JPH0723586Y2 - 風車過負荷防止装置 - Google Patents
風車過負荷防止装置Info
- Publication number
- JPH0723586Y2 JPH0723586Y2 JP1988045264U JP4526488U JPH0723586Y2 JP H0723586 Y2 JPH0723586 Y2 JP H0723586Y2 JP 1988045264 U JP1988045264 U JP 1988045264U JP 4526488 U JP4526488 U JP 4526488U JP H0723586 Y2 JPH0723586 Y2 JP H0723586Y2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- wind speed
- wind
- pitch angle
- time
- wind turbine
- 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
Description
【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は風車過負荷防止装置に関する。
自然の風速は絶えず変化しており、その一例として実際
に測定した風速データを第４図に示す。可変ピッチ翼式
風力発電装置は、このような、絶えず変化する風速に対
して第５図に示すように、風の主流に対する風車の翼01
の角度（ピッチ角）を変化させることにより、翼01が風
力により過負荷となって破壊しないよう制御していた。
この制御は瞬時の風速を検知してその風速に対応したピ
ッチ角になるような制御を行なっていた。その一例を第
６図について説明する。図において、時刻ｔ1まではピ
ッチ角−10°で一定にしているがｔ1からｔ4では風速が
ゆるやかに増減しているためにピッチ角が第５図（ａ）
に示した線図の通りに制御されるが、突風Vmax2が吹い
た時には、上述したような風速検知とピッチ角制御の間
の時間遅れのため、ピッチ角が絞り込めず過負荷とな
る。
に測定した風速データを第４図に示す。可変ピッチ翼式
風力発電装置は、このような、絶えず変化する風速に対
して第５図に示すように、風の主流に対する風車の翼01
の角度（ピッチ角）を変化させることにより、翼01が風
力により過負荷となって破壊しないよう制御していた。
この制御は瞬時の風速を検知してその風速に対応したピ
ッチ角になるような制御を行なっていた。その一例を第
６図について説明する。図において、時刻ｔ1まではピ
ッチ角−10°で一定にしているがｔ1からｔ4では風速が
ゆるやかに増減しているためにピッチ角が第５図（ａ）
に示した線図の通りに制御されるが、突風Vmax2が吹い
た時には、上述したような風速検知とピッチ角制御の間
の時間遅れのため、ピッチ角が絞り込めず過負荷とな
る。
上記従来の可変ピッチ翼式の風車には解決すべき次の課
題があった。
題があった。
即ち、風速が緩やかに変化する場合は翼のピッチ角の制
御装置が十分に機能するが、突風が吹いた時には、上述
したような風速検知とピッチ角制御の間の時間遅れのた
め、ピッチ角が絞り込めず過負荷となる不具合を生じて
いた。
御装置が十分に機能するが、突風が吹いた時には、上述
したような風速検知とピッチ角制御の間の時間遅れのた
め、ピッチ角が絞り込めず過負荷となる不具合を生じて
いた。
本考案は上記課題の解決手段として、可変ピッチ翼型風
車を有する風力発電装置のピッチ翼制御装置に於いて、
発電に有効な風速から危険な高速の風速の範囲にわたっ
て可変ピッチ翼の角度を−10°〜−90°と対応させると
共に角度−25°近傍に対応する風速を当面の最大風速
（Vmax1）と見做し同最大風速の風が少なくとも１回出
現する有効風速域内での平均的時間と時間Ｔと見做して
同時間Ｔを記憶し上記風車の可変ピッチ翼のピッチ角を
到来する風の上記最大風速以上の風速に適応させると共
にそのまま上記時間Ｔの間保持する制御システムを具備
してなることを特徴とする風車過負荷防止装置を提供し
ようとするものである。
車を有する風力発電装置のピッチ翼制御装置に於いて、
発電に有効な風速から危険な高速の風速の範囲にわたっ
て可変ピッチ翼の角度を−10°〜−90°と対応させると
共に角度−25°近傍に対応する風速を当面の最大風速
（Vmax1）と見做し同最大風速の風が少なくとも１回出
現する有効風速域内での平均的時間と時間Ｔと見做して
同時間Ｔを記憶し上記風車の可変ピッチ翼のピッチ角を
到来する風の上記最大風速以上の風速に適応させると共
にそのまま上記時間Ｔの間保持する制御システムを具備
してなることを特徴とする風車過負荷防止装置を提供し
ようとするものである。
本考案は上記のように構成されるので次の作用を有す
る。即ち、最大風速に適応した、風車の翼のピッチ角を
Ｔ時間の間保持しているので、その間にもし、そのピッ
チ角相応の風速より更に大きな風速の風が到来した場
合、現に到来した、より大きな風速と、先の最大風速と
の差に相当するピッチ角だけ制御装置は動作すれば足り
るので風速検知とピッチ角制御の間の時間遅れが相応し
て小さくなる。又、先の最大風速に相応したピッチ角の
ところへ比較的に大きな速度の突風が到来しても翼は差
したる負荷を受けない。即ち、応答遅れや大きなピッチ
角差のために翼が過負荷となる不具合が解消に向かう。
る。即ち、最大風速に適応した、風車の翼のピッチ角を
Ｔ時間の間保持しているので、その間にもし、そのピッ
チ角相応の風速より更に大きな風速の風が到来した場
合、現に到来した、より大きな風速と、先の最大風速と
の差に相当するピッチ角だけ制御装置は動作すれば足り
るので風速検知とピッチ角制御の間の時間遅れが相応し
て小さくなる。又、先の最大風速に相応したピッチ角の
ところへ比較的に大きな速度の突風が到来しても翼は差
したる負荷を受けない。即ち、応答遅れや大きなピッチ
角差のために翼が過負荷となる不具合が解消に向かう。
次に本考案の一実施例について第１ないし第３図により
説明する。
説明する。
第１図においてVmax1風速の最大値を、その風車建設地
の風況にあった適当な時間Ｔ（例えば１分間とか10分
間）内に出現する最大風速として、これを基準にピッチ
角を設定してある。即ち、Vmax1以上ではその風速に対
応したピッチ角になるとともにその風が去ってもそのま
まのピッチ角を時間Ｔの間、保持するよう（時間Ｔ内に
更に高速風が到来すれば、当然にピッチ角はそれに対応
する）設定してある。
の風況にあった適当な時間Ｔ（例えば１分間とか10分
間）内に出現する最大風速として、これを基準にピッチ
角を設定してある。即ち、Vmax1以上ではその風速に対
応したピッチ角になるとともにその風が去ってもそのま
まのピッチ角を時間Ｔの間、保持するよう（時間Ｔ内に
更に高速風が到来すれば、当然にピッチ角はそれに対応
する）設定してある。
図に示す通り、時刻ｔ1，同ｔ2までは第６図に示す従来
の方式と同様のピッチ角制御を行うが、時刻ｔ2におけ
る風速Vmax1になると、設定時間Ｔだけその風速をメモ
リー（設定時間Ｔより前にメモリーしている風速Vmax1
よりも大きい風が吹いたら、メモリーを変更する。）し
て、その風速Vmax1に対するピッチ角を保持する構成と
なっている。その後時刻Ｔ6（時刻ｔ2〜ｔ6の時間は時
間Ｔより小とする。）になり、時間Ｔが経過すると、上
昇する風速に応じながらVmax2の吹く時刻ｔ5までピッチ
角を絞って（−90°に近づけて）いく。この風速Vmax2
は突風であり従来ならばピッチ角−15°の状態で突風を
受けていたため、風速Vmax2に相当するピッチ−35°ま
で絞り込むには約20°も絞り込まねばならなかったが、
本実施例の場合は風速Vmax1に相当するピッチ角−25°
から風速Vmax2の突風を受けるため、約10°絞り込むだ
けですむ。又、風速検知とピッチ角制御の間の時間遅れ
を考えた場合、本実施例ではピッチ角−25°で突風を受
けた方が、従来のパイプのピッチ角−15°で突風を受け
る場合より過負荷になる度合が小さい。
の方式と同様のピッチ角制御を行うが、時刻ｔ2におけ
る風速Vmax1になると、設定時間Ｔだけその風速をメモ
リー（設定時間Ｔより前にメモリーしている風速Vmax1
よりも大きい風が吹いたら、メモリーを変更する。）し
て、その風速Vmax1に対するピッチ角を保持する構成と
なっている。その後時刻Ｔ6（時刻ｔ2〜ｔ6の時間は時
間Ｔより小とする。）になり、時間Ｔが経過すると、上
昇する風速に応じながらVmax2の吹く時刻ｔ5までピッチ
角を絞って（−90°に近づけて）いく。この風速Vmax2
は突風であり従来ならばピッチ角−15°の状態で突風を
受けていたため、風速Vmax2に相当するピッチ−35°ま
で絞り込むには約20°も絞り込まねばならなかったが、
本実施例の場合は風速Vmax1に相当するピッチ角−25°
から風速Vmax2の突風を受けるため、約10°絞り込むだ
けですむ。又、風速検知とピッチ角制御の間の時間遅れ
を考えた場合、本実施例ではピッチ角−25°で突風を受
けた方が、従来のパイプのピッチ角−15°で突風を受け
る場合より過負荷になる度合が小さい。
以上の実施例の作用をフローチャートで示したのが第２
図で、（ａ）は全体の流れを示す図、（ｂ）は（ａ）の
サブルーテイン１、即ち最大風速Vmax演算のサブルーテ
インの流れを示す図である。
図で、（ａ）は全体の流れを示す図、（ｂ）は（ａ）の
サブルーテイン１、即ち最大風速Vmax演算のサブルーテ
インの流れを示す図である。
第３図は上記実施例の模式的系統図で、油タンク２の中
の制御油はポンプとモータ３によってくみ上げられ、油
圧調整弁４によって所要の油圧に昇圧し、サーボ弁５を
通過して、ピストンシリンダー６内に油を流入させ、ピ
ストンを動作させレバー７に連結されている翼１を動作
させる。
の制御油はポンプとモータ３によってくみ上げられ、油
圧調整弁４によって所要の油圧に昇圧し、サーボ弁５を
通過して、ピストンシリンダー６内に油を流入させ、ピ
ストンを動作させレバー７に連結されている翼１を動作
させる。
ここでサーボ弁５は、マイナス電流で−90°側のピッチ
角に、プラス電流で０°側に動作する弁であり、電流値
が大きい程通過する油量が多く、ひいては翼１のピッチ
角動作スピードが速くなる。
角に、プラス電流で０°側に動作する弁であり、電流値
が大きい程通過する油量が多く、ひいては翼１のピッチ
角動作スピードが速くなる。
尚ピッチ角検出ポテンショは現在の翼１のピッチ角を検
知し、その値で次のピッチ角動作スピード及び動作方向
を決定する（電流値の決定）フィードバック信号を発信
する。
知し、その値で次のピッチ角動作スピード及び動作方向
を決定する（電流値の決定）フィードバック信号を発信
する。
これらの作動は先ず、風速のデータを読み込み第２図に
示した演算を図示しないCPUにて処理し、それにあった
ピッチ角となるようにサーボ弁５に電流を流し、その電
流値によってサーボ弁５を通過する油量及び油の方向ひ
いてはピストンシリンダー６の動作するスピード及び方
向を制御する。ピストンシリンダー６が動作すれば翼１
がそれにつれて動作する。なお、翼１は複数枚が図示し
ないリンク機構でつながっており、同時に動作する。
示した演算を図示しないCPUにて処理し、それにあった
ピッチ角となるようにサーボ弁５に電流を流し、その電
流値によってサーボ弁５を通過する油量及び油の方向ひ
いてはピストンシリンダー６の動作するスピード及び方
向を制御する。ピストンシリンダー６が動作すれば翼１
がそれにつれて動作する。なお、翼１は複数枚が図示し
ないリンク機構でつながっており、同時に動作する。
なお、翼１のピッチ角動作は過負荷のみに対して制御さ
れるものではなく、目的に沿った条件により、動作が異
る。風速に対するピッチ角の動作の異る実例として、次
に例１ないし例３を掲げる。たとえば例１では風速32m/
sに対してピッチ角は−35°であるのに対して例２では
−27.99°となっている。
れるものではなく、目的に沿った条件により、動作が異
る。風速に対するピッチ角の動作の異る実例として、次
に例１ないし例３を掲げる。たとえば例１では風速32m/
sに対してピッチ角は−35°であるのに対して例２では
−27.99°となっている。
〔考案の効果〕 本考案は上記のように構成されるので次の効果を有す
る。即ち、 （１） 突風が吹いてきてもそれに応答する風車翼のピ
ッチ角の応答時間が短縮するので風車が過負荷になる可
能性が減少する。
る。即ち、 （１） 突風が吹いてきてもそれに応答する風車翼のピ
ッチ角の応答時間が短縮するので風車が過負荷になる可
能性が減少する。
（２） 突風が到来しても、一定時間、ピッチ角は直近
の最大風速に相応したままの角度にあるので、比較的に
到来した突風に相応したピッチ角に近い角度にあり、そ
れだけ過負荷の度合が小さくなる。
の最大風速に相応したままの角度にあるので、比較的に
到来した突風に相応したピッチ角に近い角度にあり、そ
れだけ過負荷の度合が小さくなる。
第１図は本考案の一実施例のピッチ角制御の説明図、第
２図は上記実施例の作用のフローチャート（流れ図）で
（ａ）は全体の流れ図、（ｂ）は（ａ）のサブルーティ
ン１の詳細図、第３図は上記実施例の模式的系統図、第
４図は自然風の実測図、第５図は従来例の風速とピッチ
角の関係図で、（ａ）はその線図、（ｂ）は翼01のピッ
チ角と風向との関係を示す図、第６図は従来例によるピ
ッチ角制御の説明図である。 １……翼,2……油タンク,3……油ポンプとモータ,4……
油圧調整弁,5……サーボ弁,6……ピストンシリンダー,7
……レバー。
２図は上記実施例の作用のフローチャート（流れ図）で
（ａ）は全体の流れ図、（ｂ）は（ａ）のサブルーティ
ン１の詳細図、第３図は上記実施例の模式的系統図、第
４図は自然風の実測図、第５図は従来例の風速とピッチ
角の関係図で、（ａ）はその線図、（ｂ）は翼01のピッ
チ角と風向との関係を示す図、第６図は従来例によるピ
ッチ角制御の説明図である。 １……翼,2……油タンク,3……油ポンプとモータ,4……
油圧調整弁,5……サーボ弁,6……ピストンシリンダー,7
……レバー。
Claims (1)
- 【請求項１】可変ピッチ翼型風車を有する風力発電装置
のピッチ翼制御装置に於いて、発電に有効な風速から危
険な高速の風速の範囲にわたって可変ピッチ翼の角度を
−10°〜−90°と対応させると共に角度−25°近傍に対
応する風速を当面の最大風速（Vmax1）と見做し同最大
風速の風が少なくとも１回出現する有効風速域内での平
均時間を時間Ｔと見做して、同時間Ｔを記憶し上記風車
の可変ピッチ翼のピッチ角を到来する風の上記最大風速
以上の風速に適応させると共にそのまま上記時間Ｔの間
保持する制御システムを具備してなることを特徴とする
風車過負荷防止装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1988045264U JPH0723586Y2 (ja) | 1988-04-05 | 1988-04-05 | 風車過負荷防止装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1988045264U JPH0723586Y2 (ja) | 1988-04-05 | 1988-04-05 | 風車過負荷防止装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01149574U JPH01149574U (ja) | 1989-10-17 |
| JPH0723586Y2 true JPH0723586Y2 (ja) | 1995-05-31 |
Family
ID=31271578
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1988045264U Expired - Lifetime JPH0723586Y2 (ja) | 1988-04-05 | 1988-04-05 | 風車過負荷防止装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0723586Y2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015532386A (ja) * | 2012-10-10 | 2015-11-09 | ヴォッベン プロパティーズ ゲーエムベーハーＷｏｂｂｅｎ Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ Ｇｍｂｈ | 風力発電装置の運転方法 |
-
1988
- 1988-04-05 JP JP1988045264U patent/JPH0723586Y2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015532386A (ja) * | 2012-10-10 | 2015-11-09 | ヴォッベン プロパティーズ ゲーエムベーハーＷｏｂｂｅｎ Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ Ｇｍｂｈ | 風力発電装置の運転方法 |
| US10006438B2 (en) | 2012-10-10 | 2018-06-26 | Wobben Properties Gmbh | Method for operating a wind turbine |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01149574U (ja) | 1989-10-17 |
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