JP5861152B2 - Power generation control device, power generation control method, and program - Google Patents

Power generation control device, power generation control method, and program Download PDF

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    • Y02E10/70Wind energy
    • Y02E10/72Wind turbines with rotation axis in wind direction

Description

本発明は、発電制御装置、発電制御方法、及びプログラムに関するものである。   The present invention relates to a power generation control device, a power generation control method, and a program.

例えば、特許文献1には、所定のPWM駆動信号によりスイッチング動作するスイッチング素子によって、小型風力発電機から供給されたリアクトルのリアクトル電流を増減させるチョッパ回路と、前記チョッパ回路を介して前記小型風力発電機の出力電力を充電する蓄電手段と、前記PWM駆動信号を生成して前記リアクトル電流を増減制御するリアクトル電流制御手段と、を備える小型風力発電充電装置であって、前記リアクトル電流制御手段は、各風速下における前記小型風力発電機の出力電力、及びロータの回転数の関係を予め測定して得た出力特性から、山登り法に基づき所定の周期毎に前記出力電力を最大電力点に近づけるための最大電力点追随制御信号を生成する最大電力点追随制御信号生成手段と、検出した前記小型風力発電機の出力電圧に比例する比例成分信号を前記最大電力点追随制御信号に加算して、前記リアクトル電流の電流指令値を生成するリアクトル電流指令値生成手段と、生成した前記リアクトル電流指令値と検出した前記リアクトル電流に基づき前記PWM駆動信号を生成する駆動信号生成手段と、を備える、ことを特徴とする小型風力発電充電装置が開示されている。   For example, Patent Document 1 discloses a chopper circuit that increases or decreases a reactor current of a reactor supplied from a small wind power generator by a switching element that performs a switching operation according to a predetermined PWM drive signal, and the small wind power generation via the chopper circuit. A small wind power charging apparatus comprising: a power storage means for charging the output power of the machine; and a reactor current control means for generating and controlling the reactor current by generating the PWM drive signal, wherein the reactor current control means comprises: Based on the output characteristics obtained by measuring the output power of the small wind power generator and the rotational speed of the rotor under each wind speed in advance, the output power is brought close to the maximum power point at predetermined intervals based on the hill-climbing method. Maximum power point tracking control signal generating means for generating a maximum power point tracking control signal of the small wind power detected A reactor current command value generating means for generating a current command value of the reactor current by adding a proportional component signal proportional to the output voltage of the machine to the maximum power point tracking control signal, and the generated reactor current command value and detection And a drive signal generation means for generating the PWM drive signal based on the reactor current.

また、特許文献2には、風速計を使用せずに定周速比運転を行う風力タービンにおいて、運転中に負荷特性を変化させ、その前後のシステムの運転挙動が大きく異なることを利用して、システムの応答性を監視指標とすることを特徴とする風力タービンの性能低下監視方法が開示されている。   Further, Patent Document 2 utilizes the fact that in a wind turbine that performs constant circumferential speed ratio operation without using an anemometer, the load characteristics are changed during operation, and the operation behavior of the system before and after that varies greatly. A wind turbine performance deterioration monitoring method is disclosed, wherein the system responsiveness is used as a monitoring index.

先行技術文献に開示のように、風力発電機は、発電機毎に特有の制御特性を持つため、従来は、開発した風力発電機を稼働する前に風洞実験を行い、開発した風力発電機の制御特性を調べ、その制御特性に基づいた発電制御装置を設計する必要があった。しかし、一つの風力発電機に対して専用の発電制御装置を設置するため、発電制御装置は、汎用性がなく、また、経年劣化等で変化した風力発電機の制御特性に対応することは難しいという課題があった。   As disclosed in the prior art documents, wind power generators have control characteristics unique to each power generator. Conventionally, wind tunnel experiments were conducted before operating the developed wind power generator, and It was necessary to investigate the control characteristics and design a power generation control device based on the control characteristics. However, since a dedicated power generation control device is installed for one wind power generator, the power generation control device is not versatile, and it is difficult to cope with the control characteristics of a wind power generator that has changed due to deterioration over time. There was a problem.

特開2009−284570号公報JP 2009-284570 A 特開2009−127598号公報JP 2009-127598 A

本発明によれば、発電装置に適した制御特性を検出する発電制御装置、発電制御方法、及びプログラムを提供することを目的とする。   An object of the present invention is to provide a power generation control device, a power generation control method, and a program that detect control characteristics suitable for a power generation device.

本発明に係る発電制御装置は、発電機により発電される電力を測定する電力測定部と、前記発電機に発電される電力に関する負荷を変更する負荷変更部と、前記電力測定部により測定された電力に基づいて、前記負荷変更部により負荷を変更する前の電力と、前記負荷変更部により負荷を変更した後の電力とを比較する電力比較部と、前記電力比較部により比較した結果に基づいて、前記負荷変更部に負荷を変更させるか否かを判断する負荷判断部とを有する。   A power generation control device according to the present invention is measured by a power measurement unit that measures power generated by a generator, a load change unit that changes a load related to power generated by the generator, and the power measurement unit. Based on the result of comparison by the power comparison unit, the power comparison unit that compares the power before the load is changed by the load change unit with the power after the load is changed by the load change unit based on the power And a load determining unit that determines whether or not to change the load by the load changing unit.

好適には、前記負荷判断部は、前記電力比較部により電力が増加していないと判断された場合に、前記負荷変更部に負荷の変更を元に戻すよう指示し、前記負荷変更部は、前記負荷判断部の指示に基づいて、一旦変更した負荷を変更前に戻す。   Preferably, the load determining unit instructs the load changing unit to restore the load change when the power comparing unit determines that the power has not increased, and the load changing unit Based on an instruction from the load determination unit, the load once changed is returned to before change.

好適には、前記発電機は、風力発電機であり、前記負荷変更部による負荷の変更前後における風速の変動量が既定値以下であるか否かを確認する変動確認部をさらに有し、前記負荷判断部は、前記変動確認部による確認結果に基づいて、前記負荷変更部に負荷の変更を確定または変更前に戻させる。   Preferably, the generator is a wind power generator, and further includes a fluctuation confirmation unit that confirms whether or not a fluctuation amount of the wind speed before and after the load change by the load changing unit is equal to or less than a predetermined value, The load determination unit causes the load change unit to confirm or return the change of the load before the change based on the confirmation result by the variation confirmation unit.

好適には、前記風力発電機から発電される電圧を測定する電圧測定部をさらに有し、前記変動確認部は、前記負荷変更部による負荷の変更前と、負荷を一旦変更して戻した場合との電圧を、前記電圧測定部に測定させ、測定された電圧の変動を確認し、前記負荷判断部は、前記変動確認部により、負荷の変更前後における電圧の変動量が既定値以下であると判断された場合に、前記負荷変更部に負荷の変更を確定するよう指示し、前記変動確認部により、負荷の変更前後の電圧の変動量が既定値を超えると判断された場合に、前記負荷変更部に一旦変更した負荷を変更前に戻すよう指示する。   Preferably, the apparatus further includes a voltage measuring unit that measures a voltage generated from the wind power generator, and the fluctuation confirmation unit is configured to change the load once by the load changing unit and when the load is temporarily changed and returned. The voltage measuring unit is caused to measure the voltage, and the variation of the measured voltage is confirmed, and the load determining unit is configured such that the variation amount of the voltage before and after the load change is equal to or less than a predetermined value by the variation confirming unit. The load change unit is instructed to confirm the change of the load, and when the fluctuation check unit determines that the voltage fluctuation amount before and after the load change exceeds a predetermined value, The load changing unit is instructed to return the load once changed before the change.

好適には、前記負荷変更部による負荷の変更後に、前記電圧測定部により測定される電圧に基づいて、前記発電機による発電が安定したか否かを判定する発電安定判定部をさらに有し、前記電力比較部は、前記発電安定判定部により、発電が安定したと判定された後に、電力を比較し、前記変動確認部は、前記発電安定判定部により、発電が安定したと判定された後に、風速の変動量を確認する。   Preferably, after changing the load by the load changing unit, based on the voltage measured by the voltage measuring unit, further includes a power generation stability determination unit that determines whether power generation by the generator is stable, The power comparison unit compares the power after the power generation stability determination unit determines that the power generation is stable, and the fluctuation confirmation unit determines that the power generation stability determination unit determines that the power generation is stable. Check the amount of wind speed fluctuation.

好適には、前記電力測定部により測定される電力が既定時間の間、継続して減少または増加しているか否かを判定する電力継続判定部をさらに有し、前記負荷判断部は、前記電力継続判定部により、電力が既定時間の間、継続して減少または増加していると判断された場合に、負荷を変更させるか否かを判断する。   Preferably, the power measurement unit further includes a power continuation determination unit that determines whether or not the power measured by the power measurement unit continuously decreases or increases during a predetermined time, and the load determination unit includes the power When the continuation determination unit determines that the power is continuously decreasing or increasing for a predetermined time, it determines whether or not to change the load.

好適には、前記負荷は、電気的な負荷であるコンバータの入力インピーダンスであり、電力が電圧の定数n乗(nは2〜4)に比例する特性曲線もしくは電流が電圧の(n−1)乗に比例する特性曲線に用いる比例定数を演算する演算部をさらに有し、前記演算部は、計算された比例定数を既定の倍率で変化させ、前記負荷変更部は、前記演算部により演算された比例定数に基づいて入力インピーダンスを変更する。   Preferably, the load is an input impedance of a converter, which is an electrical load, and a characteristic curve in which power is proportional to a constant nth power of a voltage (n is 2 to 4) or a current is a voltage (n-1). A calculation unit that calculates a proportional constant used for a characteristic curve proportional to the power; the calculation unit changes the calculated proportionality constant at a predetermined magnification; and the load changing unit is calculated by the calculation unit. The input impedance is changed based on the proportional constant.

好適には、前記負荷変更部は、前記比例定数の初期値として、前記演算部により演算された最も負荷が重い比例定数に基づいて入力インピーダンスを設定する。   Preferably, the load changing unit sets an input impedance based on a proportional constant having the heaviest load calculated by the calculating unit as an initial value of the proportional constant.

また、本発明に係る発電制御方法は、発電機により発電される電力を測定するステップと、前記発電機に発電される電力に関する負荷を変更するステップと、測定された電力に基づいて、負荷を変更する前の電力と、負荷を変更した後の電力とを比較するステップと、比較した結果に基づいて、負荷を変更させるか否かを判断するステップとを有する。   The power generation control method according to the present invention includes a step of measuring power generated by a generator, a step of changing a load related to power generated by the generator, and a load based on the measured power. Comparing the electric power before the change with the electric power after changing the load, and determining whether to change the load based on the comparison result.

また、本発明に係るプログラムは、発電機により発電される電力を測定するステップと、前記発電機に発電される電力に関する負荷を変更するステップと、測定された電力に基づいて、負荷を変更する前の電力と、負荷を変更した後の電力とを比較するステップと、比較した結果に基づいて、負荷を変更させるか否かを判断するステップとをコンピュータに実行させる。   The program according to the present invention includes a step of measuring the power generated by the generator, a step of changing a load related to the power generated by the generator, and changing the load based on the measured power. The computer is caused to execute a step of comparing the previous power with the power after changing the load, and a step of determining whether to change the load based on the comparison result.

本発明によれば、発電機を稼働させながらその制御特性を検出し、検出した制御特性に基づいて、高効率に電力の取り出しを実現することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the control characteristic is detected while operating a generator, Based on the detected control characteristic, electric power extraction can be realized with high efficiency.

本実施形態に係る発電制御装置1により計算された制御特性曲線を表すグラフである。It is a graph showing the control characteristic curve calculated by the electric power generation control apparatus 1 which concerns on this embodiment. 本実施形態に係る発電制御装置1を風力発電機3に接続した状態を例示する概略構成図である。2 is a schematic configuration diagram illustrating a state in which the power generation control device 1 according to the present embodiment is connected to a wind power generator 3. FIG. 本実施形態に係る発電制御装置1による比例定数の変更確定処理(S10)を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining the change determination process (S10) of the proportionality constant by the electric power generation control apparatus 1 which concerns on this embodiment. 本実施形態に係る発電制御装置1の機能構成を例示する図である。It is a figure which illustrates functional composition of power generation control device 1 concerning this embodiment. 本実施形態に係る発電制御装置1により測定された電圧情報を表すグラフである。It is a graph showing the voltage information measured by the electric power generation control apparatus 1 which concerns on this embodiment. 本実施形態に係る発電制御装置1による負荷増減の決定処理(S20)を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining the load increase / decrease determination process (S20) by the electric power generation control apparatus 1 which concerns on this embodiment. 本実施形態に係る発電制御装置1により測定された電力情報、電圧情報、及び負荷変更情報を表すグラフである。It is a graph showing the electric power information measured by the electric power generation control apparatus 1 which concerns on this embodiment, voltage information, and load change information. 本実施形態に係る発電制御装置1により計測された電圧−電力特性曲線を表すグラフである。It is a graph showing the voltage-power characteristic curve measured by the electric power generation control apparatus 1 which concerns on this embodiment.

以下、本発明の実施形態の構成を、図面を参照して説明する。ただし、本発明の範囲は、図示例に限定されるものではない。
また、本実施例では、発電機が風力発電機である場合について説明する。
Hereinafter, the configuration of an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. However, the scope of the present invention is not limited to the illustrated examples.
Moreover, a present Example demonstrates the case where a generator is a wind power generator.

従来は、風力発電機毎に、風洞実験等により測定した発電電圧の3乗に比例した電力を取り出す回路を組むことで、風速が変化しても効率よく電力を取り出す発電制御装置を設計していた。例えば、発電制御装置Aは、特定の風力発電機に対して、風速が変化しても高い電力を取り出せるが、発電制御装置Bでは、発電制御装置Aよりも少ない電力しか取り出せない。これは、発電制御装置Aがこの風力発電機の制御特性に基づいて設計された発電制御装置であるため、風力発電機の電力を高効率で取り出すことが可能となるためである。しかし、発電制御装置Aは、他の風力発電機に接続しても効率よく電力を取り出せず、汎用性がない。すなわち、従来は、風力発電機毎に設計された発電制御装置が必要であり、特定の風力発電機のために設計された発電制御装置は、他の風力発電機では、効率よく電力を取り出せず、汎用性がないという課題があった。さらに、発電制御装置の設計には、風洞実験が必要であるため、開発期間が長く、開発コストがかかるという課題も存在していた。   Conventionally, a power generation control device that efficiently extracts power even when the wind speed changes has been designed by building a circuit that extracts power proportional to the cube of the power generation voltage measured by a wind tunnel experiment or the like for each wind power generator. It was. For example, the power generation control device A can extract high power for a specific wind power generator even if the wind speed changes, but the power generation control device B can extract less power than the power generation control device A. This is because the power generation control device A is a power generation control device designed on the basis of the control characteristics of the wind power generator, so that the power of the wind power generator can be taken out with high efficiency. However, even when the power generation control device A is connected to another wind power generator, it cannot efficiently extract power and is not versatile. That is, conventionally, a power generation control device designed for each wind power generator is required, and a power generation control device designed for a specific wind power generator cannot efficiently extract power with other wind power generators. There was a problem of lack of versatility. Furthermore, the design of the power generation control device requires a wind tunnel experiment, so there is a problem that the development period is long and the development cost is high.

そこで、本発明は、発電機を稼働させながらその制御特性を検出し、検出した制御特性に基づいて、高効率に電力の取り出しを実現することを目的とする。つまり、本発明の発電制御装置1は、風力発電機の制御特性を事前に風洞実験を行うことなく、実際に稼働させながら風力発電機の制御特性を自動的に検出する。そして、発電制御装置1は、検出した制御特性に基づいて、発電制御装置1の内部に存在するコンバータを制御することで風力発電機の電力を高効率で取り出すことを可能にする。具体的には、本発明の発電制御装置1は、風力発電機により生じた電力に関する負荷を自動で切り替え、高い電力が得られる負荷を検出することで風力発電機の制御特性を検出し、入力インピーダンスを制御する。より具体的には、風力発電機は、発電電圧の3乗に比例する電力を生じるという特性を持ち、本発明は、図1に例示するように、この特性を示す特性曲線を複数用意しておき、その中から、発電電圧、電流、電力の状態を監視しながら、最も効率よく風力発電機の電力を取り出せる特性曲線を検出するものである。ここで、特性曲線を複数用意するということは、異なる比例定数を持つ特性曲線を用意すること、すなわち、比例定数を計算により算出し、算出された比例定数を特性曲線の傾きとして設定することである。つまり、本例では、負荷は、電気的負荷である入力インピーダンスであり、さらに、特性曲線の比例定数に相当する。   Therefore, an object of the present invention is to detect the control characteristics of a generator while operating it, and to realize power extraction with high efficiency based on the detected control characteristics. In other words, the power generation control device 1 of the present invention automatically detects the control characteristics of the wind power generator while actually operating the wind power generator without conducting a wind tunnel experiment in advance. And the electric power generation control apparatus 1 enables taking out the electric power of a wind power generator with high efficiency by controlling the converter which exists in the inside of the electric power generation control apparatus 1 based on the detected control characteristic. Specifically, the power generation control device 1 of the present invention automatically switches the load related to the power generated by the wind power generator, detects the control characteristics of the wind power generator by detecting the load that can obtain high power, and inputs Control impedance. More specifically, the wind power generator has a characteristic of generating electric power proportional to the cube of the generated voltage, and the present invention provides a plurality of characteristic curves indicating this characteristic as illustrated in FIG. Among them, a characteristic curve capable of taking out the power of the wind power generator most efficiently is detected while monitoring the state of the generated voltage, current and power. Here, preparing a plurality of characteristic curves means preparing characteristic curves with different proportionality constants, that is, calculating proportionality constants by calculation and setting the calculated proportionality constant as the slope of the characteristic curve. is there. That is, in this example, the load is an input impedance that is an electrical load, and further corresponds to a proportional constant of the characteristic curve.

図2は、本実施形態にかかる発電制御装置1を風力発電機3に接続した状態を例示する概略構成図である。
図2に例示するように、発電制御装置1は、風力発電機3に接続され、風力発電機3により発電した電力をバッテリー5へ送る。発電制御装置1内には、コンバータが存在している。
FIG. 2 is a schematic configuration diagram illustrating a state where the power generation control device 1 according to the present embodiment is connected to the wind power generator 3.
As illustrated in FIG. 2, the power generation control device 1 is connected to the wind power generator 3 and sends the power generated by the wind power generator 3 to the battery 5. A converter is present in the power generation control device 1.

図3は、発電制御装置1による比例定数の変更確定処理(S10)を説明するフローチャートである。
ステップ100(S100)において、発電制御装置1は、定常状態であること、すなわち、風速が安定していることを確認する。
ステップ105(S105)において、発電制御装置1は、特性曲線の比例定数を変更する。
ステップ110(S110)において、発電制御装置1は、比例定数の変更前後における、風力発電機3により発電された電力を比較する。電力が増加している場合に、発電制御装置1は、S115の処理へ移行する(S115:Yes)。電力が増加していない場合は、発電制御装置1は、S105の処理へ移行する(S105:No)。
ステップ115(S115)において、発電制御装置1は、一時的に比例定数を変更前(S100の状態)に戻す。
ステップ120(S120)において、発電制御装置1は、S100における比例定数変更前の電力と、比例定数の変更を一時的に戻した場合の電力とを比較する。発電電力が、比例定数変更前と比例定数の変更を戻した後で大きな変化がない場合は、発電制御装置1は、比例定数変更前と比例定数の変更を戻した後で風速に変化がない、つまり、風速が安定しているとみなし、S125の処理へ移行する(S125:No)。発電電力が、比例定数変更前と比例定数の変更を戻した後で大きな変化がある場合は、発電制御装置1は、比例定数変更前と比例定数の変更を戻した後で風速が変化した、つまり、風速が安定していないとみなし、ステップ105の処理へ移行し、比例定数を変更する(S105:Yes)。
ステップ125(S125)において、発電制御装置1は、風速が安定している状態で比例定数変更により電力が増加したと判断し、比例定数の変更を確定する。具体的には、発電制御装置1は、S115において戻した比例定数を、S105において変更した比例定数に再度変更する。
以上の処理を繰り返すことにより、発電制御装置1は、発電電力が大きくなるよう比例定数を変更し、高い電力が得られる特性曲線の比例定数を検出する。
FIG. 3 is a flowchart for explaining the proportional constant change confirmation process (S10) by the power generation control device 1.
In step 100 (S100), the power generation control device 1 confirms that it is in a steady state, that is, the wind speed is stable.
In step 105 (S105), the power generation control device 1 changes the proportionality constant of the characteristic curve.
In step 110 (S110), the power generation control device 1 compares the power generated by the wind power generator 3 before and after the change of the proportionality constant. When the power is increasing, the power generation control device 1 proceeds to the process of S115 (S115: Yes). When the electric power has not increased, the power generation control device 1 proceeds to the process of S105 (S105: No).
In step 115 (S115), the power generation control device 1 temporarily returns the proportionality constant to the state before the change (state of S100).
In step 120 (S120), the power generation control device 1 compares the power before the change of the proportionality constant in S100 with the power when the change of the proportionality constant is temporarily returned. When the generated power does not change significantly before the proportional constant change and after the proportional constant change is returned, the power generation control device 1 does not change the wind speed before the proportional constant change and after the proportional constant change is returned. That is, it is regarded that the wind speed is stable, and the process proceeds to S125 (S125: No). When the generated power has a large change before the proportional constant change and after the proportional constant change is returned, the power generation control device 1 changes the wind speed before the proportional constant change and after the proportional constant change is returned. That is, it is considered that the wind speed is not stable, the process proceeds to step 105, and the proportionality constant is changed (S105: Yes).
In step 125 (S125), the power generation control device 1 determines that the power has increased due to the proportional constant change while the wind speed is stable, and determines the change of the proportional constant. Specifically, the power generation control device 1 again changes the proportionality constant returned in S115 to the proportionality constant changed in S105.
By repeating the above processing, the power generation control device 1 changes the proportionality constant so that the generated power becomes large, and detects the proportionality constant of the characteristic curve that can obtain high power.

図4は、本実施形態に係る発電制御装置1の機能構成を例示する図である。
図4に例示するように、本実施形態による発電制御装置1は、電力測定部10、電力比較部15、負荷判断部20、負荷変更部25、電力減少判定部30、電圧測定部35、処理部40、発電安定判定部45、変動確認部50、及び演算部55を備えている。
FIG. 4 is a diagram illustrating a functional configuration of the power generation control device 1 according to this embodiment.
As illustrated in FIG. 4, the power generation control device 1 according to the present embodiment includes a power measurement unit 10, a power comparison unit 15, a load determination unit 20, a load change unit 25, a power decrease determination unit 30, a voltage measurement unit 35, and a process. Unit 40, power generation stability determination unit 45, fluctuation confirmation unit 50, and calculation unit 55.

電力測定部10は、風力発電機3により発電される電力を測定する。具体的には、電力測定部10は、電力測定部10による電力の測定は、常時行われ、記録されている。   The power measuring unit 10 measures the power generated by the wind power generator 3. Specifically, in the power measuring unit 10, the power measurement by the power measuring unit 10 is always performed and recorded.

電力比較部15は、電力測定部10により測定される電力に基づいて、負荷変更部25(後述)により負荷を変更する前に、電力測定部10により測定された電力と、負荷変更部25(後述)により負荷を変更した後に、電力測定部10により測定された電力とを比較する。   Based on the power measured by the power measuring unit 10, the power comparing unit 15 determines the power measured by the power measuring unit 10 and the load changing unit 25 ( After changing the load according to (described later), the power measured by the power measuring unit 10 is compared.

負荷判断部20は、電力比較部15により比較された結果に基づいて、負荷を変更させるか否かを判断する。具体的には、負荷判断部20は、電力比較部15により電力が増加していないと判断された場合に、負荷変更部25(後述)に負荷の変更を元に戻すよう指示する。さらに、負荷判断部20は、変動確認部50(後述)の風速の変動量の確認結果に基づいて、負荷変更部25に負荷の変更を確定または、負荷の変更を変更前に戻させる。より具体的には、負荷判断部20は、変動確認部50(後述)により、負荷の変更前後における電圧の変動量が既定値以下であると判断された場合に、負荷変更部25に負荷の変更を確定するよう指示し、変動確認部50(後述)により、負荷の変更前後の電圧の変動量が既定値を超えると判断された場合に、負荷変更部25に一旦変更した負荷を変更前に戻すよう指示する。   The load determination unit 20 determines whether to change the load based on the result compared by the power comparison unit 15. Specifically, when it is determined by the power comparison unit 15 that the power has not increased, the load determination unit 20 instructs the load change unit 25 (described later) to restore the load change. Further, the load determination unit 20 causes the load changing unit 25 to confirm the change of the load or to return the change of the load before the change based on the confirmation result of the fluctuation amount of the wind speed of the fluctuation checking unit 50 (described later). More specifically, when it is determined by the fluctuation confirmation unit 50 (described later) that the voltage fluctuation amount before and after the load change is equal to or less than a predetermined value, the load judgment unit 20 When the change confirmation unit 50 (described later) determines that the amount of voltage fluctuation before and after the load change exceeds a predetermined value, the load change unit 25 changes the load once changed before the change is instructed. To return to.

負荷変更部25は、風力発電機3により発電される電力に関する負荷を変更する。具体的には、負荷変更部25は、負荷判断部20により通知された負荷の変更の指示に基づいて、負荷を変更する。より具体的には、負荷変更部25は、演算部55(後述)に特性曲線の比例定数を演算させ、演算された比例定数に基づいて、コンバータの入力インピーダンスを変更する。また、負荷変更部25は、比例定数の初期値として、演算部55(後述)により演算された最も負荷が高い比例定数に基づいて入力インピーダンスを設定する。   The load changing unit 25 changes the load related to the electric power generated by the wind power generator 3. Specifically, the load changing unit 25 changes the load based on the load change instruction notified by the load determining unit 20. More specifically, the load changing unit 25 causes the calculating unit 55 (described later) to calculate a proportional constant of the characteristic curve, and changes the input impedance of the converter based on the calculated proportional constant. Further, the load changing unit 25 sets the input impedance based on the proportional constant having the highest load calculated by the calculating unit 55 (described later) as the initial value of the proportional constant.

電力継続判定部30は、電力測定部10により測定される電力が既定時間の間、継続して減少または増加しているか否かを判定する。具体的には、電力継続判定部30は、電力測定部10により測定される電力が増加または減少し続けている時間が既定時間に達した場合に、負荷判断部20に、負荷を変更させるか否かを判断するよう通知する。より具体的には、電力継続判定部30は、カウンタを持ち、電力比較部15により電力が減少していると判断された場合に、カウンタに1を足す。電力継続判定部30は、カウンタが40に達した場合に長時間電力の減少または増加が続いているとみなし、負荷判断部20は、負荷を変更させるか否かを判断する。   The power continuation determination unit 30 determines whether or not the power measured by the power measurement unit 10 is continuously decreasing or increasing for a predetermined time. Specifically, the power continuation determination unit 30 causes the load determination unit 20 to change the load when the time during which the power measured by the power measurement unit 10 continues to increase or decrease reaches a predetermined time. Notify to determine whether or not. More specifically, the power continuation determination unit 30 has a counter, and adds 1 to the counter when the power comparison unit 15 determines that the power is decreasing. When the counter reaches 40, the power continuation determination unit 30 considers that the power decrease or increase continues for a long time, and the load determination unit 20 determines whether to change the load.

電圧測定部35は、風力発電機3により発電される電圧を測定する。電圧測定部35による電圧の測定は、常時行われ、記録されている。   The voltage measuring unit 35 measures the voltage generated by the wind power generator 3. The voltage measurement by the voltage measuring unit 35 is always performed and recorded.

処理部40は、電圧測定部35により測定される電圧に高周波除去処理を行い、フィルタ電圧として記録する。   The processing unit 40 performs high frequency removal processing on the voltage measured by the voltage measuring unit 35 and records it as a filter voltage.

発電安定判定部45は、負荷変更直後の発電の乱れが安定したか否かを判定する。具体的には、負荷変更部25による負荷の変更後に、電圧測定部35により測定される電圧に基づいて、風力発電機3による発電が安定したか否かを判定する。判定方法は、図5の電圧情報に示されるように、電圧測定部35により測定される電圧と、処理部40により処理されたフィルタ電圧とが一致もしくは大小関係が反転した時に、発電安定判定部45は、発電が安定したと判断する。さらに、発電安定判定部45は、発電が安定したと判定した場合に、負荷判断部20に負荷を変更させるか否かを判断させる。つまり、電力比較部15は、発電安定判定部45により、発電が安定したと判定された後に、電力を比較し、変動確認部50(後述)は、発電安定判定部45により、発電が安定したと判定された後に、風速の変動量を確認する。
本例では、電圧情報に基づいて発電が安定した時を検知しているが、発電が安定したことを検知できるのであれば電圧情報に限定されなくてもよい。
The power generation stability determination unit 45 determines whether the power generation disturbance immediately after the load change is stable. Specifically, after changing the load by the load changing unit 25, it is determined based on the voltage measured by the voltage measuring unit 35 whether or not the power generation by the wind power generator 3 is stable. As shown in the voltage information in FIG. 5, the determination method is such that when the voltage measured by the voltage measurement unit 35 and the filter voltage processed by the processing unit 40 match or the magnitude relationship is reversed, the power generation stability determination unit 45 determines that the power generation is stable. Furthermore, the power generation stability determination unit 45 causes the load determination unit 20 to determine whether or not to change the load when it is determined that the power generation is stable. That is, the power comparison unit 15 compares the power after the power generation stability determination unit 45 determines that the power generation is stable, and the fluctuation check unit 50 (described later) stabilizes the power generation by the power generation stability determination unit 45. After that, the fluctuation amount of the wind speed is confirmed.
In this example, the time when the power generation is stabilized is detected based on the voltage information. However, the voltage information may not be limited as long as it can be detected that the power generation is stable.

変動確認部50は、負荷変更部25による負荷の変更前後における風速の変動量が既定値以下であるか否かを確認する。具体的には、変動確認部50は、負荷変更部25による負荷の変更前と、負荷を一旦変更して戻した場合との電圧を、前記電圧測定部35に測定させ、電圧の変動量が既定値以下であるか否かを確認する。より具体的には、変動確認部50は、電圧測定部35により測定される測定電圧と、処理部40により処理されたフィルタ電圧とが一致もしくは大小関係が反転した電圧を平均電圧値とするしきい値を設定し、このしきい値に、電圧測定部35により測定される電圧が含まれる場合に、電圧の変動量が既定値以下であると判定し、しきい値に測定される電圧が含まれない場合に、電圧の変動量が既定値を超えると判定する。   The fluctuation confirmation unit 50 confirms whether or not the amount of fluctuation of the wind speed before and after the load change by the load changing unit 25 is equal to or less than a predetermined value. Specifically, the fluctuation confirmation unit 50 causes the voltage measurement unit 35 to measure the voltage before the load change by the load changing unit 25 and when the load is changed once and returned, and the amount of voltage fluctuation is Check if it is below the default value. More specifically, the fluctuation confirmation unit 50 uses, as the average voltage value, a voltage obtained by matching the measured voltage measured by the voltage measuring unit 35 with the filter voltage processed by the processing unit 40 or reversing the magnitude relationship. When a threshold value is set and the voltage measured by the voltage measuring unit 35 is included in this threshold value, it is determined that the amount of voltage fluctuation is equal to or less than a predetermined value, and the voltage measured in the threshold value is When not included, it is determined that the amount of voltage fluctuation exceeds a predetermined value.

演算部55は、電力が電圧の定数n乗(n=2〜4)に比例する特性曲線もしくは電流が電圧の(n−1)乗に比例する特性曲線に用いる比例定数を演算する。具体的には、演算部55は、負荷変更部25の指示に基づいて、比例定数を既定の倍率で変化させ、特性曲線の比例定数を計算する。より具体的には、演算部55は、比例定数を、1.4として計算する。比例定数の初期値は0であり、その後、mは、1から1ずつ増加していく。 The computing unit 55 computes a proportional constant used for a characteristic curve in which the power is proportional to the constant nth power of the voltage (n = 2 to 4) or a characteristic curve in which the current is proportional to the (n-1) th power of the voltage. Specifically, based on an instruction from the load changing unit 25, the calculation unit 55 changes the proportionality constant at a predetermined magnification, and calculates the proportionality constant of the characteristic curve. More specifically, the calculation unit 55 calculates the proportionality constant as 1.4 m . The initial value of the proportionality constant is 0, and then m increases from 1 to 1.

図5は、本実施形態に係る発電制御装置1により測定された電圧情報を表すグラフである。
図5を用いて、変動確認部50による、風速の変動量が既定値以下であるか否かの判定方法を説明する。
図5に例示するように、電圧測定部35は、風力発電機3により発電された電圧を測定し、電圧情報として記録する。電圧測定部35は、電圧情報として、測定電圧とフィルタ電圧とを記録する。変動確認部50は、前回の負荷を軽くした後に安定した電圧をαとし、今回、負荷を軽くした後に安定した電圧をβとし、その差β−αをAとする。変動確認部50は、αを基準値とし、βが、基準値から±A/4以内であれば、電圧の変動量が既定値以下である、すなわち、風速が負荷変更前と同じであると判定する。また、基準値から±A/4以内でない場合は、変動確認部50は、電圧の変動量が既定値を超える、つまり、風速が負荷変更前と変わっていると判定し、次の基準値はγではなく、風速が変わっていると判断された時点でのフィルタ電圧δとする。
FIG. 5 is a graph showing voltage information measured by the power generation control device 1 according to the present embodiment.
A method for determining whether or not the fluctuation amount of the wind speed is equal to or less than the predetermined value by the fluctuation confirmation unit 50 will be described with reference to FIG.
As illustrated in FIG. 5, the voltage measurement unit 35 measures the voltage generated by the wind power generator 3 and records it as voltage information. The voltage measurement unit 35 records the measurement voltage and the filter voltage as voltage information. The fluctuation confirmation unit 50 sets α as a stable voltage after reducing the previous load, β as the stable voltage after reducing the load this time, and A as the difference β−α. If the fluctuation confirmation unit 50 uses α as a reference value and β is within ± A / 4 from the reference value, the voltage fluctuation amount is equal to or less than a predetermined value, that is, the wind speed is the same as before the load change. judge. In addition, when it is not within ± A / 4 from the reference value, the fluctuation confirmation unit 50 determines that the voltage fluctuation amount exceeds the predetermined value, that is, the wind speed has changed from before the load change, and the next reference value is It is not γ but the filter voltage δ when it is determined that the wind speed has changed.

図6は、本実施形態に係る発電制御装置1による負荷増減の決定処理(S20)を説明するフローチャートである。
図6のフローチャートにおける負荷増減の決定処理(S20)は、負荷を軽くする処理をm回実施しているものとして説明する。
まず、負荷を軽くする処理について説明する。
ステップ200(S200)において、電力測定部10は、風力発電機3により発電された電力を測定し、電圧測定部35は、風力発電機3により発電された電圧を測定する。
ステップ205(S205)において、負荷判断部20は、負荷変更部25に、風力発電機3に対する負荷を一段軽くするよう指示する。負荷を一段軽くするとは、比例定数の乗数がm+1の場合を演算することであり、具体的には、負荷変更部25の指示により、演算部55は、現在の特性曲線の比例定数に基づいて、比例定数(1.4m+1)を演算し、負荷変更部25は、演算部55により計算された比例定数を設定する。
FIG. 6 is a flowchart illustrating the load increase / decrease determination process (S20) by the power generation control device 1 according to the present embodiment.
The load increase / decrease determination process (S20) in the flowchart of FIG. 6 will be described assuming that the process of reducing the load is performed m times.
First, a process for reducing the load will be described.
In step 200 (S200), the power measurement unit 10 measures the power generated by the wind power generator 3, and the voltage measurement unit 35 measures the voltage generated by the wind power generator 3.
In step 205 (S205), the load determination unit 20 instructs the load change unit 25 to further reduce the load on the wind power generator 3. To reduce the load by one step is to calculate the case where the multiplier of the proportional constant is m + 1. Specifically, according to the instruction of the load changing unit 25, the calculating unit 55 is based on the proportional constant of the current characteristic curve. The proportional constant (1.4 m + 1 ) is calculated, and the load changing unit 25 sets the proportional constant calculated by the calculating unit 55.

ステップ210(S210)において、発電安定判定部45は、負荷の変更直後の発電電圧の乱れが安定したか否かを判定する。具体的には、発電安定判定部45は、図5に示される電圧情報に基づき、発電が安定したか否かを判定する。発電制御装置1は、発電が安定したと判定した場合に、ステップ215の処理に移行し(S215:Yes)、発電制御装置1は、発電が安定するまでは、ステップ210の処理を繰り返す。   In step 210 (S210), the power generation stability determination unit 45 determines whether or not the disturbance of the power generation voltage immediately after the load change is stable. Specifically, the power generation stability determination unit 45 determines whether power generation is stable based on the voltage information shown in FIG. When the power generation control device 1 determines that the power generation is stable, the power generation control device 1 proceeds to the process of step 215 (S215: Yes), and the power generation control device 1 repeats the process of step 210 until the power generation is stabilized.

ステップ215(S215)において、電力比較部15は、負荷の変更前後で電力が増加しているか否かを判定する。具体的には、電力比較部15は、S200において、電力測定部10により測定された負荷変更前の電力と、電力測定部10により測定された現在の電力とを比較する。電力比較部15による比較の結果、負荷変更後の電力が負荷変更前の電力よりも増加した場合、発電制御装置1は、ステップ220の処理(S220:Yes)へ移行する。負荷変更後の電力が負荷変更前の電力よりも減少している場合もしくは変わらない場合は、発電制御装置1は、ステップ240の処理(S240:No)へ移行する。   In step 215 (S215), the power comparison unit 15 determines whether or not the power has increased before and after the load change. Specifically, in S <b> 200, the power comparison unit 15 compares the power before the load change measured by the power measurement unit 10 with the current power measured by the power measurement unit 10. As a result of the comparison by the power comparison unit 15, when the power after the load change is larger than the power before the load change, the power generation control device 1 proceeds to the process of step 220 (S <b> 220: Yes). When the power after the load change is less than the power before the load change or when it does not change, the power generation control device 1 proceeds to the process of step 240 (S240: No).

ステップ220(S220)において、負荷判断部20は、負荷変更部25に、負荷を一時的に一段階重くするよう指示する。すなわち、S220では、S205において、変更した負荷を戻している。一段重くするとは、比例定数の乗数がm+1−1の場合を演算することであり、具体的には、負荷変更部25は、S205において、変更した負荷を、S200以前の状態(比例定数は1.4)に戻す。
ステップ225(S225)において、発電安定判定部45は、S210と同様に、負荷の変更直後の発電電圧の乱れが安定したか否かを判定する。発電制御装置1は、発電が安定したと判定した場合にステップS230の処理に移行し(S230:Yes)、発電制御装置1は、発電が安定するまでは、ステップ225の処理を繰り返す。
In step 220 (S220), the load determining unit 20 instructs the load changing unit 25 to temporarily increase the load by one step. That is, in S220, the load changed in S205 is returned. To increase the weight one step is to calculate the case where the multiplier of the proportional constant is m + 1−1. Specifically, the load changing unit 25 changes the changed load in S205 to the state before S200 (the proportional constant is 1). Return to 4 m ).
In step 225 (S225), the power generation stability determination unit 45 determines whether or not the disturbance of the power generation voltage immediately after the load change is stable, as in S210. When the power generation control device 1 determines that the power generation is stable, the power generation control device 1 proceeds to the process of step S230 (S230: Yes), and the power generation control device 1 repeats the process of step 225 until the power generation is stabilized.

ステップ230(S230)において、負荷の変更前と、負荷を変更した後に、一旦負荷を変更前に戻した後とにおいて、風速に変化があるか否かを確認する。すなわち、S230において、電力が増加した原因が風速の変化によるものでないことを確認する。具体的には、変動確認部50は、負荷の変更前のS200において測定した電圧と比べて電圧の変動量が既定値以下であるか否かを確認する。電圧の変動量が既定値以下である場合、すなわち風速の変化がない場合に、発電制御装置1は、ステップ235の処理(S235:Yes)へ移行し、電圧の変動量が既定値を超える場合、すなわち、風速の変化があった場合に、発電制御装置1は、ステップ255の処理(S255:No)へ移行する。   In step 230 (S230), it is confirmed whether or not there is a change in the wind speed before the load is changed and after the load is changed and then the load is temporarily returned to the previous value. That is, in S230, it is confirmed that the cause of the increase in power is not due to a change in wind speed. Specifically, the fluctuation confirmation unit 50 confirms whether or not the fluctuation amount of the voltage is equal to or less than a predetermined value as compared with the voltage measured in S200 before the load change. When the voltage fluctuation amount is equal to or less than the predetermined value, that is, when there is no change in the wind speed, the power generation control device 1 proceeds to the process of step 235 (S235: Yes), and the voltage fluctuation amount exceeds the predetermined value. That is, when there is a change in the wind speed, the power generation control device 1 proceeds to the process of step 255 (S255: No).

ステップ235(S235)において、S230において電力の増加が風速の変化によるものではなく、負荷の変更によるものであることが確認できたので、負荷の変更を確定する。具体的には、負荷判断部20は、負荷変更部25に、一時的に重くした負荷を戻すよう指示する。重くした負荷を戻すとは、演算部55は、比例定数の乗数がm+1の場合を演算し、負荷変更部25は、演算部55により計算された比例定数を設定することでS205と同じ負荷(比例定数は1.4m+1)に戻すことである。
以上が負荷を1段軽くする処理である。
ステップ255(S255)において、S235と同様に、負荷判断部20は、負荷変更部25に、一時的に重くした負荷を戻すよう指示する。
In step 235 (S235), since it has been confirmed in S230 that the increase in power is not due to a change in wind speed but due to a change in load, the change in load is confirmed. Specifically, the load determining unit 20 instructs the load changing unit 25 to return the temporarily increased load. To return the heavier load, the calculation unit 55 calculates the case where the multiplier of the proportional constant is m + 1, and the load changing unit 25 sets the proportional constant calculated by the calculation unit 55 to set the same load as S205 ( The proportionality constant is 1.4 m + 1 ).
The above is the process for reducing the load by one step.
In step 255 (S255), as in S235, the load determination unit 20 instructs the load changing unit 25 to return the load that has been temporarily increased.

次に負荷を重くする処理について説明する。
S210、S215の処理を経て、ステップ240(S240)において、電力継続判定部30は、電力測定部10により測定される電力が既定時間の間、継続して減少しているか否かを判定する。
ステップ245(S245)において、電力継続判定部30は、既定時間の間、継続して電力が減少していると判定した場合は、発電制御装置1は、ステップ250の処理(Yes:S250)へ移行し、それ以外の場合は、発電制御装置1は、ステップ210の処理(No:S210)へ移行する。
ステップ250(S250)において、負荷判断部20は、負荷変更部25に、負荷を一段重くするよう指示する。具体的には、演算部55は、比例定数の乗数がm+1−1の場合を演算し、負荷変更部25は、演算部55により計算された比例定数(1.4)を設定する。
以上が負荷を一段重くする処理である。
負荷を重くする処理と軽くする処理を電力の増減に基づいて、繰り返すことにより安定的に高効率で電力を取り出せる制御特性を検出する。
Next, processing for increasing the load will be described.
Through steps S210 and S215, in step 240 (S240), the power continuation determination unit 30 determines whether or not the power measured by the power measurement unit 10 is continuously decreasing for a predetermined time.
In step 245 (S245), when the power continuation determination unit 30 determines that the power is continuously decreasing for a predetermined time, the power generation control device 1 proceeds to the process of step 250 (Yes: S250). Otherwise, the power generation control device 1 proceeds to the process of Step 210 (No: S210).
In step 250 (S250), the load determining unit 20 instructs the load changing unit 25 to increase the load by one level. Specifically, the calculation unit 55 calculates the case where the multiplier of the proportional constant is m + 1−1, and the load changing unit 25 sets the proportionality constant (1.4 m ) calculated by the calculation unit 55.
The above is the process for increasing the load one step.
By repeating the process of increasing the load and the process of reducing the load based on the increase / decrease in power, a control characteristic capable of stably and efficiently extracting power is detected.

また、本実施例では、図6のフローチャートにおいて、電力が減少している場合に電力継続判定部30により、電力が減少し続ける時間を測定しているが、これに限らず、電力が増加している場合にも電力継続判定部30により、電力が増加し続ける時間を測定し、増加時間が既定時間に達した場合に負荷を一時的に重くしてもよい。   In this embodiment, when the power is decreasing in the flowchart of FIG. 6, the power continuation determination unit 30 measures the time during which the power continues to decrease. However, the present invention is not limited to this, and the power increases. In this case, the power continuation determination unit 30 may measure the time during which the power continues to increase, and temporarily increase the load when the increase time reaches a predetermined time.

図7は、発電制御装置1による発電制御特性の選択状況、電圧測定値、及び電力測定値を示すグラフである。図7の発電制御特性の選択に示されるように、電力の増加を検出し続ける間は、負荷が軽くなる方向へ特性を選択し続けており、これ以上負荷を軽くしても電力の増加が認められず、安定的に発電が可能となる場合は、負荷の変更が行われなくなる。
図6のフローチャートに照らし合わせると、S200、S205、S210、S215、S220、S225、S230、S235の順に行われる処理が、1段階負荷を軽くするまでの処理であり、負荷を軽くすることにより電力が増加し続ける場合は、この処理を繰り返す。また、S200、S205、S210、S215、S240、S245、S250の順に行われる処理は、1段階負荷を重くするまでの処理である。負荷をこれ以上軽くしても電力の増加がみられない場合は、負荷を1段階軽くする処理と負荷を1段階重くする処理とを繰り返すようになる。
図8は、電圧−電力特性曲線を表し、図8に示されるように、発電制御装置1は、自動的に特性を切換え、最終的に高い電力を得られる特性周辺を選択していることがわかる。
FIG. 7 is a graph showing a selection state of power generation control characteristics by the power generation control device 1, a voltage measurement value, and a power measurement value. As shown in the selection of the power generation control characteristic in FIG. 7, while the increase in power is continuously detected, the characteristic is continuously selected in a direction in which the load becomes lighter. If it is not permitted and stable power generation is possible, the load will not be changed.
In light of the flowchart of FIG. 6, the processes performed in the order of S200, S205, S210, S215, S220, S225, S230, and S235 are processes until the one-stage load is reduced, and power is reduced by reducing the load. If this continues to increase, this process is repeated. In addition, the processes performed in the order of S200, S205, S210, S215, S240, S245, and S250 are processes until the one-stage load is increased. If no increase in power is observed even when the load is further reduced, the process of reducing the load by one level and the process of increasing the load by one level are repeated.
FIG. 8 shows a voltage-power characteristic curve. As shown in FIG. 8, the power generation control device 1 automatically switches the characteristic and selects a characteristic periphery that can finally obtain high power. Recognize.

発電制御装置1は、比例定数の初期値として、最も負荷が重い比例定数に基づいて、入力インピーダンスを設定する。具体的には、図8に示される特性曲線0の場合、つまり、比例定数の乗数が0の場合が最も重い負荷が設定された特性曲線である。最も重い負荷が設定された次回の負荷の変更については、負荷判断部20は、負荷を軽くする判断を行う。つまり、発電制御装置1は、負荷を軽くする方向に処理が進むように最初の負荷を設定することで、発電機に対して過負荷がかかるような方向に処理が進まないようにしている。   The power generation control device 1 sets the input impedance based on the proportional constant with the heaviest load as the initial value of the proportional constant. Specifically, in the case of the characteristic curve 0 shown in FIG. 8, that is, when the multiplier of the proportionality constant is 0, the characteristic curve is set with the heaviest load. For the next load change in which the heaviest load is set, the load determination unit 20 determines to reduce the load. In other words, the power generation control device 1 sets the initial load so that the process proceeds in the direction of reducing the load, thereby preventing the process from proceeding in a direction in which the generator is overloaded.

以上のように、発電制御装置1は、事前に風力発電機3の制御特性を開発時に風洞実験等により調査する必要はなく、風力発電機3を実際に運用していく中でその制御特性を自動的に検出し、検出した制御特性に基づいて風力発電機3により発電された電力を高効率で取り出すことが可能になる。すなわち、発電制御装置1は、風車の形状大きさを問わず、異なる風力発電機に接続しても、その制御特性を検出可能であり、汎用性を持ち、さらに開発時に風洞が必要ないため開発期間の短縮、コストの削減が可能である。また、発電制御装置1は、風力発電機が経年劣化等によりその制御特性に変化があった場合にも変化した制御特性に応じて電力を効率的に取り出す特性曲線を検出することが可能である。   As described above, the power generation control device 1 does not need to investigate the control characteristics of the wind power generator 3 in advance by a wind tunnel experiment or the like at the time of development. It is possible to automatically detect the electric power generated by the wind power generator 3 based on the detected control characteristics, and to take out with high efficiency. In other words, the power generation control device 1 can be developed regardless of the shape and size of the windmill even if it is connected to different wind power generators. The period can be shortened and the cost can be reduced. Further, the power generation control device 1 can detect a characteristic curve that efficiently extracts power according to the changed control characteristic even when the control characteristic of the wind power generator has changed due to aging or the like. .

本実施例では、演算部55が負荷変更部25により決定した負荷の増減に基づいて、比例定数を計算している場合を説明したが、これに限定するものではなく、例えば、負荷演算部55により予め計算された比例定数をテーブルとして用意しておき、負荷変更部25は、このテーブルの値を選択することにより、負荷を変更してもよい。
また、本発明では、発電機が風力発電である場合を説明したがこれに限定されるものではなく、タービン等により流体エネルギーにより発電させる発電機、例えば、火力発電機、水力発電機、潮力発電機でもよい。
In the present embodiment, the case has been described in which the calculating unit 55 calculates the proportionality constant based on the increase / decrease in the load determined by the load changing unit 25. However, the present invention is not limited to this. For example, the load calculating unit 55 The load changing unit 25 may change the load by selecting a value of this table by preparing a proportional constant calculated in advance as a table.
Further, in the present invention, the case where the generator is wind power generation has been described, but the present invention is not limited to this, and a generator that generates electricity by fluid energy by a turbine or the like, for example, a thermal power generator, a hydroelectric generator, a tidal power A generator may be used.

以上、本発明に係る実施形態について説明したが、これらに限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲内において、種々の変更、追加等が可能である。   As mentioned above, although embodiment which concerns on this invention was described, it is not limited to these, A various change, addition, etc. are possible within the range which does not deviate from the meaning of invention.

1 発電制御装置
3 風力発電機
5 バッテリー
10 電力測定部
15 電力比較部
20 負荷判断部
25 負荷変更部
30 電力継続判定部
35 電圧測定部
40 処理部
45 発電安定判定部
50 変動確認部
55 演算部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Power generation control apparatus 3 Wind generator 5 Battery 10 Electric power measurement part 15 Electric power comparison part 20 Load judgment part 25 Load change part 30 Electric power continuation determination part 35 Voltage measurement part 40 Processing part 45 Power generation stability determination part 50 Fluctuation confirmation part 55 Calculation part

Claims (10)

発電機により発電される電力を測定する電力測定部と、
前記発電機に発電される電力に関する負荷としての、コンバータの入力インピーダンスを変更する負荷変更部と、
前記電力測定部により測定された電力に基づいて、前記負荷変更部により入力インピーダンスを変更する前の電力と、前記負荷変更部により入力インピーダンスを変更した後の電力とを比較する電力比較部と、
前記電力比較部により比較した結果に基づいて、前記負荷変更部による変更を確定するか否かを判断する負荷判断部と
を有し、
前記負荷判断部は、入力インピーダンスの変更によって電力が増加した場合に、入力インピーダンスの変更を確定させ、入力インピーダンスの変更によって電力が増加しない場合に、変更した入力インピーダンスを元に戻させる
発電制御装置。
A power measuring unit for measuring the power generated by the generator;
As a load related to the power generated by the generator, a load changing unit that changes the input impedance of the converter ;
Based on the power measured by the power measuring unit, a power comparing unit that compares the power before changing the input impedance by the load changing unit and the power after changing the input impedance by the load changing unit,
A load determination unit that determines whether to confirm the change by the load change unit based on the result of comparison by the power comparison unit;
The load determination unit determines the change of the input impedance when the power increases due to the change of the input impedance, and returns the changed input impedance to the original when the power does not increase due to the change of the input impedance. > Power generation control device.
前記負荷判断部は、前記電力比較部により電力が増加していないと判断された場合に、前記負荷変更部に入力インピーダンスの変更を元に戻すよう指示し、
前記負荷変更部は、前記負荷判断部の指示に基づいて、一旦変更した入力インピーダンスを変更前に戻す
請求項1に記載の発電制御装置。
The load determining unit, when the power comparing unit determines that the power has not increased, instructs the load changing unit to undo the change of the input impedance ,
The power generation control device according to claim 1, wherein the load changing unit returns the input impedance that has been changed once before the change based on an instruction from the load determining unit.
前記発電機は、風力発電機であり、
前記負荷変更部による入力インピーダンスの変更前後における風速の変動量が既定値以下であるか否かを確認する変動確認部
をさらに有し、
前記負荷判断部は、前記変動確認部による確認結果に基づいて、前記負荷変更部に入力インピーダンスの変更を確定または変更前に戻させる
請求項2に記載の発電制御装置。
The generator is a wind generator;
A fluctuation confirmation unit for confirming whether or not the fluctuation amount of the wind speed before and after the change of the input impedance by the load changing unit is equal to or less than a predetermined value;
The power generation control device according to claim 2, wherein the load determination unit causes the load changing unit to confirm or return the change of the input impedance before the change based on the confirmation result by the variation confirmation unit.
前記風力発電機から発電される電圧を測定する電圧測定部
をさらに有し、
前記変動確認部は、前記負荷変更部による入力インピーダンスの変更前と、入力インピーダンスを一旦変更して戻した場合との電圧を、前記電圧測定部に測定させ、測定された電圧の変動を確認し、
前記負荷判断部は、前記変動確認部により、入力インピーダンスの変更前後における電圧の変動量が既定値以下であると判断された場合に、前記負荷変更部に入力インピーダンスの変更を確定するよう指示し、前記変動確認部により、入力インピーダンスの変更前後の電圧の変動量が既定値を超えると判断された場合に、前記負荷変更部に一旦変更した入力インピーダンスを変更前に戻すよう指示する
請求項3に記載の発電制御装置。
A voltage measuring unit for measuring a voltage generated from the wind power generator;
The fluctuation confirmation unit causes the voltage measurement unit to measure a voltage before the input impedance is changed by the load changing unit and when the input impedance is once changed and returned, and confirms the fluctuation of the measured voltage. ,
The load determination unit, by the change confirmation portion, when the amount of change of the voltage before and after change of the input impedance is determined to be less than the default value, instructed to commit the changes of the input impedance to the load changer When the fluctuation confirmation unit determines that the amount of voltage fluctuation before and after the change of the input impedance exceeds a predetermined value, the load change unit is instructed to return the changed input impedance to the one before the change. The power generation control device described in 1.
前記風力発電機から発電される電圧を測定する電圧測定部
をさらに有し、
前記負荷変更部による入力インピーダンスの変更後に、前記電圧測定部により測定される電圧に基づいて、前記発電機による発電が安定したか否かを判定する発電安定判定部
をさらに有し、
前記電力比較部は、前記発電安定判定部により、発電が安定したと判定された後に、電力を比較し、
前記変動確認部は、前記発電安定判定部により、発電が安定したと判定された後に、風速の変動量を確認する
請求項3に記載の発電制御装置。
Voltage measuring unit for measuring a voltage generated from the wind power generator
Further comprising
A power generation stability determination unit that determines whether the power generation by the generator is stable based on the voltage measured by the voltage measurement unit after the input impedance is changed by the load change unit;
The power comparison unit compares the power after the power generation stability determination unit determines that the power generation is stable,
The power generation control device according to claim 3, wherein the fluctuation confirmation unit confirms a fluctuation amount of the wind speed after the power generation stability determination unit determines that the power generation is stable.
前記電力測定部により測定される電力が既定時間の間、継続して減少または増加しているか否かを判定する電力継続判定部
をさらに有し、
前記負荷判断部は、前記電力継続判定部により、電力が既定時間の間、継続して減少または増加していると判断された場合に、入力インピーダンスを変更させるか否かを判断する
請求項1に記載の発電制御装置。
A power continuation determination unit that determines whether or not the power measured by the power measurement unit continuously decreases or increases during a predetermined time;
The load determination unit determines whether or not to change the input impedance when the power continuation determination unit determines that the power is continuously decreasing or increasing for a predetermined time. The power generation control device described in 1.
電力が電圧の定数n乗(nは2〜4)に比例する特性曲線もしくは電流が電圧の(n−1)乗に比例する特性曲線に用いる比例定数を演算する演算部
をさらに有し、
前記演算部は、計算された比例定数を既定の倍率で変化させ、
前記負荷変更部は、前記演算部により演算された比例定数に基づいて入力インピーダンスを変更する
請求項1に記載の発電制御装置。
An arithmetic unit that calculates a proportional constant used for a characteristic curve in which power is proportional to a constant nth power (n is 2 to 4) or a characteristic curve in which current is proportional to the (n-1) th power of a voltage;
The calculation unit changes the calculated proportionality constant at a predetermined magnification,
The power generation control device according to claim 1, wherein the load changing unit changes an input impedance based on a proportionality constant calculated by the calculating unit.
前記負荷変更部は、前記比例定数の初期値として、前記演算部により演算された最も負荷が重い比例定数に基づいて入力インピーダンスを設定する
請求項7に記載の発電制御装置。
The power generation control device according to claim 7, wherein the load changing unit sets an input impedance based on a proportional constant having the heaviest load calculated by the calculating unit as an initial value of the proportional constant.
発電機により発電される電力を測定するステップと、
前記発電機に発電される電力に関する負荷としての、コンバータの入力インピーダンスを変更するステップと、
測定された電力に基づいて、入力インピーダンスを変更する前の電力と、入力インピーダンスを変更した後の電力とを比較するステップと、
比較した結果に基づいて、入力インピーダンスの変更によって電力が増加した場合に、入力インピーダンスの変更を確定するステップと、
比較した結果に基づいて、入力インピーダンスの変更によって電力が増加しない場合に、変更した入力インピーダンスを元に戻すステップと
を有する発電制御方法。
Measuring the power generated by the generator;
Changing the input impedance of the converter as a load related to the power generated by the generator;
Based on the measured power, and comparing the previous power to change the input impedance, the power after changing the input impedance,
Based on the result of the comparison, when the power increases due to the change of the input impedance, the step of confirming the change of the input impedance;
And a step of restoring the changed input impedance when the power does not increase due to the change of the input impedance based on the comparison result .
発電機により発電される電力を測定するステップと、
前記発電機に発電される電力に関する負荷としての、コンバータの入力インピーダンスを変更するステップと、
測定された電力に基づいて、入力インピーダンスを変更する前の電力と、入力インピーダンスを変更した後の電力とを比較するステップと、
比較した結果に基づいて、入力インピーダンスの変更によって電力が増加した場合に、入力インピーダンスの変更を確定するステップと、
比較した結果に基づいて、入力インピーダンスの変更によって電力が増加しない場合に、変更した入力インピーダンスを元に戻すステップと
をコンピュータに実行させるプログラム。
Measuring the power generated by the generator;
Changing the input impedance of the converter as a load related to the power generated by the generator;
Based on the measured power, and comparing the previous power to change the input impedance, the power after changing the input impedance,
Based on the result of the comparison, when the power increases due to the change of the input impedance, the step of confirming the change of the input impedance;
A program for causing a computer to execute the step of restoring the changed input impedance when the power does not increase due to the change of the input impedance based on the comparison result .
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