JP7068949B2 - Output control device for wind power generator - Google Patents

Output control device for wind power generator Download PDF

Info

Publication number
JP7068949B2
JP7068949B2 JP2018126672A JP2018126672A JP7068949B2 JP 7068949 B2 JP7068949 B2 JP 7068949B2 JP 2018126672 A JP2018126672 A JP 2018126672A JP 2018126672 A JP2018126672 A JP 2018126672A JP 7068949 B2 JP7068949 B2 JP 7068949B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
power
generator
input voltage
output
voltage
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.)
Active
Application number
JP2018126672A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2020010424A (en
Inventor
広平 小野
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.)
NTN Corp
Original Assignee
NTN 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 NTN Corp filed Critical NTN Corp
Priority to JP2018126672A priority Critical patent/JP7068949B2/en
Priority to PCT/JP2019/026125 priority patent/WO2020009065A1/en
Publication of JP2020010424A publication Critical patent/JP2020010424A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7068949B2 publication Critical patent/JP7068949B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/38—Arrangements for parallely feeding a single network by two or more generators, converters or transformers
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P9/00—Arrangements for controlling electric generators for the purpose of obtaining a desired output
    • Y—GENERAL 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70—Wind energy
    • Y02E10/76—Power conversion electric or electronic aspects

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Control Of Eletrric Generators (AREA)

Description

この発明は、風速が速くなり過ぎたときに、風車にブレーキを掛ける風力発電装置の出力制御装置に関する。 The present invention relates to an output control device for a wind power generator that brakes a wind turbine when the wind speed becomes too high.

風速が速くなり、風車の回転速度が速くなり過ぎると、風車の強度的な安全等のため、風車にブレーキを掛けることが必要である。
従来、風車にブレーキを掛ける形式として、例えば図８に示すように、発電機３をリレー回路７１等で三相短絡させることにより、発電機３の内部抵抗により、電気的ブレーキに必要な熱を消費することが提案されている（例えば、特許文献１，２）。発電機３は、パワーコンディショナー５を介して系統８に接続されており、発電機３とパワーコンディショナー５との間に前記リレー回路７１が設けられる。 If the wind speed becomes high and the rotation speed of the wind turbine becomes too high, it is necessary to apply the brake to the wind turbine for the strength safety of the wind turbine.
Conventionally, as a form of applying a brake to a wind turbine, for example, as shown in FIG. 8, by short-circuiting the generator 3 in three phases with a relay circuit 71 or the like, the heat required for the electric brake is applied by the internal resistance of the generator 3. It has been proposed to consume (for example, Patent Documents 1 and 2). The generator 3 is connected to the system 8 via the power conditioner 5, and the relay circuit 71 is provided between the generator 3 and the power conditioner 5.

風車にブレーキを掛ける他の形式として、図９に示すように、発電機３の電力を抵抗７２に流すことにより、電気的ブレーキに必要な熱を消費する形式がある。抵抗７２の前段に降圧回路７３を設ける場合ある。 As another form of applying the brake to the wind turbine, as shown in FIG. 9, there is a form of consuming the heat required for the electric brake by passing the electric power of the generator 3 to the resistor 72. A step-down circuit 73 may be provided in front of the resistor 72.

特開２００２－３３９８５６号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2002-339856 特開２００８－５６１２号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2008-5612

風車の前記各ブレーキ形式は、いずれも、ブレーキ動作時に、系統への供給電力が失われるという課題がある。
また、発電機３の内部抵抗で制動のための電力を消費する形式(図８)は、発電機３に大電流が流れ、信頼性を損ねる恐れがある。
前記抵抗７２で電力消費する形式の場合(図９)は、電力消費のための抵抗７２に大きなものが必要であり、ブレーキシステムのコストが高い。 Each of the brake types of the wind turbine has a problem that the power supplied to the system is lost during the braking operation.
Further, in the type in which the electric power for braking is consumed by the internal resistance of the generator 3 (FIG. 8), a large current flows through the generator 3 and the reliability may be impaired.
In the case of the type in which power is consumed by the resistor 72 (FIG. 9), a large resistor 72 is required for power consumption, and the cost of the brake system is high.

この発明は、上記課題を解消するものであり、その目的は、風車のブレーキ動作時にも系統に優先的に電力を供給でき、かつブレーキ動作のために設けられる抵抗等の電力吸収手段が小さなもので済み、低コストの構成で風車のブレーキ動作を行わせることができる風力発電装置の出力制御装置を提供することである。 The present invention solves the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to preferentially supply electric power to the system even when the wind turbine brakes, and to have a small power absorbing means such as a resistor provided for the braking operation. The purpose is to provide an output control device for a wind power generator that can brake a wind turbine in a low-cost configuration.

この発明の風力発電装置の出力制御装置４は、風車１と、前記風車１の回転エネルギーを電気エネルギーに変換する発電機３とを備える風力発電装置において、直流の入力電圧Ｖ１が印加されると交流に変換して交流電力の系統８に供給し入力電圧Ｖ１が規定電圧Ｖ１０よりも高いときは入力電圧Ｖ１に係わらずに出力を規定電力に維持する特性を持つインバータ装置５と前記発電機３との間に介在する出力制御装置４であって、
前記発電機３から入力される交流の電力を直流に変換する整流手段２２と、
この整流手段２２に対して前記インバータ装置５と並列に接続された抵抗または蓄電手段からなる電力吸収手段３２と、
入力電圧Ｖ２が規定電圧Ｖ２０よりも高いときのみ前記電力吸収手段３２へ電流が流れることを許容する入力電圧規制手段３１とを備え、
この入力電圧規制手段３１の前記規定電圧Ｖ２０が前記インバータ装置５の前記規定電圧Ｖ１０よりも高い。 The output control device 4 of the wind power generator of the present invention is a wind power generator including a wind turbine 1 and a generator 3 that converts the rotational energy of the wind turbine 1 into electrical energy, and when a DC input voltage V1 is applied. The inverter device 5 and the generator having the characteristic of converting to AC and supplying it to the AC power system 8 and maintaining the output at the specified power regardless of the input voltage V1 when the input voltage V1 is higher than the specified voltage V10. It is an output control device 4 intervening between 3 and 3.
A rectifying means 22 that converts alternating current power input from the generator 3 into direct current, and
A power absorbing means 32 composed of a resistor or a storage means connected in parallel with the inverter device 5 to the rectifying means 22.
It is provided with an input voltage regulating means 31 that allows a current to flow to the power absorbing means 32 only when the input voltage V2 is higher than the specified voltage V20 .
The specified voltage V20 of the input voltage regulating means 31 is higher than the specified voltage V10 of the inverter device 5 .

この構成によると、風車１の回転により発電機３で発電されて整流手段２２で直流とされた電力は、インバータ装置５に入力され、ここで系統８に供給可能な交流に変換されて系統８に供給される。インバータ装置５は、入力電圧Ｖ１が規定電圧Ｖ１０よりも高いときは入力電圧Ｖ１に係わらずに出力を規定電力に維持する特性を持ち、風速が増速して発電機３の発電電圧がある程度高くなると、インバータ装置５から系統８へは規定電力が供給されることになる。常時は、この発電電圧の範囲で運転される。 According to this configuration, the electric power generated by the generator 3 by the rotation of the wind turbine 1 and converted into direct current by the rectifying means 22 is input to the inverter device 5 and converted into alternating current that can be supplied to the system 8 here. Is supplied to. The inverter device 5 has a characteristic that when the input voltage V1 is higher than the specified voltage V10, the output is maintained at the specified power regardless of the input voltage V1, the wind speed is increased, and the generated voltage of the generator 3 is increased to some extent. When the voltage becomes high, the specified power is supplied from the inverter device 5 to the system 8. It is always operated within this generated voltage range.

風速がさらに増し、風車１の回転速度が安全上で好ましくない程度まで上がると、発電機３で発電された電圧が、入力電圧規制手段３１の規定電圧Ｖ２０以上になる。この状態になると、発電電力の一部が、抵抗または蓄電手段からなる電力吸収手段３２に流れ、発電機３の負荷が増大する。そのため、風車１にブレーキ力が作用し、風車１の回転速度を安全が確保できる速度に保持し、あるいは停止し、風車１の強度的な安全が得られる。この電力吸収手段３２に電力が流れ、風車１の制動が行われる間も、インバータ装置５の規定電圧Ｖ１０は入力電圧規制手段３１の規定電圧Ｖ２０よりも低いため、インバータ装置５から系統８へ電力が供給される。また、制動時もインバータ装置５に電力が流れるため、制動時に電力吸収手段３２のみに電力消費させる構成に比べて、抵抗等の電力吸収手段３２が小さなもので済み、低コストの構成で風車１のブレーキ動作を行わせることができる。 When the wind speed further increases and the rotation speed of the wind turbine 1 rises to an unfavorable level in terms of safety, the voltage generated by the generator 3 becomes equal to or higher than the specified voltage V20 of the input voltage regulating means 31. In this state, a part of the generated power flows to the power absorbing means 32 including the resistor or the power storage means, and the load of the generator 3 increases. Therefore, a braking force acts on the wind turbine 1, and the rotational speed of the wind turbine 1 is maintained or stopped at a speed at which safety can be ensured, so that the strong safety of the wind turbine 1 can be obtained. Since the specified voltage V10 of the inverter device 5 is lower than the specified voltage V20 of the input voltage regulating means 31 even while the electric power flows through the power absorbing means 32 and the wind turbine 1 is braked, the inverter device 5 to the system 8 Power is supplied to the inverter. Further, since electric power flows through the inverter device 5 even during braking, the electric power absorbing means 32 such as a resistor can be smaller than the configuration in which only the electric power absorbing means 32 consumes electric power during braking, and the windmill 1 has a low cost configuration. Brake operation can be performed.

このように、入力電圧規制手段３１を設けることで、入力電圧Ｖ２が規定電圧Ｖ２０よりも高いときのみ電力吸収手段３２に電力が流れるようにし、またこの規定電圧Ｖ２０をインバータ装置５の規定電圧Ｖ１０よりも高くして、優先的にブレーキ時の電力をインバータ装置５に供給するようにしたため、風車１のブレーキ動作時であっても系統８への電力供給を保つことが可能となる。また、ブレーキ動作のために設けられる抵抗等の電力吸収手段３２が小さなもので済み、低コストの構成で風車１のブレーキ動作を行わせることができる。 In this way, by providing the input voltage regulating means 31, the electric power flows to the power absorbing means 32 only when the input voltage V2 is higher than the specified voltage V20, and the specified voltage V20 is specified by the inverter device 5 . Since the voltage is set higher than V10 and the power at the time of braking is preferentially supplied to the inverter device 5 , it is possible to maintain the power supply to the system 8 even during the braking operation of the wind turbine 1. .. Further, the power absorbing means 32 such as a resistor provided for the braking operation needs to be small, and the braking operation of the wind turbine 1 can be performed with a low cost configuration.

なお、この明細書において、「インバータ装置５」は、直流を交流に変換する機能を有するコントローラを言い、パワーコンディショナーおよびバッテリーチャージコントローラーを含む。バッテリーチャージコントローラーは、通常でバッテリーに供給する独立電源システムで使用される。
この発明において、前記「インバータ装置５」として、パワーコンディショナーを用いてもよい。この明細書において、「パワーコンディショナー」とは、直流で入力される発電電力を系統８に供給できる交流電力に変換する装置を言う。
現在、一般に小形風車１で使用されているパワーコンディショナーなどのインバータ装置５は、入力電圧に応じて系統８に供給可能な電力を規定するテーブル制御方式が主流であり、電圧が上昇するにつれて電力を多く取る設定を行っている。そのため、前記の「入力電圧Ｖ１が規定電圧Ｖ１０よりも高いときは入力電圧Ｖ１に係わらずに出力を規定電力に維持する」と言う特性は、一般的なパワーコンディショナーが持つ特性であり、特殊な構成のインバータ装置５は不要である。
なお、市販品のインバータ装置には、マップではなく規定電圧を供給すると系統側に電力を供給するものがある。保護機能については、そのインバータ装置も同様であり、電力が大きい場合は、出力電力は変わらないが入力の電圧を上げる。よって、このようなインバータ装置も使用可能である。 In this specification, the "inverter device 5" refers to a controller having a function of converting direct current into alternating current, and includes a power conditioner and a battery charge controller. Battery charge controllers are normally used in independent power systems that supply batteries.
In the present invention, a power conditioner may be used as the "inverter device 5". In this specification, the “power conditioner” refers to a device that converts generated power input by direct current into AC power that can be supplied to the system 8.
Currently, the mainstream of the inverter device 5 such as a power conditioner generally used in the small wind turbine 1 is a table control method that regulates the electric power that can be supplied to the system 8 according to the input voltage, and the electric power is increased as the voltage rises. It is set to take a lot. Therefore, the above-mentioned characteristic "when the input voltage V1 is higher than the specified voltage V10, the output is maintained at the specified power regardless of the input voltage V1" is a characteristic of a general power conditioner and is special. The inverter device 5 having such a configuration is unnecessary.
Some commercially available inverter devices supply power to the system side when a specified voltage is supplied instead of a map. The same applies to the inverter device for the protection function, and when the power is large, the output power does not change, but the input voltage is increased. Therefore, such an inverter device can also be used.

この発明において、前記整流手段２２で整流された電力を昇圧し出力側が前記インバータ装置５および前記入力電圧規制手段３１に接続される昇圧オンオフ可能な昇圧回路２１と、この昇圧回路２１を制御する昇圧制御手段２３とを備え、
この昇圧制御手段２３は、
前記風車１の回転数、発電機３の回転数、発電機３の発電電圧、発電機３の発電電力、発電機の入力エネルギー、および風速のうちのいずれかである風車状況値を監視し、この風車状況値が、風車１の動作の安全上で定められた閾値を超えるかまたは達したことを検出してブレーキ指令を出力するブレーキ開始条件判定手段２９と、前記ブレーキ指令に応答して前記昇圧回路２１に昇圧動作させる出力処理手段２８とを有していてもよい。 In the present invention, a booster circuit 21 that boosts the power rectified by the rectifying means 22 and whose output side is connected to the inverter device 5 and the input voltage regulating means 31 can be boosted on and off, and a booster that controls the booster circuit 21. Equipped with a control means 23
The boost control means 23 is
The wind turbine condition value, which is any one of the rotation speed of the wind turbine 1, the rotation speed of the generator 3, the power generation voltage of the generator 3, the power generation power of the generator 3, the input energy of the generator, and the wind speed, is monitored. The brake start condition determining means 29 that detects that the wind turbine condition value exceeds or reaches a threshold determined for the safety of the operation of the wind turbine 1 and outputs a brake command, and the brake command in response to the brake command. The booster circuit 21 may have an output processing means 28 for boosting operation.

この構成の場合、風速が風車１の安全上で好ましくない程度まで速くなって、風車１の回転数、発電機３の回転数、発電機３の発電電圧、発電機３の発電電力、発電機の入力エネルギー、および風速のうちのいずれかが閾値を超えるかまたは達すると、ブレーキ開始条件判定手段２９がブレーキ指令を出し、これに応答して出力処理手段が昇圧回路２１に昇圧動作を開始させる。
風車１に速度超過でブレーキを掛けるとき、前記昇圧が行われることで、インバータ装置５から系統８に供給される電力は、インバータ装置５の前記特性のために一定であるが、電力吸収手段３２に流れる電力は増大する。そのため、風車１を制動させる作用が高まり、風車１がより短時間で停止する。 In the case of this configuration, the wind speed becomes so fast that it is not preferable for the safety of the wind turbine 1, the rotation speed of the wind turbine 1, the rotation speed of the generator 3, the power generation voltage of the generator 3, the power generation of the generator 3, and the generator. When any of the input energy and the wind speed of the above exceeds or reaches the threshold value, the brake start condition determining means 29 issues a brake command, and in response to this, the output processing means causes the booster circuit 21 to start the boosting operation. ..
When the wind turbine 1 is braked at an excessive speed, the power supplied from the inverter device 5 to the system 8 due to the boosting is constant due to the characteristics of the inverter device 5, but the power absorbing means 32. The power flowing to the inverter increases. Therefore, the action of braking the wind turbine 1 is enhanced, and the wind turbine 1 stops in a shorter time.

なお、ブレーキ開始条件判定手段２９は、風車１の回転数、発電機３の回転数、発電機３の発電電圧、発電機３の発電電力、発電機の入力エネルギー、および風速のうち、複数種の監視を行い、いずれか一つ種類の風車状況値が閾値以上になるとブレーキ指令を出力するようにしてもよく、また複数種類の値が閾値以上にあることでブレーキ指令を出力するようにしてよい。
前記「閾値」は、風車１の回転数や発電機３の発電電圧等の個々に応じて定められる値である。 The brake start condition determining means 29 is a plurality of types among the rotation speed of the windmill 1, the rotation speed of the generator 3, the power generation voltage of the generator 3, the power generation of the generator 3, the input energy of the generator, and the wind speed. The brake command may be output when any one type of wind turbine condition value exceeds the threshold value, or the brake command may be output when multiple types of values are above the threshold value. good.
The "threshold value" is a value determined individually according to the rotation speed of the wind turbine 1, the power generation voltage of the generator 3, and the like.

この発明において、前記入力電圧規制手段３１が、降圧回路２１と、この降圧回路２１を制御する降圧制御手段３８とでなる構成であってもよい。
降圧回路２１を用いると、入力電圧Ｖ２が規定電圧Ｖ２０よりも高いときのみ電力を流す構成が、一般的な構成で得られる。 In the present invention, the input voltage regulating means 31 may be configured to include a step-down circuit 21 and a step-down control means 38 for controlling the step-down circuit 21.
When the step-down circuit 21 is used, a configuration in which power is passed only when the input voltage V2 is higher than the specified voltage V20 can be obtained in a general configuration.

この発明において、前記インバータ装置５が、入力電圧Ｖ１と出力電力の関係が定められたテーブルに従って出力電力を制御するテーブル制御手段５ｂを有していてもよい。
前述のように、現在一般的に用いられているインバータ装置５はテーブル制御形式が一般的であり、この一般的な構成のインバータ装置５をこの発明の風力発電装置の出力制御装置４に適用することができる。 In the present invention, the inverter device 5 may have a table control means 5b that controls the output power according to a table in which the relationship between the input voltage V1 and the output power is determined.
As described above, the inverter device 5 generally used at present generally has a table control type, and the inverter device 5 having this general configuration is applied to the output control device 4 of the wind power generation device of the present invention. be able to.

この発明の風力発電装置の出力制御装置は、風車と、前記風車の回転エネルギーを電気エネルギーに変換する発電機とを備える風力発電装置において、直流の入力電圧が印加されると交流に変換して交流電力の系統に供給し入力電圧が規定電圧よりも高いときは入力電圧に係わらずに出力を規定電力に維持する特性を持つインバータ装置と前記発電機との間に介在する出力制御装置であって、前記発電機から入力される交流の電力を直流に変換する整流手段と、この整流手段に対して前記インバータ装置と並列に接続された抵抗または蓄電手段からなる電力吸収手段と、入力電圧が規定電圧よりも高いときのみ前記電力吸収手段へ電流が流れることを許容する入力電圧規制手段とを備え、この入力電圧規制手段の前記規定電圧が前記インバータ装置の前記規定電圧よりも高いため、風車のブレーキ動作時にも系統に優先的に電力を供給でき、かつブレーキ動作のために設けられる抵抗等の電力吸収手段が小さなもので済み、低コストの構成で風車のブレーキ動作を行わせることができる。 The output control device of the wind power generator of the present invention is a wind power generator including a windmill and a generator that converts the rotational energy of the windmill into electrical energy, and converts it into AC when a DC input voltage is applied. It is an output control device that is interposed between the generator and the inverter device that supplies to the AC power system and has the characteristic of maintaining the output at the specified power regardless of the input voltage when the input voltage is higher than the specified voltage. The input voltage is a rectifying means for converting AC power input from the generator into DC, a power absorbing means composed of a resistor or a storage means connected in parallel with the inverter device for the rectifying means, and an input voltage. A wind turbine is provided with an input voltage regulating means that allows a current to flow to the power absorbing means only when the voltage is higher than the specified voltage, and the specified voltage of the input voltage regulating means is higher than the specified voltage of the inverter device. Power can be preferentially supplied to the system even during the braking operation, and the power absorbing means such as the resistance provided for the braking operation can be small, and the wind turbine can be braked with a low cost configuration. ..

この発明の一実施形態に係る出力制御装置を備えた風力発電装置の概略構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the schematic structure of the wind power generation apparatus provided with the output control apparatus which concerns on one Embodiment of this invention. 同風力発電装置の概念構成例のブロック図である。It is a block diagram of the conceptual configuration example of the wind power generation device. 同実施形態に係る出力制御装置を用いた場合のテーブル制御手段における入力電圧と出力電圧の関係例を示図である。It is a figure shows an example of the relationship between the input voltage and the output voltage in the table control means when the output control device which concerns on the same embodiment is used. 同出力制御装置の昇圧回路の昇圧制御の一例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows an example of the boost control of the boost circuit of the output control device. 同出力制御装置の入力電圧規制手段の電圧一定制御の一例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows an example of voltage constant control of the input voltage regulation means of the output control apparatus. 垂直型風車の一例を示す正面図である。It is a front view which shows an example of a vertical wind turbine. 図４の VII－VII 線断面図である。FIG. 6 is a sectional view taken along line VII-VII of FIG. 従来の風力発電装置における電気的なブレーキの一例の概念構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the conceptual composition of an example of an electric brake in a conventional wind power generation device. 従来の風力発電装置における電気的なブレーキの他の例の概念構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the conceptual composition of another example of an electric brake in a conventional wind power generation device.

この発明の一実施形態を図１ないし図７と共に説明する。図１は、この出力制御装置を備えた風力発電装置の一例を示す。この風力発電装置は、風のエネルギーを回転エネルギーに変換する風車１と、風車１の主軸２にカップリング（図示せず）等で連結されて風車１の回転エネルギーを電気エネルギーに変換する発電機３と、この発電機３と系統８の間に介在するインバータ装置であるパワーコンディショナー５とを備え、前記発電機３とパワーコンディショナー５との間に、この実施形態に係る出力制御装置４が介在する。
発電機３は、例えば三相同期発電機である。系統８は交流商用電力系統等の交流電力の系統である。発電機３および系統８は、三相と単相のいずれでも良く、また発電機３と系統８のいずか片方が三相、もう片方が単相であってもよいが、図２に示す例はいずれも三相である例を示す。風車１と発電機３との間に増速機（図示せず）を備えていてもよい。 An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 7. FIG. 1 shows an example of a wind power generation device equipped with this output control device. This wind power generator is a generator that converts the rotational energy of the wind turbine 1 into electrical energy by being connected to the main shaft 2 of the wind turbine 1 by a coupling (not shown) or the like with the wind turbine 1 that converts the wind energy into rotational energy. 3 and a power conditioner 5 which is an inverter device interposed between the generator 3 and the system 8 are provided, and an output control device 4 according to this embodiment is interposed between the generator 3 and the power conditioner 5. do.
The generator 3 is, for example, a three-phase synchronous generator. The system 8 is an AC power system such as an AC commercial power system. The generator 3 and the system 8 may be either three-phase or single-phase, and one of the generator 3 and the system 8 may be three-phase and the other may be single-phase, as shown in FIG. The examples show examples that are all three-phase. A speed increaser (not shown) may be provided between the wind turbine 1 and the generator 3.

＜風車１＞
風車１は、垂直軸風車および水平軸風車（プロペラ型風車）のいずれでもよいが、この例では図６，７に一例を示す垂直軸型風車が用いられている。この垂直軸型の風車１は、主軸２の回りに上下方向に延びる複数の羽根１１がアーム１２を介して取付けられて回転翼１３を構成し、主軸２が軸受１４を介してフレーム１５に支持されている。各羽根１１は、羽根本体１１ａの上下両端にウイングレット１１ｂが設けられている。なお、主軸２は、図１では模式化のために水平姿勢で図示している。 <Windmill 1>
The wind turbine 1 may be either a vertical axis wind turbine or a horizontal axis wind turbine (propeller type wind turbine), but in this example, the vertical axis type wind turbine shown in FIGS. 6 and 7 is used. In this vertical axis type wind turbine 1, a plurality of blades 11 extending in the vertical direction around the spindle 2 are attached via an arm 12 to form a rotary blade 13, and the spindle 2 is supported by a frame 15 via a bearing 14. Has been done. Each blade 11 is provided with winglets 11b at both upper and lower ends of the blade body 11a. The spindle 2 is shown in a horizontal posture in FIG. 1 for the sake of modeling.

＜パワーコンディショナー５＞
パワーコンディショナー５は、直流で入力される発電電力を交流電力の系統８に供給可能な交流電力に変換する装置である。
図２に示すように、パワーコンディショナー５は、入力された直流電力を交流電力に変換するインバータ５ａと、テーブル制御手段５ｂとを備え、テーブル制御手段５ｂの機能により、入力電圧Ｖ１が規定電圧Ｖ１０よりも高いときは入力電圧Ｖ１に係わらずに出力を規定電力に維持する特性を持つ。テーブル制御手段５ｂは、この他にＤＣ／ＤＣコンバータ、および出力電流を系統８の位相に整合させる位相調整手段（いずれも図示せず）を有する。 <Power conditioner 5>
The power conditioner 5 is a device that converts the generated power input by direct current into AC power that can be supplied to the AC power system 8.
As shown in FIG. 2, the power conditioner 5 includes an inverter 5a for converting input DC power into AC power and a table control means 5b, and the input voltage V1 is set to a specified voltage V1 by the function of the table control means 5b. When it is higher than 0 , it has a characteristic of maintaining the output at the specified power regardless of the input voltage V1. The table control means 5b also has a DC / DC converter and a phase adjusting means (neither shown) for matching the output current with the phase of the system 8.

＜テーブル制御手段５ｂ＞
テーブル制御手段５ｂは、図３に示す入力電圧Ｖ１と出力電力の関係を定めたテーブルを有し、このテーブルに従って出力電力を制御する。同図のテーブルでは、零から規定電圧（「定格電圧」と称する場合がある）Ｖ１０までは、入力電圧Ｖ１が高くなるに従って大きくなり、入力電圧Ｖ１が規定電圧Ｖ１０を超えると、入力電圧Ｖ１が高くなっても出力電力が規定電力のまま一定となるように定められている。テーブル制御手段５ｂによる電力の制御は、インバータ５ａのＰＷＭ制御等で行う。出力する交流は、単相交流であっても、三相交流であっても良いが、図２は三相交流の場合の例を示している。 <Table control means 5b>
The table control means 5b has a table in which the relationship between the input voltage V1 and the output power shown in FIG. 3 is defined, and the output power is controlled according to this table. In the table shown in the figure, the voltage from zero to the specified voltage (sometimes referred to as “rated voltage”) V10 increases as the input voltage V1 increases, and when the input voltage V1 exceeds the specified voltage V10 , the input voltage It is stipulated that the output power remains constant as the specified power even when V1 becomes high. The power is controlled by the table control means 5b by PWM control of the inverter 5a or the like. The alternating current to be output may be a single-phase alternating current or a three-phase alternating current, but FIG. 2 shows an example in the case of a three-phase alternating current.

＜出力制御装置４の概要＞
図１において、出力制御装置４は、発電機から入力される交流の電力を直流に変換する整流手段２２と、昇圧回路２１と、昇圧回路２１に対してパワーコンディショナー５と並列に接続された電力吸収手段３２と、入力電圧Ｖ２が規定電圧Ｖ２０よりも高いときのみ前記電力吸収手段３２へ電流が流れることを許容する入力電圧規制手段３１とを備える。 <Overview of output control device 4>
In FIG. 1, the output control device 4 includes a rectifying means 22 that converts AC power input from a generator into DC, a booster circuit 21, and electric power connected in parallel to the booster circuit 21 with a power conditioner 5. The absorbing means 32 is provided with an input voltage regulating means 31 that allows a current to flow to the power absorbing means 32 only when the input voltage V2 is higher than the specified voltage V20 .

＜電力吸収手段３２等＞
整流手段２２は、この例では昇圧回路２１の一部として設けられている。昇圧回路２１は昇圧制御手段２３によって制御される。
電力吸収手段３２は、抵抗、いわゆるダンプ抵抗からなるが、蓄電池であってもよい。 入力電圧規制手段３１は、降圧回路３３と、この降圧回路３３を制御する降圧制御手段３８とで構成される。
入力電圧規制手段３１の規定電圧Ｖ２０は、パワーコンディショナー５の前記規定電圧Ｖ１０よりも高く設定されている。例えば、パワーコンディショナー５の規定電圧Ｖ１０が３５０Ｖであると、入力電圧規制手段３１の規定電圧Ｖ２０３５５Ｖとされ、５Ｖの電圧差が設定される。 <Power absorption means 32, etc.>
The rectifying means 22 is provided as part of the booster circuit 21 in this example. The booster circuit 21 is controlled by the booster control means 23.
The power absorbing means 32 includes a resistor, a so-called dump resistor, but may be a storage battery. The input voltage regulating means 31 includes a step-down circuit 33 and a step-down control means 38 for controlling the step-down circuit 33.
The specified voltage V20 of the input voltage regulating means 31 is set higher than the specified voltage V10 of the power conditioner 5 . For example, when the specified voltage V10 of the power conditioner 5 is 350V, the specified voltage V2 0 355V of the input voltage regulating means 31 is set, and a voltage difference of 5V is set.

＜昇圧回路２１等＞
図２において、整流回路２２は、ダイオードを用いたブリッジ回路等で構成される。
昇圧回路３１は、昇圧オンオフおよび昇圧の程度が可変の回路であり、チョッパ回路等で構成される。図示の例では、正側回路部とアース側回路部との間に、スイッチングトラジスタ等のスイッチング素子２６とコンデンサ２７とが並列に接続され、正側回路部におけるスイッチング素子２６とコンデンサ２７との間にダイオード２５が設けられ、スイッチング素子２６よりも上流側にインダクタンス素子４５が設けられている。スイッチング素子２６をＰＷＭ制御等で開閉制御することで、出力電力や入力電圧Ｖ２の制御が可能である。 <Booster circuit 21 etc.>
In FIG. 2, the rectifier circuit 22 is composed of a bridge circuit or the like using a diode.
The booster circuit 31 is a circuit in which the boost on / off and the degree of boost are variable, and is composed of a chopper circuit or the like. In the illustrated example, a switching element 26 such as a switching transducer and a capacitor 27 are connected in parallel between the positive circuit unit and the ground side circuit unit, and the switching element 26 and the capacitor 27 in the positive circuit unit are connected. A diode 25 is provided between them, and an inductance element 45 is provided on the upstream side of the switching element 26. By controlling the opening and closing of the switching element 26 by PWM control or the like, it is possible to control the output power and the input voltage V2.

＜昇圧制御手段２３＞
昇圧制御手段２３は、ブレーキ開始条件判定手段２９と、このブレーキ開始条件判定手段２９から出力されるブレーキ指令ａに応答して昇圧回路２１に昇圧動作させる出力処理手段２８とを有する、 <Boost control means 23>
The boost control means 23 includes a brake start condition determining means 29 and an output processing means 28 that causes the boosting circuit 21 to perform a boosting operation in response to the brake command a output from the brake start condition determining means 29.

＜ブレーキ開始条件判定手段２９＞
ブレーキ開始条件判定手段２９は、風車１の回転数、発電機３の回転数、発電機３の発電電圧、発電機３の発電電力、発電機の入力エネルギー、および風速のうちのいずれかである風車状況値を監視し、この風車状況値が、風車１の動作の安全上で定められた閾値を超えるかまたは達したことを検出して前記ブレーキ指令ａを出力する。前記閾値は、風車回転数であるか発電電圧であるか等の風車状況値の種類に応じて定められる。
ブレーキ開始条件判定手段２９は、風車１または発電機３の回転数が閾値を超過したことを判定する風車／発電機回転数超過判定部２９ａと、発電機３の発電電圧が閾値を超過したことを判定する発電電圧超過判定部２９ｂと、発電機３の発電電力が閾値を超過したことを判定する発電電圧超過判定部２９ｃと、風速計（図示せず）で検出される風速が閾値を超過したことを判定する風速超過判定部２９ｄとを有する。ブレーキ開始条件判定手段２９は、前記各判定部２９ａ～２９ｄのいずれか１一つ、またはいずれか複数の判定部２９ａ～２９ｄが超過したと判定したとき、前記ブレーキ指令ａを出力する。 <Brake start condition determination means 29>
The brake start condition determining means 29 is any one of the rotation speed of the wind turbine 1, the rotation speed of the generator 3, the power generation voltage of the generator 3, the power generation of the generator 3, the input energy of the generator, and the wind speed. The wind turbine condition value is monitored, and it is detected that the wind turbine condition value exceeds or reaches a threshold value determined for the safety of the operation of the wind turbine 1, and the brake command a is output. The threshold value is determined according to the type of wind turbine condition value such as whether it is the wind turbine rotation speed or the generated voltage.
The brake start condition determining means 29 has the wind turbine / generator rotation speed exceeding determination unit 29a for determining that the rotation speed of the wind turbine 1 or the generator 3 has exceeded the threshold value, and the power generation voltage of the generator 3 has exceeded the threshold value. The power generation voltage excess determination unit 29b for determining the above, the power generation voltage excess determination unit 29c for determining that the generated power of the generator 3 exceeds the threshold value, and the wind speed detected by the wind speed meter (not shown) exceed the threshold value. It has a wind speed excess determination unit 29d for determining that the power has been generated. The brake start condition determination means 29 outputs the brake command a when it is determined that any one of the determination units 29a to 29d or any one of the plurality of determination units 29a to 29d is exceeded.

＜出力処理手段２８＞
出力処理手段２８は、前記ブレーキ指令ａに応答して昇圧回路２１に昇圧動作させるときに、主回路部である昇圧回路２１の入力電圧を制御する入力電圧制御部２８ａと、出力電圧を制御する出力電圧制御手段２８ｂと、入力電流を制御する入力電流伊勢虚手段２８ｃとを有する。 <Output processing means 28>
The output processing means 28 controls the output voltage and the input voltage control unit 28a that controls the input voltage of the booster circuit 21 which is the main circuit unit when the booster circuit 21 is boosted in response to the brake command a. It has an output voltage controlling means 28b and an input current Ise imaginary means 28c for controlling an input current.

＜入力電圧規制手段３１＞
前記電力吸収手段３２に対する入力電圧規制手段３１の降圧回路３３は、図示の例では降圧チョッパ回路からなる。この降圧回路３３は、正側回路部にスイッチングトラジスタ等のスイッチング素子３４とインダクタンス素子３６とが入力側から順に設けられ、これらの素子３４，３６間で正側回路部とアース側回路部との間にタイオード３６が設けられ、インダクタンス素子３６よりも出力側で正側回路部とアース側回路部との間にコンデンサ３７が設けられている。スイッチング素子３４をＰＷＭ制御等で開閉制御することで、入力電圧Ｖ２の制御が可能である。 <Input voltage regulating means 31>
The step-down circuit 33 of the input voltage regulating means 31 for the power absorbing means 32 is composed of a step-down chopper circuit in the illustrated example. In this step-down circuit 33, a switching element 34 such as a switching radiator and an inductance element 36 are provided in order from the input side in the positive circuit unit, and the positive circuit unit and the ground side circuit unit are provided between these elements 34 and 36. A tide 36 is provided between the two, and a capacitor 37 is provided between the positive circuit portion and the ground side circuit portion on the output side of the inductance element 36. The input voltage V2 can be controlled by controlling the opening / closing of the switching element 34 by PWM control or the like.

＜降圧制御手段３８＞
降圧制御手段３８は、主回路部である降圧回路３３の入力電圧Ｖ２を規定電圧Ｖ２０となる一定値に制御するための入力電圧指令値を出力する入力電圧一定制御手段４０と、この入力電圧一定制御手段４０が出力する信号を用いて前記スイッチング素子３４の制御を行う出力処理手段３９を有する。 <Step-down control means 38>
The step-down control means 38 includes an input voltage constant control means 40 that outputs an input voltage command value for controlling the input voltage V2 of the step-down circuit 33, which is a main circuit unit, to a constant value of a specified voltage V20, and the input voltage. It has an output processing means 39 that controls the switching element 34 by using a signal output by the constant control means 40.

出力処理手段３９は、降圧回路３３の入力電圧Ｖ２を制御する入力電圧制御手段４１と、出力電圧を制御する出力電圧制御手段４２と、出力電流を制御する出力電流制御手段４３とを有する。 The output processing means 39 includes an input voltage control means 41 for controlling the input voltage V2 of the step-down circuit 33, an output voltage control means 42 for controlling the output voltage, and an output current control means 43 for controlling the output current.

＜作用の概略＞
上記構成の作用を説明する。
概要を説明すると、発電機３から発生する電力をパワーコンディショナー５およびダンプ抵抗等の電力吸収手段３２に供給することにより、風車１の慣性エネルギーおよび風により発生するエネルギーを消費することに必要な電気的エネルギー（電気的ブレーキ）を発生させる。
電気的ブレーキ発生中は、従来ならば発電機で消費させるかダンプ抵抗に流すことが主流であったが、ブレーキ動作時は系統に電力が供給されない問題がある。その為、この実施形態では、系統８に電力を供給しつつ、風車１側のエネルギーが大きく系統８に流しきれない場合は、抵抗等の電力吸収手段３２に流すことにより、ブレーキ中であっても系統８の電力を確保するようにしている。 <Outline of action>
The operation of the above configuration will be described.
To explain the outline, the electricity required to consume the inertial energy of the wind turbine 1 and the energy generated by the wind by supplying the electric power generated from the generator 3 to the power absorbing means 32 such as the power conditioner 5 and the dump resistor. Generates target energy (electrical brake).
Conventionally, while the electric brake is generated, it is mainly consumed by a generator or passed through a dump resistor, but there is a problem that power is not supplied to the system when the brake is operated. Therefore, in this embodiment, while supplying electric power to the system 8, if the energy on the wind turbine 1 side is too large to flow to the system 8, the electric power is supplied to the power absorbing means 32 such as a resistor during braking. Also tries to secure the power of the system 8.

＜具体的作用＞
具体的に作用を説明する。パワーコンディショナー５は、テーブル制御手段５ｂによるテーブル制御方式であり、図３と共に前述したように、規定電圧Ｖ１０に達するまでは入力電圧Ｖ１が上昇するにつれて電力を多く出力する。入力電圧Ｖ１が規定電圧Ｖ１０に達すると、前記パワーコンディショナー５は、前記テーブル制御手段５ｂのテーブル制御の機能により入力電圧Ｖ１が上昇しても出力電力は上昇しない状態となる。
パワーコンディショナー５と並列に抵抗等の電力吸収手段３２が設けられているが、この電力吸収手段３２により電力吸収が可能となる電圧は、入力電圧規制手段３１によって規定電圧Ｖ２０に制限されている。この規定電圧Ｖ２０は、パワーコンディショナー５の入力の規定電圧Ｖ１０よりも高く設定され、優先順位が生じている。そのため、通常時は電力吸収手段３２には発電電力が吸収されず、発電電力の全て（回路損失分は除く）がパワーコンディショナー５を介して系統８へ供給される。 <Concrete action>
The action will be specifically described. The power conditioner 5 is a table control method using the table control means 5b, and as described above together with FIG. 3, outputs a large amount of electric power as the input voltage V1 rises until the specified voltage V10 is reached. When the input voltage V1 reaches the specified voltage V10, the power conditioner 5 is in a state where the output power does not increase even if the input voltage V1 increases due to the table control function of the table control means 5b.
A power absorbing means 32 such as a resistor is provided in parallel with the power conditioner 5 , but the voltage at which power can be absorbed by the power absorbing means 32 is limited to a specified voltage V20 by the input voltage regulating means 31. .. This specified voltage V20 is set higher than the specified voltage V10 of the input of the power conditioner 5 , and priority is given. Therefore, normally, the generated power is not absorbed by the power absorbing means 32, and all of the generated power (excluding the circuit loss portion) is supplied to the system 8 via the power conditioner 5.

前記パワーコンディショナー５と電力吸収手段３２の前には、発電機３の電圧を昇圧する昇圧回路２１が接続されており、風車１にブレーキをかけたいタイミングで昇圧動作が可能である。
風速が増大し、ブレーキ開始条件判定手段２８が、風車１か発電機３の回転数、発電電圧、発電電力、入力エネルギー、風速のいずれかが、それぞれの値に対して設定された閾値を超えたと判定すると、ブレーキ指令ａを出力する。このブレーキ指令ａに応答して、出力処理手段２８により昇圧回路２１に昇圧動作させる。 A booster circuit 21 for boosting the voltage of the generator 3 is connected in front of the power conditioner 5 and the power absorbing means 32, and the boosting operation can be performed at the timing when the wind turbine 1 is desired to be braked.
The wind speed increases, and the brake start condition determining means 28 exceeds the threshold value set for each value of the rotation speed, the generated voltage, the generated power, the input energy, or the wind speed of the wind turbine 1 or the generator 3. If it is determined, the brake command a is output. In response to this brake command a, the output processing means 28 causes the booster circuit 21 to perform a boost operation.

このように、ブレーキ動作時は、昇圧回路２１が昇圧動作し、先ずは、出力電圧がパワーコンディショナー５の規定電圧Ｖ１０まで上昇する。Ｖ１０になれば、パワーコンディショナー５から系統８に規定電力が供給される。
さらに風車１側のエネルギーがある場合は、さらに昇圧回路２１により出力側の電力が上昇が上昇し、電力吸収手段３２の入力規制手段３１の規定電圧Ｖ２０に達する。規定電圧Ｖ２０に達すると、抵抗等からなる電力吸収手段３２に電力が吸い込まれる。 In this way, during the braking operation, the booster circuit 21 boosts the voltage, and first, the output voltage rises to the specified voltage V10 of the power conditioner 5 . When V10 is reached, the specified power is supplied from the power conditioner 5 to the system 8.
Further, when there is energy on the wind turbine 1 side, the power on the output side rises further due to the booster circuit 21, and reaches the specified voltage V20 of the input regulating means 31 of the power absorbing means 32. When the specified voltage V20 is reached, electric power is sucked into the electric power absorbing means 32 made of a resistor or the like.

電力が流れる動作は、吸込み電圧の低い方から動作される為、系統８に電力を供給するパワーコンディショナー５の次に、抵抗等の電力吸収手段３２の順に行われる。そのため、系統８に電力を供給することが最優先される。
また、系統８に電力を供給するパワーコンディショナー５も電気的ブレーキに使用される為、電力吸収手段３２の抵抗容量を削減でき、小型化が可能である。 Since the operation in which the electric power flows is operated from the one having the lower suction voltage, the electric power absorbing means 32 such as a resistor is performed in this order after the power conditioner 5 for supplying electric power to the system 8. Therefore, supplying power to the system 8 has the highest priority.
Further, since the power conditioner 5 that supplies electric power to the system 8 is also used for the electric brake, the resistance capacity of the electric power absorbing means 32 can be reduced and the size can be reduced.

図４は、図２の昇圧制御手段２３の出力処理手段による昇圧制御の一例を示す。出力電圧指令値Ｖref(out) に、比較部５１で出力電圧検出値Ｖout が減算され、その演算値が出力電圧制御手段２８ｂに入力される。出力電圧制御手段２８ｂはＰＩ制御（比例積分制御）を行う。この出力電圧制御手段２８ｂの出力に、比較部５２で入力電流検出値Ｉinが減算され、その演算値が入力電流制御手段２８ｃに入力される。入力電流制御手段２８ｃは、ＰＩ制御（比例積分制御）を行う。入力電流制御手段２８ｃの出力は、ＰＷＭ出力部５３によってＰＷＭ（パルス幅変調）信号に変換され、昇圧回路２１におけるスイッチング素子２６（図２参照）の制御入力端子に入力される。
前記出力電圧指令値Ｖref(out)は、前記出力制御装置４を構成するマイコン等に予め規定値として記憶された値であり、基本的には前記規定電圧Ｖ２０以上とされる。出力電圧検出値Ｖout は、昇圧回路２１の出力端に設けられた電流検出手段（図示せず）の検出値である。入力電流検出値Ｉinは、昇圧回路２１の整流手段２２による整流直後の部位を流れる電流を検出する電流検出手段（図示せず）の検出値である。
図２の入力電圧制御手段２８ａは、必要に応じて図４の回路に加えられる。入力電圧制御手段２８ａは、入力電圧を目標値として制御する場合に使用される。例えば、入力電圧目標値 →０Ｖとして制御される。 FIG. 4 shows an example of boost control by the output processing means of the boost control means 23 of FIG. The output voltage detection value Vout is subtracted from the output voltage command value Vref (out) by the comparison unit 51, and the calculated value is input to the output voltage control means 28b. The output voltage control means 28b performs PI control (proportional integral control). The input current detection value Iin is subtracted from the output of the output voltage control means 28b by the comparison unit 52, and the calculated value is input to the input current control means 28c. The input current control means 28c performs PI control (proportional integral control). The output of the input current control means 28c is converted into a PWM (pulse width modulation) signal by the PWM output unit 53, and is input to the control input terminal of the switching element 26 (see FIG. 2) in the booster circuit 21.
The output voltage command value Vref (out) is a value stored in advance as a specified value in a microcomputer or the like constituting the output control device 4, and is basically set to the specified voltage V20 or more. The output voltage detection value Vout is a detection value of a current detecting means (not shown) provided at the output end of the booster circuit 21. The input current detection value Iin is a detection value of a current detecting means (not shown) that detects a current flowing through a portion immediately after rectification by the rectifying means 22 of the booster circuit 21.
The input voltage control means 28a of FIG. 2 is added to the circuit of FIG. 4 as needed. The input voltage control means 28a is used when the input voltage is controlled as a target value. For example, it is controlled as an input voltage target value → 0V.

図５は、図２の降圧制御手段３８による電圧一定制御の一例を示す。入力電圧指令値Ｖref(ｉn)に、比較部６１で入力電圧検出値Ｖinが減算され、その演算値が入力電圧制御手段４１に入力される。入力電圧制御手段４１はＰＩ制御（比例積分制御）を行う。この入力電圧制御手段２８ｂの出力に、比較部６２で出力電流検出値Ｉoが減算され、その演算値が出力電流制御手段４３に入力される。出力電流制御手段４３は、ＰＩ制御（比例積分制御）を行う。出力電流制御手段４３の出力は、ＰＷＭ出力部６３によってＰＷＭ（パルス幅変調）信号に変換され、降圧回路２１におけるスイッチング素子３４（図２参照）の制御入力端子に入力される。
前記入力電圧指令値Ｖref(ｉn) は、入力一定制御手段４０に設定された値である。入力電圧検出値Ｖｉn は、降圧回路３３の入力端に設けられた電流検出手段（図示せず）の検出値である。出力電流検出値Ｉoutは、降圧回路３３の整流手段２２による整流直後の部位を流れる電流を検出する電流検出手段（図示せず）の検出値である。
図２の入力電圧制御手段２８ａは、必要に応じて図４の回路に加えられる。
なお、図４の例では、出力電流を制御していないが、図５の例では、出力電流の制御も行っている。 FIG. 5 shows an example of constant voltage control by the step-down control means 38 of FIG. The input voltage detection value Vin is subtracted from the input voltage command value Vref (in) by the comparison unit 61, and the calculated value is input to the input voltage control means 41. The input voltage control means 41 performs PI control (proportional integral control). The output current detection value Io is subtracted from the output of the input voltage control means 28b by the comparison unit 62, and the calculated value is input to the output current control means 43. The output current control means 43 performs PI control (proportional integral control). The output of the output current control means 43 is converted into a PWM (pulse width modulation) signal by the PWM output unit 63, and is input to the control input terminal of the switching element 34 (see FIG. 2) in the step-down circuit 21.
The input voltage command value Vref (in) is a value set in the input constant control means 40. The input voltage detection value Vin is a detection value of a current detecting means (not shown) provided at the input end of the step-down circuit 33. The output current detection value Iout is a detection value of a current detecting means (not shown) that detects a current flowing through a portion immediately after rectification by the rectifying means 22 of the step-down circuit 33.
The input voltage control means 28a of FIG. 2 is added to the circuit of FIG. 4 as needed.
Although the output current is not controlled in the example of FIG. 4, the output current is also controlled in the example of FIG.

以上、実施例に基づいて本発明を実施するための形態を説明したが、ここで開示し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。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。 Although the embodiments for carrying out the present invention have been described above based on the examples, the embodiments disclosed here are exemplary in all respects and are not limiting. The scope of the present invention is shown by the scope of claims rather than the above description, and is intended to include all modifications within the meaning and scope equivalent to the scope of claims.

１…風車
３…発電機
４…出力制御装置
５…パワーコンディショナー（インバータ装置）
５ａ…インバータ
８…系統
５ｂ…テーブル制御手段
２１…昇圧回路
２２…整流手段
２８…出力処理手段
２９… ブレーキ開始条件判定手段
３１…入力電圧規制手段
３２…電力吸収手段
３３…降圧回路
３８…降圧制御手段 1 ... Windmill 3 ... Generator 4 ... Output control device 5 ... Power conditioner (inverter device)
5a ... Inverter 8 ... System 5b ... Table control means 21 ... Booster circuit 22 ... Rectifier means 28 ... Output processing means 29 ... Brake start condition determination means 31 ... Input voltage regulating means 32 ... Power absorption means 33 ... Step-down circuit 38 ... Step-down control means

Claims (5)

風車と、前記風車の回転エネルギーを電気エネルギーに変換する発電機とを備える風力発電装置において、直流の入力電圧が印加されると交流に変換して交流電力の系統に供給し入力電圧が規定電圧よりも高いときは入力電圧に係わらずに出力を規定電力に維持する特性を持つインバータ装置と前記発電機との間に介在する出力制御装置であって、
前記発電機から入力される交流の電力を直流に変換する整流手段と、
この整流手段に対して前記インバータ装置と並列に接続された抵抗または蓄電手段からなる電力吸収手段と、
入力電圧が規定電圧よりも高いときのみ前記電力吸収手段へ電流が流れることを許容する入力電圧規制手段とを備え、
この入力電圧規制手段の前記規定電圧が前記インバータ装置の前記規定電圧よりも高い、
風力発電装置の出力制御装置。 In a wind power generator including a windmill and a generator that converts the rotational energy of the windmill into electrical energy, when a DC input voltage is applied, it is converted to AC and supplied to the AC power system, and the input voltage is the specified voltage. When it is higher than, it is an output control device that is interposed between the generator and the inverter device that has the characteristic of maintaining the output at the specified power regardless of the input voltage.
A rectifying means that converts alternating current power input from the generator into direct current,
A power absorbing means including a resistor or a storage means connected in parallel with the inverter device for the rectifying means, and a power absorbing means.
It is provided with an input voltage regulating means that allows current to flow to the power absorbing means only when the input voltage is higher than the specified voltage.
The specified voltage of the input voltage regulating means is higher than the specified voltage of the inverter device.
Output control device for wind power generators. 請求項１に記載の風力発電装置の出力制御装置において、前記インバータ装置がパワーコンディショナーである風力発電装置の出力制御装置。 The output control device for a wind power generation device according to claim 1, wherein the inverter device is a power conditioner. 請求項１または請求項２に記載の風力発電装置の出力制御装置において、
前記整流手段で整流された電力を昇圧し出力側が前記インバータ装置および前記入力電圧規制手段に接続される昇圧オンオフ可能な昇圧回路と、
この昇圧回路を制御する昇圧制御手段とを備え、
この昇圧制御手段は、
前記風車の回転数、発電機の回転数、発電機の発電電圧、発電機の発電電力、発電機の入力エネルギー、および風速のうちのいずれかである風車状況値を監視し、この風車状況値が、風車の動作の安全上で定められた閾値を超えるかまたは達したことを検出してブレーキ指令を出力するブレーキ開始条件判定手段と、前記ブレーキ指令に応答して前記昇圧回路に昇圧動作させる出力処理手段とを有する、
風力発電装置の出力制御装置。 In the output control device of the wind power generation device according to claim 1 or 2.
A booster circuit that boosts the power rectified by the rectifying means and whose output side is connected to the inverter device and the input voltage regulating means, and a boosting circuit capable of boosting on / off.
It is equipped with a boost control means that controls this boost circuit.
This boost control means
The wind turbine condition value, which is one of the wind turbine rotation speed, the generator rotation speed, the generator voltage, the generator power generation, the generator input energy, and the wind speed, is monitored, and the wind turbine condition value is monitored. Is a brake start condition determining means that outputs a brake command by detecting that the threshold has exceeded or reached a threshold determined for the safety of the operation of the wind turbine, and causes the booster circuit to perform a boost operation in response to the brake command. Has an output processing means,
Output control device for wind power generators. 請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の風力発電装置の出力制御装置において、前記入力電圧規制手段が、降圧回路と、この降圧回路を制御する降圧制御手段とでなる風力発電装置の出力制御装置。 In the output control device of the wind power generation device according to any one of claims 1 to 3, the input voltage regulating means includes a step-down circuit and a step-down control means for controlling the step-down circuit. Output control device. 請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の風力発電装置の出力制御装置おいて、前記パワーコンディショナーが、入力電圧と出力電力の関係が定められたテーブルに従って出力電力を制御するテーブル制御手段を有する風力発電装置の出力制御装置。 In the output control device for the wind power generation device according to any one of claims 1 to 4, the power conditioner controls the output power according to a table in which the relationship between the input voltage and the output power is defined. An output control device for a wind power generator having means.
JP2018126672A 2018-07-03 2018-07-03 Output control device for wind power generator Active JP7068949B2 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018126672A JP7068949B2 (en) 2018-07-03 2018-07-03 Output control device for wind power generator
PCT/JP2019/026125 WO2020009065A1 (en) 2018-07-03 2019-07-01 Output control device for wind power generator

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018126672A JP7068949B2 (en) 2018-07-03 2018-07-03 Output control device for wind power generator

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2020010424A JP2020010424A (en) 2020-01-16
JP7068949B2 true JP7068949B2 (en) 2022-05-17

Family

ID=69060350

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2018126672A Active JP7068949B2 (en) 2018-07-03 2018-07-03 Output control device for wind power generator

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP7068949B2 (en)
WO (1) WO2020009065A1 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112952907B (en) * 2021-03-30 2024-04-12 华为数字能源技术有限公司 Power supply system and output voltage control method of direct current combiner box

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110163544A1 (en) 2010-01-04 2011-07-07 Vestas Wind Systems A/S Method for operating a power dissipating unit in a wind turbine
JP2013183491A (en) 2012-02-29 2013-09-12 Wind-Smile Co Ltd Wind power generation control device

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110163544A1 (en) 2010-01-04 2011-07-07 Vestas Wind Systems A/S Method for operating a power dissipating unit in a wind turbine
JP2013183491A (en) 2012-02-29 2013-09-12 Wind-Smile Co Ltd Wind power generation control device

Also Published As

Publication number Publication date
JP2020010424A (en) 2020-01-16
WO2020009065A1 (en) 2020-01-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DK2821640T3 (en) Pitch drive system with emergency power supply controlled by a switching device and method thereof
ES2411355T5 (en) Restriction of power of wind turbines
EP2360375B1 (en) Method for operating a power dissipating unit in a wind turbine
KR101809514B1 (en) Method and system for controlling an electric device of a wind turbine
JP4249134B2 (en) Wind power generator
CN104166052B (en) Method for detecting super capacitor capacitance value of wind turbine generator pitch system
AU2018258268B2 (en) Energy storage system for doubly fed induction generator
CA2826330C (en) Control arrangement and method for regulating the output voltage of a dc source power converter connected to a multi-source dc system
JP5636412B2 (en) Wind power generation system and excitation synchronous generator control method thereof
JPWO2012001739A1 (en) Wind power generation system and control method for wind power generation system
CN201185403Y (en) Circuit for controlling speed of wind generating set fan and system thereof
JP7068949B2 (en) Output control device for wind power generator
JP2005269843A (en) Parallel operation device
JP5483901B2 (en) Wind power generation system and stall control method for wind power generation system
US10519933B2 (en) Method of operating a wind turbine system including an energy storage system
JP6559563B2 (en) Output control device for wind power generation
JP6978161B2 (en) Hydropower system and control method
JP6997530B2 (en) Output control device for wind power generator
JP2019193513A (en) Hydraulic power generation system interconnection system
TWI420772B (en) Wind-powered output power regulating circuit
JP4614311B2 (en) Power generation system and power supply method for power generation system
JP2024042342A (en) Control device
JP7191543B2 (en) Hydroelectric grid connection system
RU2239722C2 (en) Method of and system for converting mechanical energy of windwheel into electric energy of storage battery
JP6466100B2 (en) Wind power generation control device and wind power generation control method

Legal Events

Date Code Title Description
RD01 Notification of change of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7421

Effective date: 20210106

RD03 Notification of appointment of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423

Effective date: 20210208

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20210311

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20220412

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20220502

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7068949

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150