JPS62118069A - 可変速度風力タ−ビン発電機の制御方法及び装置 - Google Patents

可変速度風力タ−ビン発電機の制御方法及び装置

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JPS62118069A JP61270810A JP27081086A JPS62118069A JP S62118069 A JPS62118069 A JP S62118069A JP 61270810 A JP61270810 A JP 61270810A JP 27081086 A JP27081086 A JP 27081086A JP S62118069 A JPS62118069 A JP S62118069A
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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】 産業上の利用分野 本発明は風力タービンに係り、特に風力タービンの運転
効率を向上させる、可変速度風力タービンのトルク制御
に関する。
従来の技術及びその問題点 本発明は本願の優先権主張の基礎出願と同日に出願した
ドーマン他の発明による米国特許出願「可変速度風力タ
ービン」に開示の教示及び特許請求範囲の一部を使用す
る。
従来の可変速度風ノツタービン発電機の設計思想では以
下の手法が使われている。
作モードではロータ速度は風速に対して直線的に比例す
る。トルクは風速の二乗に比例して増加し出力は風速の
三乗に比例して増加する。ピッチ角（可変ピッチプロペ
ラを使用している場合）あるいはヨー角（固定ピッチプ
ロペラを使用している場合）は一定に保持される。
２）　）　　　　ル　　　えた　　に　けるＣＭＪＩＬ
皿［。風速が限界トルクに対応する風速値を超えるよう
な領域ではトルクが一定に保持され、速度比が一定に保
持され、ロータ速度が風速と共に直線的に変化する。出
力は風速に従って直線的に増加する。トルクを・一定に
保持するのに羽根のピッチ角あるいはヨ一方向が変化さ
れる。
３）　肚圧ニヱ亙１゜限界ロータ速度及び／又は限界出
力に達するとピッチあるいはヨーを制御してロータ速度
及びトルクを一定に保持することにより出力が一定に維
持される。
本発明の目的は可変速度風力タービン発電機の効率を向
上させることにある。
問題点を解決するための手段 本発明方法では風速が所定の限界トルク点に対応する値
に達するとそのトルクがそのまま一定に保持されるニ一
方ロータ速度はその際従来の技術におけるが如き速度比
一定動作を続けた場合よりも大きな割合で増加される。
上記動作はトルクレベルを一定に保ちまたロータ速度を
最適な性能が維持されるように増加させることで得られ
る。その結果、出力は、限界トルクを超えた領域で、従
来の技術における如く速度比一定動作を使用した場合よ
りも大きな割合で増加することが可能である。出力は従
来の技術の場合と同じく、限界速度あるいは限界出力に
達するまで増加し続ける。ただし、このレベルは従来の
技術における場合よりも低い風速で到達される。ロータ
性能の観点から見た場合、本発明では速度比がロータ速
度が限界トルクに相当する点を超えて増加するに伴って
増加される。トルクを一定に制御した状態で最適な出力
比、従って、出力を得るためには限界出力及び／又は限
界回転速度に達するまでの間の全ての速度比においてロ
ータ性能包絡線に沿ってタービンの動作状態を変化させ
ればよい。その際速度比が増加するにつれ出力比は速度
比一定動作の際の動作点である出力比最大点からやや低
下する。
本発明は可変速度風力タービン発電機の新規な設計思想
を開示する。すなわち、タービン発電機限界トルクに対
応する風速よりも大きい風速の領域において、ロータ速
度を速度比一定動作において規定されるよりも大きな割
合で増加させることによりより多くの出力を回収するこ
とが可能になる。最大の出力はタービンが所定の限界ト
ルク点に維持されている場合に得られる。本願で開示す
る設計思想に基いた風力タービン発電機で年間を通じて
得られるエネルギー出力は従来のものに比べ約５％向上
する。
実施例 本発明のこれらのまた他の目的、特徴及び利点は以下の
図面を参照して行なう最良の実施例の詳細な説明より明
らかとなろう； 第１図は可変速度風力タービン発電機の出力を風速に対
してプロットした図である。風力タービンのギヤボック
スによって決まる所定の限界トルクに対応する所定の風
速１０より下の領域ではタービンは点Ａ１２と点８１３
を結ぶ点１１の軌跡で示されるように一定速度比（ｆｆ
ｌ速に対する羽根先端周速の比）で動作される。点Ａか
ら点Ｂの間ではトルクは風速の二乗に比例し出力電力は
風速の三乗に比例する。そこで点Ａから点Ｂへ到る領域
における点１１の軌跡は発電機電力出力に関して三次関
数になっている。
従来の技術の項で説明したように、従来の可変速度風力
タービン発電機の設計思想ではトルクは限界トルクに相
当する風速より風速が大きい領域では一定値に維持され
る（これは本願でも同じである）。また限界トルクに対
応するよりも上の風速の領域では速度比も一定に保持さ
れ、これによりロータ速度は風速に従って直線的に変化
する。
このため、従来の技術においては出力は第１図において
点Ｂ１３から点Ｄ１５へ到る点１４の軌跡で示すように
風速に従って直線的に増大していた。
点Ａから点Ｂの間では羽根のピッチ角及びヨ一方位は一
定に維持されるが、従来のトルク保持方法ではトルク限
界を超えて出力を増大させたい場合点Ｂから点りへの間
で羽根のピッチ角あるいはヨ一方位がわずかに変化され
る。ロータ速度及び／又は出力限界に対応する点りにお
いて出力は、ピッチあるいはヨ一方位をより大きく変化
させることにより、すなわちピッチあるいはヨーをより
活発に制御することによリータ速度及びトルクを一定に
保持することで一定に保持される。点Ｅにおいて風速は
カットアウト速度に達し、ピッチあるいはヨー角が変化
されロータが停止される。
第２図は本発明による可変速度タービンの動作を従来の
ものと対比して示す」カタービンロータの性能図である
。第２図は特定のロータについての最大出力は速度比の
プロットを示している。この性能曲線は実際には個々の
種類のタービンロータでその翼弦分布、捩れ分布、厚さ
分布等に応じて大きく変化する。出力比（ＲＰ＞は実際
の風力タービン出力を風の持っているパワーで割算した
値として定義される。すなわら、この出力比は風力ター
ビンロータが風によって加えられるパワーの中から利用
可能なパワーを取出せる効率をあられしている。速度比
（ＶＲ）はロータの先端速度を風速で割った値をあられ
す。上記の如く、ロータ性能図は特定の羽根形状のロー
タに対応して定められ、従って個々の種類のロータに応
じて変化する。第２図に丞す点２０は第１図中の点Ａ１
２から点Ｂ１３に到る曲線１１に沿った一定速度比での
大きさが一定な最大出力比を与える動作点に対応する。
このように、第１図中における曲線１１に沿って動作点
を動かすことにより、第２図中の点２０に対応した最大
効率を与えるようなタービンの動作が可能になる。その
際ロータトルクに対抗して作用する制動トルクが発Ｉｌ
ｌにより加えられ、このＩｉ１動トルクの９１ｍｍによ
りロータ回転速度の入来する風速に対する比が一定に維
持される。このトルク制御の結果速度比がロータ性能曲
線の頂点に対応する速度比に固定される。この様子を第
２図中点Ａ−８２０に概略的に示す。従来の方法による
、トルク限界を超えた領域でのタービン速度の上昇制御
では、ａ作点は第１図中点Ｂ１３から点（）１５へ向っ
て点１４の軌跡に沿って動かされる。これに対応して第
２図では動作点が一定の速度比を保ちながら点Ａ−８２
０から第１図中の点Ｄ１５に対応する点Ｄ２４へ経路２
２に沿って移動され、これに伴って出力比が低下する。
これに対し、本発明はトルク限界を超えた領域では点Δ
−Ｂ２０から点Ｃ２８へ最適性能曲線上の経路２６に沿
って動作点を移動させてやることによりより多くの出力
を引出すことができることを教示する。その際出力比は
極くわずか低下するが、これは従来の技術による動作の
院生じていた出力比の大幅な変化に比べれば極く小さい
吊である。
第１図中においては上記の本発明教示は動作点をトルク
限界に対応する点８１３から点Ｃ３３へ点３４の軌跡に
沿って動かすことに対応する。一方従来はこのような場
合動作点が点１４に沿って動かされていた。かかる動作
は発電機に・一定の制動トルクを生じさせてロータ速度
が入来する風速が限界トルクに対応する風速より低い場
合に比べて入来する風速よりもすみやかに増加するよう
にＩＩＨＢすることで得られる。この動作モードにより
［ノータに高い出力比と一定のトルクを維持させつつ速
度比を増加させることが可能になる。点Ｃで出力限界あ
るいは速度限界に達するとロータ速度はそれ以上増加さ
れなくなり、その結果出力は動作点が点Ｃから点りへ経
路３５に沿って移動する際、またざらに従来の如く点り
から点Ｅへ移動する際にも一定に維持される。その結果
、第１図中の斜線を付した領域ＢＣＤは本発明方法によ
るタービン発電機動作により余分に獲得された１ネルギ
ーをあられす。
第３図は本発明を使用した、可変速度風力タービン発電
機の制御Ｉ装置を示すブロック図であり、これを１ス下
詳細に説明する。
風力タービン発電機の眞記トルク限界よりも下のｇＡ域
では第３図の制ｍ装置は発電機トルクを発電機トルク制
＠装置４０により制御するモードで動作する。このトル
ク限界を超えるとロータ制御装置４２が制御を引継ぎ、
ピップ・変化によってロータ速度を制御する。従来はト
ルク限界より上ではピッチ変化はロータの先端速度を風
速に対して一定に保つように制御されており、その際出
力が直線的に増大されていた。本発明による空力的〇−
タ制ｍ＋装置４２は一定角あるいは極くわｆかの角度変
化を生じるような動作をなし、出力を最大化する。ロー
タ速度は第２図の性能包絡線に従って増大し、ロータの
出力比対速度比の関係が維持される。
ロータ４３に入来する風によってロータ軸４１上に生じ
る空力トルク（Ｑシャ、１、Ｉ）に対して可変速度トル
ク制御発電灘４０により生じる対抗トルク（ＱＥ）が対
抗する。軸４１上のロータ回転速度（Ｎｏ　、＞は第２
図のロータ特性曲線に従って変化し、風によってロータ
４３に供給される入力パワーを平衡させる。ギヤボック
ス４５が軸４１上のロータ速度をより大きな発電機速度
（Ｎ　　　　＞に変換する。この発電機速度ＥＮ （Ｎ　Ｇ　Ｅ　Ｎ　＞は軸４９上に設けられた感知器４
７によって感知される。この速度変換の結果、軸４９に
は発電機４０によって対抗されるロータトルクよも小さ
い大きさのトルク（ＱシャフトＩ［）がギヤボックス比
に応じて生じる。
ロータ速度が所定の限界トルクに相当する値よりも低い
領域ではスケジュール（関数発生器）４４が発電機が出
力している電力レベルをあられすライン４６上の感知出
力電力信号に応答する。
スケジュールはライン４８に発電機速度基準信号を出力
し、これをライン４８上の発電機速度基準信号とライン
５１上の発電機速度信号との差に応答する動的トルク制
御装置５０に供給する。この速度差は制御装置５０がラ
イン５２に発電機トルク変化コマンド信号を供給するこ
とにより動的に調整される。発電１１４０はこのトルク
コマンド信号に応答して発電機速度及び出力をスケジュ
ール４４に従って収斂させる。このスケジュール４４は
第２図に点２６の軌跡によって規定されるトルクが一定
な領域を含んでいる。発電機ロータ５３により発電機中
に生じたトルクはタービン軸４１に作用するトルクに対
抗して作用し、ロータ速度を風速に対して一定に維持す
る。
発電機速度比較器５５は各時点における発電機速度に応
じてピッチあるいはヨー角（β）の制御を切換える。そ
の際発電機速度が最大許容発電機速度よりも小であれば
スケジュール５４に従って制御がなされる。また限界ト
ルクよりも下の領域ではβは一定に保たれ、トルク制御
装置５０がスケジュール４４に従ってロータ速度を制御
する。
限界トルクよりも大きいが最大許容風速よりも小さい風
速領域ではβはロータ速度の関数として最適の出力を維
持するように変化され、またその際スケジュール・５４
に従ってトルクは一定に保たれる。可変ピッチタービン
ではライン５７へ出力されたスケジュール制御装置５４
の出力（β　　　）はピッチ角アクチュエータを操作す
ＥＦ るロータ制御装置４２へ供給され、ライン５９によりリ
ンクを作動してロータを望ましい位置に動かす。ヨー制
御タービンではスケジュール５４の出力は最適出力に対
応して一定値に留まる。
発電機速度が構造的あるいは性能的観点から定められて
いるシステムの最大限界値に達すると、速度比較器は制
御を速度を一定に維持する角度制御装置５６に切換える
。制御装置５６は実際の発電機速度を最大速度と比較し
てロータ速度が一定になるようにピッチあるいはヨー角
を指示する。
制ｔ２１Ｉ装置５６からはβ　　　信号がライン５７へ
ＥＦ 出力されロータ制御装置４２へ送られてピッチあるいは
ヨーアクチュエータを作動させ、これによりロータが所
望の−に動かされる。この際トルクは限界トルク値で一
定に保たれているためこの一定ロータ信号において出力
も一定に保たれる。
このように、第３図に示した回路及び可変速度発電機の
電気的構成要素を含む構成により本発明の実施が可能に
なる。第３図は本発明教示を理解し易くするため様々な
機能ブロック及びスケジュールを用いて示したが、図示
の制御機能はＣＰＵやＩｌｏ、またＲＯＭ、ＲＡＭ等を
含む信号プロセッサによってデジタル的に実行すること
も可能である。
例えば第６図は本発明教示を含む、可変速度風力タービ
ンの概略的ブロック系統図である。この風力タービン５
８は少なくとも−の羽根６２が取付けられたハブ６１を
一端に有するタービンロータ軸６０を有する。タービン
ロータ軸の他端にはギヤボックス６３の低速度端６４が
結合されている。また交流発ｉｉ機６５はギヤボックス
の高速度端６７に取付けられた発電機ロータ軸６６を有
する。タービンロータトルク（Ｑｓ）によって発電機ロ
ータが駆動される。発電機は入力タービンロータトルク
と対抗するエアギャップトルク（ＱＥ）を生じる。交流
発電機はライン６８に周波数の変化する交流を出力して
これを周波数変換器６９に送る。一方周波数変換器６９
はこの周波数の変化する交流を周波数の一定な交流に変
換してライン７０へ出力し、さらに電力回線７０ａへ出
力する。
可変速度風力タービン制御袋＠７１はＣＰＵ７２ａと、
バス７２ｃをインターフェースするＩ１０ユニット７２
ｂとを有する信号プロセッサ７２を含んでいる。信号ブ
ロセッザはまたＲＯＭユニット７２ｄ及びＲＡＭユニッ
ト７２ｅ１またその他のハードウェア（図示せず）をも
含んでいる。信号プロセッサのＩ１０ユニットは発電機
軸速度に応答する速度感知器７４より供給されるライン
７３上の感知発電機速度信号（Ｎ　Ｇ）に応答する。Ｉ
１０ユニット７２ｂはまたライン６８を介して周波数変
換器へ送られる出力電力の大きざに応じてライン７５に
出力電力感知器７６から出力される感知出力電力信号（
Ｐ　Ｅ　）にも応答する。
可変速度風力タービン制御装置７１は信号プロセッサに
よって最大効率を与える感知出力電力と発電機速度との
関係を規定する関数に基いて発電機エアギャップトルク
のあるべき値を決定する。このレベルが求められると信
号プロセッサはＩ１０ユニット７２ｂを介して発電機ト
ルクコマンド信号をライン７７に出力してこれを周波数
変換器に供給する。
周波数変換器は例えばサイクロコンバータや直流リンク
で結合された整流器−インバータ対でよい。これらの周
波数変換器はいずれも公知のものであり、詳細な説明は
省略するが、電子変換器では周波数変換器を通って送ら
れる電力の制御に位相制御されたＳＣＲが使われること
を付記しておく。これは位相角及びＳＣＲの導通タイミ
ングを電力回線中の位相に対して実効及び無効電力を制
御することでなされる。このため周波数変換器内部には
トルクコマンド信号に応じて周波数変換器中に設けられ
たＳＣＲのトリガパルスを出力するトリガ回路（図示せ
ず）が酋通設【ノられる。周波数変換器及びトリガ回路
は公知のものであり、詳細な説明は省略する。
ロータ制御装置７８は空力トルク制御装置として作用す
る。これはピッチあるいはヨー制ｍ装置として構成され
る。空力トルクコマンド信号は信号プロセッサによって
ライン７８ａに出ノ〕されてロータ制御装置７８に送ら
れる。ロータ制御装置はライン７９に機械的出力信号を
出力して空力的トルク制御を行なう。
以上、ロータ速度を制御して駆動システムトルクの物理
的限界内においてエネルギーの捕獲量を最大化する方法
及び装置を開示したが、開示した速度制御方法において
はさらに推力の増大に対応したハードウェアの費用の問
題も考慮を要する。
推力増大に対応する費用の問題を考えた場合、速度と出
力との関係の経済的に最適な経路は前記の従来の技術の
項で説明した経路と上記のエネルギー捕獲量を最大化す
る方法で説明した経路との中間に位置するのが見出され
た。従って、実際にはロータ速度が増加して限界トルク
点を超えたような領域ではロータ速度は風速が増大して
いてもロータ推力が一定に保持されるように制御される
。
第４図よりわかるように、ロータ推力は点Ｂ８０から点
Ｃ８２にかけて急速に上昇する。経路８４は第１図中に
おける点３４の軌跡に対応する。
しかし、この推力の増大はかかる動作モードで予期され
る経済的な改善に悪影響を及ぼす。上記のＢからＣへ到
る経路では推力は非常に急速に立ち上る。一方、従来の
（ＣＶＲ動作として説明した）動作ではロータ速度が限
界トルク点に達すると推力が急落する（第１図中の点１
４の軌跡に対応する点８８０から点りへ到る経路８６に
沿って）。
さらに、点Ｂ８０から点Ｆ９０に到る経路では推力はト
ルクを一定に維持したまま一定に保つことができる。
第５図は特定のロータの可変速度動作経路に沿った推力
比特性をあられす図である。図示の如く、推力比、従っ
て推力は点Ａ−Ｂの点９２から点Ｃ９４へ経路９１に沿
って増大する。この経路が最適出力経路である。さらに
点Ａ−８９２から点Ｄ９８にかけて経路９６に沿って推
力比は風速の二乗よりも急速に降下し、従って推力は風
速の増大に伴って減少する。三角形領域Ａ−Ｂ−Ｃ−Ｄ
内では別の経路を、ロータ速度の増加を許容することに
より出力が増大している状態において一定推力及び一定
トルクを維持するような点の軌跡によって定められるよ
うに選択することが可能である。
これを達成するにはタービンロータのピッチあるいはヨ
ー角をこれらの点の軌跡を維持するように制御しなけれ
ばならない。勿論選択される軌跡は個々の設２条件によ
ってかなり変化する。
さらに別の方法として、ロータ速度を限界トルクに対応
する速度を超えた領域でタワー設置費用と駆動システム
の費用とを合わせた費用が得らるエネルギー捕獲ωに見
合った最適値になるように制御してもよい。
以上、本発明を最良の実施態様について図示し説明した
が、本発明の思想及び要旨内で様々な変形、省略、追加
が可能である。
本発明は可変速度風力タービン発ｆｆｆｔ１ｌの動作を
その動作効率が改善されるように制御する装置及び方法
を開示する。本発明方法及び装置により風力タービンの
限界トルクよりも低いトルクに対応するロータ速度の領
域ではロータの先端速度が風速に対して所定の一定比に
維持されるが、前記限界トルクを超えるような領域では
所定の速度あるいは出力限界に達するまでの間ロータ先
端速度は前記一定速度比によって定められるよりも大き
な値に制御される。この制御はロータの先端速度をロー
タ限界トルクに達する点よりも大きい速度に制御するこ
とでなされ、その結果、風力タービンの性能は性能包絡
線に沿った最適な状態に維持される。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明風力タービン発電機の動作経路を含む、
様々な可変速度風力タービン装置の可能な動作経路を示
す出力対風速曲線のグラフ、第２図は第１図に動作経路
を示した可変速度風力タービンの可変速度動作の際のロ
ータ性能図を無次元形式で示すグラフ、第３図は可変速
度発電機の風力タービン発電機制御装置を示す概略的な
ブロック系統図、第４図は推力対風速の関係を示すグラ
フ、第５図は推力対速度比を示すグラフ、第６図は本発
明教示を取り入れた可変速度風力タービンの概略的ブロ
ック図である。 １０・・・所定限界トルクに対応する風速、１１゜２２
．２６．３４．３５．８４，８６．９１゜９６・・・経
路、１２〜１５．２０，２４．２８゜３３．８０．８２
．８８．９０，９２．９４゜９８・・・動作点、４０・
・・発電機トルク制御装置、４１．６０・・・タービン
ロータ軸、４２．７８・・・ロータ制御装置、４３．６
２・・・タービンロータ、４４．５４・・・スケジュー
ル（ｒｌＪ数発生器）、４５゜６３・・・ギヤボックス
、４６．４８．５１．５２゜５７．５９．６８．７０．
７３．７５．７７゜７８ａ・・・ライン、４７・・・感
知器、４９・・・発電機軸、５０・・・動的トルク制御
装置、５３・・・発電機ロータ、５５・・・速度比較器
、５６・・・角度制御装置、５８・・・風力タービン、
６１・・・ハブ、６４・・・ギヤボックス低速度端、６
５・・・発！ｅｌ、６６・・・発′ＩＩｉ機ロータ軸、
６７・・・ギヤボックス高速度端、６９・・・周波数変
換器、７０ａ・・・電力回線、７１・・・可変速度風力
タービン制御装置、７２・・・信号プロセッサ、７２ａ
・・・ＣＰＬＪ、７２ｂ・・・Ｉ１０ユニット、７２ｃ
・・・バス、７２ｄ−？ＯＭ、７２ｅ−ＲＡＭ、７４　
・・・速度感知器、７６・・・出力電力感知器。

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）可変速度風力タービン発電機の効率を向上させる
    制御方法であって： 該風力タービンのロータの先端の速度が該風力タービン
    の所定の限界トルク値に対応する所定の速度よりも低い
    場合に該ロータ先端速度が風速に対して一定な速度比に
    なるように発電機トルクを制御する段階と； 該ロータ先端速度が該風力タービンの該所定限界トルク
    値に対応した該所定速度よりも大きい場合所定の速度限
    界ないし出力限界に達するまでの間該ロータ先端速度が
    該所定の一定速度比によって定められるよりも大きな速
    度によるように発電機トルクを制御する段階とを含むこ
    とを特徴とする方法。
  2. （２）該発電機トルクを該限界トルク値より上の速度領
    域で制御する段階はトルクが一定に維持されたまま出力
    電力を増加させる作用をなすことを特徴とする特許請求
    の範囲第１項記載の方法。
  3. （３）可変速度風力タービン発電機を制御して効率を向
    上させる装置であって： 風力タービンロータ速度あるいは発電機ロータ速度に応
    じてタービン発電機速度感知信号を出力する速度感知器
    と； 発電機出力電力に応じて電力感知信号を出力する出力電
    力感知器と； 該速度感知信号と該電力感知信号とに応じて風力タービ
    ン発電機トルク制御信号を出力して発電機トルクを制御
    し、その際ロータ先端の速度が風力タービンの所定の限
    界トルク値に対応した所定の速度よりも低い場合にロー
    タ先端速度を風速に対して一定な所定の速度比になるよ
    うに制御し、またロータ先端の速度が該所定限界トルク
    値に対応した該所定速度よりも大きい場合所定の速度限
    界あるいは出力限界に達するまでの間該ロータ先端速度
    を該一定速度比によって定まるよりも大きな速度に制御
    する制御装置とよりなることを特徴とする装置。
  4. （４）該制御装置は該限界トルク値を超えたロータ速度
    の領域において出力電力を風速の三乗と出力比との積と
    して定義される関数に従って増加させることを特徴とす
    る特許請求の範囲第３項記載の装置。
  5. （５）該ロータ先端速度が該風力タービンの該所定の限
    界トルク値に対応した該所定速度よりも大きい場合に該
    所定の速度限界ないし出力限界に達するまでの間ロータ
    先端速度を制御すべく発電機トルクを制御する該段階は
    、風速が増大する場合も一定のトルク値を維持すべくロ
    ータ推力を一定に保持しつつ出力電力を増加させること
    を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の方法。
  6. （６）空力トルクコマンド信号に応じてタービンロータ
    の空力トルクを変化させる空力トルク制御装置をさらに
    含み、一方該制御装置は該速度感知信号に応じて空力制
    御を変化させる空力トルクコマンド信号を出力して該限
    界トルクを超えた領域において風速が増大しても一定の
    トルク値を維持すべくロータ推力を空力的に一定に保持
    しつつ出力電力を増加させることを特徴とする特許請求
    の範囲第３項記載の装置。
  7. （７）該ロータ先端速度が該所定の限界トルク値に対応
    する所定の速度よりも大きい場合にロータ先端速度を制
    御する該段階は、得られる出力電力をタービンタワーの
    費用及び風力タービン駆動システムの費用が得られるエ
    ネルギー捕獲量の増加と最も良く見合うように増加させ
    ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の方法。
  8. （８）該制御装置は該ロータ先端速度が該所定の限界ト
    ルク値に対応する所定速度よりも大きい領域において出
    力電力を風力タービンのタワーの費用と駆動システムの
    費用が得られるエネルギー捕獲量の増加と最も良く見合
    うように増加させることを特徴とする特許請求の範囲第
    ３項記載の方法。
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