speed N is detected from the tachometer 3 has been described. Can be detected, and its value may be used.
Furthermore, an induction generator may be used as the generator as long as the relationship between the maximum output torque curve of the wind turbine rotation speed vs. wind turbine torque characteristic of FIG.
[0023]
【The invention's effect】
The control circuit for leveling out the output by using the PWM converter connected to the generator driven by the windmill by the torque control based on the first-order lag signal of the windmill speed has been described above.
According to this circuit, the anemometer 9 is not required, the responsiveness is good at low wind speed, the maximum output corresponding to the wind speed can be output from the windmill, and the wind speed is stored in the windmill inertia at the high wind speed. Since output can be controlled while suppressing fluctuations in output, it is useful for practical purposes.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a wind turbine generator connection diagram of the present invention.
FIG. 2 is a diagram for explaining a wind turbine rotation speed vs. wind turbine torque characteristic of the present invention.
FIG. 3 is a diagram for explaining an outline of wind turbine rotation speed versus wind turbine output characteristics when wind speed is used as a parameter.
FIG. 4 is a block diagram showing a conventional wind turbine generator connection diagram.
[Explanation of symbols]
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