JP6559563B2 - 風力発電用の出力制御装置 - Google Patents
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Description
前記発電機で発生する交流電力を直流電力に変換し、出力電力を最大電力点に追従させるMPPT制御を行うMPPT制御部と、
ピーク電力となるときの電圧レベルよりも小さい低電圧範囲では電圧が大きくなるほど電力が次第に大きくなり、ピーク電力となるときの電圧レベルよりも大きい高電圧範囲では電圧が大きくなるほど電力が次第に小さくなるように電圧と電力とを対応付けた基準特性が予め定められ、前記MPPT制御部の制御によって得られる出力電力の特性を、前記基準特性に変換する特性変換部と、
を有する。
本発明において、基準特性は、所定の電圧範囲でピーク電力となる特性であってもよい。このようにピーク電力となる電圧に幅をもたせることで、ピーク電力を出力し得る電圧範囲(損失が抑えられる電圧範囲)をある程度広く確保することができる。
本発明を具体化した実施例1について、図面を参照しつつ説明する。
図1には、実施例1に係る出力制御装置2を用いた風力発電装置1を示している。図1の風力発電装置1は、主として、風車100、発電機3、整流・昇圧部20、電気ブレーキ部30、降圧部40、バッテリ60、検出部91,92などを備えている。この風力発電装置1は、風車100の回転時に発電機3で電力を発生させ、所望の出力に変換した上でバッテリ60の充電や、外部出力端子62からの出力を行う装置として構成されている。
制御部10は、例えば、回転数センサ7によって検出される風車100の回転数が所定の発電開始回転数以上である場合に発電制御を行う。制御部10は、発電制御を行う場合、各スイッチ素子Sa1,Sb1,Sa2,Sb2,Sa3,Sb3に対し制御信号を出力し、整流・昇圧部20を三相昇圧チョッパ回路として動作させる。
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施例に限定されるものではなく、例えば次のような実施例も本発明の技術的範囲に含まれる。
(1)実施例1は、風車100として垂直軸型風車を例示したが、水平軸型風車であってもよい。発電機3の回転子に対して直接又は間接的に駆動力を与え得る風車であれば、公知のあらゆる種類の風車に適用することができる。
(2)実施例1では、特性変換部として、電気ブレーキ部30及び降圧部40を制御部10によって制御する構成を例示したが、基準特性に合わせた所望の出力電力に制御し得る回路構成であれば、図1、図2以外の構成を採用してもよい。
(3)実施例1では、MPPT制御部として、整流・昇圧部20を制御部10によって制御する構成を例示したが、発電機3のMPPT制御を行い得る回路構成であれば、図1、図2以外の構成を採用してもよい。
2…出力制御装置
3…発電機
7…回転数センサ(回転数検出部)
10…制御部(MPPT制御部、特性変換部)
20…整流・昇圧部(MPPT制御部)
30…電気ブレーキ部(特性変換部)
40…降圧部(特性変換部)
100…風車
Claims (3)
- 風車の回転時に発電する発電機と、
前記発電機で発生する交流電力を直流電力に変換し、出力電力を最大電力点に追従させるMPPT制御を行うMPPT制御部と、
ピーク電力となるときの電圧レベルよりも小さい低電圧範囲では電圧が大きくなるほど電力が次第に大きくなり、ピーク電力となるときの電圧レベルよりも大きい高電圧範囲では電圧が大きくなるほど電力が次第に小さくなるように電圧と電力とを対応付けた基準特性が予め定められ、前記MPPT制御部の制御によって得られる出力電力の特性を、前記基準特性に変換する特性変換部と、
を有する風力発電用の出力制御装置。 - 前記基準特性は、所定の電圧範囲でピーク電力となる特性である請求項1に記載の出力制御装置。
- 前記風車の回転数を検出する回転数検出部を備え、
前記MPPT制御部は、前記回転数検出部で検出された回転数に基づき、検出された回転数に対応する最大電力点となるように出力電力を調整し、
前記特性変換部は、前記基準特性として、所定の最大効率点電圧と、所定の最大出力電圧と、前記最大効率点電圧よりも低い電圧範囲において電圧が大きくなるほど電力が次第に大きくなる度合いを定めた電力上昇勾配と、前記最大効率点電圧よりも高い電圧範囲において電圧が大きくなるほど電力が次第に小さくなる度合いを定めた電力下降勾配とが予め設定され、前記MPPT制御部の制御により得られる出力電力の特性を、前記MPPT制御部の出力電力に応じて定まる最大効率点電力以下の範囲で前記基準特性に変換する請求項1又は請求項2に記載の出力制御装置。
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