JPH11159437A - 風力発電設備 - Google Patents
風力発電設備Info
- Publication number
- JPH11159437A JPH11159437A JP9324392A JP32439297A JPH11159437A JP H11159437 A JPH11159437 A JP H11159437A JP 9324392 A JP9324392 A JP 9324392A JP 32439297 A JP32439297 A JP 32439297A JP H11159437 A JPH11159437 A JP H11159437A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- voltage
- wind power
- chopper
- low
- output
- 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.)
- Pending
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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
-
- 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
Abstract
(57)【要約】
【課題】低コストで出力の高圧化を可能にした風力発電
設備を提供することを目的とする。 【解決手段】風力発電機にて発生した交流電圧を直流電
圧に変換し、その直流電圧をチョッパーを用いて昇圧す
る。
設備を提供することを目的とする。 【解決手段】風力発電機にて発生した交流電圧を直流電
圧に変換し、その直流電圧をチョッパーを用いて昇圧す
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、風力発電機で発生
したエネルギーを電力系統または負荷装置に送る電力発
電設備に関する。
したエネルギーを電力系統または負荷装置に送る電力発
電設備に関する。
【０００２】
【従来の技術】特開平９−７２２７３号の図１に記載さ
れているような、発電機の出力を受けるＡＣ／ＤＣ変換
器の出力を受け出力を開閉器を介して電力系統または負
荷装置へ送るＤＣ／ＡＣ変換器を設けている。これら
は、常に所定の周波数に変換して出力されるため、風速
が低く、発電機の出力周波数が低くなっても、一旦ＤＣ
に変換後所定の周波数の電力に変換されている。
れているような、発電機の出力を受けるＡＣ／ＤＣ変換
器の出力を受け出力を開閉器を介して電力系統または負
荷装置へ送るＤＣ／ＡＣ変換器を設けている。これら
は、常に所定の周波数に変換して出力されるため、風速
が低く、発電機の出力周波数が低くなっても、一旦ＤＣ
に変換後所定の周波数の電力に変換されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】風力発電設備におい
て、風力発電機の出力変動を小さくして平準化するため
に、前述した従来技術のように発電機の一次側にＡＣ／
ＤＣ変換器およびＤＣ／ＡＣ変換器を用いると装置が大
がかりなものとなり、値段が高価になる。
て、風力発電機の出力変動を小さくして平準化するため
に、前述した従来技術のように発電機の一次側にＡＣ／
ＤＣ変換器およびＤＣ／ＡＣ変換器を用いると装置が大
がかりなものとなり、値段が高価になる。
【０００４】本発明は、低コストで出力の高圧化を可能
にした風力発電設備を提供することを目的とする。
にした風力発電設備を提供することを目的とする。
【０００５】更に本発明は出力変動を小さくして平準化
することのできる風力発電設備を提供することを目的と
する。
することのできる風力発電設備を提供することを目的と
する。
【０００６】
【課題を解決するための手段】風力発電機で発生したエ
ネルギーを電力系統または負荷装置へ送る風力発電設備
において、前記風力発電機にて発生した低風速による低
電圧の交流電圧を直流電圧に変換し、その直流電圧をチ
ョッパーを用いて昇圧する風力発電設備を提供する。
ネルギーを電力系統または負荷装置へ送る風力発電設備
において、前記風力発電機にて発生した低風速による低
電圧の交流電圧を直流電圧に変換し、その直流電圧をチ
ョッパーを用いて昇圧する風力発電設備を提供する。
【０００７】前記チョッパーに並列に蓄電池を接続する
ことができる。
ことができる。
【０００８】前記チョッパーからの出力をインバータで
平準化し、かつ前記風力発電機と該インバータとの間に
出力の瞬時変動分をカットするローパスフィルタを設け
ることができる。
平準化し、かつ前記風力発電機と該インバータとの間に
出力の瞬時変動分をカットするローパスフィルタを設け
ることができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下本発明にかかる一実施例を図
面に基づいて説明する。
面に基づいて説明する。
【００１０】図１は、本発明実施例の全体構成を示す。
図において、風力発電機１で発生した交流電圧を整流器
２にて直流電圧に変換する。その直流電圧を直流チョッ
パー３を用いて昇圧する。電圧の昇圧されたエネルギー
をチョッパー３に並列に設けた蓄電池４に充電するかま
たは直接的にインバータ５を介して電力系統または負荷
装置７に送る。
図において、風力発電機１で発生した交流電圧を整流器
２にて直流電圧に変換する。その直流電圧を直流チョッ
パー３を用いて昇圧する。電圧の昇圧されたエネルギー
をチョッパー３に並列に設けた蓄電池４に充電するかま
たは直接的にインバータ５を介して電力系統または負荷
装置７に送る。
【００１１】チョッパー３の制御は、変成器１０より電
圧を取込み瞬時の変化はローパスフィルタ（ＬＰＦ）１
１の作用によって平準化した電圧をチョッパー制御装置
１２によりチョッパー３を制御する。
圧を取込み瞬時の変化はローパスフィルタ（ＬＰＦ）１
１の作用によって平準化した電圧をチョッパー制御装置
１２によりチョッパー３を制御する。
【００１２】チョッパーの通流率をγとすると、出力電
圧平均値Ｖ0 は、入力電圧Ｖ1 の１／（１−γ）倍とな
る。すなわち、γの範囲は０＜γ＜（１−Ｖ1／Ｖ0）と
なる。
圧平均値Ｖ0 は、入力電圧Ｖ1 の１／（１−γ）倍とな
る。すなわち、γの範囲は０＜γ＜（１−Ｖ1／Ｖ0）と
なる。
【００１３】チョッパーの通流率と電圧の関係を図に示
すと図２のようになる。
すと図２のようになる。
【００１４】図２は、縦軸に電圧およびチョッパー通流
率を、そして横軸に風速の通過を示す。図に示すように
低風速により発生した低電圧が発電利用可能電圧Ｖ0 ま
で昇圧され、蓄電池４あるいは電力系統または負荷装置
７に送り出される。従来のエネルギーの回収がＶ0 に電
圧一定に調整されたＢ点の右側の領域であったものが、
この実施例によればチョッパー３により昇圧されて発電
利用可能電圧Ｖ0 の開始点であるＡ点の右側の領域にな
ることによって、Ａ−Ｂ間のエネルギーが確実に回収さ
れることになる。Ｖ0 は発電電圧をＶ1 としたときに、
次の式で表わされる。
率を、そして横軸に風速の通過を示す。図に示すように
低風速により発生した低電圧が発電利用可能電圧Ｖ0 ま
で昇圧され、蓄電池４あるいは電力系統または負荷装置
７に送り出される。従来のエネルギーの回収がＶ0 に電
圧一定に調整されたＢ点の右側の領域であったものが、
この実施例によればチョッパー３により昇圧されて発電
利用可能電圧Ｖ0 の開始点であるＡ点の右側の領域にな
ることによって、Ａ−Ｂ間のエネルギーが確実に回収さ
れることになる。Ｖ0 は発電電圧をＶ1 としたときに、
次の式で表わされる。
【００１５】Ｖ0＝Ｖ1×１／（１−γ） また、インバータ５はローパスフィルタ（ＬＰＦ）６を
介した風力発電機の出力に相当する出力で電力を回生す
る。すなわち、風力の出力は図３に示すように変動する
がＬＰＦ６を介することにより短い周期変動分は除かれ
る。図４はインバータ５の出力を表わし、この図に示す
ように、このようにして得られた長い周期の出力に等し
い電力がインバータ５によって回生される。このように
回生した出力を電力系統または負荷装置７へ送る。
介した風力発電機の出力に相当する出力で電力を回生す
る。すなわち、風力の出力は図３に示すように変動する
がＬＰＦ６を介することにより短い周期変動分は除かれ
る。図４はインバータ５の出力を表わし、この図に示す
ように、このようにして得られた長い周期の出力に等し
い電力がインバータ５によって回生される。このように
回生した出力を電力系統または負荷装置７へ送る。
【００１６】一方インバータ５から回生されない図５に
示した短い出力変動分は、インバータ５と並列に接続さ
れた蓄電池４の充放電で吸収される。０ラインの上側は
充電、そして下側は放電領域となる。このようにして、
低風速時低電圧で発生したエネルギーを有効に活用し、
かつ風速の変動を平準化した電力を得ることができる。
示した短い出力変動分は、インバータ５と並列に接続さ
れた蓄電池４の充放電で吸収される。０ラインの上側は
充電、そして下側は放電領域となる。このようにして、
低風速時低電圧で発生したエネルギーを有効に活用し、
かつ風速の変動を平準化した電力を得ることができる。
【００１７】なお、蓄電池４の充放電の制御は充放電制
御装置１３により実施する。
御装置１３により実施する。
【００１８】また、蓄電池として急激な充放電に対し寿
命低下の少ない電池として、例えばナトリウム−硫黄電
池を利用すれば蓄電池容量を小さくすることができる。
命低下の少ない電池として、例えばナトリウム−硫黄電
池を利用すれば蓄電池容量を小さくすることができる。
【００１９】変流器８は出力電流測定用であり、ダイオ
ード９は蓄電池４から風力側への逆潮防止用に取り付け
られる。
ード９は蓄電池４から風力側への逆潮防止用に取り付け
られる。
【００２０】
【発明の効果】本発明は、低風速時に発生する低電圧を
低コストで製作できるチョッパーにより昇圧することに
より低風速時から発電が可能な風力発電機を得ることが
できる。
低コストで製作できるチョッパーにより昇圧することに
より低風速時から発電が可能な風力発電機を得ることが
できる。
【００２１】また、ローパスフィルタあるいはインバー
タの使用または蓄電池の使用により風力発電機の出力を
平準化でき、系統へ影響の少ない安定した電力源を得る
ことができる。
タの使用または蓄電池の使用により風力発電機の出力を
平準化でき、系統へ影響の少ない安定した電力源を得る
ことができる。
【図１】本発明の実施例の全体構成図。
【図２】本発明の実施例による昇圧動作説明図。
【図３】出力変動例図。
【図４】出力変動平準化例図。
【図５】出力変動平準化例図。
１…風力発電機、２…整流器、３…直流チョッパー、４
…蓄電池、５…インバータ、６…ローパスフィルタ（Ｌ
ＰＦ）、７…電力系統あるいは負荷装置、８…整流器、
９…ダイオード、１０…変成器、１１…ローパスフィル
タ（ＬＰＦ）、１２…チョッパー制御装置、１３…充放
電制御装置。
…蓄電池、５…インバータ、６…ローパスフィルタ（Ｌ
ＰＦ）、７…電力系統あるいは負荷装置、８…整流器、
９…ダイオード、１０…変成器、１１…ローパスフィル
タ（ＬＰＦ）、１２…チョッパー制御装置、１３…充放
電制御装置。
Claims (3)
- 【請求項１】風力発電機で発生したエネルギーを電力系
統または負荷装置へ送る風力発電設備において、 前記風力発電機にて発生した低風速による低電圧の交流
電圧を直流電圧に変換し、その直流電圧をチョッパーを
用いて昇圧することを特徴とする風力発電設備。 - 【請求項２】請求項１において、 前記チョッパーに並列に蓄電池を接続したことを特徴と
する風力発電設備。 - 【請求項３】請求項１または２において、 前記チョッパーからの出力をインバータで平準化し、か
つ前記風力発電機と該インバータとの間に出力の瞬時変
動分をカットするローパスフィルタを設けたことを特徴
とする風力発電設備。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9324392A JPH11159437A (ja) | 1997-11-26 | 1997-11-26 | 風力発電設備 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9324392A JPH11159437A (ja) | 1997-11-26 | 1997-11-26 | 風力発電設備 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11159437A true JPH11159437A (ja) | 1999-06-15 |
Family
ID=18165288
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9324392A Pending JPH11159437A (ja) | 1997-11-26 | 1997-11-26 | 風力発電設備 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11159437A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009041251A (ja) * | 2007-08-08 | 2009-02-26 | Toshiba Corp | 便座装置 |
| US7525208B2 (en) | 2003-09-23 | 2009-04-28 | Aloys Wobben | Method for operating a wind turbine during a disturbance in the grid |
| CN104314768A (zh) * | 2014-09-25 | 2015-01-28 | 云南能投能源产业发展研究院 | 风力涡轮机 |
| US9920746B2 (en) | 2012-07-13 | 2018-03-20 | Wobben Properties Gmbh | Method for controlling an electric generator |
-
1997
- 1997-11-26 JP JP9324392A patent/JPH11159437A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7525208B2 (en) | 2003-09-23 | 2009-04-28 | Aloys Wobben | Method for operating a wind turbine during a disturbance in the grid |
| JP2009041251A (ja) * | 2007-08-08 | 2009-02-26 | Toshiba Corp | 便座装置 |
| US9920746B2 (en) | 2012-07-13 | 2018-03-20 | Wobben Properties Gmbh | Method for controlling an electric generator |
| CN104314768A (zh) * | 2014-09-25 | 2015-01-28 | 云南能投能源产业发展研究院 | 风力涡轮机 |
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