JP5404367B2 - Wind generator braking system - Google Patents

Wind generator braking system Download PDF

Info

Publication number
JP5404367B2
JP5404367B2 JP2009285476A JP2009285476A JP5404367B2 JP 5404367 B2 JP5404367 B2 JP 5404367B2 JP 2009285476 A JP2009285476 A JP 2009285476A JP 2009285476 A JP2009285476 A JP 2009285476A JP 5404367 B2 JP5404367 B2 JP 5404367B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
generator
power
power storage
wind
storage means
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.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2009285476A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2011127477A (en
Inventor
一郎 ▲高▼山
康宏 高田
貴司 酒井
昌弘 金子
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.)
Nikko Co Ltd
TDK Corp
Original Assignee
Nikko Co Ltd
TDK Corp
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 Nikko Co Ltd, TDK Corp filed Critical Nikko Co Ltd
Priority to JP2009285476A priority Critical patent/JP5404367B2/en
Publication of JP2011127477A publication Critical patent/JP2011127477A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5404367B2 publication Critical patent/JP5404367B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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

Description

本発明は、強風時等に風力発電機を停止させる風力発電機の制動装置に関し、さらに詳しくは、電磁力によって風車を停止させる風力発電機用制動装置に関する。   The present invention relates to a wind power generator braking device that stops a wind power generator in a strong wind or the like, and more particularly to a wind power generator braking device that stops a wind turbine by electromagnetic force.

近年、地球温暖化や資源の減少等の問題を受けて、再生可能なエネルギーである風力が注目され、普及しつつある。風力の利用には、いわゆる風力発電がある。風力発電は、風車と発電機とを組み合わせて風力を電力に変換し、得られた電力を使用用途に合わせた形に変換して利用する方法である。この方法は、応用範囲が広いという利点があり、現在の主流となっている。   In recent years, wind power, which is a renewable energy, has attracted attention and is spreading due to problems such as global warming and resource reduction. Wind power generation includes so-called wind power generation. Wind power generation is a method in which wind power is converted into electric power by combining a windmill and a generator, and the obtained electric power is converted into a form suitable for the intended use. This method has the advantage of a wide range of applications, and has become the current mainstream.

風力発電機には、暴風等の過大風速により風車及び発電機の回転速度が過大に上昇した場合、電磁式制動装置により風車を停止させるようにしているものがある。このような電磁式制動装置は、例えば、発電機の回転速度を検出し、検出した回転速度が一定値を超えたら発電機の回路を短絡させ、そのときに発生する電力により回転負荷を増大させて発電機の回転を低下させ、停止させるものがある。このような電磁式制動装置を用いた制動装置としては、例えば、特許文献1に開示されたものが知られている。   Some wind power generators are configured to stop the wind turbine by an electromagnetic braking device when the rotational speed of the wind turbine and the generator is excessively increased due to excessive wind speed such as storm. Such an electromagnetic braking device detects, for example, the rotational speed of a generator, and when the detected rotational speed exceeds a certain value, the circuit of the generator is short-circuited, and the rotational load is increased by the electric power generated at that time. Some of them reduce the rotation of the generator and stop it. As a braking device using such an electromagnetic braking device, for example, the one disclosed in Patent Document 1 is known.

特開2002−339856号公報(0008、0015)JP 2002-339856 A (0008, 0015)

ところで、過大風速により風車を停止させようとする場合、可能な限り短時間で風車を停止させる必要がある。これは、制動時に発電機が発生する電力を可能な限り短時間で放出する必要があることを意味する。この解決策としては、例えば、制動時に発生した電力を消費させる手段(電力消費手段)の熱抵抗を下げるとともに、電力容量が大きな素子を前記電力消費手段に用いるという手法がある。   By the way, when it is going to stop a windmill by excessive wind speed, it is necessary to stop a windmill as short as possible. This means that the power generated by the generator during braking needs to be released in the shortest possible time. As a solution to this problem, for example, there is a technique of lowering the thermal resistance of means for consuming electric power generated during braking (power consumption means) and using an element having a large power capacity as the power consumption means.

しかし、このような手段を用いると、前記電力消費手段の容量や寸法が増大し、また、制動開始から風車が停止するまでに電力を前記電力消費手段で消費する必要があるので、単位時間当たりにおける前記電力消費手段の発熱量が大きくなる。その結果、制動装置の大型化を招くとともに、前記電力消費手段の発熱量が大きいことから、制動装置を構成する機器の配置が制限を受けることがある。本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、発電機が発電した電力を電力消費手段に消費させることによって風車を停止させる風力発電機用制動装置において、電力消費手段を小型化することを目的とする。   However, the use of such means increases the capacity and size of the power consuming means, and it is necessary to consume power by the power consuming means from the start of braking until the wind turbine stops. The amount of heat generated by the power consuming means is increased. As a result, the braking device is increased in size and the amount of heat generated by the power consuming means is large, so that the arrangement of the devices constituting the braking device may be restricted. The present invention has been made in view of the above, and in a braking device for a wind power generator that stops a windmill by causing the power consuming means to consume the power generated by the generator, the power consuming means is downsized. With the goal.

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、風力を電気エネルギーに変換する発電機が発電した電気エネルギーを蓄えるとともに、蓄えた電気エネルギーを放出する蓄電手段と、当該蓄電手段に蓄えられた電気エネルギーを消費する電力消費手段と、前記発電機を駆動する風の速度を示す風速情報に基づいて、前記発電機と前記蓄電手段とを電気的に接続又は遮断する切替手段と、を含むことを特徴とする風力発電機用制動装置である。   In order to solve the above-described problems and achieve the object, the present invention stores an electric energy generated by a generator that converts wind power into electric energy, and discharges the stored electric energy, and the electric storage means Power consumption means for consuming electrical energy stored in the power supply, and switching means for electrically connecting or disconnecting the generator and the power storage means based on wind speed information indicating the speed of the wind driving the generator. , A braking device for wind power generators.

本発明は、風力発電機を制動する場合、切替手段が風力発電機の発電機によって発電された電気エネルギーの供給先を蓄電手段に変更し、蓄電手段は、前記電気エネルギーを一時的に蓄える。そして、発電機及び風車が停止した後に、蓄電手段に蓄えられた電気エネルギーを電力消費手段で消費する。これによって、電力消費手段が、風力発電機の制動によって発生した電気エネルギーを消費するタイミングを、風力発電機の制動時よりも後にすることができる。また、蓄電手段は、これに接続される電力消費手段の仕様等によって放電の時間を制御できるため、風力発電機の制動によって発生し、蓄電手段に蓄えられた電気エネルギーを、蓄電に要した時間よりも長い時間で放電させることができる。これらの作用によって、本発明は、電力消費手段を大幅に小型化することができる。   In the present invention, when braking the wind power generator, the switching means changes the supply destination of the electric energy generated by the generator of the wind power generator to the power storage means, and the power storage means temporarily stores the electric energy. And after a generator and a windmill stop, the electrical energy stored in the electrical storage means is consumed by an electric power consumption means. Thus, the timing at which the power consuming means consumes the electric energy generated by the braking of the wind power generator can be set later than when the wind power generator is braked. In addition, since the power storage means can control the discharge time according to the specifications of the power consuming means connected to the power storage means, the electric energy generated by braking of the wind power generator and stored in the power storage means is the time required for power storage. Can be discharged in a longer time. By these actions, the present invention can greatly reduce the power consumption means.

本発明の望ましい態様としては、前記発電機の出力を短絡する短絡手段を有し、前記切替手段が前記発電機と前記蓄電手段とを電気的に接続した後、前記発電機が停止したと認められた場合には、前記切替手段は前記発電機と前記蓄電手段とを電気的に遮断するとともに、前記短絡手段は、前記発電機の出力を短絡することが好ましい。この短絡手段が発電機の回路を短絡することにより、電力消費手段が蓄電手段に蓄えられた電気エネルギーを消費している間でも、確実に発電機を停止させることができる。   As a desirable aspect of the present invention, the generator has a short-circuit means for short-circuiting the output of the generator, and the switching means recognizes that the generator has stopped after electrically connecting the generator and the power storage means. In this case, it is preferable that the switching means electrically cuts off the generator and the power storage means, and the short-circuit means short-circuits the output of the generator. By this short-circuit means short-circuiting the generator circuit, the generator can be reliably stopped even while the power consuming means is consuming the electrical energy stored in the power storage means.

本発明の望ましい態様としては、前記蓄電手段と前記電力消費手段との間に、前記蓄電手段と前記電力消費手段とを電気的に接続又は遮断する断続手段を有することが好ましい。制動中、発電機によって発電された電気エネルギーを蓄電手段に蓄えている間、断続手段によって蓄電装置と電力消費手段とを電気的に遮断することにより、発電機が発電した電気エネルギーは電力消費手段へ流れない。したがって、発電機が発電した電気エネルギーの一部が電力消費手段へ流れることを想定して、電力消費手段の電量容量を大きく設定する必要はないので、電力消費手段をより小型化することができる。   As a desirable aspect of the present invention, it is preferable to have an intermittent means for electrically connecting or disconnecting the power storage means and the power consumption means between the power storage means and the power consumption means. During braking, while the electrical energy generated by the generator is stored in the power storage means, the electrical energy generated by the generator is converted into the power consumption means by electrically disconnecting the power storage device and the power consumption means by the intermittent means. It does n’t flow. Therefore, assuming that a part of the electric energy generated by the generator flows to the power consuming means, it is not necessary to set the power capacity of the power consuming means large, so the power consuming means can be further reduced in size. .

本発明の望ましい態様としては、前記断続手段は、前記切替手段が前記発電機と前記蓄電手段とを電気的に接続した後、前記発電機が停止したと認められない間は、前記蓄電手段と前記電力消費手段とを電気的に遮断し、前記発電機が停止したと認められた後に、前記蓄電手段と前記電力消費手段とを電気的に接続することが好ましい。これによって、風力発電機の制動中は、電力消費手段へ電気エネルギーが流れないようにして、蓄電手段の放電時には、蓄えられた電気エネルギーを確実に電力消費手段で消費させることができる。   As a desirable aspect of the present invention, the intermittent means includes the power storage means, while the switching means electrically connects the power generator and the power storage means, and it is not recognized that the power generator has stopped. It is preferable that the power storage means and the power consumption means are electrically connected after the power consumption means is electrically cut off and it is recognized that the generator has stopped. Thus, during braking of the wind power generator, electrical energy does not flow to the power consuming means, and when the power storage means is discharged, the stored electrical energy can be reliably consumed by the power consuming means.

本発明の望ましい態様としては、前記断続手段及び前記電力消費手段は、半導体スイッチング素子で構成されることが好ましい。これによって、装置構成を簡略化するとともに部品点数を削減することもできる。   As a desirable mode of the present invention, it is preferable that the intermittent means and the power consuming means are constituted by semiconductor switching elements. As a result, the apparatus configuration can be simplified and the number of parts can be reduced.

本発明の望ましい態様としては、前記発電機と前記蓄電手段との間に、電圧降下手段が設けられることが好ましい。発電機の出力電圧は100V〜200Vであり、これを直接印加できる蓄電手段は限られる可能性がある。この態様では、電圧降下手段を備え、発電機の出力電圧を降圧させて蓄電装置へ印加するので、蓄電装置を構成する要素やその組み合わせの自由度が大きくなる。   As a desirable aspect of the present invention, it is preferable that a voltage drop means is provided between the generator and the power storage means. The output voltage of the generator is 100 V to 200 V, and there is a possibility that the power storage means that can directly apply this is limited. In this aspect, since the voltage drop means is provided and the output voltage of the generator is stepped down and applied to the power storage device, the degree of freedom of elements constituting the power storage device and the combination thereof is increased.

本発明の望ましい態様としては、前記電圧降下手段と前記蓄電手段との間に、整流手段を有することが好ましい。これによって、蓄電手段へ直流電力が印加されるようにできるので、蓄電手段の設計の自由度が向上する。   As a desirable mode of the present invention, it is preferable to have a rectifying means between the voltage drop means and the power storage means. Accordingly, since direct current power can be applied to the power storage means, the degree of freedom in designing the power storage means is improved.

本発明の望ましい態様としては、前記切替手段は、複数の半導体スイッチング素子を組み合わせて構成され、前記発電機にとって発電された電気エネルギーが直流電力に変換されて前記切替手段へ入力されることが好ましい。このように、複数の半導体スイッチング素子で、例えばインバータ回路を構成して切替手段とすることができる。このようにすれば、一つの切替手段で、風力発電機の制動時に蓄電手段へ電力を蓄えることと、蓄電手段に蓄えられた電気エネルギーを電力消費手段が消費する際に発電機及び風車を停止させることとの両方を実現できる。   As a desirable mode of the present invention, it is preferable that the switching unit is configured by combining a plurality of semiconductor switching elements, and electric energy generated by the generator is converted into DC power and input to the switching unit. . Thus, for example, an inverter circuit can be configured by a plurality of semiconductor switching elements to serve as switching means. In this way, with one switching means, power is stored in the power storage means during braking of the wind power generator, and when the power consumption means consumes the electrical energy stored in the power storage means, the generator and the windmill are stopped. Both can be realized.

本発明の望ましい態様としては、前記切替手段は、前記風速情報が予め定められた所定の閾値以上になった場合には、前記発電機と前記蓄電手段とを電気的に接続することが好ましい。   As a desirable mode of the present invention, it is preferable that the switching means electrically connects the generator and the power storage means when the wind speed information is equal to or higher than a predetermined threshold value.

本発明は、発電機が発電した電力を電力消費手段に消費させることによって風車を停止させる風力発電機用制動装置において、電力消費手段を小型化できる。   The present invention can reduce the size of the power consuming means in the braking device for a wind power generator that stops the windmill by consuming the power generated by the generator to the power consuming means.

図1は、実施形態1に係る風力発電機用制動装置の構成を示す概略図である。FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a configuration of a braking device for wind power generators according to a first embodiment. 図2は、本実施形態に係る制動装置の動作を説明するためのフローチャートである。FIG. 2 is a flowchart for explaining the operation of the braking device according to the present embodiment. 図3は、本実施形態に係る制動装置が動作する場合のタイミングチャートである。FIG. 3 is a timing chart when the braking device according to this embodiment operates. 図4は、本実施形態の変形例に係る制動装置の構成を示す概略図である。FIG. 4 is a schematic diagram illustrating a configuration of a braking device according to a modification of the present embodiment. 図5は、実施形態2に係る制動装置の構成を示す概略図である。FIG. 5 is a schematic diagram illustrating a configuration of a braking device according to the second embodiment. 図6は、実施形態2に係る制動装置の構成を示す概略図である。FIG. 6 is a schematic diagram illustrating the configuration of the braking device according to the second embodiment. 図7は、実施形態2に係る制動装置が動作する場合のタイミングチャートである。FIG. 7 is a timing chart when the braking device according to the second embodiment operates. 図8は、実施形態3に係る制動装置の構成を示す概略図である。FIG. 8 is a schematic diagram illustrating the configuration of the braking device according to the third embodiment. 図9は、変圧器を用いない構成に断続器を設けた例を示す図である。FIG. 9 is a diagram illustrating an example in which an interrupter is provided in a configuration that does not use a transformer. 図10は、実施形態3に係る制動装置が動作する場合のタイミングチャートである。FIG. 10 is a timing chart when the braking apparatus according to the third embodiment operates. 図11は、断続器及び電力消費装置を半導体スイッチング素子で構成した例を示す図である。FIG. 11 is a diagram illustrating an example in which the interrupter and the power consuming device are configured by semiconductor switching elements. 図12は、実施形態3の変形例に係る制動装置の構成を示す概略図である。FIG. 12 is a schematic diagram illustrating a configuration of a braking device according to a modification of the third embodiment. 図13は、実施形態4に係る制動装置の構成を示す概略図である。FIG. 13 is a schematic diagram illustrating a configuration of a braking device according to the fourth embodiment. 図14は、実施形態4の変形例に係る制動装置の構成を示す概略図である。FIG. 14 is a schematic diagram illustrating a configuration of a braking device according to a modification of the fourth embodiment. 図15は、実施形態4に係る制動装置が動作する場合のタイミングチャートである。FIG. 15 is a timing chart when the braking device according to the fourth embodiment operates.

以下、本発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、下記の発明を実施するための形態(以下、実施形態という)により本発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。さらに、下記実施形態で開示した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。   Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The present invention is not limited by the following modes for carrying out the invention (hereinafter referred to as embodiments). In addition, constituent elements in the following embodiments include those that can be easily assumed by those skilled in the art, those that are substantially the same, and those in a so-called equivalent range. Furthermore, the constituent elements disclosed in the following embodiments can be appropriately combined.

(実施形態1)
図1は、実施形態1に係る風力発電機用制動装置の構成を示す概略図である。風力発電機用制動装置(以下、必要に応じて制動装置という)10は、風力発電機1に組み込まれている。風力発電機1は、発電機2と、この発電機2の入力軸4に取り付けられる風車3と、制動装置10とを含んで構成される。風車3が風を受けると風車3が回転する。風車3の回転力は入力軸4を介して発電機2へ入力されて、これを駆動する。これによって、発電機2は電気エネルギーを発生する。このように、発電機2は、風力を電気エネルギーに変換するエネルギー変換装置である。発電機2が発生した電気エネルギーは、制動装置10を介して電力変換装置であるコンバーター5に入力さる。コンバーター5は、発電機2が発生した電気エネルギーを変換し、家電製品等の電力消費対象6に出力する。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a configuration of a braking device for wind power generators according to a first embodiment. A wind power generator braking device (hereinafter referred to as a braking device if necessary) 10 is incorporated in the wind power generator 1. The wind power generator 1 includes a power generator 2, a windmill 3 attached to the input shaft 4 of the power generator 2, and a braking device 10. When the windmill 3 receives wind, the windmill 3 rotates. The rotational force of the windmill 3 is input to the generator 2 via the input shaft 4 to drive it. Thereby, the generator 2 generates electrical energy. Thus, the generator 2 is an energy conversion device that converts wind power into electrical energy. The electrical energy generated by the generator 2 is input to the converter 5 that is a power conversion device via the braking device 10. The converter 5 converts the electrical energy generated by the generator 2 and outputs it to a power consumption target 6 such as a home appliance.

本実施形態において、制動装置10は、発電機2とコンバーター5との間に配置される。制動装置10は、入力端子Tia、Tibと、出力端子Toa、Tobとを有しており、入力端子Tia、Tibに発電機2の出力端子が接続される。また、制動装置10の出力端子Toa、Tobには、コンバーター5の入力端子が接続される。制動装置10は、発電機2の電機子回路を短絡させることにより発電機2の出力を短絡させ、発電機2が発電する電力により発電機2の回転負荷を増大させながら発電機2を停止させることによって風車3を停止させるものである。このように、制動装置10は、いわゆる電磁式制動装置としての機能を発揮する。なお、風力発電機1の停止、発電機2の停止、風車3の停止は、いずれも同じ意味で用いる。次に、制動装置10の構成を説明する。   In the present embodiment, the braking device 10 is disposed between the generator 2 and the converter 5. The braking device 10 has input terminals Tia and Tib and output terminals Toa and Tob, and the output terminal of the generator 2 is connected to the input terminals Tia and Tib. Further, the input terminal of the converter 5 is connected to the output terminals Toa and Tob of the braking device 10. The braking device 10 shorts the output of the generator 2 by short-circuiting the armature circuit of the generator 2, and stops the generator 2 while increasing the rotational load of the generator 2 by the power generated by the generator 2. Thus, the wind turbine 3 is stopped. Thus, the braking device 10 exhibits a function as a so-called electromagnetic braking device. Note that the stop of the wind power generator 1, the stop of the power generator 2, and the stop of the wind turbine 3 are all used with the same meaning. Next, the configuration of the braking device 10 will be described.

制動装置10は、蓄電手段である蓄電装置11と、電力消費手段である電力消費装置12と、切替手段である切替装置13とを含んで構成される。さらに、本実施形態において、制動装置10は、風速情報検出手段である電圧計14と、制御手段である制御装置15とを含む。蓄電装置11は、発電機2が発電した電気エネルギーを蓄えるとともに、蓄えた電気エネルギーを放出する。蓄電装置11は、例えば、コンデンサ、電気二重層キャパシタ、蓄電池(例えば、鉛蓄電池、リチウム−イオン電池、ニッケル−水素電池等)を用いることができる。また、蓄電装置11は、電動機でフライホイールを回転させて電気エネルギーを運動エネルギーに変換した後、電動機を発電機として用いることによりフライホイールに蓄えられた運動エネルギーを電気エネルギーに変換するものであってもよい。   The braking device 10 includes a power storage device 11 that is a power storage unit, a power consumption device 12 that is a power consumption unit, and a switching device 13 that is a switching unit. Furthermore, in this embodiment, the braking device 10 includes a voltmeter 14 that is a wind speed information detection unit and a control device 15 that is a control unit. The power storage device 11 stores the electrical energy generated by the generator 2 and releases the stored electrical energy. For example, a capacitor, an electric double layer capacitor, or a storage battery (for example, a lead storage battery, a lithium-ion battery, or a nickel-hydrogen battery) can be used for the power storage device 11. The power storage device 11 converts the kinetic energy stored in the flywheel into electric energy by using the electric motor as a generator after rotating the flywheel with an electric motor to convert the electric energy into kinetic energy. May be.

本実施形態において、蓄電装置11としては、例えば、コンデンサを用いる。この場合、蓄電装置11は、発電機2の回路に並列に接続される。図1に示す例では、蓄電装置11の一方の端子が制動装置10の入力端子Tibと電気的に接続され、他方の端子は、切替装置13を介して制動装置10の入力端子Tiaと電気的に接続される。   In the present embodiment, for example, a capacitor is used as the power storage device 11. In this case, the power storage device 11 is connected in parallel to the circuit of the generator 2. In the example shown in FIG. 1, one terminal of the power storage device 11 is electrically connected to the input terminal Tib of the braking device 10, and the other terminal is electrically connected to the input terminal Tia of the braking device 10 via the switching device 13. Connected to.

電力消費装置12は、蓄電装置11に蓄えられた電気エネルギーを消費するものである。電力消費装置12としては、例えば、抵抗がある。なお、電力消費装置12は、電気エネルギーを消費できればよいので、抵抗に限定されるものではなく、例えば、電動機、照明装置、磁気発生装置等であってもよい。本実施形態では、電力消費装置12に抵抗を用いる。この場合、電力消費装置12の一方の端子が蓄電装置11の一方の端子と電気的に接続され、電力消費装置12の他方の端子が蓄電装置11の他方の端子と電気的に接続される。これによって、電力消費装置12と蓄電装置11とは閉回路を形成する。   The power consuming device 12 consumes electrical energy stored in the power storage device 11. An example of the power consuming device 12 is a resistor. The power consuming device 12 is not limited to a resistor as long as it can consume electric energy, and may be, for example, an electric motor, a lighting device, a magnetic generator, or the like. In this embodiment, a resistor is used for the power consuming device 12. In this case, one terminal of the power consuming device 12 is electrically connected to one terminal of the power storage device 11, and the other terminal of the power consuming device 12 is electrically connected to the other terminal of the power storage device 11. As a result, the power consuming device 12 and the power storage device 11 form a closed circuit.

切替装置13は、風車3を介して発電機2を駆動する風の速度を示す風速情報に基づいて、発電機2と蓄電装置11とを電気的に接続又は遮断するものであり、例えば、スイッチ、リレー、半導体スイッチング素子等を用いることができる。本実施形態では、切替装置13としてスイッチを用いる。切替装置13が、発電機2と蓄電装置11とを電気的に接続することにより、発電機2と蓄電装置11とは閉回路を形成する。   The switching device 13 electrically connects or disconnects the generator 2 and the power storage device 11 on the basis of wind speed information indicating the speed of the wind that drives the generator 2 via the windmill 3. A relay, a semiconductor switching element, or the like can be used. In the present embodiment, a switch is used as the switching device 13. When the switching device 13 electrically connects the power generator 2 and the power storage device 11, the power generator 2 and the power storage device 11 form a closed circuit.

本実施形態では、制御装置15が切替装置13の動作を制御する。具体的には、制御装置15は、切替装置13を閉じる、すなわち電気的に接続することにより、発電機2と蓄電装置11とを電気的に接続する。これによって、発電機2が発電した電気エネルギーの供給先は蓄電装置11となる。また、制御装置15は、切替装置13を開く、すなわち、電気的に遮断することにより、発電機2と蓄電装置11とを電気的に遮断する。これによって、発電機2が発電した電気エネルギーの供給先は制動装置10の出力端子Toa、Tob、より具体的にはコンバーター5となる。このように、切替装置13は、発電機2が発電した電気エネルギーの供給先を、電力消費装置12又は制動装置10の出力端子Toa、Tobのいずれか一方に切り替える。   In the present embodiment, the control device 15 controls the operation of the switching device 13. Specifically, the control device 15 electrically connects the generator 2 and the power storage device 11 by closing the switching device 13, that is, electrically connecting the same. Thereby, the supply destination of the electrical energy generated by the generator 2 is the power storage device 11. In addition, the control device 15 opens the switching device 13, that is, electrically cuts off the generator 2 and the power storage device 11. Thereby, the supply destination of the electric energy generated by the generator 2 is the output terminals Toa and Tob of the braking device 10, more specifically, the converter 5. As described above, the switching device 13 switches the supply destination of the electric energy generated by the generator 2 to one of the output terminals Toa and Tob of the power consuming device 12 or the braking device 10.

制御装置15には、発電機2の出力端子間の電圧(発電機出力電圧)を検出する電圧計14が電気的に接続されており、電圧計14の出力が制御装置15へ入力される。制御装置15は、例えば、処理部15Pと記憶部15Mとを備える、いわゆるマイクロコンピュータで構成される。そして、処理部15Pは、記憶部15Mから風力発電機1の制動制御用のコンピュータプログラムを読み出してこれを実行し、風力発電機1を制動する。   The control device 15 is electrically connected to a voltmeter 14 that detects a voltage (generator output voltage) between output terminals of the generator 2, and an output of the voltmeter 14 is input to the control device 15. The control device 15 is configured by, for example, a so-called microcomputer including a processing unit 15P and a storage unit 15M. And the process part 15P reads the computer program for the brake control of the wind power generator 1 from the memory | storage part 15M, executes this, and brakes the wind power generator 1. FIG.

本実施形態では、強風時に制動装置10が風力発電機1を制動することによって発電機2を停止させるとともに風車3を停止させる。これによって、制動装置10は、風車3の過回転を回避するとともに、発電機2の発電した電力が入力されるコンバーター5に、その許容入力を超える電力が入力されないようにする。風力発電機1を制動して発電機2及び風車3を停止させるか否かは、風車3が受ける風の速度(風速)に基づいて判定される。   In the present embodiment, the braking device 10 brakes the wind power generator 1 during a strong wind, thereby stopping the generator 2 and stopping the wind turbine 3. As a result, the braking device 10 avoids over-rotation of the windmill 3 and prevents power exceeding the allowable input from being input to the converter 5 to which power generated by the generator 2 is input. Whether to brake the wind power generator 1 and stop the power generator 2 and the wind turbine 3 is determined based on the wind speed (wind speed) received by the wind turbine 3.

発電機出力電圧は、発電機2の回転速度(回転角速度、回転数)にほぼ比例し、発電機2の回転速度は風速に比例する。したがって、本実施形態においては、電圧計14によって検出された発電機出力電圧を、発電機2を駆動する風速を示す風速情報として用いる。制御装置15は、電圧計14が検出した発電機出力電圧を取得し、これに基づいて風力発電機1を制動したり、制動を解除したりする。   The generator output voltage is substantially proportional to the rotational speed (rotational angular speed, rotational speed) of the generator 2, and the rotational speed of the generator 2 is proportional to the wind speed. Therefore, in this embodiment, the generator output voltage detected by the voltmeter 14 is used as wind speed information indicating the wind speed for driving the generator 2. The control device 15 acquires the generator output voltage detected by the voltmeter 14, and brakes the wind power generator 1 or releases the braking based on this.

本実施形態においては、風速情報検出手段として電圧計14を用いるが、風速情報検出手段はこれに限定されるものではない。例えば、風力発電機1の風車3の回転速度(すなわち発電機2の回転速度)を検出する回転計16Aや、風速を検出する風速計16Bを風速情報検出手段として用いてもよい。したがって、風速情報は発電機出力電圧に限定されるものではなく、風車3の回転速度や風速を風速情報として用いてもよい。   In the present embodiment, the voltmeter 14 is used as the wind speed information detecting means, but the wind speed information detecting means is not limited to this. For example, a tachometer 16A that detects the rotation speed of the windmill 3 of the wind power generator 1 (that is, the rotation speed of the generator 2) or an anemometer 16B that detects the wind speed may be used as the wind speed information detection means. Therefore, the wind speed information is not limited to the generator output voltage, and the rotational speed and wind speed of the windmill 3 may be used as the wind speed information.

電圧計14や回転計16Aは可動部がないので、保守、点検の手間が比較的少なくなるという利点がある。しかし、電圧計14や回転計16Aは風速を測定する目的のものではないので、風速そのものの情報が必要な場合には適切でない場合がある。一方、風速計16Bは風速の測定を目的とするものなので、風速計16Bが検出した風速を風力発電機1の制動目的の他にも使用したい場合には、風速計16Bを用いる方が好ましい。   Since the voltmeter 14 and the tachometer 16A do not have a movable part, there is an advantage that labor and maintenance are relatively reduced. However, since the voltmeter 14 and the tachometer 16A are not intended for measuring the wind speed, they may not be appropriate when information on the wind speed itself is required. On the other hand, since the anemometer 16B is intended to measure the wind speed, the anemometer 16B is preferably used when it is desired to use the wind speed detected by the anemometer 16B for purposes other than the braking purpose of the wind power generator 1.

制動装置10が風力発電機1を制動する場合、制御装置15は、切替装置13を閉じることにより、発電機2と蓄電装置11とを電気的に接続する。これによって、発電機2が発電した電気エネルギーは蓄電装置11に蓄えられ、これによって発電機2の回転負荷は増大するので、風力発電機1及び発電機2は停止、すなわち風車3は停止する。風車3が停止する際に放出される電気エネルギーは、制動を開始したときにおける風車3の回転エネルギーと風車3が停止するまでに生じる風力エネルギーとの和にほぼ等しくなる。制動装置10は、風車3が停止する際に放出される電気エネルギーを蓄電装置11に蓄える必要があるので、蓄電装置11は、風力発電機1が停止する際に放出される全電気エネルギーを蓄積できる程度の容量に設定される。   When the braking device 10 brakes the wind power generator 1, the control device 15 electrically connects the generator 2 and the power storage device 11 by closing the switching device 13. As a result, the electric energy generated by the generator 2 is stored in the power storage device 11, thereby increasing the rotational load of the generator 2, so that the wind generator 1 and the generator 2 are stopped, that is, the windmill 3 is stopped. The electrical energy released when the windmill 3 stops is substantially equal to the sum of the rotational energy of the windmill 3 when braking is started and the wind energy generated until the windmill 3 stops. Since the braking device 10 needs to store the electrical energy released when the windmill 3 stops in the power storage device 11, the power storage device 11 stores all the electrical energy released when the wind power generator 1 stops. The capacity is set as much as possible.

蓄電装置11と電力消費装置12とは閉回路を構成しているので、蓄電装置11へ電気エネルギーが蓄電された後に切替装置13を開くと、蓄電装置11から電気エネルギーが放電されて電力消費装置12へ流れ、ここで消費される。本実施形態では、電力消費装置12に抵抗を用いているので、電力消費装置12で消費された電気エネルギーは熱として、例えば、空気中(液体中でもよい)に放出される。風力発電機1が停止した後、制御装置15は蓄電装置11が放電を開始するタイミングで切替装置13を開くことにより、蓄電装置11から放電された電気エネルギーは電力消費装置12へ流れて消費される。   Since the power storage device 11 and the power consumption device 12 form a closed circuit, when the switching device 13 is opened after the electrical energy is stored in the power storage device 11, the electrical energy is discharged from the power storage device 11 and the power consumption device. 12 is consumed here. In the present embodiment, since a resistor is used for the power consuming device 12, the electric energy consumed by the power consuming device 12 is released as heat, for example, into the air (or liquid). After the wind power generator 1 is stopped, the control device 15 opens the switching device 13 at a timing when the power storage device 11 starts discharging, so that the electric energy discharged from the power storage device 11 flows to the power consuming device 12 and is consumed. The

制動装置10は、風力発電機1の制動を開始してから風車3が停止するまでに発電機2が発生する電気エネルギーを蓄電装置11へ一時的に蓄えておき、風車3が停止した後に蓄電装置11に蓄えられた電気エネルギーを電力消費装置12で消費させる。これによって、風力発電機1の制動によって発生した電気エネルギーが電力消費装置12によって消費されるタイミングを、風力発電機1の制動時よりも後にすることができる。   The braking device 10 temporarily stores the electric energy generated by the generator 2 in the power storage device 11 from the start of braking of the wind power generator 1 until the wind turbine 3 stops, and stores the electric energy after the wind turbine 3 stops. The electric energy stored in the device 11 is consumed by the power consuming device 12. Thereby, the timing at which the electric energy generated by the braking of the wind power generator 1 is consumed by the power consuming device 12 can be set later than when the wind power generator 1 is braked.

また、蓄電装置11は、これに接続される抵抗や電力消費装置12等の仕様によって放電の時間を制御できる。このため、制動装置10は、風力発電機1の制動によって発生した電気エネルギーを蓄電装置11に一旦蓄えた後、蓄電に要した時間よりも長い時間で放電させることができる。これによって、風力発電機1の制動によって発生した電気エネルギーを、その制動時に抵抗等の電力消費手段で消費させる場合と比較して、電力容量の小さい電力消費手段を用いることができる。その結果、電力消費手段を小型化することができる。   Further, the power storage device 11 can control the discharge time according to the specifications of the resistor connected thereto, the power consuming device 12, and the like. For this reason, the braking device 10 can discharge the electric energy generated by the braking of the wind power generator 1 in the power storage device 11 and then discharge it in a longer time than the time required for power storage. As a result, it is possible to use a power consuming means having a small power capacity as compared with the case where the electric energy generated by the braking of the wind power generator 1 is consumed by the power consuming means such as a resistor at the time of braking. As a result, the power consumption means can be reduced in size.

例えば、風速12m/s時において風力発電機1の出力が1kwであるとき、制動と同時に電力を消費させて10秒内に風車3を停止させるには、500W程度の電力容量を持つ電力消費手段が必要である。しかし、制動装置10によれば、例えば、蓄電装置11に蓄えた電気エネルギーを100秒で放電するようにすると、電力消費装置12の電力容量は50W程度でよい。なお、放電時間をさらに長くすることで、電力消費装置12の電力容量をさらに小さくすることもできる。このように、制動装置10を用いれば、制動と同時に電力を消費させる場合と比較して、電力消費装置12の電力容量を大幅に小さくすることができるので、電力消費装置12の大幅な小型化を実現できる。   For example, when the output of the wind power generator 1 is 1 kw at a wind speed of 12 m / s, power consumption means having a power capacity of about 500 W is used to stop the windmill 3 within 10 seconds by consuming electric power simultaneously with braking. is necessary. However, according to the braking device 10, for example, when the electric energy stored in the power storage device 11 is discharged in 100 seconds, the power capacity of the power consuming device 12 may be about 50 W. Note that the power capacity of the power consuming device 12 can be further reduced by further increasing the discharge time. As described above, when the braking device 10 is used, the power capacity of the power consuming device 12 can be significantly reduced as compared with the case where power is consumed simultaneously with braking. Can be realized.

また、電力消費装置12は、制動と同時に電力を消費させる場合と比較して、単位時間あたりの電力消費が小さくなる。このため、電力消費装置12は、制動と同時に電力を消費させる場合と比較して、単位時間あたりにおける放熱量も小さくなるので、電力消費装置12の発熱の影響を低減できる。これによって、電力消費装置12と制動装置10を構成する機器類とを近接させて配置させることも可能になり、制動装置10をコンパクトに構成することもできる。また、電力消費装置12は、単位時間あたりにおける放熱量も小さくなるので、冷却も容易になる。   Further, the power consumption device 12 consumes less power per unit time than when power is consumed simultaneously with braking. For this reason, compared with the case where the power consuming apparatus 12 consumes electric power at the same time as braking, the heat dissipation amount per unit time is also reduced, so that the influence of heat generated by the power consuming apparatus 12 can be reduced. As a result, the power consuming device 12 and the devices constituting the braking device 10 can be disposed close to each other, and the braking device 10 can be configured compactly. In addition, the power consuming device 12 also has a small heat dissipation amount per unit time, so that it can be easily cooled.

なお、電力消費装置12を冷却する場合、電力消費装置12を抵抗と送風機とで構成し、蓄電装置11から放電される電気エネルギーを抵抗の発熱及び送風機の駆動で消費させるとともに、送風機からの風を抵抗に供給してこれを冷却してもよい。このようにすれば、電力消費装置12の冷却手段を別個に設ける必要がなくなる。   When the power consuming device 12 is cooled, the power consuming device 12 is composed of a resistor and a blower, and the electric energy discharged from the power storage device 11 is consumed by heating the resistor and driving the blower. May be supplied to the resistor to cool it. In this way, it is not necessary to separately provide a cooling means for the power consuming device 12.

本実施形態において、制動装置10は、蓄電装置11と電力消費装置12と切替装置13との組み合わせ(制動回路)を一組有するが、制動回路を二組以上有していてもよい。蓄電装置11の放電中には、発電機2の発生した電気エネルギーを蓄電装置11へ蓄えることはできず、その結果として風力発電機1を制動することはできない。しかし、制動装置10に制動回路を二組以上備えておくことにより、一組の制動回路の蓄電装置11が放電中である場合には、他の制動回路を用いて風力発電機1を制動することができる。この処理は、制御装置15が実行する。このようにすれば、蓄電装置11の放電中に風力発電機1を制動する必要がある場合であっても対応できる。次に、制動装置10の動作を説明する。なお、次に説明する制動装置10の動作は、以下の変形例や実施形態においても原則として共通である。   In the present embodiment, the braking device 10 has one set (braking circuit) of the power storage device 11, the power consuming device 12, and the switching device 13, but may have two or more braking circuits. During the discharge of the power storage device 11, the electric energy generated by the generator 2 cannot be stored in the power storage device 11, and as a result, the wind power generator 1 cannot be braked. However, by providing two or more sets of braking circuits in the braking device 10, when the power storage device 11 of a set of braking circuits is discharging, the wind generator 1 is braked using another braking circuit. be able to. This process is executed by the control device 15. In this way, even when it is necessary to brake the wind power generator 1 during the discharge of the power storage device 11, it is possible to cope with it. Next, the operation of the braking device 10 will be described. The operation of the braking device 10 described next is also common in principle in the following modified examples and embodiments.

図2は、本実施形態に係る制動装置の動作を説明するためのフローチャートである。図3は、本実施形態に係る制動装置が動作する場合のタイミングチャートである。風力発電機1が動作している期間中、制動装置10は、風力発電機1の運転上における制限を超えた風が吹いているか否かを監視する(ステップS101)。この監視において、制動装置10の制御装置15は、所定の周期で電圧計14から発電機出力電圧Egを取得する。   FIG. 2 is a flowchart for explaining the operation of the braking device according to the present embodiment. FIG. 3 is a timing chart when the braking device according to this embodiment operates. During the period in which the wind power generator 1 is operating, the braking device 10 monitors whether or not wind exceeding the limit in operation of the wind power generator 1 is blowing (step S101). In this monitoring, the control device 15 of the braking device 10 acquires the generator output voltage Eg from the voltmeter 14 at a predetermined cycle.

次に、制御装置15は、電圧計14から取得した発電機出力電圧Egと、所定の閾値(制動開始電圧)Egcとを比較する(ステップS102)。制動開始電圧Egcは、風力発電機1の運転上における制限の風速において、風力発電機1の発電機2が出力する電圧であり、風力発電機1やコンバーター5の仕様等から設定される。   Next, the control device 15 compares the generator output voltage Eg acquired from the voltmeter 14 with a predetermined threshold value (braking start voltage) Egc (step S102). The braking start voltage Egc is a voltage output from the generator 2 of the wind power generator 1 at a restricted wind speed in the operation of the wind power generator 1, and is set based on the specifications of the wind power generator 1 and the converter 5.

発電機出力電圧Egと制動開始電圧Egcとを比較した結果、制御装置15がEg≧Egcであると判定した場合(ステップS102、Yes)、風力発電機1の運転上における制限を超えた風が吹いていると判断できる。この場合、風力発電機1を制動して発電機2、すなわち風車3を停止させる必要があるので、制動装置10は、風力発電機1の制動を開始する(ステップS103)。なお、図3に示すタイミングチャートでは、t=t1のときにEg≧Egcとなっている。制動装置10が風力発電機1を制動する場合、制御装置15は、切替装置13を閉じることにより、発電機2と蓄電装置11とを電気的に接続する。なお、図3のSWが切替装置13の動作を示しており、t=t1で切替装置13がON、すなわち閉じられている。   As a result of comparing the generator output voltage Eg and the braking start voltage Egc, when the control device 15 determines that Eg ≧ Egc (Yes in step S102), there is a wind that exceeds the operating limit of the wind power generator 1. It can be judged that it is blowing. In this case, since it is necessary to brake the wind power generator 1 to stop the power generator 2, that is, the wind turbine 3, the braking device 10 starts braking the wind power generator 1 (step S103). In the timing chart shown in FIG. 3, Eg ≧ Egc when t = t1. When the braking device 10 brakes the wind power generator 1, the control device 15 electrically connects the generator 2 and the power storage device 11 by closing the switching device 13. 3 indicates the operation of the switching device 13, and at t = t1, the switching device 13 is ON, that is, closed.

すると、発電機2が発電した電気エネルギーは、蓄電装置11へ蓄えられる。これによって、蓄電装置11の端子間電圧Ecは、時間の経過とともに上昇する(図3のt=t1以降)。一方、風力発電機1の制動が開始されると(t=t1以降)、発電機出力電圧Egは時間の経過とともに低下する。これは、制動装置10の制動動作においては、発電機2が発電した電気エネルギーを蓄電装置11が蓄えている結果、発電機2の回転負荷が増加して、発電機2、すなわち風車3の回転速度が低下していることを意味する。   Then, the electrical energy generated by the generator 2 is stored in the power storage device 11. As a result, the inter-terminal voltage Ec of the power storage device 11 increases with time (after t = t1 in FIG. 3). On the other hand, when the braking of the wind power generator 1 is started (after t = t1), the generator output voltage Eg decreases with time. This is because, in the braking operation of the braking device 10, as a result of the electrical storage device 11 storing the electrical energy generated by the generator 2, the rotational load of the generator 2 increases and the generator 2, that is, the windmill 3 rotates. It means that the speed is decreasing.

なお、切替装置13が閉じられると、蓄電装置11と電力消費装置12とは発電機2に対して並列に接続されることになる。このため、蓄電装置11への蓄電量が増加して両者のインピーダンスの大小関係が変化すると、発電機2が発電した電気エネルギーの一部は、電力消費装置12で消費される。これによって、図3に示すように、電力消費装置12の消費電力Pは、切替装置13が閉じられた後(t=t1以降)、時間の経過とともに上昇する。   When the switching device 13 is closed, the power storage device 11 and the power consuming device 12 are connected to the generator 2 in parallel. For this reason, when the amount of power stored in the power storage device 11 increases and the magnitude relationship between the impedances of both changes, a part of the electrical energy generated by the generator 2 is consumed by the power consuming device 12. As a result, as shown in FIG. 3, the power consumption P of the power consuming device 12 rises with time after the switching device 13 is closed (after t = t1).

風力発電機1の制動が開始されたら、制御装置15は、発電機2、すなわち風車3が停止したと認められるか否かを判定する(ステップS104)。本実施形態において、発電機2が停止したと認められるか否かは、発電機出力電圧Egが停止閾値Eg0以下になったか否かで判定される。停止閾値Eg0は、発電機2が停止したと認められるか否かを判定するために用いる値である。   When braking of the wind power generator 1 is started, the control device 15 determines whether or not it is recognized that the power generator 2, that is, the windmill 3 is stopped (step S104). In the present embodiment, whether or not the generator 2 is recognized as being stopped is determined by whether or not the generator output voltage Eg is equal to or lower than the stop threshold Eg0. The stop threshold value Eg0 is a value used to determine whether or not the generator 2 is recognized to have stopped.

発電機2の回転速度が低下すると発電機出力電圧Egも低下し、発電機2が停止すると発電機出力電圧Egは0になる。ここで、発電機2が完全に停止していなくても、停止したと認められる程度の回転速度であれば、発電機2は停止したと認めてもよい。本実施形態では、停止閾値Eg0は、発電機2が停止したと認められる場合において発電機2が出力する電圧以下の値とする。したがって、停止閾値Eg0は0、すなわち、発電機2が完全に停止したときにおける発電機出力電圧Egとしてもよい。   When the rotational speed of the generator 2 decreases, the generator output voltage Eg also decreases. When the generator 2 stops, the generator output voltage Eg becomes zero. Here, even if the generator 2 is not completely stopped, it may be recognized that the generator 2 has stopped as long as the rotational speed is such that the generator 2 is stopped. In the present embodiment, the stop threshold Eg0 is set to a value equal to or lower than the voltage output by the generator 2 when it is recognized that the generator 2 has stopped. Accordingly, the stop threshold Eg0 may be 0, that is, the generator output voltage Eg when the generator 2 is completely stopped.

制御装置15がEg>Egcであると判定した場合(ステップS104、No)、発電機2は停止していないと認められるので、ステップS103に戻り、制御装置15は風力発電機1の制動を継続する。すなわち、制御装置15は、切替装置13を閉じた状態のまま維持する。制御装置15がEg≦Egcであると判定した場合(ステップS104、Yes)、発電機2は停止したと認められる(図3のt=t2)。この場合、図3に示すように、蓄電装置11の端子間電圧EcはEc1となり、電力消費装置12の消費電力PはP1となる。   When the control device 15 determines that Eg> Egc (No in step S104), it is recognized that the generator 2 has not stopped, so the process returns to step S103, and the control device 15 continues to brake the wind power generator 1. To do. That is, the control device 15 maintains the switching device 13 in a closed state. When the control device 15 determines that Eg ≦ Egc (step S104, Yes), it is recognized that the generator 2 has stopped (t = t2 in FIG. 3). In this case, as shown in FIG. 3, the inter-terminal voltage Ec of the power storage device 11 is Ec1, and the power consumption P of the power consuming device 12 is P1.

発電機2が停止したと認められたら、制動装置10は、蓄電装置11に蓄えられた電気エネルギーを放電する(ステップS105)。この場合、制御装置15は、切替装置13をOFF、すなわち開いて、発電機2と蓄電装置11とを電気的に遮断する(図3のt=t2)。これによって、蓄電装置11から放電された電気エネルギーが電力消費装置12で消費され、熱となって空気中へ放出される。その後、ステップS101に戻り、制動装置10は監視を継続する。   If it is recognized that the generator 2 has stopped, the braking device 10 discharges the electrical energy stored in the power storage device 11 (step S105). In this case, the control device 15 turns off the switching device 13, that is, opens it, and electrically shuts off the generator 2 and the power storage device 11 (t = t 2 in FIG. 3). As a result, the electric energy discharged from the power storage device 11 is consumed by the power consuming device 12 and is released into the air as heat. Then, it returns to step S101 and the braking device 10 continues monitoring.

次に、ステップS102へ戻って説明する。ステップS102において、制御装置15がEg<Egcであると判定した場合(ステップS102、No)、風力発電機1の運転上における制限を超えた風は吹いていないと判断できる。この場合、制動装置10は風力発電機1を制動しない。そして、風力発電機1は発電を継続する(ステップS106)。この場合、ステップS101に戻り、制動装置10は監視を継続する。このような手順により、制動装置10は、風力発電機1の制動を実現する。これによって、制動装置10は、風力発電機1の運転上における制限を超えた風が吹いた場合には、確実に風力発電機1を制動し、風車3を停止させることができる。   Next, it returns to step S102 and demonstrates. In step S102, when the control device 15 determines that Eg <Egc (No in step S102), it can be determined that the wind exceeding the limit in operation of the wind power generator 1 is not blowing. In this case, the braking device 10 does not brake the wind power generator 1. And the wind power generator 1 continues an electric power generation (step S106). In this case, it returns to step S101 and the braking device 10 continues monitoring. By such a procedure, the braking device 10 realizes braking of the wind power generator 1. As a result, the braking device 10 can reliably brake the wind power generator 1 and stop the wind turbine 3 when the wind blows beyond the limit in operation of the wind power generator 1.

(変形例)
図4は、本実施形態の変形例に係る制動装置の構成を示す概略図である。本変形例は、実施形態1とほぼ同様の構成であるが、風力発電機の発電機と蓄電手段との間に、電圧降下手段を設ける点が異なる。他の構成は実施形態1と同様である。
(Modification)
FIG. 4 is a schematic diagram illustrating a configuration of a braking device according to a modification of the present embodiment. This modified example has substantially the same configuration as that of the first embodiment, except that a voltage drop unit is provided between the generator of the wind power generator and the power storage unit. Other configurations are the same as those of the first embodiment.

図4に示すように、制動装置10aは、電圧降下手段である変圧器17を備える。変圧器17の一方の端子は入力端子Tibと電気的に接続され、他方の端子は切替装置13の一方の端子と電気的に接続される。切替装置13の他方の端子は、入力端子Tiaに接続される。このように、制動装置10aの入力端子Tia、Tibと蓄電装置11との間には、電圧降下手段である変圧器17が設けられる。ここで、図1に示すように、入力端子Tia、Tibには風力発電機1が備える発電機2の出力端子が電気的に接続されている。したがって、変圧器17は、発電機2と蓄電装置11との間に設けられることになる。   As shown in FIG. 4, the braking device 10 a includes a transformer 17 that is a voltage drop unit. One terminal of the transformer 17 is electrically connected to the input terminal Tib, and the other terminal is electrically connected to one terminal of the switching device 13. The other terminal of the switching device 13 is connected to the input terminal Tia. Thus, the transformer 17 which is a voltage drop means is provided between the input terminals Tia and Tib of the braking device 10a and the power storage device 11. Here, as shown in FIG. 1, the output terminals of the generator 2 provided in the wind power generator 1 are electrically connected to the input terminals Tia and Tib. Therefore, the transformer 17 is provided between the generator 2 and the power storage device 11.

制御装置15によって切替装置13が閉じられると、発電機2が発生した電気エネルギーは、変圧器17を介して蓄電装置11へ入力される。変圧器17は、発電機2の出力する電圧を降圧させて出力するので、制動装置10aを構成する蓄電装置11の端子間には、発電機出力電圧よりも低い電圧が印加される。   When the switching device 13 is closed by the control device 15, the electrical energy generated by the generator 2 is input to the power storage device 11 via the transformer 17. Since the transformer 17 steps down the voltage output from the generator 2 and outputs the voltage, a voltage lower than the generator output voltage is applied between the terminals of the power storage device 11 constituting the braking device 10a.

これにより、蓄電装置11は、発電機出力電圧を蓄電装置11に適した電圧に降圧させた後に、発電機2が発電した電力を蓄えることができる。通常、発電機出力電圧は180V程度であり、リチウム−イオン電池の充放電電圧は3.7V〜4.2V、電気二重層キャパシタの充放電電圧は2V前後である。したがって、図1に示す制動装置10の構成において、リチウム−イオン電池や電気二重層キャパシタを蓄電装置11に用いる場合、多数のセルを直列に接続する必要がある。しかし、本変形例によれば、発電機出力電圧を降圧させてから、蓄電装置11の両端子に印加するので、多数のセルを直列に接続しなくともリチウム−イオン電池や電気二重層キャパシタを蓄電装置11に用いることができる。このように、制動装置10aは、電圧降下手段を備えるので、蓄電装置11を構成する要素やその組み合わせの自由度が大きくなる。   Thereby, the power storage device 11 can store the power generated by the power generator 2 after reducing the generator output voltage to a voltage suitable for the power storage device 11. Usually, the generator output voltage is about 180V, the charge / discharge voltage of the lithium-ion battery is 3.7V to 4.2V, and the charge / discharge voltage of the electric double layer capacitor is around 2V. Therefore, in the configuration of the braking device 10 shown in FIG. 1, when a lithium-ion battery or an electric double layer capacitor is used for the power storage device 11, it is necessary to connect a large number of cells in series. However, according to this modification, since the generator output voltage is stepped down and then applied to both terminals of the power storage device 11, a lithium-ion battery or an electric double layer capacitor can be used without connecting many cells in series. The power storage device 11 can be used. Thus, since braking device 10a is provided with a voltage drop means, the freedom degree of the element which comprises power storage device 11, and its combination becomes large.

本実施形態及びその変形例では、風力発電機1を構成する発電機2の出力端子に制動装置10、10aを接続し、さらに制動装置10、10aの出力端子Toa、Tobをコンバーター5の入力端子と接続する。このような構成により、コンバーター5の仕様がどのようなものであっても、制動装置10、10aによって風力発電機1を制動できる。したがって、コンバーター5が汎用品や既存の太陽光発電用のものであって、風力発電機1の制動機能を有さない場合であっても、制動装置10、10aを介して風力発電機1とコンバーター5との間に接続するだけで、風力発電機1の制動を実現できる。このように、制動装置10、10aは、専用のコンバーターを用意できない比較的小型(10kW以下)の風力発電機を制動するものとして、特に有効である。なお、制動装置10、10aを大型の風力発電機に対して適用することを排除するものではない。   In this embodiment and its modification, the braking devices 10 and 10a are connected to the output terminals of the generator 2 constituting the wind power generator 1, and the output terminals Toa and Tob of the braking devices 10 and 10a are connected to the input terminals of the converter 5. Connect with. With such a configuration, the wind power generator 1 can be braked by the braking devices 10 and 10a regardless of the specifications of the converter 5. Therefore, even if the converter 5 is for general-purpose products or existing solar power generation and does not have the braking function of the wind power generator 1, it can be connected to the wind power generator 1 via the braking devices 10, 10a. The braking of the wind power generator 1 can be realized only by connecting between the converter 5 and the converter 5. Thus, the braking devices 10 and 10a are particularly effective for braking a relatively small (less than 10 kW) wind power generator for which a dedicated converter cannot be prepared. It is not excluded to apply the braking devices 10 and 10a to a large wind power generator.

また、風力発電機1に専用のコンバーターを用意する場合、そのコンバーターに制動装置10、10aの原理による制動機能を付加してもよい。すなわち、コンバーターの入力端子と出力端子との間に、例えば、図1に示す蓄電装置11と、電力消費装置12と、切替装置13とを設けておき、風速情報に基づいて風力発電機1の発電機2と蓄電装置11とを電気的に接続又は遮断する。このようにしても、電力消費装置12を小型化できるので、風力発電機1の制動機能をコンバーターに組み込んだ場合でも、コンバーターの大型化を抑制できる。また、コンバーターに制動装置10、10aの原理による制動機能を付加する場合、電力消費装置12の代わりに、家電製品等の電力消費対象を電力消費手段として用いてもよい。さらに、電力消費装置12を用いる場合、家電製品等の電力消費対象の電力需要がない場合には蓄電装置11に蓄えられた電気エネルギーを電力消費装置12で消費し、前記電力需要がある場合には蓄電装置11に蓄えられた電気エネルギーを前記電力消費対象で消費してもよい。   Further, when a dedicated converter is prepared for the wind power generator 1, a braking function based on the principle of the braking devices 10, 10a may be added to the converter. That is, for example, the power storage device 11, the power consuming device 12, and the switching device 13 shown in FIG. 1 are provided between the input terminal and the output terminal of the converter, and the wind generator 1 The generator 2 and the power storage device 11 are electrically connected or disconnected. Even if it does in this way, since the power consumption apparatus 12 can be reduced in size, even when the braking function of the wind power generator 1 is incorporated in a converter, the enlargement of a converter can be suppressed. In addition, when a braking function based on the principle of the braking devices 10 and 10a is added to the converter, a power consumption target such as a home appliance may be used as a power consumption means instead of the power consumption device 12. Further, when the power consuming device 12 is used, when there is no power demand for power consumption such as home appliances, the electric energy stored in the power storage device 11 is consumed by the power consuming device 12, and the power demand is present. May consume the electric energy stored in the power storage device 11 as the power consumption target.

以上、本実施形態及びその変形例では、風力発電機を制動するにあたって、蓄電手段に風力発電機の発電機が発電した電気エネルギーを一時的に蓄え、発電機及び風車が停止した後に蓄えられた電気エネルギーを電力消費手段で消費する。これによって、制動時において、風力発電機の制動を開始してから発電機及び風車が停止する間に、発電機が発電した電気エネルギーを電力消費手段で消費する構成と比較して、電力消費手段を大幅に小型化することができる。本実施形態及びその変形例で開示した構成は、以下においても適宜適用できる。   As described above, in the present embodiment and the modification thereof, when braking the wind power generator, the electric energy generated by the power generator of the wind power generator is temporarily stored in the power storage means, and is stored after the generator and the windmill are stopped. Electric energy is consumed by means of power consumption. Thus, during braking, the power consumption means is compared with the configuration in which the electric energy generated by the generator is consumed by the power consumption means while the generator and the wind turbine are stopped after the braking of the wind power generator is started. Can be greatly reduced in size. The configurations disclosed in the present embodiment and its modifications can be applied as appropriate in the following.

(実施形態2)
図5、図6は、実施形態2に係る制動装置の構成を示す概略図である。実施形態2は、実施形態1やその変形例とほぼ同様の構成であるが、風力発電機の発電機の出力を短絡する短絡手段を有している点が異なる。他の構成は、実施形態1やその変形例と同様であるとともに、上述した実施形態やその変形例の構成は、本実施形態に対して適宜組み合わせることができる。
(Embodiment 2)
5 and 6 are schematic views illustrating the configuration of the braking device according to the second embodiment. The second embodiment has substantially the same configuration as that of the first embodiment and its modification, but differs in that it has a short-circuit means for short-circuiting the output of the generator of the wind power generator. Other configurations are the same as those of the first embodiment and the modifications thereof, and the configurations of the above-described embodiments and the modifications thereof can be appropriately combined with the present embodiment.

図5に示すように、制動装置10bは、入力端子Tia、Tib間に、短絡器(短絡手段)18を備える。短絡器18は、発電機2の出力端子を電気的に接続して短絡させ、また、当該出力端子の電気的な接続を遮断して短絡を解除する機能を有している。短絡器18は、例えば、スイッチ、リレー、半導体スイッチング素子等を用いることができる。本実施形態では、短絡器18として制御装置15によって制御されるスイッチを用いる。   As shown in FIG. 5, the braking device 10b includes a short circuit (short circuit means) 18 between the input terminals Tia and Tib. The short circuit 18 has a function of electrically connecting and short-circuiting the output terminal of the generator 2, and disconnecting the electrical connection of the output terminal to release the short circuit. For the short circuit 18, for example, a switch, a relay, a semiconductor switching element, or the like can be used. In the present embodiment, a switch controlled by the control device 15 is used as the short circuit 18.

本実施形態において、短絡器18は、切替装置13及び蓄電装置11と制動装置10bの出力端子Toa、Tobとの間に設けられるが、制動装置10bの入力端子Tia、Tibと切替装置13及び蓄電装置11との間に設けてもよい。図6に示す制動装置10cは、図4に示す制動装置10aに短絡器18を設けたものである。次に、制動装置10b、10cの動作を説明する。   In the present embodiment, the short circuit 18 is provided between the switching device 13 and the power storage device 11 and the output terminals Toa and Tob of the braking device 10b, but the input terminals Tia and Tib of the braking device 10b, the switching device 13 and the power storage. You may provide between the apparatuses 11. FIG. The braking device 10c shown in FIG. 6 is obtained by providing a short circuit 18 to the braking device 10a shown in FIG. Next, the operation of the braking devices 10b and 10c will be described.

図7は、実施形態2に係る制動装置が動作する場合のタイミングチャートである。なお、図7のSWXが切替装置13の動作を示しており、SWYが短絡器18の動作を示している。制動装置10b、10cが風力発電機1を制動する場合、制御装置15は、切替装置13を閉じることにより、発電機2と蓄電装置11とを電気的に接続する。図7に示すように、t=t1で切替装置13がON、すなわち閉じられている。このとき、制御装置15は、短絡器18をOFF、すなわち開いておき、風力発電機1の発電機2の出力を短絡させない。   FIG. 7 is a timing chart when the braking device according to the second embodiment operates. 7 indicates the operation of the switching device 13, and SWY indicates the operation of the short circuit 18. When the braking devices 10 b and 10 c brake the wind power generator 1, the control device 15 electrically connects the generator 2 and the power storage device 11 by closing the switching device 13. As shown in FIG. 7, at t = t1, the switching device 13 is ON, that is, closed. At this time, the control device 15 turns off the short circuit 18, that is, keeps it open, and does not short the output of the generator 2 of the wind power generator 1.

切替装置13が閉じられることにより、発電機2が発電した電気エネルギーは、蓄電装置11へ蓄えられる。これによって、蓄電装置11の端子間電圧Ecは、時間の経過とともに上昇する(図7のt=t1以降)。一方、風力発電機1の制動が開始されると(t=t1以降)、発電機出力電圧Egは時間の経過とともに低下する。これは、制動装置10b、10cの制動動作においては、発電機2が発電した電気エネルギーを蓄電装置11が蓄えている結果、発電機2の回転負荷が増加して、発電機2、すなわち風車3の回転速度が低下していることを意味する。   When the switching device 13 is closed, the electric energy generated by the generator 2 is stored in the power storage device 11. Thereby, the inter-terminal voltage Ec of the power storage device 11 rises with time (after t = t1 in FIG. 7). On the other hand, when the braking of the wind power generator 1 is started (after t = t1), the generator output voltage Eg decreases with time. This is because in the braking operation of the braking devices 10b and 10c, as a result of the electrical storage device 11 storing the electrical energy generated by the generator 2, the rotational load of the generator 2 increases, and the generator 2, that is, the windmill 3 It means that the rotation speed of is decreasing.

風力発電機1の制動が開始された後、制御装置15がEg≦Egcであると判定した場合(図7のt=t2)、発電機2、すなわち風車3が停止したと認められる。このように、切替装置13が発電機2と蓄電装置11とを電気的に接続した後に発電機2が停止したと認められた場合には、制動装置10b、10cは、蓄電装置11に蓄えられた電気エネルギーを放電する。このため、制御装置15は、切替装置13をOFF、すなわち開いて、発電機2と蓄電装置11とを電気的に遮断するとともに、短絡器18をON、すなわち閉じて、風力発電機1の発電機2の出力を短絡させる(図7のt=t2)。   If the control device 15 determines that Eg ≦ Egc after braking of the wind power generator 1 is started (t = t2 in FIG. 7), it is recognized that the power generator 2, that is, the windmill 3 has stopped. Thus, when it is recognized that the generator 2 has stopped after the switching device 13 electrically connects the generator 2 and the power storage device 11, the braking devices 10 b and 10 c are stored in the power storage device 11. Discharge electrical energy. For this reason, the control device 15 turns off the switching device 13, that is, opens it, electrically shuts off the generator 2 and the power storage device 11, and turns on the shunt 18, that is, closes the power generation device of the wind power generator 1. The output of the machine 2 is short-circuited (t = t2 in FIG. 7).

これによって、蓄電装置11から放電された電気エネルギーが電力消費装置12で消費され、熱となって空気中へ放出される。同時に、風力発電機1の発電機2の出力が短絡されているので、発電機2及び風車3が停止した状態を維持することができる。このような手順により、制動装置10b、10cは、風力発電機1を制動するとともに、蓄電装置11に蓄えられた電気エネルギーを電力消費装置12で消費させる際にも、発電機2及び風車3が停止した状態を維持することができる。なお、図7に示す例では、t=t3になったときに短絡器18がOFF、すなわち開かれているが、これは、風力発電機1の発電を再開させるためである。   As a result, the electric energy discharged from the power storage device 11 is consumed by the power consuming device 12 and is released into the air as heat. At the same time, since the output of the generator 2 of the wind power generator 1 is short-circuited, the state where the generator 2 and the windmill 3 are stopped can be maintained. According to such a procedure, the braking devices 10 b and 10 c brake the wind power generator 1, and also when the power consumption device 12 consumes the electric energy stored in the power storage device 11, the generator 2 and the windmill 3 The stopped state can be maintained. In the example shown in FIG. 7, the short circuit 18 is OFF, that is, opened when t = t3. This is for restarting the power generation of the wind power generator 1.

以上、本実施形態では、発電機及び風車が停止した後、蓄電手段に蓄えられた電気エネルギーを電力消費手段が消費している間、短絡手段によって発電機の出力を短絡する。これによって、電力消費手段の小型化に加え、電力消費手段が前記電気エネルギーを消費している間、発電機及び風車を確実に停止させることができる。本実施形態で開示した構成は、以下においても適宜適用できる。   As described above, in the present embodiment, after the generator and the wind turbine are stopped, the output of the generator is short-circuited by the short-circuit unit while the electric energy consuming unit consumes the electric energy stored in the power storage unit. Thus, in addition to downsizing of the power consuming means, the generator and the windmill can be reliably stopped while the power consuming means is consuming the electric energy. The configuration disclosed in this embodiment can be applied as appropriate in the following.

(実施形態3)
図8は、実施形態3に係る制動装置の構成を示す概略図である。図9は、変圧器を用いない構成に断続器を設けた例を示す図である。本実施形態は、実施形態1やその変形例とほぼ同様であるが、蓄電手段と電力消費手段との間に、蓄電手段と電力消費手段とを電気的に接続又は遮断する断続手段を有する点が異なる。他の構成は、実施形態1やその変形例と同様であるとともに、上述した実施形態やその変形例の構成は、本実施形態に対して適宜組み合わせることができる。
(Embodiment 3)
FIG. 8 is a schematic diagram illustrating the configuration of the braking device according to the third embodiment. FIG. 9 is a diagram illustrating an example in which an interrupter is provided in a configuration that does not use a transformer. The present embodiment is substantially the same as the first embodiment and its modification, but has an intermittent means for electrically connecting or disconnecting the power storage means and the power consumption means between the power storage means and the power consumption means. Is different. Other configurations are the same as those of the first embodiment and the modifications thereof, and the configurations of the above-described embodiments and the modifications thereof can be appropriately combined with the present embodiment.

図8、図9に示すように、制動装置10dは、蓄電装置11と電力消費装置12との間に、両者を電気的に接続又は遮断する断続器(断続手段)19を有する。図8は、風力発電機1を構成する発電機2の出力した電圧を変圧器17で降圧させて蓄電装置11へ印加する例(実施形態1の変形例、図4参照)に断続器19を設けたものを示す。また、図9は、変圧器17を用いず、風力発電機1を構成する発電機2の出力した電圧をそのまま蓄電装置11へ印加する例(実施形態1、図1参照)に断続器19を設けたものを示す。断続器19は、例えば、スイッチ、リレー、半導体スイッチング素子等を用いることができる。図8、図9に示す例では、断続器19として制御装置15によって制御されるスイッチを用いる。次に、制動装置10dの動作を説明する。   As illustrated in FIGS. 8 and 9, the braking device 10 d includes an interrupter (interrupting unit) 19 that electrically connects or disconnects both the power storage device 11 and the power consuming device 12. 8 shows an example in which the voltage output from the generator 2 constituting the wind power generator 1 is stepped down by the transformer 17 and applied to the power storage device 11 (a modification of the first embodiment, see FIG. 4). It shows what was provided. FIG. 9 shows an example in which the voltage output from the generator 2 constituting the wind power generator 1 is directly applied to the power storage device 11 without using the transformer 17 (see Embodiment 1, FIG. 1). It shows what was provided. The interrupter 19 can use a switch, a relay, a semiconductor switching element, etc., for example. In the example shown in FIGS. 8 and 9, a switch controlled by the control device 15 is used as the interrupter 19. Next, the operation of the braking device 10d will be described.

図10は、実施形態3に係る制動装置が動作する場合のタイミングチャートである。なお、図10のSWXが切替装置13の動作を示しており、SWZが断続器19の動作を示している。制動装置10dが風力発電機1を制動する場合、制御装置15は切替装置13を閉じて、風力発電機1の発電機2と蓄電装置11とを電気的に接続する(図10のt=t1)。このとき、制御装置15は、断続器19をOFF、すなわち開いた状態として、蓄電装置11と電力消費装置12とを電気的に遮断する(図10のt=t1)。制御装置15は、切替装置13が風力発電機1の発電機2と蓄電装置11とを電気的に接続した後、発電機2が停止したと認められない間、この状態を継続する。すなわち、図2のステップS104でNoと判定されている間は、断続器19は開かれた状態である。   FIG. 10 is a timing chart when the braking apparatus according to the third embodiment operates. Note that SWX in FIG. 10 indicates the operation of the switching device 13, and SWZ indicates the operation of the interrupter 19. When the braking device 10d brakes the wind power generator 1, the control device 15 closes the switching device 13 and electrically connects the power generator 2 of the wind power generator 1 and the power storage device 11 (t = t1 in FIG. 10). ). At this time, the control device 15 turns off the interrupter 19, that is, opens it, and electrically disconnects the power storage device 11 and the power consuming device 12 (t = t 1 in FIG. 10). After the switching device 13 electrically connects the generator 2 of the wind power generator 1 and the power storage device 11, the control device 15 continues this state while it is not recognized that the generator 2 has stopped. That is, while it is determined No in step S104 of FIG. 2, the interrupter 19 is open.

そして、発電機2が停止したと認められた後、すなわち、図2のステップS104でYesされた後、制御装置15は断続器19をON、すなわち閉じる(t=t2)。これによって、蓄電装置11と電力消費装置12とが断続器19によって電気的に接続されて、蓄電装置11に蓄えられた電気エネルギーは電力消費装置12で消費される。同時に、制御装置15は、切替装置13をOFF、すなわち開くことにより、発電機2と蓄電装置11との間を電気的に遮断する。蓄電装置11に蓄えられた全電気エネルギーが電力消費装置12で消費されると、制御装置15は断続器19を開き(図10のt=t3)、次の制動に備える。   Then, after it is recognized that the generator 2 has stopped, that is, after Yes in step S104 of FIG. 2, the control device 15 turns on the interrupter 19, that is, closes (t = t2). As a result, the power storage device 11 and the power consumption device 12 are electrically connected by the interrupter 19, and the electrical energy stored in the power storage device 11 is consumed by the power consumption device 12. At the same time, the control device 15 electrically shuts off the generator 2 and the power storage device 11 by turning off, that is, opening the switching device 13. When all the electrical energy stored in the power storage device 11 is consumed by the power consuming device 12, the control device 15 opens the interrupter 19 (t = t3 in FIG. 10) to prepare for the next braking.

切替装置13が閉じられると、蓄電装置11と電力消費装置12とは発電機2に対して並列に接続されることになる。このため、蓄電装置11への蓄電量が増加して両者のインピーダンスの大小関係が変化すると、発電機2が発電した電気エネルギーの一部は、電力消費装置12へ流れることになる。制動装置10dは、風力発電機1の制動時に切替装置13が閉じられている間は、断続器19を開いて蓄電装置11と電力消費装置12とを電気的に遮断する。   When the switching device 13 is closed, the power storage device 11 and the power consuming device 12 are connected to the generator 2 in parallel. For this reason, when the amount of electricity stored in the power storage device 11 increases and the magnitude relationship between the two impedances changes, a part of the electrical energy generated by the generator 2 flows to the power consuming device 12. While the switching device 13 is closed during braking of the wind power generator 1, the braking device 10 d opens the interrupter 19 to electrically disconnect the power storage device 11 and the power consuming device 12.

これによって、発電機2が発電した電気エネルギーは電力消費装置12へ流れないので、図10に示すように、電力消費装置12の消費電力Pは、切替装置13が閉じられた後(t=t1以降)、時間の経過とともに上昇することはない。そして、切替装置13が閉じられている間(t=t1〜t2)は、発電機2が発電した電気エネルギーはすべて蓄電装置11に蓄えられる。したがって、発電機2が発電した電気エネルギーの一部が電力消費装置12へ流れることを想定して、電力消費装置12の電量容量を大きく設定する必要はないので、電力消費装置12をより小型化することができる。   As a result, since the electric energy generated by the generator 2 does not flow to the power consuming device 12, the power consumption P of the power consuming device 12 is equal to that after the switching device 13 is closed (t = t1) as shown in FIG. After that, it will not rise over time. While the switching device 13 is closed (t = t1 to t2), all the electric energy generated by the generator 2 is stored in the power storage device 11. Therefore, assuming that a part of the electric energy generated by the generator 2 flows to the power consuming device 12, it is not necessary to set the power capacity of the power consuming device 12 large. can do.

図11は、断続器及び電力消費装置を半導体スイッチング素子で構成した例を示す図である。制動装置10dは、風力発電機1を構成する発電機2の出力した電圧を変圧器17で降圧させて蓄電装置11へ印加する。このため、蓄電装置11が放電する際の出力電圧も、蓄電時における印加電圧と同程度である。したがって、図8に示す断続器(断続手段)19と電力消費装置(電力消費手段)12とを、半導体スイッチング素子20で構成して、装置構成を簡略化するとともに部品点数を削減することもできる。この場合、半導体スイッチング素子20は、ある程度のON抵抗を有するものを用いる。   FIG. 11 is a diagram illustrating an example in which the interrupter and the power consuming device are configured by semiconductor switching elements. The braking device 10 d steps down the voltage output from the generator 2 constituting the wind power generator 1 by the transformer 17 and applies it to the power storage device 11. For this reason, the output voltage at the time of the electrical storage apparatus 11 discharging is also comparable as the applied voltage at the time of electrical storage. Therefore, the interrupter (interrupting means) 19 and the power consuming device (power consuming means) 12 shown in FIG. 8 can be configured by the semiconductor switching element 20, thereby simplifying the device configuration and reducing the number of parts. . In this case, a semiconductor switching element 20 having a certain amount of ON resistance is used.

半導体スイッチング素子20としては、例えば、IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)やGTO(Gate Turn Off thyristor)を用いることができる。本実施形態では、半導体スイッチング素子20にIGBTを用いるが、この場合、図8に示す制御装置15が半導体スイッチング素子20のゲートGにON信号を入力すると、コレクタCからエミッタEへ電流が流れる。蓄電装置11に蓄えられた電気エネルギーを消費する場合、制御装置15が半導体スイッチング素子20をONにすることによって、蓄電装置11に蓄えられた電気エネルギーが半導体スイッチング素子20へ流れ、ここで消費される。このように、変圧器17(電圧降下手段)を用いれば、電力消費手段の選択肢が広がるので好ましい。   As the semiconductor switching element 20, for example, an IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) or a GTO (Gate Turn Off thyristor) can be used. In the present embodiment, an IGBT is used for the semiconductor switching element 20. In this case, when the control device 15 shown in FIG. 8 inputs an ON signal to the gate G of the semiconductor switching element 20, a current flows from the collector C to the emitter E. When the electrical energy stored in the power storage device 11 is consumed, the control device 15 turns on the semiconductor switching element 20, whereby the electrical energy stored in the power storage device 11 flows to the semiconductor switching element 20 and is consumed here. The Thus, it is preferable to use the transformer 17 (voltage drop means) because the choice of the power consumption means is expanded.

図12は、実施形態3の変形例に係る制動装置の構成を示す概略図である。この制動装置10eは、実施形態2と同様に、図8に示す制動装置10dの構成に、さらに、風力発電機1の発電機2の出力を短絡する短絡器(短絡手段)18を有している。本変形例によれば、蓄電装置11が放電した電気エネルギーを電力消費装置12が消費している間、短絡器18が閉じられることにより、確実に発電機2及び風車3を停止させることができる。このため、短絡器18は、発電機2及び風車3が停止した後に、制御装置15によって閉じられるが、制御装置15が断続器19を閉じるタイミングは、短絡器18が閉じられる前であっても後であってもよい。   FIG. 12 is a schematic diagram illustrating a configuration of a braking device according to a modification of the third embodiment. As in the second embodiment, the braking device 10e further includes a short circuit (short-circuit means) 18 for short-circuiting the output of the generator 2 of the wind power generator 1 in the configuration of the braking device 10d shown in FIG. Yes. According to this modification, the power generator 2 and the windmill 3 can be reliably stopped by closing the short circuit 18 while the power consuming device 12 is consuming the electric energy discharged from the power storage device 11. . For this reason, the short circuit 18 is closed by the control device 15 after the generator 2 and the wind turbine 3 are stopped, but the timing when the control device 15 closes the interrupter 19 is before the short circuit device 18 is closed. It may be later.

以上、本実施形態及びその変形例では、風力発電機の制動時に切替装置が閉じられている間は、断続手段を開いて蓄電手段と電力消費手段とを電気的に遮断する。これによって、発電機が発電した電気エネルギーは電力消費手段へ流れない。このため、発電機が発電した電気エネルギーの一部が電力消費手段へ流れることを想定して、電力消費手段の電量容量を大きく設定する必要はないので、電力消費手段をより小型化することができる。本実施形態及びその変形例で開示した構成は、以下においても適宜適用できる。   As mentioned above, in this embodiment and its modification, while a switching device is closed at the time of braking of a wind power generator, an interruption means is opened and an electrical storage means and an electric power consumption means are electrically interrupted. As a result, the electrical energy generated by the generator does not flow to the power consuming means. For this reason, assuming that a part of the electric energy generated by the generator flows to the power consuming means, it is not necessary to set the power capacity of the power consuming means large, so the power consuming means can be further downsized. it can. The configurations disclosed in the present embodiment and its modifications can be applied as appropriate in the following.

(実施形態4)
図13は、実施形態4に係る制動装置の構成を示す概略図である。本実施形態は、実施形態1の変形例とほぼ同様であるが、切替手段を複数の半導体スイッチング素子で構成されるインバータ回路とし、発電機によって発電された電気エネルギーは、直流電力に変換されて前記インバータ回路へ入力される点が異なる。他の構成は、実施形態1の変形例と同様であるとともに、上述した実施形態やその変形例の構成は、本実施形態に対して適宜組み合わせることができる。
(Embodiment 4)
FIG. 13 is a schematic diagram illustrating a configuration of a braking device according to the fourth embodiment. The present embodiment is substantially the same as the modification of the first embodiment, but the switching means is an inverter circuit composed of a plurality of semiconductor switching elements, and the electric energy generated by the generator is converted into DC power. The difference is that the signal is input to the inverter circuit. Other configurations are the same as those of the modification of the first embodiment, and the above-described embodiment and the configuration of the modification can be appropriately combined with the present embodiment.

図13に示すように、制動装置10fは、4個のダイオードで構成される整流装置21を備える。なお、整流装置21の構成はこれに限定されるものではない。整流装置21の入力端子21ia、21ibは、制動装置10fの入力端子Tia、Tibに接続され、整流装置21の出力端子21oa、21obは、制動装置10の出力端子Toa、Tobに接続される。整流装置21は、制動装置10fの入力端子Tia、Tibから入力される風力発電機1の発電機2が発電した電気エネルギー(交流電力)を、直流電力に整流(全波整流)する。なお、整流装置21は、風力発電機1に設けられて、風力発電機1が直流電力を出力するように構成してもよい。この場合、制動装置10fは整流装置21を有さないで構成される。   As shown in FIG. 13, the braking device 10 f includes a rectifying device 21 configured with four diodes. In addition, the structure of the rectifier 21 is not limited to this. The input terminals 21ia and 21ib of the rectifying device 21 are connected to the input terminals Tia and Tib of the braking device 10f, and the output terminals 21oa and 21ob of the rectifying device 21 are connected to the output terminals Toa and Tob of the braking device 10. The rectifying device 21 rectifies (full-wave rectification) the electric energy (AC power) generated by the generator 2 of the wind power generator 1 input from the input terminals Tia and Tib of the braking device 10f into DC power. The rectifier 21 may be provided in the wind power generator 1 so that the wind power generator 1 outputs DC power. In this case, the braking device 10 f is configured without the rectifying device 21.

整流装置21の入力端子21ia、21ib間には、切替手段として、複数の半導体スイッチング素子(以下、素子という)13A、13B、13C、13Dで構成されるインバータ回路13Iが電気的に接続される。素子13Aと素子13Bとは直列に接続された状態で、整流装置21の出力端子21oa、21obと電気的に接続される。また、素子13Cと素子13Dとは直列に接続された状態で、整流装置21の出力端子21oa、21obと電気的に接続される。そして、素子13Aと素子13Bとの間が変圧器17の一方の入力端子と、素子13Cと素子13Dとの間が変圧器17の他方の入力端子と電気的に接続されて、インバータ回路13Iが構成される。素子13A、13B、13C、13Dの動作は、制御装置15によって制御される。   Between the input terminals 21ia and 21ib of the rectifier 21, an inverter circuit 13I composed of a plurality of semiconductor switching elements (hereinafter referred to as elements) 13A, 13B, 13C, and 13D is electrically connected as switching means. The element 13A and the element 13B are electrically connected to the output terminals 21oa and 21ob of the rectifier 21 in a state of being connected in series. The element 13C and the element 13D are electrically connected to the output terminals 21oa and 21ob of the rectifier 21 in a state where the elements 13C and 13D are connected in series. The element 13A and the element 13B are electrically connected to one input terminal of the transformer 17, and the element 13C and the element 13D are electrically connected to the other input terminal of the transformer 17, so that the inverter circuit 13I is Composed. The operations of the elements 13A, 13B, 13C, and 13D are controlled by the control device 15.

インバータ回路13Iは、素子13Aと素子13Dとの組み合わせを同時に開閉(ON/OFF)し、また、素子13Bと素子13Cとの組み合わせを同時に開閉(ON/OFF)する。このとき、素子13Aと素子13Dとを同時に開くタイミングで素子13Bと素子13Cとを同時に閉じ、素子13Aと素子13Dとを同時に閉じるタイミングで素子13Bと素子13Cとを同時に開く。これによって、インバータ回路13Iは直流電力を交流電力に変換して、変圧器17へ入力する。そして、変圧器17で降圧された交流電力が、蓄電装置11へ印加される。   The inverter circuit 13I simultaneously opens / closes (ON / OFF) the combination of the element 13A and the element 13D, and simultaneously opens / closes (ON / OFF) the combination of the element 13B and the element 13C. At this time, the elements 13B and 13C are simultaneously closed at the timing when the elements 13A and 13D are simultaneously opened, and the elements 13B and 13C are simultaneously opened at the timing when the elements 13A and 13D are simultaneously closed. Thereby, the inverter circuit 13I converts DC power into AC power and inputs the AC power to the transformer 17. Then, the AC power stepped down by the transformer 17 is applied to the power storage device 11.

図14は、実施形態4の変形例に係る制動装置の構成を示す概略図である。この制動装置10gは、図13に示す制動装置10fが備える変圧器17の出力側に、4個のダイオードで構成される整流装置22を備える。なお、整流装置22の構成はこれに限定されるものではない。制動装置10gは、変圧器17から出力された交流電力を直流電力に変換して、蓄電装置11へ印加する。このように蓄電装置11へ直流電力が印加されるようにすれば、例えば、蓄電装置11を受動素子で構成する場合、受動素子の選択肢が増えるので、蓄電装置11の設計の自由度が向上する。なお、制動装置10gは、蓄電装置11と電力消費装置12との間に、実施形態3で説明した断続器19を備えるが、これは必ずしも必要ではない。また、図13に示す制動装置10fに断続器19を設けてもよい。次に、制動装置10f、10gの動作を説明する。   FIG. 14 is a schematic diagram illustrating a configuration of a braking device according to a modification of the fourth embodiment. The braking device 10g includes a rectifying device 22 including four diodes on the output side of the transformer 17 included in the braking device 10f illustrated in FIG. The configuration of the rectifier 22 is not limited to this. The braking device 10 g converts the AC power output from the transformer 17 into DC power and applies it to the power storage device 11. If DC power is applied to the power storage device 11 in this way, for example, when the power storage device 11 is configured with passive elements, the choice of passive elements increases, so the degree of freedom in designing the power storage device 11 is improved. . In addition, although the braking device 10g is provided with the interrupter 19 demonstrated in Embodiment 3 between the electrical storage apparatus 11 and the electric power consumption apparatus 12, this is not necessarily required. Moreover, you may provide the interrupter 19 in the braking device 10f shown in FIG. Next, the operation of the braking devices 10f and 10g will be described.

図15は、実施形態4に係る制動装置が動作する場合のタイミングチャートである。図15のSWA、SWBが素子13A、13Bの動作を示しており、SWC、SWDが素子13C、13Dの動作を示している。風力発電機1の発電機2が発電している場合、制動装置10f、10gの制御装置15は、インバータ回路13Iを構成する素子13A、13B、13C、13Dをすべて開く(OFF)。これによって、制動装置10f、10gは、発電機2が発電した電力を、制動装置10f、10gの出力端子Toa、Tobからコンバーターへ直接出力する。   FIG. 15 is a timing chart when the braking device according to the fourth embodiment operates. SWA and SWB in FIG. 15 indicate the operations of the elements 13A and 13B, and SWC and SWD indicate the operations of the elements 13C and 13D. When the generator 2 of the wind power generator 1 is generating power, the control device 15 of the braking devices 10f and 10g opens all the elements 13A, 13B, 13C, and 13D that constitute the inverter circuit 13I (OFF). As a result, the braking devices 10f and 10g directly output the power generated by the generator 2 from the output terminals Toa and Tob of the braking devices 10f and 10g to the converter.

制動装置10f、10gが風力発電機1を制動する場合(図15のt=t1)、制御装置15はインバータ回路13Iをインバータとして機能させる。すなわち、図15に示すように、素子13A、13Bを同時に閉じる(ON)タイミングで素子13C、13Dを同時に開き(OFF)、また、素子13A、13Bを同時に開くタイミングで素子13C、13Dを同時に閉じることを周期的に繰り返す。これによって、直流電力が交流電力に変換されて変圧器17へ印加される。変圧器17で降圧された交流電力は、制動装置10fではそのまま蓄電装置11に印加され、制動装置10gでは整流装置22によって整流された後の直流電力が蓄電装置11へ印加される(図15のt=t1〜t2)。   When the braking devices 10f and 10g brake the wind power generator 1 (t = t1 in FIG. 15), the control device 15 causes the inverter circuit 13I to function as an inverter. That is, as shown in FIG. 15, the elements 13C and 13D are simultaneously opened (OFF) when the elements 13A and 13B are simultaneously closed (ON), and the elements 13C and 13D are simultaneously closed when the elements 13A and 13B are simultaneously opened. Repeat this periodically. As a result, the DC power is converted into AC power and applied to the transformer 17. The AC power stepped down by the transformer 17 is directly applied to the power storage device 11 in the braking device 10f, and the DC power rectified by the rectifying device 22 is applied to the power storage device 11 in the braking device 10g (FIG. 15). t = t1-t2).

発電機2が停止したと認められた後(図15のt=t2以後)、制御装置15は、素子13A、13B、13C、13Dをすべて開く。これによって、蓄電装置11に蓄えられた電気エネルギーを電力消費装置12で消費させる。この場合、制御装置15は、素子13Aと素子13Bとの組み合わせ、又は素子13Cと素子13Dとの組み合わせのうち、いずれか一方の組み合わせを閉じ、他方の組み合わせを開いてもよい。このようにすると、閉じた方の組み合わせにより風力発電機1を構成する発電機2の電機子回路が短絡されるので、発電機2及び風車3が停止した状態を確実に維持できる。なお、風力発電機1の発電を再開させる場合、制御装置15は、素子13A、13B、13C、13Dをすべて開く。   After it is recognized that the generator 2 has stopped (after t = t2 in FIG. 15), the control device 15 opens all the elements 13A, 13B, 13C, and 13D. As a result, the electric energy stored in the power storage device 11 is consumed by the power consuming device 12. In this case, the control device 15 may close one of the combinations of the elements 13A and 13B or the combinations of the elements 13C and 13D and open the other combination. If it does in this way, since the armature circuit of the generator 2 which comprises the wind power generator 1 is short-circuited by the closed one, the state where the generator 2 and the windmill 3 stopped can be maintained reliably. In addition, when restarting the electric power generation of the wind power generator 1, the control apparatus 15 opens all the elements 13A, 13B, 13C, and 13D.

このように、制動装置10f、10gは、複数の素子13A、13B、13C、13Dで構成されるインバータ回路13Iを切替手段として備える。これによって、制動装置10f、10gは、一つの切替手段で、風力発電機の制動時に蓄電装置11へ電力を蓄えることと、蓄電装置11に蓄えられた電気エネルギーを電力消費装置12が消費する際に発電機及び風車を停止させることとの両方を実現できる。   As described above, the braking devices 10f and 10g include the inverter circuit 13I including a plurality of elements 13A, 13B, 13C, and 13D as switching means. Thus, the braking devices 10f and 10g can store power in the power storage device 11 when the wind power generator is braked, and the power consuming device 12 consumes the electrical energy stored in the power storage device 11 with one switching unit. Both the generator and the windmill can be stopped.

以上、本実施形態及びその変形例では、切替手段を複数の半導体スイッチング素子で構成する。これによって、電力消費手段の小型化に加え、切替手段と短絡手段との機能を両立させることができる。   As mentioned above, in this embodiment and its modification, a switching means is comprised with a some semiconductor switching element. Thereby, in addition to downsizing of the power consuming means, the functions of the switching means and the short-circuit means can be made compatible.

以上のように、本発明に係る風力発電機用制動装置は、風力発電機を電磁式制動装置によって制動することに有用である。   As described above, the braking device for wind power generators according to the present invention is useful for braking the wind power generator with the electromagnetic braking device.

1 風力発電機
2 発電機
3 風車
4 入力軸
5 コンバーター
6 電力消費対象
10、10a、10b、10c、10d、10e、10f、10g 制動装置(風力発電機用制動装置)
11 蓄電装置
12 電力消費装置
13 切替装置
13A、13B、13C、13D 素子(半導体スイッチング素子)
14 電圧計
15M 記憶部
15P 処理部
15 制御装置
16A 回転計
16B 風速計
17 変圧器
18 短絡器
19 断続器
20 半導体スイッチング素子
21、22 整流装置
21ia、21ib 入力端子
21oa、21ob 出力端子
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Wind generator 2 Generator 3 Windmill 4 Input shaft 5 Converter 6 Electric power consumption object 10, 10a, 10b, 10c, 10d, 10e, 10f, 10g Brake device (brake device for wind generators)
11 Power Storage Device 12 Power Consumption Device 13 Switching Device 13A, 13B, 13C, 13D Element (Semiconductor Switching Element)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 14 Voltmeter 15M Memory | storage part 15P Processing part 15 Control apparatus 16A Tachometer 16B Anemometer 17 Transformer 18 Short circuit 19 Intermittent 20 Semiconductor switching element 21, 22 Rectifier 21ia, 21ib Input terminal 21oa, 21ob Output terminal

Claims (11)

風力を電気エネルギーに変換する発電機が発電した電気エネルギーを蓄えるとともに、蓄えた電気エネルギーを放出する蓄電手段と、
当該蓄電手段に蓄えられた電気エネルギーを消費する電力消費手段と、
前記発電機を駆動する風の速度を示す風速情報に基づいて、前記発電機と前記蓄電手段とを電気的に接続又は遮断する切替手段と、
前記発電機の出力を短絡する短絡手段と、を有し、
前記切替手段が前記発電機と前記蓄電手段とを電気的に接続した後、前記発電機が停止したと認められた場合には、前記切替手段は前記発電機と前記蓄電手段とを電気的に遮断するとともに、前記短絡手段は、前記発電機の出力を短絡することを特徴とする風力発電機用制動装置。
A power storage means for storing electrical energy generated by a generator that converts wind power into electrical energy, and discharging the stored electrical energy;
A power consuming means for consuming electrical energy stored in the power storage means;
Based on wind speed information indicating the speed of wind driving the generator, switching means for electrically connecting or disconnecting the generator and the power storage means;
Short-circuit means for short-circuiting the output of the generator,
If it is determined that the generator has stopped after the switching means electrically connects the generator and the power storage means, the switching means electrically connects the generator and the power storage means. The braking device for wind power generators which cuts off and the said short-circuit means short-circuits the output of the said generator .
前記蓄電手段と前記電力消費手段との間に、前記蓄電手段と前記電力消費手段とを電気的に接続又は遮断する断続手段を有する請求項1に記載の風力発電機用制動装置。 The braking apparatus for wind power generators according to claim 1 , further comprising an intermittent means for electrically connecting or disconnecting the power storage means and the power consumption means between the power storage means and the power consumption means. 前記断続手段は、
前記切替手段が前記発電機と前記蓄電手段とを電気的に接続した後、前記発電機が停止したと認められない間は、前記蓄電手段と前記電力消費手段とを電気的に遮断し、
前記発電機が停止したと認められた後に、前記蓄電手段と前記電力消費手段とを電気的に接続する請求項2に記載の風力発電機用制動装置。
The intermittent means is
After the switching means electrically connects the generator and the power storage means, the power storage means and the power consumption means are electrically shut off while the generator is not recognized to have stopped,
The wind power generator braking device according to claim 2 , wherein the power storage means and the power consumption means are electrically connected after it is recognized that the generator has stopped.
前記断続手段及び前記電力消費手段は、半導体スイッチング素子で構成される請求項2又は3に記載の風力発電機用制動装置。 The braking device for a wind power generator according to claim 2 or 3 , wherein the intermittent means and the power consuming means are constituted by semiconductor switching elements. 前記発電機と前記蓄電手段との間に、電圧降下手段が設けられる請求項1から4のいずれか1項に記載の風力発電機用制動装置。 The braking device for wind power generators according to any one of claims 1 to 4 , wherein voltage drop means is provided between the generator and the power storage means. 前記電圧降下手段と前記蓄電手段との間に、整流手段を有する請求項5に記載の風力発電機用制動装置。 The braking device for a wind power generator according to claim 5 , further comprising a rectifying unit between the voltage drop unit and the power storage unit. 前記切替手段は、複数の半導体スイッチング素子を組み合わせて構成され、
前記発電機によって発電された電気エネルギーが直流電力に変換されて前記切替手段へ入力される請求項1から6のいずれか1項に記載の風力発電機用制動装置。
The switching means is configured by combining a plurality of semiconductor switching elements,
Wind power generator braking system according to any one of claims 1 to 6, electrical energy thus being power to the generator is input into the switching unit is converted into DC power.
前記切替手段は、
前記風速情報が予め定められた所定の閾値以上になった場合には、前記発電機と前記蓄電手段とを電気的に接続する請求項1から7のいずれか1項に記載の風力発電機用制動装置。
The switching means is
The wind turbine generator according to any one of claims 1 to 7 , wherein when the wind speed information is equal to or greater than a predetermined threshold value, the generator and the power storage unit are electrically connected. Braking device.
風力を電気エネルギーに変換する発電機が発電した電気エネルギーを蓄えるとともに、蓄えた電気エネルギーを放出する蓄電手段と、
当該蓄電手段に蓄えられた電気エネルギーを消費する電力消費手段と、
前記発電機を駆動する風の速度を示す風速情報に基づいて、前記発電機と前記蓄電手段とを電気的に接続又は遮断する切替手段と、
前記蓄電手段と前記電力消費手段との間に設けられ、前記蓄電手段と前記電力消費手段とを電気的に接続又は遮断する断続手段と、を含み、
前記断続手段は、
前記切替手段が前記発電機と前記蓄電手段とを電気的に接続した後、前記発電機が停止したと認められない間は、前記蓄電手段と前記電力消費手段とを電気的に遮断し、
前記発電機が停止したと認められた後に、前記蓄電手段と前記電力消費手段とを電気的に接続することを特徴とする風力発電機用制動装置。
A power storage means for storing electrical energy generated by a generator that converts wind power into electrical energy, and discharging the stored electrical energy;
A power consuming means for consuming electrical energy stored in the power storage means;
Based on wind speed information indicating the speed of wind driving the generator, switching means for electrically connecting or disconnecting the generator and the power storage means;
An intermittent means provided between the power storage means and the power consuming means for electrically connecting or disconnecting the power storage means and the power consuming means;
The intermittent means is
After the switching means electrically connects the generator and the power storage means, the power storage means and the power consumption means are electrically shut off while the generator is not recognized to have stopped,
A wind turbine generator braking device comprising: electrically connecting the power storage means and the power consuming means after it is recognized that the generator has stopped.
風力を電気エネルギーに変換する発電機が発電した電気エネルギーを蓄えるとともに、蓄えた電気エネルギーを放出する蓄電手段と、
当該蓄電手段に蓄えられた電気エネルギーを消費する電力消費手段と、
前記発電機を駆動する風の速度を示す風速情報に基づいて、前記発電機と前記蓄電手段とを電気的に接続又は遮断する切替手段と、
前記発電機と前記蓄電手段との間に設けられた電圧降下手段と、
を含むことを特徴とする風力発電機用制動装置。
A power storage means for storing electrical energy generated by a generator that converts wind power into electrical energy, and discharging the stored electrical energy;
A power consuming means for consuming electrical energy stored in the power storage means;
Based on wind speed information indicating the speed of wind driving the generator, switching means for electrically connecting or disconnecting the generator and the power storage means;
Voltage drop means provided between the generator and the power storage means ;
A braking device for a wind power generator comprising:
風力を電気エネルギーに変換する発電機が発電した電気エネルギーを蓄えるとともに、蓄えた電気エネルギーを放出する蓄電手段と、
当該蓄電手段に蓄えられた電気エネルギーを消費する電力消費手段と、
前記発電機を駆動する風の速度を示す風速情報に基づいて、前記発電機と前記蓄電手段とを電気的に接続又は遮断する切替手段と、を含み、
前記切替手段は、複数の半導体スイッチング素子を組み合わせて構成され、
前記発電機によって発電された電気エネルギーが直流電力に変換されて前記切替手段へ入力されることを特徴とする風力発電機用制動装置。
A power storage means for storing electrical energy generated by a generator that converts wind power into electrical energy, and discharging the stored electrical energy;
A power consuming means for consuming electrical energy stored in the power storage means;
Switching means for electrically connecting or disconnecting the power generator and the power storage means based on wind speed information indicating the speed of the wind driving the power generator,
The switching means is configured by combining a plurality of semiconductor switching elements,
The generator thus generated electric wind power generator braking system, characterized in that electric energy is inputted to the switching unit is converted into DC power.
JP2009285476A 2009-12-16 2009-12-16 Wind generator braking system Expired - Fee Related JP5404367B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009285476A JP5404367B2 (en) 2009-12-16 2009-12-16 Wind generator braking system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009285476A JP5404367B2 (en) 2009-12-16 2009-12-16 Wind generator braking system

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2011127477A JP2011127477A (en) 2011-06-30
JP5404367B2 true JP5404367B2 (en) 2014-01-29

Family

ID=44290331

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2009285476A Expired - Fee Related JP5404367B2 (en) 2009-12-16 2009-12-16 Wind generator braking system

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5404367B2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101885063B1 (en) * 2017-07-24 2018-08-03 주식회사 에스피엠 Wind power generation system

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4684399B2 (en) * 2000-09-06 2011-05-18 株式会社三社電機製作所 Wind power generator

Also Published As

Publication number Publication date
JP2011127477A (en) 2011-06-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9680306B2 (en) Wind power generation control device and wind power generation system having the same
EP2876769B1 (en) System and method for operating a power generation system within a power storage/discharge mode or a dynamic brake mode
US9337685B2 (en) Optimized filter for battery energy storage on alternate energy systems
CA2797906C (en) Electric generator control system and method
EP2355296B1 (en) Circuit for use with energy converter
JP2009523955A (en) Stall controller and trigger state control configuration for wind turbines
US10298140B2 (en) Wind turbine converter control
US9362859B2 (en) System and method for controlling switching elements within a single-phase bridge circuit
US20150249414A1 (en) Wind turbine systems and methods for operating the same
US20160099561A1 (en) Power dissipating arrangement in a wind turbine
CN106067680A (en) Improved the life-span of semiconductor by reducing the temperature change in semiconductor by means of reactive power
US9088150B2 (en) Overvoltage clipping device for a wind turbine and method
CN103573551A (en) Braking system of wind driven generator and braking method
JP5404367B2 (en) Wind generator braking system
JP6445976B2 (en) Converter system and wind power generation facility or hydroelectric generation facility
US8941351B2 (en) Emergency adjustment device for blade pitch adjustment systems for wind energy installations
CN203670109U (en) Brake system of wind driven generator
JP6062699B2 (en) Power conditioner and power storage system including the same
JP5409197B2 (en) Secondary excitation type power generation system
US11843325B2 (en) Crowbar module for an active neutral point clamped power conversion assembly
JP6755367B2 (en) Air conditioner
CN114223105A (en) Standby power supply and operation method thereof
JP2015177603A (en) Inverter apparatus for driving motor
TWI420772B (en) Wind-powered output power regulating circuit
CN108322027A (en) A kind of power conversion circuit

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20121211

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20130611

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20130613

RD03 Notification of appointment of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423

Effective date: 20130701

RD05 Notification of revocation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7425

Effective date: 20130709

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821

Effective date: 20130701

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20130806

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20131001

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20131029

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees