JPS59213299A - 風車発電機の負荷制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、ｊ皿中発電機を複数並列運転ＪるＩ：ｌｉ
ｌ力光電菰置装改良に係り、並列した用中相、＆、に影
響されることイ１く、各々の）皿中の出力し１１ノる光
電能力を最大限に取出ηことができる用申発電係の（＋
前制御に置に関りる。

いわゆる１ｕｌｌ力発電は、す；照的な省エネル−１゛
一対策のみイ戸３す゛、各地おいて、個人家肘６）るい
はノリｌ定地成用、燈台Ｗ電波中継ｉすｉ　Ｓりの施設
用などｉ＝　′ｊ；用化されつつあり、種々の１）〕い
さ）形、１（のＩ！ｉｉｌ中光ｉｔｉ桟か使用されてい
る３、ぞのうらのびと−）に、比較的小型の；皿中発電
体を複数機並列しＣ運転りる形、代の６のかある。

〜数機並列！１″（ｊ！ｌｉＩ中発電機中法電機え（ま
、複数１９の用車を同一地域に集合して設置しても、各
々の川【１弓Ｊ対づる風況は若しくｙシなることが多く
、同の負何に電力を供給づるとさに、他の１５１（中光
電＋λ（の発電能ツノに影響し−Ｃ出力減少や乱れを’
ｌ　リ’ることかある。このため、各１血中発電榔の出
力を整流し７、面流定電汀回路を（ｌｌ＋１成しＴ−（
、、’Ｈ前を定電ハｌｆｔ’動りる万代のｂの、（１拘
か交流の場合、ｂと６と各々の発電機の同ｉｌｌ　１Ｊ
Ｘ４ｎられないの（゛、　１見歯流（ご変換１．　ノこ
のＪう、インバーターに、」、って１１−旧１１した交
流を得る７１ノ式＜’Ｌとか使用さ−れζいる１゜」、
た１発電は出力を合Ｃζ（りるため、各７１１’＋］変
抵抗器を一入れて調ＤＤ４るガニ（ｂあるが、抵抗器の
入力端電丹−を合流点にり高くする必要から、Ｖ２．ｚ
′Ｒ分ｌこ（Ｊ熱損失としく出力ロスがあった、。

しかし、い覆゛れの方式のものも、各々風車の１）つ光
電能力を最大限に取出づことかＣさ一す゛、また、１記
のインバーター等の制御回路自体か非；？Ｂに１ｓ５１
１１１ｉ　（ｄつることｂ問題℃あった。

この発明（ま、風車発電機を複数並列運転する風力光１
′ｌＩ↓も置において、並列したＪ！ｌｉ１中和−４７
に影１〕χ）されること％　＜、各々の１点中発電機の
出力し寄る発電能力を最大限に取出づことがで゛さるＨ
：ｌ車光″市伏ので１前制御装置を１」的としくいる１
゜すなわら、この発明は、複数の朋１申光七機を並ｇ・
ｌｌ蓮中！、し、各々の発電１幾出力を合算して供給づ
る％、ｌ力光市機にＪ３いて、各々の発電機出力を直流
化した後の電流値を検出りる電流検知器と、予め設定し
た各々の光電機の出力特性に阜づく設定電流（、一応じ
Ｃ各法電機の励磁回路を制御−する手取とからイ３す、
各々の発電機の出力電流を制御して各々の発電１幾の発
電能力を帛に最大に維持づる風車光′１七４戊の負Ｔム
：＋制御装置である。

この弁明（３舷光電能力を積極的に制御でき４τい÷（
故の加（中発電別を並列運転Ｊるｊ５．；合に、並列＋
ｉｌ・・Ｉ’ｌ、をＩ；長）白化づる／ごめ（こ、ｆｌ
！、］々のｊ虫１弓づと小社（の５を１１４゛ｊｊｂ力
を乱さイ’ｔい」、うに、ざを電牧の出力をｌｌ′！　
／Ｘｉ　ｌ−変換しＣ加え合しること、出力市川は飼々
の介’ｉ’Ｌｉ　ｉｌ’ａ力に応しＣ変動さけ、でれぞ
れの発電ｆｉＬ力を最大限に取り出し１゛）゛るＪ、う
に、電流側１１１１を１−１／、ｊ−うことを’ｌ’ｔ
　ｉ放どしくいる、。

リイ！わら、複数のｊ子ｌ中発電（浅をｊｊｒ１列ｊ・
上Ｉ１１／−，ｉ）る１易合、面流変換接の合流点で各
々の発電機出力を・合も１ノるため、各出力電流を検知
し、これに１１毛つい（、各発電機の出力’ＩＸｉ　４
！ｌに応しく、」ふ１．１１・１点（〕］徒通の電流顧
となるＪうに、発電機の励磁回路を１１１１制御し、光
電１代の出力制電１丁を変動さＵるｂの（ある１、この
５Ｅ明は−１め設定した出力’ｌ＃（’Ｉ　（光電゛（
浅をｊ（Ｆ転りる６のＣ１具イホ的に説明りれば、第′
１図のグノノ（、］、ｂＫＷクラスの発電機の回！１１
．故（Ｎ）と出力（１″）との関係を小すクラノ（・あ
り、７Ｊイｔわら、ｉ′！ｉ！１１１１、ピッチにＪ＞
Ｉプるｊ！Ｉｉｌ車発電（決の出力を示ｌ〕、ｊ虱速を
パシメータとした出力カーゾの（Φ人８１゛、（合−結
んだ出力最大カーブ■は、Ｎ３に比例している４゜ここ
（、曲線■は、光電機の出力電流か風車の回１１１７．
故（Ｊ比例りるよう制御した場合の”　ｊ　ＣＣＮに」
、る近イ］ソ″曲線である。この場合、風車の負（’１
ｉ１　’Ｃある発電（代の出力は１２に比例し、結局Ｎ
２に比１タリする刀−ブどなり、ｊ！ｒ！１車の回転数
がイＩ（い場合に出力最大力一ゾ■より上側に＜Ｘり不
女定４ｃ領１或をクシ（いる１゜ ぞこ（′、機械的同転部の１（１失′１’）　Ｊ’、≦
「速機の効率を含・むＪ！ｆ、ｌ中の効率、並びに風車
の出力を最大限に取出・１ことをにＬ・え（すると、回
転数Ｎの；３乗に比１９リグる。１）光電機の出力を制
御リ−ることか、最し効・１″ノ〕弓い（二とかわかる
、。

・）へわノし、この発明は、並列運に；’Ｊる各々のＪ
！ｌｉｌ中介市機を−、曲線■、 ｐ　−＝　ｃ　Ｎ　３ （１ゝ：ｊｔｌｕ’ｆｉ”Ｌ出力、０：定数、＼：　Ｉ
！ｆｌｔ中回！ＩＩ′ｈ故）１／）出力）Ｊ　−’Ｉ　
”Ｃ制御１型転づる６のであるｏ　＜’Ｌ：　Ｊ＞、）
Ｌ故（ｌ　ｖＪ、風車発電機の発電能力によって定、Ｌ
る定数（ある、。

１１、己しＩ′ご回すシ、故Ｎの３乗に比例りるよう光
電機の出力を制御りるには、光電機の出力１゛は、１、
）＝−Ｖｌ （Ｖ、電ｆＪ＋１．　　Ｉ　；電流） （あり、また、面別１■（’　ｉｌｉ御りる／〕しら、
１）＝ＣＮ３ （１）　、　ヅ亡電４浅出ツノ、　Ｃ、定数、Ｎ；Ｉ・
１；１　中１０１１１１！、ル（）と４１）、？］、′
流Ｉは、 １−Ｃ・Ｎ　３／　Ｖ どイ；　＜３　、。

従２（、多め、設定した各々の光７ｔｊ機の出力カーノ
、ｌ’＝にＮ３に基つく設しｙ電流 １　（′、・Ｎ３／”Ｖをね出し、この設ル市流どイｔ
−るＪ、′）に光電機の出力を制御り−れｆ＋＋、各ノ
ンのブと電（段の光電１ｊ（、力にに影冗１さ才するこ
と／、ｉ　（，７１ｕ人限の発電能力を！Ｉ′ｙ、出づ
ことｈ賢さる。　！−ｉ、　（７１，的に（よ、−１−
ｉ、ｌシ１．９定市流を粋出りる演暮（手段と、測カニ
し１．冒１１力電６１ｔ１白ど１没定′１“８流（的ど
の１七４・４手段と、比申少（山号？、１的に応しく各
光電機の励磁回路を１１１１　ｔａｌｌ−する１］段を
イｊづる（３イ″：：＋　ｆｌｔ制御装置を各風車発電
機に設（〕ること（ごＪ。

−）（実現（いる。

ａｉｉ　Ｏ−１′″段、比較手段、励磁回路制御手段は
いりれの市ｆ回路構成Ｃあってら利用でさ、また、ン５
イクｎ　］ンビＪ〜クーであ−フてもよく、１虫（中あ
るいは光電はの回転数の検出方法も該回路構成に応じ（
ｊ凶宜）へ定りれほよい、。

ｆ　／＝　、複数台の発電機の出力を合算して、所定の
（４イ・・′ｊへ供給りるか、自流の」：まて利用づる
はか、父流化しく利用してしよい。

以ドにこの発明に」、る実施例を説明り−る。第２図４
．１．ｆ：！前側ｉｌｌ　ｌＡｉろ′の回路説明図であ
る。ここ（（、（，５ＫＷクシスσ刀ｂｒ＋巾発電機を
２台並列運Φλづる場合を一小づ１゜ 第’Ｉ　＋！＠申（１）の回転【よ、土！１速１代（２
）を介して発電手穴（Ｇｌ）の回中入中山にイ云達され
、光電機（Ｃ［）のＡＣ出力は整流器（／ｌ）で直流化
され、同様の（１１７成か”’＞　＜；る第２１！Ｉｉ
ｌ中のＤＣ出力と合算されＣ出力りるｌｆ＋ｉ成（ある
９、ここでは、風車回転数か１８０叩…のとさ、最大出
力５ＫＷ　（２００Ｖ　、２５Ａ、４Ω負伺）か褐′ら
れるように増速比を１２．５倍どし、風車回転ら９か２
０Ｏｒｐｍで定回転どなるように、風車のピンチ制御を
イコない、繍車回転故Ｏ〜２００ｒｐｍ間ＩＪ、　Ｉｊ
’ｊ　’Ａ中ξ上れ（、発電１９４Ｊ、Ｏ・−２５（１
０１’ｐｎｌ　Ｃ回（１す、（３る１、よノこ、凪申の
回転数１８０〜２０Ｏｒｐｍでは出力を一定に制御イ１
１りる１、また、ノＪｙｈイン回転故は７０　ｒ　１１
ｍとし／ｊ　、。

従って、台風Ｏｊの発電機の出力力−グ定数Ｃは、Ｃ−
１：）　、／　Ｎ　３・−！ｉ／　１８０３＝　８．５
７　Ｘ１０−’ とイＩ−リ、第１図の曲線■′ｒ、運ｌｌＩ／ｌされる
、１第１　Ｊ！１１中、第２ｊ重（車ともに、定格以上
て゛回転ηるどさ、出力電圧２００Ｖが得られる１、こ
こてｕ）？＋！ｆｉｌ中の出力が香と４ｙつだ場合、第
１風車のもつ：）ＫＷをリベて出ツノさする１ごＱＪ、
　３！＋、１１△（１４１Ｖ。

４０（’、Ｈイ°１１Ｊ）の電流をｌ！：Ｙ！Ｉ必要か
ある。−どこ（、第１１！ｌｉ［中の回転に応じで、発
電機（Ｇ［）の励１６回路（３）を制御して、−」−記
定数Ｃによる出力カーノに基づいて弁用した設定電流Ｉ
を流づ１゜光電機（Ｇ［）の励磁回路（３）をｎｌ（］
御づる負荷ＩＩｊｉｌｌｌ装置（１０うは、光電機（Ｇ
「）の回転数を検出りるタロメーク〈丁０）と、１党ｆ
ｉｌ伝故に１．ｔつ＜、１Ω定電流１を綽出づるデバイ
ス１１〜１６から＜ｆる演算回路と、励＋１１ｉｌｊ、
ｌｌ路の制御、Ｊイｆわら励＋１＆−１イルに流ねる電
６１コ飴を制御づるアン−シリツノ・イ１＝（２０）と
から（７＋１成され、電源は発電機（Ｇ［）の出力より
安正化電！ｌｌｉ！　（５）を介しく供給りる。−クニ
ｊメーク（「Ｇ）の出力を、変換器（１１）に人力じ（
３０００ｒ１川てＤ　Ｃ１０ｖを出力させ、２東Ｌ９器
（１２）ど乗紳器（１３）に人力づる。２東粋器（１２
）ｋｌ、　２／Ｎｏを法科ンし、東Ｓ卓器（１３ン−（
ｖ、′ｉｆｊを東して、Ｖ３／　１００を６１〕算りる
。屈ｌ中同１１７゜１８０Ｉｎ　（発電手法回転２２５
０ｒｐｍ　）のどき、変］φ器（Ｉｆｆ　（ＪＶ　＝　
ｉ’、！ｉｖ出力づ−るの−（、乗算Ｚ＜１３）の出力
かＡ　、　２２ｖのどき他の風車の状態に関係なく、／
ｌｌ′ｕ′孜（Ｇ　Ｉ’　）に５ＫＷを出力さけるよう
にづる。

ここで、光電機の出力電圧（的を変換器（ｉ［ｉ）で１
４１ｖのどさ０■どイｉるように変換して除鈴器（１！
＋）に人力し、設定電流値Ｉ（！−亦出りる。この之き
、東ε７１：招（１３）の出力の４，２２ｖを変換器（
１４）で５ｖ（Ｊ変換して除算器（１５）に入力づる。

）い（、除樟器（１５）からの設定電流値信号をノ′ン
ノリノノ・イ１−ノー（２０）に人力し、さらに発電（
幾の出力電流１１ｆｉをカレン１−・１−ランス（Ｃ１
）で検出し、変換器（１７）て、Ｉ　＝：ｉ：＋、４Ａ
のど。さ１０Ｖどなるイ１コ８じをノ７ンゾリノ、・イ
＼７−　（２０）　ｉ、二出力さ巳（↓ヒ中Ｍ　！ｊ’
ｌ　”ｔ＞し、介’ｊｕ１９１　（Ｇ　ｌ　）の出力を
１曽減・３るため、励磁回路（３）を制御する。

−１述したｆ）伺Ｉ１１御菰置く１０）を第？凪中に０
同様に設置りることにＪ、す、並列）土ｌｌ１７．りる
第１ｊ・１：（中及び第２１血Ｃ１弓よ相りに影’；！
；ｉ！されることイｆく、各々の加ｌ中の出力し得る発
電能力をＨＡ人限に取出りことか（さる１゜ イｃ（１）、　ｄｊｌ、’ａ３２ＥＲ中とｂ、　２０Ｏ
ｒ＋＋１ｌ（Ｃ＞ｊｉ床！ｉＪ’沙、どイｊるＪ、う（
こ、ピッチ制御４−るか、実施ｆａｌｌ　（’　ｊよ、
１虱中のプレー１〜の空ツノ特イイ（−を利用し、ピッ
ｆ稔換（幾４！’！ｌに例えばボー）フシ−３メータを
イ」１．Ωして、ル−トのヒップを検出し、さらにりＪ
メ−り（ＩＧ）からプレー１〜の回転数を検出し、これ
らのイ１、弓に阜つい（、予め実験にＪ、り設＞Ｅした
バタ〜ン（ビッヂ度換榔構を制御づるしの（、従来不１
り欠（あ・ノた高価イｆ風ノ几１が不すどなる（、Ｊか
、凪中か火源にう＋ＶＣいる／４＋に応した最適のａＪ
す御を（ｊイ、゛）ことか１す１１ヒどイｊる利Ｉｊ、
１かある。

【図面の簡単な説明】

第１図ｆＪ、第１図のグラノ（よ１．”；　Ｋ　Ｗクラ
スの光電成の回転数（Ｎ）と出力（１〕）との関係を示
（Ｊグーツノ（あり、）′ジ２図はこの発明にＪ、る風
車発電（席ので１伺制御装置の回路説明図である、。 １　）血中、２・司）η速機、３・・・励磁回路、１０
・ｆ）イ’、’：ｊ’　１１１　ｔ３１１１’ｓＬ置、
１１．１１Ｉ、　１［ｉ、　１７・・・変換器、］２・
・・２東紳器、＋３・東ｋｉ、１５・・・除緯器、２０
・・アンプリフ）／イパノー、。 １、ｉ　１ｌｉｒ１人　　１１反精密ゴー業株」（会社
代理人　　押　　１）　良　　久１　　）曽））

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １　複数の阻生発電１代を並列運転し、各々の発電（よ
   出力を合算しく供給する独１力光電榔にｄ５いて、各々
   の発電機出力を直流化した後の電流植を検出りる電流検
   ％１１器と、予め設定した各々の発電機の出力１“Ｊ慴
   に阜つく設定電流に応じ−Ｃ各発電機の励磁回路を制御
   覆る手段とからなり、各々の発電（歿の出力電流を制御
   して各々の光電機の発電能力を１・：；に最大（ご肩１
   １−Ｊづることを１Ｊｊ徴とりる用申発電様の負ｉ’ｏ
   ｌ制衡り装買・・