JP6534569B2

JP6534569B2 - 風力発電システム

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Publication number: JP6534569B2
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Inventors: 康之藤田
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Description

この発明は風力発電システムに関し、特に、風車と発電機を備えた風力発電システムに関する。

風力発電システムは、風力によって回転駆動される風車と、風車によって回転駆動され、交流電力を発生する発電機とを備える。風力発電システムでは、風車の回転速度が過大になると風車が破損する恐れがあるので、風車の回転速度を制御する必要がある。

特許文献１には、発電機の出力電圧の周波数（すなわち風車の回転速度）が所定値よりも低い場合は発電機の負荷を減少させ、発電機の出力電圧の周波数が所定値よりも高い場合は発電機の負荷を増大させることにより、発電機の出力電圧の周波数を所定値に維持する風力発電の負荷調整装置が開示されている。

特許文献２には、風力発電機の制御用ＣＰＵ（central processing unit）が故障した場合に風力発電機の出力端子間を短絡して風車の回転を抑制するフェールセーフ起動部が開示されている。

特開昭６０−４３１００号公報特開２００８−１１８８０７号公報

しかし、特許文献１では、負荷調整装置が故障した場合には、風車の回転速度を制御することができなくなり、風車の回転速度が過大になる恐れがあった。また、特許文献２では、フェールセーフ起動部が故障した場合には、風車の回転速度を制御することができなくなり、風車の回転速度が過大になる恐れがあった。

それゆえに、この発明の主たる目的は、風車の回転速度が過大になる可能性が低い風力発電システムを提供することである。

この発明に係る風力発電システムは、風力によって回転駆動される風車と、風車によって回転駆動され、電力を発生する発電機と、各々が風車の回転速度に関連するパラメータを検出する複数のセンサと、それぞれ複数のセンサに対応して設けられ、各々が、対応するセンサによって検出されたパラメータが当該パラメータについて予め定められた停止条件を満たした場合に停止指令信号を出力する複数の制御装置と、複数の制御装置のうちの少なくとも１つの制御装置から停止指令信号が出力されたことに応じて風車の回転を停止させる制動装置とを備えたものである。

この発明に係る風力発電システムでは、複数組のセンサおよび制御装置を設けたので、１つ組のセンサまたは制御装置が故障した場合でも、他の組のセンサおよび制御装置によって制動装置を動作させることができる。したがって、風車の回転速度が過大になる可能性が低い風力発電システムを実現することができる。

この発明の実施の形態１による風力発電システムの構成を示すブロック図である。この発明の実施の形態２による風力発電システムの構成を示すブロック図である。図２に示した回転速度検出器の構成を示す図である。この発明の実施の形態３による風力発電システムの構成を示すブロック図である。図４に示した回転速度検出器の構成を示す図である。この発明の実施の形態４による風力発電システムの構成を示すブロック図である。この発明の実施の形態５による風力発電システムの構成を示すブロック図である。この発明の実施の形態６による風力発電システムの構成を示すブロック図である。この発明の実施の形態７による風力発電システムの構成を示すブロック図である。この発明の実施の形態８による風力発電システムの構成を示すブロック図である。この発明の実施の形態９による風力発電システムの構成を示すブロック図である。図１１に示した相互監視部の動作を示すフローチャートである。この発明の実施の形態１０による風力発電システムの構成を示すブロック図である。この発明の実施の形態１１による風力発電システムの構成を示すブロック図である。図１４に示したＣＰＵの動作を示すフローチャートである。

[実施の形態１]
図１は、この発明の実施の形態１による風力発電システムの構成を示すブロック図である。図１において、この風力発電システムは、風車１と、発電機２と、制動装置３と、複数（たとえば２つ）のセンサ４，５、複数（たとえば２つ）のＣＰＵ６，７、および複数（たとえば２つ）の駆動部８，９とを備える。

風車１は、複数のブレード、ナセル、支柱などを含み、風力によって回転駆動される。発電機２は、風車１によって回転駆動され、交流電力を発生する。制動装置３は、たとえば強風時に、風車１の回転を停止させる。制動装置３は、風車１の回転速度を機械的に低下させるディスクブレーキのような機械式ブレーキと、発電機２の負荷を増大させて風車１の回転速度を低下させる電気式ブレーキとのうちのいずれか一方のみを含んでいてもよいし、それらの両方を含んでいても構わない。制動装置３は、さらに、ブレードの角度、ナセルの方向などを制御して風車１の回転速度を低下させる手段を含んでいても構わない。

複数のセンサ４，５の各々は、風車１の回転速度に関連するパラメータを検出する。風車１の回転速度に関連するパラメータとしては、風車１の回転速度、風速、発電機２の出力電圧の周波数などがある。複数のセンサ４，５は、互いに異なるパラメータを検出してもよいし、同じパラメータを検出しても構わない。

複数のＣＰＵ６，７は、それぞれ複数のセンサ４，５に対応して設けられる。複数のＣＰＵ６，７の各々は、対応するセンサ４または５によって検出されたパラメータが当該パラメータについて予め定められた停止条件を満たした場合に停止指令信号ＳＴＰを出力する。

たとえば、ＣＰＵ６は、対応するセンサ４によって検出された風速がカットアウト風速を超えた場合に停止指令信号ＳＴＰを出力する。複数のＣＰＵ６，７の各々は、制御装置を構成する。ＣＰＵ７は、対応するセンサ５によって検出された風車１の回転速度が上限値を超えた場合に停止指令信号ＳＴＰを出力する。複数のＣＰＵ６，７の各々は、制御装置を構成する。

複数の駆動部８，９は、それぞれ複数のＣＰＵ６，７に対応して設けられる。複数の駆動部８，９の各々は、対応するＣＰＵ６または７から停止指令信号ＳＴＰが出力されたことに応じて制動装置３を制御し、風車１にブレーキを掛けさせて風車１の回転を停止させる。したがって、複数のＣＰＵ６，７のうちの少なくとも１つのＣＰＵから停止指令信号ＳＴＰが出力された場合は、制動装置３によって風車１の回転が停止される。

この実施の形態１では、複数組のセンサ、ＣＰＵ、および駆動部を設けたので、１組のセンサ、ＣＰＵ、および駆動部のうちのいずれかが故障した場合でも、他の組のセンサ、ＣＰＵ、および駆動部によって風車１の回転を停止させることができる。したがって、風車１の回転速度が過大になる可能性が低い風力発電システムを実現することができる。

[実施の形態２]
図２は、この発明の実施の形態２による風力発電システムの構成を示すブロック図であって、図１と対比される図である。図２において、この風力発電システムは、風車１、発電機２、機械式ブレーキ３Ａ、風速計４Ａ、回転速度検出器５Ａ、ＣＰＵ６，７、ドライバ８ａ，９ａ、およびリレー８ｂ，９ｂを備える。風車１および発電機２は、実施の形態１で説明した通りである。

機械式ブレーキ３Ａは、電磁ブレーキであり、電源ノードＮ１，Ｎ２を含む。電源ノードＮ１，Ｎ２間に電源電圧ＶＤＣを印加すると、機械式ブレーキ３Ａが解除され、風車１が回転し、発電機２によって交流電力が生成される。電源ノードＮ１，Ｎ２間への電源電圧ＶＤＣの印加を停止すると、機械式ブレーキ３Ａによって風車１の回転が停止され、発電機２による交流電力の生成が停止される。

風速計４Ａは、風車１が設置された場所における風速を検出し、その検出値を示す信号をＣＰＵ６に出力する。ＣＰＵ６は、風速計４Ａの出力信号に基づいて動作し、風速計４Ａによって検出された風速が所定のカットアウト風速（たとえば２５ｍ／ｓ）を超えた場合に停止指令信号ＳＴＰを出力する。

回転速度検出器５Ａは、風車１の回転速度を検出し、その検出値を示す信号φ１１をＣＰＵ７に出力する。ＣＰＵ７は、回転速度検出器５Ａの出力信号φ１１に基づいて動作し、回転速度検出器５Ａによって検出された風車１の回転速度が所定の上限値を超えた場合に停止指令信号ＳＴＰを出力する。回転速度の上限値は、風車１に障害が発生する回転速度よりも低い値に設定されている。

図３は、回転速度検出器５Ａの構成を示す図である。図３において、回転速度検出器５Ａは、風車１の回転に伴って回転する歯車１０と、近接センサ１１とを含む。近接センサ１１は、歯車１０の外周部に対向して設けられ、歯車１０の凸部１０ａに対向している場合は出力信号φ１１を「Ｈ」レベルにし、歯車１０の凹部１０ｂに対向している場合は出力信号φ１１を「Ｌ」レベルにする。風車１の回転速度が増大すると歯車１０の回転速度も増大し、出力信号φ１１のパルスの間隔が狭くなる。したがって、出力信号φ１１のパルスの間隔を検出することにより、風車１の回転速度を検出することができる。信号φ１１は、風車１の回転速度を示す信号となる。

図２に戻って、リレー８ｂは、電源電圧ＶＤＣのラインと機械式ブレーキ３Ａの電源ノードＮ１との間に接続されたスイッチと、そのスイッチを開／閉させるためのコイルとを含む。リレー８ｂは、ノーマリーオープン型リレーであり、コイルの端子間に電圧が印加されていない場合はスイッチが開き、コイルの端子間に電圧が印加されるとスイッチが閉じる。

リレー９ｂは、機械式ブレーキ３Ａの電源ノードＮ２と接地電圧ＧＮＤのラインとの間に接続されたスイッチと、そのスイッチを開／閉させるためのコイルとを含む。リレー９ｂは、ノーマリーオープン型リレーであり、コイルの端子間に電圧が印加されていない場合はスイッチが開き、コイルの端子間に電圧が印加されるとスイッチが閉じる。

ドライバ８ａは、対応するＣＰＵ６から停止指令信号ＳＴＰが出力されていない通常時は、リレー８ｂのコイルの端子間に電圧を印加し、対応するＣＰＵ６から停止指令信号ＳＴＰが出力された場合は、リレー８ｂのコイルの端子間に電圧を印加せずスイッチを開く。スイッチが開くと、機械式ブレーキ３Ａの電源ノードＮ１への電源電圧ＶＤＣの印加が停止されて機械式ブレーキ３Ａが動作し、風車１の回転が停止される。

ドライバ９ａは、対応するＣＰＵ７から停止指令信号ＳＴＰが出力されていない通常時は、リレー９ｂのコイルの端子間に電圧を印加し、対応するＣＰＵ７から停止指令信号ＳＴＰが出力された場合は、リレー９ｂのコイルの端子間に電圧を印加せずスイッチを開く。スイッチが開くと、機械式ブレーキ３Ａの電源ノードＮ２への接地電圧ＧＮＤの印加が停止されて機械式ブレーキ３Ａが動作し、風車１の回転が停止される。

次に、この風力発電システムの動作について説明する。風速がカットアウト風速よりも小さく、風車１の回転速度が上限値よりも小さい場合は、ＣＰＵ６，７から停止指令信号ＳＴＰは出力されず、ドライバ８ａ，９ａによってリレー８ｂ，９ｂのコイルに通電され、リレー８ｂ，９ｂのスイッチはともに閉じる。これにより、機械式ブレーキ３Ａの電源ノードＮ１，Ｎ２に電源電圧ＶＤＣおよび接地電圧ＧＮＤが印加され、機械式ブレーキ３Ａが解除され、風力によって風車１が回転駆動され、風車１によって発電機２が回転駆動されて交流電力が生成される。

風速がカットアウト風速を超えた場合は、ＣＰＵ６から停止指令信号ＳＴＰが出力され、ドライバ８ａによってリレー８ｂのコイルに通電されずリレー８ｂのスイッチが開く。これにより、機械式ブレーキ３Ａの電源ノードＮ１への電源電圧ＶＤＣの印加が停止され、機械式ブレーキ３Ａが動作して風車１の回転が停止され、発電機２による交流電力の生成が停止される。

風車１の回転速度が上限値を超えた場合は、ＣＰＵ７から停止指令信号ＳＴＰが出力され、ドライバ９ａによってリレー９ｂのコイルに通電されずリレー９ｂのスイッチが開く。これにより、機械式ブレーキ３Ａの電源ノードＮ２への接地電圧ＧＮＤの印加が停止され、機械式ブレーキ３Ａが動作して風車１の回転が停止され、発電機２による交流電力の生成が停止される。

風速がカットアウト風速を超え、かつ風車１の回転速度が上限値を超えた場合は、ＣＰＵ６，７の各々から停止指令信号ＳＴＰが出力され、ドライバ８ａ，９ａによってリレー８ｂ，９ｂのコイルに通電されずリレー８ｂ，９ｂのスイッチが開く。これにより、機械式ブレーキ３Ａの電源ノードＮ１，Ｎ２への電源電圧ＶＤＣおよび接地電圧ＧＮＤの印加が停止され、機械式ブレーキ３Ａが動作して風車１の回転が停止され、発電機２による交流電力の生成が停止される。

この実施の形態２では、風速計４Ａ、ＣＰＵ６、ドライバ８ａ、およびリレー８ｂのうちのいずれかが故障した場合でも、回転速度検出器５Ａ、ＣＰＵ７、ドライバ９ａ、およびリレー９ｂによって風車１の回転を停止することができる。逆に、回転速度検出器５Ａ、ＣＰＵ７、ドライバ９ａ、およびリレー９ｂのうちのいずれかが故障した場合でも、風速計４Ａ、ＣＰＵ６、ドライバ８ａ、およびリレー８ｂによって風車１の回転を停止することができる。したがって、風車１の回転速度が過大になる可能性が低い風力発電システムを実現することができる。

[実施の形態３]
図４は、この発明の実施の形態３による風力発電システムの構成を示すブロック図であって、図２と対比される図である。図４を参照して、この風力発電システムが図２の風力発電システムと異なる点は、風速計４Ａおよび回転速度検出器５Ａが回転速度検出器５Ｂで置換されている点である。

図５は、回転速度検出器５Ｂの構成を示す図である。図５において、回転速度検出器５Ｂは、風車１の回転に伴って回転する歯車１０と、２つの近接センサ１１，１２とを含む。近接センサ１１は、歯車１０の外周部に対向して設けられ、歯車１０の凸部１０ａに対向している場合は出力信号φ１１を「Ｈ」レベルにし、歯車１０の凹部１０ｂに対向している場合は出力信号φ１１を「Ｌ」レベルにする。近接センサ１２は、歯車１０の外周部に対向して設けられ、歯車１０の凸部１０ａに対向している場合は出力信号φ１２を「Ｈ」レベルにし、歯車１０の凹部１０ｂに対向している場合は出力信号φ１２を「Ｌ」レベルにする。近接センサ１１と１２は、所定の角度間隔で配置されている。

風車１の回転速度が増大すると歯車１０の回転速度も増大し、出力信号φ１１，φ１２の各々のパルスの間隔が狭くなる。したがって、出力信号φ１１，φ１２の各々のパルスの間隔を検出することにより、風車１の回転速度を検出することができる。信号φ１１，φ１２は、風車１の回転速度を示す信号となる。

図４に戻って、ＣＰＵ６は、回転速度検出器５Ｂの出力信号φ１１に基づいて動作し、回転速度検出器５Ｂによって検出された風車１の回転速度が所定の上限値を超えた場合に停止指令信号ＳＴＰを出力する。回転速度の上限値は、風車１に障害が発生する回転速度よりも低い値に設定されている。ＣＰＵ７は、回転速度検出器５Ｂの出力信号φ１２に基づいて動作し、回転速度検出器５Ｂによって検出された風車１の回転速度が所定の上限値を超えた場合に停止指令信号ＳＴＰを出力する。他の構成および動作は実施の形態２と同じであるので、その説明は繰り返さない。

この実施の形態３では、近接センサ１１、ＣＰＵ６、ドライバ８ａ、およびリレー８ｂのうちのいずれかが故障した場合でも、近接センサ１２、ＣＰＵ７、ドライバ９ａ、およびリレー９ｂによって風車１の回転を停止することができる。逆に、近接センサ１２、ＣＰＵ７、ドライバ９ａ、およびリレー９ｂのうちのいずれかが故障した場合でも、近接センサ１１、ＣＰＵ６、ドライバ８ａ、およびリレー８ｂによって風車１の回転を停止することができる。したがって、風車１の回転速度が過大になる可能性が低い風力発電システムを実現することができる。

[実施の形態４]
図６は、この発明の実施の形態４による風力発電システムの構成を示すブロック図であって、図２と対比される図である。図６を参照して、この風力発電システムが図２の風力発電システムと異なる点は、ＣＰＵ６，７がそれぞれＣＰＵ６Ａ，７Ａで置換され、ドライバ８ｃ，９ｃ、リレー８ｄ，９ｄ、整流回路３Ｂ、および抵抗素子３Ｃが追加されている点である。整流回路３Ｂおよび抵抗素子３Ｃは、電気式ブレーキを構成する。

ＣＰＵ６Ａは、風速計４Ａの出力信号に基づいて動作し、風速計４Ａによって検出された風速が所定のカットアウト風速（たとえば２５ｍ／ｓ）を超えた場合に、風車１に電気式ブレーキを掛けるための停止指令信号ＳＴＰＡを出力し、所定時間が経過して風車１の回転速度が低下した後に、風車１に機械式ブレーキ３Ａを掛けるための停止指令信号ＳＴＰを出力する。

ＣＰＵ７Ａは、回転速度検出器５Ａの出力信号に基づいて動作し、回転速度検出器５Ａによって検出された風車１の回転速度が所定の上限値を超えた場合に、風車１に電気式ブレーキを掛けるための停止指令信号ＳＴＰＡを出力し、風車１の回転速度が所定値よりも低下した後に、風車１に機械式ブレーキ３Ａを掛けるための停止指令信号ＳＴＰを出力する。

整流回路３Ｂは、発電機２によって生成された交流電圧を整流して直流電圧を生成し、その直流電圧を出力ノードＮ３，Ｎ４間に出力する。リレー８ｄは、ノードＮ３と抵抗素子３Ｃの一方端子との間に接続されたスイッチと、そのスイッチを開／閉させるためのコイルとを含む。リレー８ｄは、ノーマリークローズ型リレーであり、コイルの端子間に電圧が印加されていない場合はスイッチが閉じ、コイルの端子間に電圧が印加されるとスイッチが開く。

リレー９ｄは、ノードＮ３と抵抗素子３Ｃの一方端子との間に接続されたスイッチと、そのスイッチを開／閉させるためのコイルとを含む。リレー９ｄは、ノーマリークローズ型リレーであり、コイルの端子間に電圧が印加されていない場合はスイッチが閉じ、コイルの端子間に電圧が印加されるとスイッチが開く。抵抗素子３Ｃの他方端子は、ノードＮ４に接続される。

ドライバ８ｃは、対応するＣＰＵ６Ａから停止指令信号ＳＴＰＡが出力されていない通常時は、リレー８ｄのコイルの端子間に電圧を印加し、対応するＣＰＵ６Ａから停止指令信号ＳＴＰＡが出力された場合は、リレー８ｄのコイルの端子間に電圧を印加せずスイッチを閉じる。スイッチが閉じると、整流回路３Ｂの出力ノードＮ３，Ｎ４間に抵抗素子３Ｃが接続され、直流電力が抵抗素子３Ｃで消費されて電気ブレーキが掛けられ、風車１の回転速度が低減される。

ドライバ９ｃは、対応するＣＰＵ７Ａから停止指令信号ＳＴＰＡが出力されていない通常時は、リレー９ｄのコイルの端子間に電圧を印加し、対応するＣＰＵ７Ａから停止指令信号ＳＴＰＡが出力された場合は、リレー９ｄのコイルの端子間に電圧を印加せずスイッチを閉じる。スイッチが閉じると、整流回路３Ｂの出力ノードＮ３，Ｎ４間に抵抗素子３Ｃが接続され、直流電力が抵抗素子３Ｃで消費されて電気ブレーキが掛けられ、風車１の回転速度が低減される。

次に、この風力発電システムの動作について説明する。風速がカットアウト風速よりも小さく、風車１の回転速度が上限値よりも小さい場合は、ＣＰＵ６Ａ，７Ａから停止指令信号ＳＴＰＡ，ＳＴＰは出力されず、ドライバ８ａ，８ｃ，９ａ，９ｃによってリレー８ｂ，８ｄ，９ｂ，９ｄのコイルに通電され、リレー８ｂ，９ｂのスイッチはともに閉じ、リレー８ｄ，９ｄのスイッチはともに開く。これにより、抵抗素子３Ｃで電力は消費されず、風車１の回転速度は低減されない。また、機械式ブレーキ３Ａの電源ノードＮ１，Ｎ２に電源電圧ＶＤＣおよび接地電圧ＧＮＤが印加され、機械式ブレーキ３Ａが解除され、風力によって風車１が回転駆動され、風車１によって発電機２が回転駆動されて交流電力が生成される。

風速がカットアウト風速を超えた場合は、ＣＰＵ６Ａから停止指令信号ＳＴＰＡが出力され、ドライバ８ｃによってリレー８ｄのコイルに通電されず、リレー８ｄのスイッチが閉じ、抵抗素子３Ｃで電力が消費されて風車１の回転速度が低減される。所定時間が経過して風車１の回転速度が低下した後に、ＣＰＵ６Ａから停止指令信号ＳＴＰが出力され、ドライバ８ａによってリレー８ｂのコイルに通電されずリレー８ｂのスイッチが開く。これにより、機械式ブレーキ３Ａの電源ノードＮ１への電源電圧ＶＤＣの印加が停止され、機械式ブレーキ３Ａが動作して風車１の回転が停止され、発電機２による交流電力の生成が停止される。

風車１の回転速度が上限値を超えた場合は、ＣＰＵ７Ａから停止指令信号ＳＴＰＡが出力され、ドライバ９ｃによってリレー９ｄのコイルに通電されず、リレー９ｄのスイッチが閉じ、抵抗素子３Ｃで電力が消費されて風車１の回転速度が低減される。風車１の回転速度が所定値よりも低下すると、ＣＰＵ７Ａから停止指令信号ＳＴＰが出力され、ドライバ９ａによってリレー９ｂのコイルに通電されずリレー９ｂのスイッチが開く。これにより、機械式ブレーキ３Ａの電源ノードＮ２への接地電圧ＧＮＤの印加が停止され、機械式ブレーキ３Ａが動作して風車１の回転が停止され、発電機２による交流電力の生成が停止される。

風速がカットアウト風速を超え、かつ風車１の回転速度が上限値を超えた場合は、ＣＰＵ６Ａ，７Ａの各々から停止指令信号ＳＴＰＡが出力され、ドライバ８ｃ，９ｃによってリレー８ｄ，９ｄのコイルに通電されず、リレー８ｄ，９ｄのスイッチが閉じ、抵抗素子３Ｃで電力が消費されて風車１の回転速度が低減される。風車１の回転速度が所定値よりも低下すると、ＣＰＵ６，７の各々から停止指令信号ＳＴＰが出力され、ドライバ８ａ，９ａによってリレー８ｂ，９ｂのコイルに通電されずリレー８ｂ，９ｂのスイッチが開く。これにより、機械式ブレーキ３Ａの電源ノードＮ１，Ｎ２への電源電圧ＶＤＣおよび接地電圧ＧＮＤの印加が停止され、機械式ブレーキ３Ａが動作して風車１の回転が停止され、発電機２による交流電力の生成が停止される。

この実施の形態４では、風速計４Ａ、ＣＰＵ６Ａ、ドライバ８ａ，８ｃ、およびリレー８ｂ，８ｄのうちのいずれかが故障した場合でも、回転速度検出器５Ａ、ＣＰＵ７Ａ、ドライバ９ａ，９ｃ、およびリレー９ｂ，９ｄによって風車１の回転を停止することができる。逆に、回転速度検出器５Ａ、ＣＰＵ７Ａ、ドライバ９ａ，９ｃ、およびリレー９ｂ，９ｄのうちのいずれかが故障した場合でも、風速計４Ａ、ＣＰＵ６Ａ、ドライバ８ａ，８ｃ、およびリレー８ｂ，８ｄによって風車１の回転を停止することができる。したがって、風車１の回転速度が過大になる可能性が低い風力発電システムを実現することができる。

さらに、電気式ブレーキ（整流回路３Ｂおよび抵抗素子３Ｃ）によって風車１を減速させた後に機械式ブレーキ３Ａを動作させるので、機械式ブレーキ３Ａの摩耗を軽減し、機械式ブレーキ３Ａの長寿命化を図ることができる。

[実施の形態５]
実施の形態１では、２つのＣＰＵ６，７を設けたので、２つのＣＰＵ６，７のうちのいずれか一方のＣＰＵが故障した場合でも、他方のＣＰＵによって風車１の回転速度が過大になることを防止することができる。しかし、１つの電源回路から２つのＣＰＵ６，７に同じ電源電圧を供給している場合は、電源回路が故障すると２つのＣＰＵ６，７も故障し、風車１の回転速度が過大になる恐れがある。

たとえば、電源回路が故障して電源電圧が過大になった場合、２つのＣＰＵ６，７が過電圧によって故障してしまう。ＣＰＵ６または７が故障した場合、停止指令信号ＳＴＰが活性化レベルおよび非活性化レベルのうちのいずれのレベルにされるか分からない。２つのＣＰＵ６，７がともに故障して、停止指令信号ＳＴＰが非活性化レベルにされた場合（すなわち、停止指令信号ＳＴＰが出力されない場合）、風速が過大になっても風車１を停止させることができなくなる。この実施の形態５では、この問題の解決が図られる。

図７は、この発明の実施の形態５による風力発電システムの構成を示すブロック図であって、図１と対比される図である。図７を参照して、この風力発電システムが図１の風力発電システムと異なる点は、電源回路２１，２２が追加されている点である。電源回路２１は、ＣＰＵ６に電源電圧Ｖ１（３．３Ｖ）を供給する。電源回路２２は、ＣＰＵ７に電源電圧Ｖ２（５Ｖ）を供給する。ＣＰＵ６，７は、それぞれ電源電圧Ｖ１，Ｖ２によって駆動される。他の構成および動作は、実施の形態１と同じであるので、その説明は繰り返さない。

したがって、この実施の形態５では、実施の形態１と同じ効果が得られる他、２つの電源回路２１，２２のうちのいずれか一方の電源回路（たとえば２１）が故障した場合でも他方の電源回路（この場合は２２）によってＣＰＵ（この場合は７）の動作を継続させることができる。したがって、風車１の回転速度が過大になる可能性が低い風力発電システムを実現することができる。

なお、近年の電気回路では、互いに異なる複数の電源電圧Ｖ１，Ｖ２が使用されることが多く、複数の電源電圧Ｖ１，Ｖ２を出力する複数の電源回路２１，２２が設けられていることが多い。したがって、元々設けられている複数の電源回路２１，２２の出力電圧Ｖ１，Ｖ２をＣＰＵ６，７の電源電圧として使用すれば、別途電源回路を設ける必要がなく、低コスト化を図ることができる。

[実施の形態６]
図８は、この発明の実施の形態６による風力発電システムの構成を示すブロック図であって、図２と対比される図である。図８を参照して、この風力発電システムが図２の風力発電システムと異なる点は、電源回路２１，２２が追加されている点である。電源回路２１は、ＣＰＵ６に電源電圧Ｖ１（３．３Ｖ）を供給する。電源回路２２は、ＣＰＵ７に電源電圧Ｖ２（５Ｖ）を供給する。ＣＰＵ６，７は、それぞれ電源電圧Ｖ１，Ｖ２によって駆動される。他の構成および動作は、実施の形態２と同じであるので、その説明は繰り返さない。

したがって、この実施の形態６では、実施の形態２と同じ効果が得られる他、２つの電源回路２１，２２のうちのいずれか一方の電源回路（たとえば２１）が故障した場合でも他方の電源回路（この場合は２２）によってＣＰＵ（この場合は７）の動作を継続させることができ、風車１の回転速度が過大になることを防止することができる。

[実施の形態７]
実施の形態６では、電源回路２１，２２によって生成される電源電圧Ｖ１，Ｖ２をそれぞれＣＰＵ６，７に供給するので、電源回路２１，２２のうちのいずれか一方の電源回路が故障した場合でも、風車１の回転速度が過大になるを防止することができる。しかし、電源電圧Ｖ１，Ｖ２はＣＰＵ６，７以外の回路にも供給されるので、電源回路２１，２２の異常を早期に検出することが望ましい。この実施の形態７では、この問題の解決が図られる。

図９は、この発明の実施の形態７による風力発電システムの構成を示すブロック図であって、図８と対比される図である。図９を参照して、この風力発電システムが図８の風力発電システムと異なる点は、分圧器２３，２４が追加され、ＣＰＵ６，７がそれぞれＣＰＵ６Ｂ，７Ｂで置換されている点である。

分圧器２３は、電源回路２２で生成された電源電圧Ｖ２を分圧してモニタ電圧ＶＭ２を生成し、そのモニタ電圧ＶＭ２をＣＰＵ６Ｂに与える。分圧器２４は、電源回路２１で生成された電源電圧Ｖ１を分圧してモニタ電圧ＶＭ１を生成し、そのモニタ電圧ＶＭ１をＣＰＵ７Ｂに与える。

ＣＰＵ６Ｂは、ＣＰＵ６と同じ動作を行なう他、内蔵のＡＤ変換器によってモニタ電圧ＶＭ２をデジタル信号に変換し、そのデジタル信号に基づいて、電源電圧Ｖ２の電圧レベルが正常範囲内であるか否かを判別し、電源電圧Ｖ２の電圧レベルが正常範囲内でないと判別した場合は停止指令信号ＳＴＰをドライバ８ａに出力し、風車１の回転を停止させる。

ＣＰＵ７Ｂは、ＣＰＵ７と同じ動作を行なう他、内蔵のＡＤ変換器によってモニタ電圧ＶＭ１をデジタル信号に変換し、そのデジタル信号に基づいて、電源電圧Ｖ１の電圧レベルが正常範囲内であるか否かを判別し、電源電圧Ｖ１の電圧レベルが正常範囲内でないと判別した場合は停止指令信号ＳＴＰをドライバ９ａに出力し、風車１の回転を停止させる。他の構成および動作は、実施の形態６と同じであるので、その説明は繰り返さない。

この実施の形態７では、実施の形態６と同じ効果が得られる他、電源回路２１，２２の異常を早期に検出して風車１の回転を停止させることができる。

[実施の形態８]
図１０は、この発明の実施の形態８による風力発電システムの構成を示すブロック図であって、図１と対比される図である。図１０を参照して、この風力発電システムが図１の風力発電システムと異なる点は、ＣＰＵ６，７がそれぞれＣＰＵ６Ｃ，７Ｃで置換されている点である。

ＣＰＵ６Ｃは、ＣＰＵ６と同じ動作を行なう他、ＣＰＵ７Ｃが正常であるかどうかを監視し、ＣＰＵ７Ｃが正常でないと判別した場合は、停止指令信号ＳＴＰを駆動部８に出力する。ＣＰＵ７Ｃは、ＣＰＵ７と同じ動作を行なう他、ＣＰＵ６Ｃが正常であるかどうかを監視し、ＣＰＵ６Ｃが正常でないと判別した場合は、停止指令信号ＳＴＰを駆動部９に出力する。他の構成および動作は、実施の形態１と同じであるので、その説明は繰り返さない。

この実施の形態８では、実施の形態１と同じ効果が得られる他、ＣＰＵ６Ｃまたは７Ｃが故障した場合は風車１を停止させるので、強風などに起因して風車１の回転速度が過大になるよりも早い段階で風車１の回転を停止させることができる。

[実施の形態９]
図１１は、この発明の実施の形態９による風力発電システムの構成を示すブロック図であって、図２と対比される図である。図１１を参照して、この風力発電システムが図２の風力発電システムと異なる点は、ＣＰＵ６，７がそれぞれＣＰＵ６Ｃ，７Ｃで置換されている点である。

ＣＰＵ６Ｃ，７Ｃは、それぞれ相互監視部３１，３２を含む。相互監視部３１は、相互監視部３２と情報を授受することにより、ＣＰＵ７Ｃが正常であるか否かを判別する。ＣＰＵ６Ｃは、ＣＰＵ６と同じ動作を行なう他、相互監視部３１によってＣＰＵ７Ｃが正常でないと判別された場合は、停止指令信号ＳＴＰをドライバ８ａに出力する。

同様に、相互監視部３２は、相互監視部３１と情報を授受することにより、ＣＰＵ６Ｃが正常であるか否かを判別する。ＣＰＵ７Ｃは、ＣＰＵ７と同じ動作を行なう他、相互監視部３２によってＣＰＵ６Ｃが正常でないと判別された場合は、停止指令信号ＳＴＰをドライバ９ａに出力する。

図１２は、相互監視部３１の動作を示すフローチャートである。図１２のステップＳ１において相互監視部３１は、相互監視部３２からの信号ＲＱを受信したか否かを判別し、受信したと判別した場合はステップＳ２に進み、受信していないと判別した場合はステップＳ３に進む。信号ＲＱは、複数の文字を含む文字列である。

相互監視部３１は、ステップＳ２において信号ＡＮＳを相互監視部３２に送信した後、ステップＳ３において信号ＡＮＳの受信待ち状態（以下、ＡＮＳ受信待ち状態と称する）であるか否かを判別し、ＡＮＳ受信待ち状態でない場合はステップＳ４に進み、信号ＲＱを相互監視部３２に送信し、自身をＡＮＳ受信待ち状態にしてステップＳ１に戻る。信号ＡＮＳは、複数の文字を含む文字列である。

ステップＳ３においてＡＮＳ受信待ち状態であると判別した場合、相互監視部３１は、ステップＳ５において相互監視部３２からの信号ＡＮＳを受信したか否かを判別し、受信したと判別した場合はステップＳ６に進み、ＡＮＳ受信待ち状態を解除してリトライカウンタ(図示せず)のカウント値Ｃｒを０にリセットする。

ステップＳ５において相互監視部３２からの信号ＡＮＳを受信していないと判別した場合、相互監視部３１は、ステップＳ７においてＡＮＳ受信待ち状態になってから１秒経過したか否かを判別し、１秒経過していないと判別した場合はステップＳ１に戻る。

ステップＳ７においてＡＮＳ受信待ち状態になってから１秒経過したと判別した場合、相互監視部３１は、ステップＳ８においてカウント値Ｃｒをインクリメント（＋１）し、ステップＳ９においてカウント値Ｃｒが上限値ＣＨに到達したか否かを判別し、Ｃｒ＝ＣＨでないと判別した場合はステップＳ１に戻る。すなわち、信号ＲＱを送信したのに信号ＡＮＳの返信がない場合、あるいは文字化けが発生した場合は、タイムアウトが発生し、カウント値Ｃｒがインクリメントされる。

ステップＳ９においてＣｒ＝ＣＨであると判別した場合、相互監視部３１は、相手方のＣＰＵ７Ｃは異常であると判定し、ステップＳ１に戻る。相互監視部３２の動作は、相互監視部３１と同様であるので、その説明は繰り返さない。

この実施の形態９では、実施の形態２と同じ効果が得られる他、ＣＰＵ６Ｃまたは７Ｃが故障した場合は風車１を停止させるので、強風などに起因して風車１の回転速度が過大になるよりも早い段階で風車１の回転を停止させることができる。

[実施の形態１０]
実施の形態１では、たとえば一方の組のセンサ４、ＣＰＵ６、および駆動部８のうちのいずれかが故障した場合でも、風車１の回転速度が上限値を超えたときは、他方の組のセンサ５、ＣＰＵ７、および駆動部９によって風車１の回転を停止させることができる。しかし、一方の組のセンサ４、ＣＰＵ６、および駆動部８のうちのいずれかが故障した後に、さらに他方の組のセンサ５、ＣＰＵ７、および駆動部９のうちのいずれかが故障した場合には、風車１の回転を停止させることができず、強風時に風車１の回転速度が過大になる恐れがある。この実施の形態１０では、この問題の解決が図られる。

図１３は、この発明の実施の形態１０による風力発電システムの構成を示すブロック図であって、図１と対比される図である。図１３を参照して、この風力発電システムが図１の風力発電システムと異なる点は、ＣＰＵ６，７がそれぞれＣＰＵ６Ｄ，７Ｄで置換されている点である。

ＣＰＵ６Ｄ，７Ｄは、それぞれＣＰＵ６，７と同じ動作を行なう他、所定時間毎（たとえば２４時間毎）に制動テストを順次実行する。まずＣＰＵ６Ｄが制動テストを実行し、停止指令信号ＳＴＰを所定時間（たとえば１秒間）だけ出力し、センサ４の出力信号に基づいて、風車１の回転速度が十分に低下したか否かを判別する。ＣＰＵ６Ｄは、停止指令信号ＳＴＰに応答して風車１の回転速度が十分に低下した場合は、制動装置３によって正常にブレーキが掛けられたので正常動作検出信号を出力する。ＣＰＵ６Ｄは、停止指令信号ＳＴＰに応答して風車１の回転速度が十分に低下しない場合は、制動装置３によって正常にブレーキが掛けられていないので故障検出信号を出力する。

次に、ＣＰＵ７Ｄが制動テストを実行し、停止指令信号ＳＴＰを所定時間だけ出力し、センサ５の出力信号に基づいて、風車１の回転速度が十分に低下したか否かを判別しする。ＣＰＵ７Ｄは、停止指令信号ＳＴＰに応答して風車１の回転速度が十分に低下した場合は、制動装置３によって正常にブレーキが掛けられたので正常動作検出信号を出力する。ＣＰＵ７Ｄは、停止指令信号ＳＴＰに応答して風車１の回転速度が十分に低下しない場合は、制動装置３によって正常にブレーキが掛けられていないので故障検出信号を出力する。

ＣＰＵ６Ｄ，ＣＰＵ７Ｄによる制動テストの結果は、ＣＰＵ６Ｄ，ＣＰＵ７Ｄによって共有される。ＣＰＵ６Ｄ，ＣＰＵ７Ｄの両方から正常動作検出信号が出力された場合は、風力発電システムの運転が継続される。

ＣＰＵ６Ｄから故障検出信号が出力され、ＣＰＵ７Ｄから正常動作検出信号が出力された場合は、ＣＰＵ７Ｄから停止指令信号ＳＴＰが出力されて風車１の回転が停止され、風力発電システムの運転が停止される。

ＣＰＵ７Ｄから故障検出信号が出力され、ＣＰＵ６Ｄから正常動作検出信号が出力された場合は、ＣＰＵ６Ｄから停止指令信号ＳＴＰが出力されて風車１の回転が停止され、風力発電システムの運転が停止される。

ＣＰＵ６Ｄ，ＣＰＵ７Ｄの両方から故障検出信号が出力された場合は、たとえば発電機２の負荷が増大されて風車１の回転が停止され、風力発電システムの運転が停止される。他の構成および動作は、実施の形態１と同じであるので、その説明は繰り返さない。

この実施の形態１０では、実施の形態１と同じ効果が得られる他、ＣＰＵ６Ｄ，７Ｄが所定時間毎に制動テストを順次実行し、風車１の制動に関連する部分が故障していると判別した場合は風車１を停止させるので、強風などに起因して風車１の回転速度が過大になるよりも早い段階で風車１の回転を停止させることができる。

[実施の形態１１]
実施の形態１では、たとえば一方の組の風速計４Ａ、ＣＰＵ６、ドライバ８ａ、およびリレー８ｂのうちのいずれかが故障した場合でも、風車１の回転速度が上限値を超えたときは、他方の組の回転速度検出器５Ａ、ＣＰＵ７、ドライバ９ａ、およびリレー９ｂによって風車１の回転を停止させることができる。

たとえば、リレー８ｂのスイッチが短絡故障した場合、ＣＰＵ６によって機械式ブレーキ３Ａを動作させることができなくなる。しかし、リレー９ｂは正常に動作するので、ＣＰＵ７によって風車１の回転を停止させることは可能である。したがって、リレー８ｂの短絡故障に気付かずに風車１を運用する可能性があり、リレー８ｂの短絡故障は潜在故障となってしまう。

このような潜在故障を放置して風車１の運用を継続すると、さらに回転速度検出器５Ａ、ＣＰＵ７、ドライバ９ａ、およびリレー９ｂのうちのいずれかが故障した場合は、風車１の回転を停止させることができず、風車１の回転速度が過大になる恐れがある。この実施の形態１１では、この問題の解決が図られる。

図１４は、この発明の実施の形態１１による風力発電システムの構成を示すブロック図であって、図２と対比される図である。図１４を参照して、この風力発電システムが図１の風力発電システムと異なる点は、ＣＰＵ６，７がそれぞれＣＰＵ６Ｅ，７Ｅで置換されている点である。

ＣＰＵ６Ｅと７Ｅは、互いに情報の授受を行なう。ＣＰＵ６Ｅは、風速計４Ａの出力信号をＣＰＵ７Ｅに送信し、回転速度検出器５Ａの出力信号φ１１をＣＰＵ７Ｅから受信する。ＣＰＵ７Ｅは、回転速度検出器５Ａの出力信号φ１１をＣＰＵ６Ｅに送信し、風速計４Ａの出力信号をＣＰＵ６Ｅから受信する。

ＣＰＵ６Ｅ，７Ｅは、それぞれＣＰＵ６，７と同じ動作を行なう他、所定時間毎（たとえば２４時間毎）に制動テストを順次実行する。まずＣＰＵ６Ｅが制動テストを実行し、停止指令信号ＳＴＰを所定時間（たとえば１秒間）だけ出力し、ＣＰＵ７Ｅから送信された回転速度検出器５Ａの出力信号φ１１に基づいて、風車１の回転速度が十分に低下したか否かを判別する。ＣＰＵ６Ｅは、停止指令信号ＳＴＰに応答して風車１の回転速度が十分に低下した場合は、機械式ブレーキ３Ａが正常に動作したので正常動作検出信号を出力する。ＣＰＵ６Ｅは、停止指令信号ＳＴＰに応答して風車１の回転速度が十分に低下しない場合は、機械式ブレーキ３Ａが正常に動作しないので故障検出信号を出力する。

次に、ＣＰＵ７Ｅが制動テストを実行し、停止指令信号ＳＴＰを所定時間（たとえば１秒間）だけ出力し、回転速度検出器５Ａの出力信号φ１１に基づいて、風車１の回転速度が十分に低下したか否かを判別する。ＣＰＵ７Ｅは、停止指令信号ＳＴＰに応答して風車１の回転速度が十分に低下した場合は、機械式ブレーキ３Ａが正常に動作したので正常動作検出信号を出力する。ＣＰＵ７Ｅは、停止指令信号ＳＴＰに応答して風車１の回転速度が十分に低下しない場合は、機械式ブレーキ３Ａが正常に動作しないので故障検出信号を出力する。

ＣＰＵ６Ｅ，ＣＰＵ７Ｅによる制動テストの結果は、ＣＰＵ６Ｅ，ＣＰＵ７Ｅによって共有される。ＣＰＵ６Ｅ，ＣＰＵ７Ｅの両方から正常動作検出信号が出力された場合は、風力発電システムの運転が継続される。

ＣＰＵ６Ｅから故障検出信号が出力され、ＣＰＵ７Ｅから正常動作検出信号が出力された場合は、ＣＰＵ７Ｅから停止指令信号ＳＴＰが出力されて風車１の回転が停止され、風力発電システムの運転が停止される。

ＣＰＵ７Ｅから故障検出信号が出力され、ＣＰＵ６Ｅから正常動作検出信号が出力された場合は、ＣＰＵ６Ｅから停止指令信号ＳＴＰが出力されて風車１の回転が停止され、風力発電システムの運転が停止される。

ＣＰＵ６Ｅ，ＣＰＵ７Ｅの両方から故障検出信号が出力された場合は、たとえば、他のＣＰＵ(図示せず)によって発電機２の負荷が増大されて風車１の回転が停止され、風力発電システムの運転が停止される。

図１５は、ＣＰＵ６Ｅの制動テスト時の動作を示すフローチャートである。ＣＰＵ６Ｅは、風速計４Ａの出力信号に基づいて風速を検出するとともに、ＣＰＵ７Ｅから送信される回転速度検出器５Ａの出力信号φ１１に基づいて風車１の回転速度を検出する。

図１５において、ＣＰＵ６Ｅは、ステップＳ１１において前回の制動テストから所定時間（たとえば２４時間）経過するまで待機し、所定時間経過した場合はステップＳ１２に進む。ＣＰＵ６Ｅは、ステップＳ１２において風速が制動テストの実行可能範囲内であるか否かを判別し、実行可能範囲内でない場合はステップＳ１１に戻り、実行可能範囲内である場合はステップＳ１３に進む。ＣＰＵ６Ｅは、ステップＳ１３において風車１の回転速度が制動テストの実行可能範囲内であるか否かを判別し、実行可能範囲内でない場合はステップＳ１１に戻り、実行可能範囲内である場合はステップＳ１４に進む。

なお、風速が実行可能範囲よりも速い場合は、風車１の回転を停止させる必要があるので制動テストは延期され、風速が実行可能範囲よりも遅い場合は、風車１が十分に回転しないので制動テストは延期される。同様に、風車１の回転速度が実行可能範囲よりも速い場合は、風車１の回転を停止させる必要があるので制動テストは延期され、風車１の回転速度が実行可能範囲よりも遅い場合は、風車１が十分に回転していないので制動テストは延期される。

ステップＳ１４においてＣＰＵ６Ｅは、停止指令信号ＳＴＰを所定時間（たとえば１秒間）だけ出力する。次にＣＰＵ６Ｅは、ステップＳ１５において風車１の回転速度が十分に低下したか否かを判別し、回転速度が十分に低下したと判別した場合はステップＳ１６において正常動作検出信号を出力し、リトライカウンタ(図示せず)のカウント値Ｃｒを０にリセットしてステップＳ１１に戻る。

ステップＳ１５において風車１の回転速度が十分に低下していないと判別した場合、ＣＰＵ６Ｅは、ステップＳ１７においてカウント値Ｃｒをインクリメント（＋１）し、ステップＳ１８においてカウント値Ｃｒが上限値ＣＨに到達したか否かを判別し、Ｃｒ＝ＣＨでないと判別した場合はステップＳ１１に戻る。ステップＳ１８においてＣｒ＝ＣＨであると判別した場合、ＣＰＵ６Ｅは、故障検出信号を出力し、ステップＳ１１に戻る。

ＣＰＵ７Ｅの動作はＣＰＵ６Ｅの動作と同様である。ただし、ＣＰＵ７Ｅは、ＣＰＵ６Ｅから送信される風速計４Ａの出力信号に基づいて風速を検出するとともに、回転速度検出器５Ａの出力信号φ１１に基づいて風車１の回転速度を検出する。

この実施の形態１１では、実施の形態２と同じ効果が得られる他、ＣＰＵ６Ｅ，ＣＰＵ７Ｅが所定時間毎に制動テストを順次実行し、風車１の制動に関連する部分が故障していると判別した場合は風車１を停止させるので、強風などに起因して風車１の回転速度が過大になるよりも早い段階で風車１の回転を停止させることができる。

なお、上記実施の形態１〜１１を適宜組み合わせてもよいことは言うまでもない。
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１風車、２発電機、３制動装置、３Ａ機械式ブレーキ、３Ｂ整流回路、３Ｃ抵抗素子、４，５センサ、４Ａ風速計、５Ａ回転速度検出器、６，６Ａ〜６Ｅ，７，７Ａ〜７ＥＣＰＵ、８，９駆動部、８ａ，８ｃ，９ａ，９ｃドライバ、８ｂ，８ｄ，９ｂ，９ｄリレー、１０歯車、１０ａ凸部、１０ｂ凹部、１１，１２近接センサ、２１，２２電源回路、２３，２４分圧器、３１，３２相互監視部。

Claims

風力によって回転駆動される風車と、
前記風車によって回転駆動され、電力を発生する発電機と、
各々が前記風車の回転速度に関連するパラメータを検出する複数のセンサと、
それぞれ前記複数のセンサに対応して設けられ、各々が、対応するセンサによって検出されたパラメータが当該パラメータについて予め定められた停止条件を満たした場合に停止指令信号を出力する複数の制御装置と、
前記複数の制御装置のうちの少なくとも１つの制御装置から前記停止指令信号が出力されたことに応じて前記風車の回転を停止させる制動装置と、
それぞれ前記複数の制御装置に対応して設けられ、各々が、対応する制御装置に電源電圧を供給する複数の電源回路とを備え、
前記複数の電源回路から前記複数の制御装置に供給される複数の電源電圧は、互いに異なる電圧レベルを有し、
各制御装置は、他の制御装置に供給される電源電圧の電圧レベルが正常範囲内であるか否かを判別し、正常範囲内でないと判別した場合は前記停止指令信号を出力する、風力発電システム。
風力によって回転駆動される風車と、
前記風車によって回転駆動され、電力を発生する発電機と、
各々が前記風車の回転速度に関連するパラメータを検出する複数のセンサと、
それぞれ前記複数のセンサに対応して設けられ、各々が、対応するセンサによって検出されたパラメータが当該パラメータについて予め定められた停止条件を満たした場合に停止指令信号を出力する複数の制御装置と、
前記複数の制御装置のうちの少なくとも１つの制御装置から前記停止指令信号が出力されたことに応じて前記風車の回転を停止させる制動装置とを備え、
各制御装置は、他の制御装置が正常に動作しているか否かを監視し、他の制御装置が正常に動作していないと判別した場合は前記停止指令信号を出力する、風力発電システム。
風力によって回転駆動される風車と、
前記風車によって回転駆動され、電力を発生する発電機と、
各々が前記風車の回転速度に関連するパラメータを検出する複数のセンサと、
それぞれ前記複数のセンサに対応して設けられ、各々が、対応するセンサによって検出されたパラメータが当該パラメータについて予め定められた停止条件を満たした場合に停止指令信号を出力する複数の制御装置と、
前記複数の制御装置のうちの少なくとも１つの制御装置から前記停止指令信号が出力されたことに応じて前記風車の回転を停止させる制動装置とを備え、
前記複数の制御装置は、予め定められた時間毎に制動テストを順次実行し、
各制御装置は、前記制動テスト時には、前記停止指令信号を出力して前記風車の回転速度が低下するか否かを判別し、前記風車の回転速度が低下しない場合は故障検出信号を出力する、風力発電システム。
前記制動装置は、前記風車の回転速度を機械的に低下させる機械式ブレーキと、前記発電機の負荷を増大させて前記風車の回転速度を低下させる電気式ブレーキとのうちの少なくともいずれか一方のブレーキを含む、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の風力発電システム。
前記複数のセンサのうちの少なくとも１つのセンサは、前記パラメータとして風速を検出する風速計であり、
前記パラメータが前記予め定められた停止条件を満たした場合とは、前記風速が予め定められた風速値を超えた場合である、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の風力発電システム。
前記複数のセンサのうちの少なくとも１つのセンサは、前記パラメータとして前記風車の回転速度を検出する回転速度検出器であり、
前記パラメータが前記予め定められた停止条件を満たした場合とは、前記風車の回転速度が予め定められた回転速度値を超えた場合である、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の風力発電システム。
各制御装置は、他の制御装置から前記故障検出信号が出力された場合は、前記停止指令信号を出力して前記風車の回転を停止させる、請求項３に記載の風力発電システム。