JPH0697031B2 - 風力発電装置 - Google Patents
風力発電装置Info
- Publication number
- JPH0697031B2 JPH0697031B2 JP60259559A JP25955985A JPH0697031B2 JP H0697031 B2 JPH0697031 B2 JP H0697031B2 JP 60259559 A JP60259559 A JP 60259559A JP 25955985 A JP25955985 A JP 25955985A JP H0697031 B2 JPH0697031 B2 JP H0697031B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- variable
- speed
- output
- generator
- wind speed
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- 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
- Y02E10/72—Wind turbines with rotation axis in wind direction
Landscapes
- Wind Motors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、出力調整装置を具えた風力発電装置に関す
る。
る。
系統電源との並行運転を行なう風力発電装置において
は、風速にかかわらず発電機の出力が脱調限界内に収ま
るように制御する必要がある。
は、風速にかかわらず発電機の出力が脱調限界内に収ま
るように制御する必要がある。
第２図は、従来の風力発電装置を示したものである。こ
の風力発電装置は、可変プロペラ10を具え、これが風に
よって回転されると、その回転が増速機12で増速され、
流体継手14を介して同期発電機16を駆動する。発電機16
の出力は系統電源18に供給される。変位角発信器20は、
風速Ｖの変化による発電機16の出力の変動を検出して、
可変プロペラ10のピッチ角を可変制御し、出力制御を行
なう。
の風力発電装置は、可変プロペラ10を具え、これが風に
よって回転されると、その回転が増速機12で増速され、
流体継手14を介して同期発電機16を駆動する。発電機16
の出力は系統電源18に供給される。変位角発信器20は、
風速Ｖの変化による発電機16の出力の変動を検出して、
可変プロペラ10のピッチ角を可変制御し、出力制御を行
なう。
第３図は、第２図の装置の動作を示したものである。風
速Ｖの変化により発電機16の出力が（ａ）に示すように
定格ＡからB,Cへとずれると、その変位量に応じて可変
プロペラ10のピッチ角が（ｂ）に示すように制御され、
その結果発電機16の出力変動は（ｃ）のように押えられ
る。
速Ｖの変化により発電機16の出力が（ａ）に示すように
定格ＡからB,Cへとずれると、その変位量に応じて可変
プロペラ10のピッチ角が（ｂ）に示すように制御され、
その結果発電機16の出力変動は（ｃ）のように押えられ
る。
この従来の風力発電装置においては、次のような欠点が
あった。
あった。
１） 可変プロペラ10の調整が頻繁に行なわれるため、
調整機構に摩擦疲労による損傷等のトラブルが発生しや
すく、信頼性に問題がある。
調整機構に摩擦疲労による損傷等のトラブルが発生しや
すく、信頼性に問題がある。
２） 可変プロペラ10は慣性が大きく、調整にラグ、応
答ずれが避けられないため、調整精度が充分でなく、瞬
時の風速変動により可変プロペラ出力が脈動する。
答ずれが避けられないため、調整精度が充分でなく、瞬
時の風速変動により可変プロペラ出力が脈動する。
３） 系統電源18の出力が大きい場合は、発電機16は系
統電源18の周波数に同期した回転数で強制的に一定化さ
れようとするので、可変プロペラ出力に脈動があると、
動力伝達機構に常時繰返し応力が生じ、機器の寿命が短
縮し、また故障につながる。
統電源18の周波数に同期した回転数で強制的に一定化さ
れようとするので、可変プロペラ出力に脈動があると、
動力伝達機構に常時繰返し応力が生じ、機器の寿命が短
縮し、また故障につながる。
４） 可変プロペラ出力の脈動を平滑するため流体継手
14が必要となり、コスト高となる。
14が必要となり、コスト高となる。
５） 流体継手の使用は、流体継手のすべりにより、伝
達効率の低下となる。
達効率の低下となる。
この発明は、前記従来の技術を解決して、出力精度と信
頼性の向上を図った風力発電装置を提供しようとするも
のである。
頼性の向上を図った風力発電装置を提供しようとするも
のである。
この発明は、ピッチ角変更可能な可変プロペラと系統電
源へ電力を供給し得る発電機とを増速比の変更可能な可
変速増速機を介して連結する一方、前記可変プロペラに
流入する風速を検出する風速受信器を設け、この風速受
信器の検出信号に基づき瞬時の風速変動による前記可変
プロペラの出力の脈動を打ち消すよう前記可変速増速度
機の増速比を制御する可変速増速機の制御手段を設ける
とともに、前記発電機の出力周波数の変動を検出する出
力変動検出器を設け、この出力変動検出器の検出信号に
基づき発電機の出力周波数の変動が前記系統電源との脱
調限界内となるよう前記可変プロペラのピッチ角を制御
するピッチ角の制御手段を設けてなることを特徴とする
ものである。
源へ電力を供給し得る発電機とを増速比の変更可能な可
変速増速機を介して連結する一方、前記可変プロペラに
流入する風速を検出する風速受信器を設け、この風速受
信器の検出信号に基づき瞬時の風速変動による前記可変
プロペラの出力の脈動を打ち消すよう前記可変速増速度
機の増速比を制御する可変速増速機の制御手段を設ける
とともに、前記発電機の出力周波数の変動を検出する出
力変動検出器を設け、この出力変動検出器の検出信号に
基づき発電機の出力周波数の変動が前記系統電源との脱
調限界内となるよう前記可変プロペラのピッチ角を制御
するピッチ角の制御手段を設けてなることを特徴とする
ものである。
この発明の前記解決手段によれば、可変プロペラに流入
する風速を風速受信器で検出し、この検出信号に基づき
瞬時の風速変動による可変プロペラの出力の脈動を打ち
消すよう可変速増速機の増速比を制御手段である調速発
信器で制御するようにし、これにより瞬時の風速変動に
よる可変プッロペラ出力の脈動が打ち消され、残った大
きな出力変動のみが、発電機の出力周波数の変動を検出
する出力変動検出器の検出信号に基づき系統電源との脱
調限界内となるよう制御手段である変位角発信器で可変
プロペラのピッチ角を制御することで打ち消され、発電
機は定格出力近くで滑らかに制御される。
する風速を風速受信器で検出し、この検出信号に基づき
瞬時の風速変動による可変プロペラの出力の脈動を打ち
消すよう可変速増速機の増速比を制御手段である調速発
信器で制御するようにし、これにより瞬時の風速変動に
よる可変プッロペラ出力の脈動が打ち消され、残った大
きな出力変動のみが、発電機の出力周波数の変動を検出
する出力変動検出器の検出信号に基づき系統電源との脱
調限界内となるよう制御手段である変位角発信器で可変
プロペラのピッチ角を制御することで打ち消され、発電
機は定格出力近くで滑らかに制御される。
したがって、従来装置のような流体継手は不要となる。
また、ピッチ可変制御は自在で良いので、信頼性が向上
する。
また、ピッチ可変制御は自在で良いので、信頼性が向上
する。
この発明の一実施例を第１図に示す。この風力発電装置
は、ピッチを変えることができる可変プロペラ10を具
え、可変速増速度22を介して発電機16に接続されてお
り、可変プロペラ10が風によって回転されると、その回
転が可変速増速機22で増速され、発電機16を駆動するよ
うになっている。発電機16の出力は系統電源18に供給さ
れる。
は、ピッチを変えることができる可変プロペラ10を具
え、可変速増速度22を介して発電機16に接続されてお
り、可変プロペラ10が風によって回転されると、その回
転が可変速増速機22で増速され、発電機16を駆動するよ
うになっている。発電機16の出力は系統電源18に供給さ
れる。
可変プロペラ10の近傍には、風速受信器24が設けられ、
可変プロペラ10に流入する風速Ｖを検出する。この風速
受信器24の検出信号は、可変速増速機22の制御手段であ
る調速発信器26に入力されるようになっており、この調
速発信器26では、検出された風速Ｖ中の瞬時の風速変動
による脈動を検出して、その風速の脈動による可変プロ
ペラ10の出力の脈動を打ち消すための可変速増速機22の
増速比を求め、求めた増速比に変える信号を出力する可
変制御を行なう。ここでの風速Ｖ中の脈動は、例えば平
均風速に対する瞬時の風速の偏差として求められる。
可変プロペラ10に流入する風速Ｖを検出する。この風速
受信器24の検出信号は、可変速増速機22の制御手段であ
る調速発信器26に入力されるようになっており、この調
速発信器26では、検出された風速Ｖ中の瞬時の風速変動
による脈動を検出して、その風速の脈動による可変プロ
ペラ10の出力の脈動を打ち消すための可変速増速機22の
増速比を求め、求めた増速比に変える信号を出力する可
変制御を行なう。ここでの風速Ｖ中の脈動は、例えば平
均風速に対する瞬時の風速の偏差として求められる。
さらに、この風力発電装置には、発電機16の出力周波数
の変動を検出する出力変動検出器と可変プロペラ10のピ
ッチ角の制御手段との機能をなす変位角発信器20が具え
られて発電機16と可変プロペラ10とに接続されている。
の変動を検出する出力変動検出器と可変プロペラ10のピ
ッチ角の制御手段との機能をなす変位角発信器20が具え
られて発電機16と可変プロペラ10とに接続されている。
この変位角発信器20では、系統電源18に対する発電機16
の出力周波数の変位を検出して、検出した出力周波数の
変位が系統電源18との脱調限界内に収まるようにする可
変プロペラ10のピッチ角が求められ、このピッチ角を可
変プロペラ10に出力してピッチ角を制御し、発電機16の
主力制御を行なう。発電機16の出力の変動は、前記可変
速増速機22により脈動が除去されているので、平均風速
に対応したゆるやかなものとなる。したがって、可変プ
ロペラ10のピッチ制御も緩慢なものとなる。
の出力周波数の変位を検出して、検出した出力周波数の
変位が系統電源18との脱調限界内に収まるようにする可
変プロペラ10のピッチ角が求められ、このピッチ角を可
変プロペラ10に出力してピッチ角を制御し、発電機16の
主力制御を行なう。発電機16の出力の変動は、前記可変
速増速機22により脈動が除去されているので、平均風速
に対応したゆるやかなものとなる。したがって、可変プ
ロペラ10のピッチ制御も緩慢なものとなる。
以上のようにして、発電機16の出力は、可変速増速機22
により瞬時の風速変動に対応した脈動が除去され、ピッ
チ角制御により平均風速に対応した大きな変動が除去さ
れて、系統電源18に脱調限界内に制御された出力が供給
される。
により瞬時の風速変動に対応した脈動が除去され、ピッ
チ角制御により平均風速に対応した大きな変動が除去さ
れて、系統電源18に脱調限界内に制御された出力が供給
される。
可変速増速機22の一側を第４図に示す。これは、差動遊
星歯車機構を用いたもので、太陽歯車30と同芯上に内歯
歯車32が配置され、これらの空間に太陽歯車30と内歯歯
車32に同時にかみ合う遊星歯車34が配置されており、遊
星キャリア42が中間軸36からピニオン38,40を介して可
変プロペラ10に連結され、太陽歯車30が発電機16に連結
されている。内歯歯車32の外周には外歯44が形成され、
モータ48に連結された差動ピニオン46がこれにかみ合っ
ている。そして、第１図の調速発信器26の出力に応じて
モータ48を駆動して増速比を可変制御することにより、
可変プロペラ10の出力中の脈動が除去される。
星歯車機構を用いたもので、太陽歯車30と同芯上に内歯
歯車32が配置され、これらの空間に太陽歯車30と内歯歯
車32に同時にかみ合う遊星歯車34が配置されており、遊
星キャリア42が中間軸36からピニオン38,40を介して可
変プロペラ10に連結され、太陽歯車30が発電機16に連結
されている。内歯歯車32の外周には外歯44が形成され、
モータ48に連結された差動ピニオン46がこれにかみ合っ
ている。そして、第１図の調速発信器26の出力に応じて
モータ48を駆動して増速比を可変制御することにより、
可変プロペラ10の出力中の脈動が除去される。
第５図は、第１図の装置の動作を示したものである。
（ａ）は風速受信機24で検出された風速Ｖで、調速発信
器26では、平均風速Ｄに対する瞬時の風速E,Fの変位量
に応じて可変速増速機22の増速比を可変制御する。これ
により、可変プロペラ10の出力は、瞬時の風速の変動に
よる脈動が減少し、（ｂ）に示すように、平均風速に対
応した大きな変動だけが残る。そこで、変位角発信器20
では、系統電源18に対する発電機16の出力周波数の変位
を検出して、（ｃ）に示すように可変プロペラ10のピッ
チ角を可変制御する。これにより、発電機16の出力変動
は（ｄ）のように押えられ、定格付近で滑らかな出力制
御が実現される。
（ａ）は風速受信機24で検出された風速Ｖで、調速発信
器26では、平均風速Ｄに対する瞬時の風速E,Fの変位量
に応じて可変速増速機22の増速比を可変制御する。これ
により、可変プロペラ10の出力は、瞬時の風速の変動に
よる脈動が減少し、（ｂ）に示すように、平均風速に対
応した大きな変動だけが残る。そこで、変位角発信器20
では、系統電源18に対する発電機16の出力周波数の変位
を検出して、（ｃ）に示すように可変プロペラ10のピッ
チ角を可変制御する。これにより、発電機16の出力変動
は（ｄ）のように押えられ、定格付近で滑らかな出力制
御が実現される。
一般に、可変プロペラを具えた風力発電装置において
は、第６図に示すように、風速が弱いときは最も効率良
く風を受けるようにピッチ角を固定し、定格出力Ａ以上
の風速が得られるようになったら、ピッチ角を可変制御
して定格出力Ａを維持するように制御される。この場
合、第２図に示した従来装置では、ピッチ角制御以外に
脈動を押える手段がないので、固定ピッチ領域では風速
変出力変動がそのまま残ってしまう。これに対し、第１
図の装置では、可変速増速機22による制御を併用してい
るので、固定ピッチ領域でも脈動を打ち消すことができ
る。
は、第６図に示すように、風速が弱いときは最も効率良
く風を受けるようにピッチ角を固定し、定格出力Ａ以上
の風速が得られるようになったら、ピッチ角を可変制御
して定格出力Ａを維持するように制御される。この場
合、第２図に示した従来装置では、ピッチ角制御以外に
脈動を押える手段がないので、固定ピッチ領域では風速
変出力変動がそのまま残ってしまう。これに対し、第１
図の装置では、可変速増速機22による制御を併用してい
るので、固定ピッチ領域でも脈動を打ち消すことができ
る。
また、起動時は、第１図中点線27のラインで示すよう
に、回転検出器25で発電機16の回転を検出して、可変速
増速機22を制御して、発電機16の入力回転数を制御する
ことにより、同期投入が容易になる。
に、回転検出器25で発電機16の回転を検出して、可変速
増速機22を制御して、発電機16の入力回転数を制御する
ことにより、同期投入が容易になる。
なおこの発明は系統電源との並行運転だけでなく、単独
運転の風力発電装置にも適用することができる。
運転の風力発電装置にも適用することができる。
以上説明したように、この発明によれば、可変速増速機
とピッチ可変制御の併用により、次のような効果が得ら
れる。
とピッチ可変制御の併用により、次のような効果が得ら
れる。
１） 慣性の小さい可変速増速機により、瞬時の風速変
動による出力の脈動を打ち消すことができ、ピッチ可変
制御との併用により、発電機を高精度に出力制御するこ
とができる。
動による出力の脈動を打ち消すことができ、ピッチ可変
制御との併用により、発電機を高精度に出力制御するこ
とができる。
２） 可変速増速機による脈動の打ち消し作用により、
可変ピッチの調整が緩慢でよくなり、可変プロペラの信
頼性が向上する。
可変ピッチの調整が緩慢でよくなり、可変プロペラの信
頼性が向上する。
３） 出力が一定化するため、伝達機構の応力レベルが
一定化し、機器の寿命が延び、信頼性の向上となる。
一定化し、機器の寿命が延び、信頼性の向上となる。
４） 出力が一定化するため、流体継手が不要となり、
効率が向上する。
効率が向上する。
５） 起動時に増速比を増すことにより、起動風速を下
げることができる。
げることができる。
６） 起動時の同期投入が容易となる。
第１図は、この発明の一実施例を示すブロック図であ
る。 第２図は、従来装置を示すブロック図である。 第３図は、第２図の装置の動作説明図である。 第４図は、第１図の可変速増速機22の一例を示す機構図
である。 第５図は、第１図の装置の動作説明図である。 第６図は、風力発電装置における風速と出力の関係を示
す図である。 10……可変プロペラ、16……発電機、18……系統電源、
20……変位角発信器（出力変動検出器およびピッチ角の
制御手段）、22……可変速増速機、24……風速受信器、
26……調速発信器（可変速増速機の制御手段）。
る。 第２図は、従来装置を示すブロック図である。 第３図は、第２図の装置の動作説明図である。 第４図は、第１図の可変速増速機22の一例を示す機構図
である。 第５図は、第１図の装置の動作説明図である。 第６図は、風力発電装置における風速と出力の関係を示
す図である。 10……可変プロペラ、16……発電機、18……系統電源、
20……変位角発信器（出力変動検出器およびピッチ角の
制御手段）、22……可変速増速機、24……風速受信器、
26……調速発信器（可変速増速機の制御手段）。
Claims (1)
- 【請求項１】ピッチ角変更可能な可変プロペラと系統電
源へ電力を供給し得る発電機とを増速比の変更可能な可
変速増速機を介して連結する一方、前記可変プロペラに
流入する風速を検出する風速受信器を設け、この風速受
信器の検出信号に基づき瞬時の風速変動による前記可変
プロペラの出力の脈動を打ち消すよう前記可変速増速機
の増速比を制御する可変速増速機の制御手段を設けると
ともに、前記発電機の出力周波数の変動を検出する出力
変動検出器を設け、この出力変動検出器の検出信号に基
づき発電機の出力周波数の変動が前記系統電源との脱調
限界内となるよう前記可変プロペラのピッチ角を制御す
るピッチ角の制御手段を設けてなることを特徴とする風
力発電装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60259559A JPH0697031B2 (ja) | 1985-11-19 | 1985-11-19 | 風力発電装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60259559A JPH0697031B2 (ja) | 1985-11-19 | 1985-11-19 | 風力発電装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62121872A JPS62121872A (ja) | 1987-06-03 |
| JPH0697031B2 true JPH0697031B2 (ja) | 1994-11-30 |
Family
ID=17335803
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60259559A Expired - Lifetime JPH0697031B2 (ja) | 1985-11-19 | 1985-11-19 | 風力発電装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0697031B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10022974C2 (de) | 2000-05-11 | 2003-10-23 | Aloys Wobben | Verfahren zum Betreiben einer Windenergieanlage sowie Windenergieanlage |
| JP4028826B2 (ja) * | 2003-07-18 | 2007-12-26 | 国男 宮崎 | 風力発電装置 |
| JP2008247567A (ja) * | 2007-03-30 | 2008-10-16 | Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd | コンテナ用ヤードクレーン |
| JP5226578B2 (ja) * | 2009-03-27 | 2013-07-03 | 三井造船株式会社 | 荷役装置 |
| JP5832343B2 (ja) * | 2012-03-16 | 2015-12-16 | 住友重機械工業株式会社 | 風力発電装置 |
-
1985
- 1985-11-19 JP JP60259559A patent/JPH0697031B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62121872A (ja) | 1987-06-03 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6911743B2 (en) | Aerogenerator having a fluid transmission and a gear transmission | |
| US7081689B2 (en) | Control system for a wind power plant with hydrodynamic gear | |
| KR850003081A (ko) | 변속 구동전동기 시스템 | |
| JPH02157483A (ja) | 風力発電装置 | |
| JPH0697031B2 (ja) | 風力発電装置 | |
| US7081730B1 (en) | Motor controller system for large dynamic range of motor operation | |
| JPS62185599A (ja) | 風力発電装置 | |
| JPS62129578A (ja) | 風力発電装置 | |
| CN113107666B (zh) | 一种发电机恒速控制设备及方法 | |
| JPS63265599A (ja) | エンジン駆動定周波発電装置 | |
| JPS6057087B2 (ja) | 船舶用発電機の回転数制御装置 | |
| JPS62185600A (ja) | 風力発電装置 | |
| JPH0623681Y2 (ja) | タ−ビン発電装置 | |
| JPS6228813A (ja) | 船舶発電機の駆動制御装置 | |
| JPS6143277A (ja) | 風車の動力伝達装置 | |
| JPH0282000A (ja) | ターボ分子ポンプの運転状態検出方法 | |
| US20220349349A1 (en) | Single drive, dual clutch drive system for an aircraft accessory | |
| JPS61169628A (ja) | コンプレツサの駆動装置 | |
| JPS63114598A (ja) | 主機駆動発電装置 | |
| SU985915A1 (ru) | Регулируемый электропривод посто нного тока с периодической нагрузкой | |
| RU2070766C1 (ru) | Электропривод постоянного тока с переменными параметрами механической части | |
| JPS6363751B2 (ja) | ||
| JPS6318993A (ja) | 二軸駆動差動式軸発電装置の周波数制御方式 | |
| RU2064587C1 (ru) | Устройство управления режимом работы вентиляторной установки | |
| JPH10174498A (ja) | 可変速発電電動装置の制御装置 |