TW202108878A

TW202108878A - 風力發電裝置及其停止方法

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Publication number: TW202108878A
Application number: TW109129340A
Authority: TW
Inventors: 苗村伸夫; 奥野東
Original assignee: 日商日立製作所股份有限公司
Priority date: 2019-08-29
Filing date: 2020-08-27
Publication date: 2021-03-01
Also published as: US20220299007A1; JP7174682B2; TWI777228B; EP4023878A4; JP2021032215A; WO2021039188A1; EP4023878A1

Abstract

[課題] 即使採用低剛性葉片，在停止風力發電裝置之際，可抑制到停止為止之必要時間的增加，並迴避葉片與塔架的碰撞。 [解決手段] 具備：具備葉片(2)的轉動部(10)、支撐轉動部(10)的艙體(4)、支撐艙體(4)的塔架(5)、控制葉片(2)之俯仰角的俯仰角控制機構(21)、對俯仰角控制機構(21)輸出俯仰角之目標值的控制裝置(12)，控制裝置(12)，在停止風力發電裝置之際，是以葉片(2)在通過塔架(5)的方位角之範圍中不會大幅往塔架(5)側撓曲的方式來決定葉片(2)之順槳動作的俯仰角之目標值。

Description

風力發電裝置及其停止方法

本發明，關於風力發電裝置與其停止方法，特別是關於具備低剛性之葉片的順風型之風力發電裝置與其停止方法。

由於對可再生能源活用的關心提高，故預測風力發電裝置在世界上的市場會擴大。作為百萬瓦級的風力發電裝置，頻繁地使用具備：在使葉片旋轉的輪轂安裝成放射狀的轉動部、透過主軸來支撐轉動部的艙體、從下部允許艙體的偏航旋轉來支撐的塔架等而成者。近年的風力發電裝置，為了發電成本降低而顯著地在海上大型化、大容量化，發電時之葉片的撓曲也會變大。在轉動部位於塔架之上風側的逆風型之風力發電裝置，為了防止葉片與塔架的碰撞，導入有葉片的高剛性化或往上風側的初期撓曲。另一方面，在轉動部位於塔架之下風側的順風型之風力發電裝置，在發電時葉片會往遠離塔架之側撓曲，故沒有與塔架碰撞的可能性，期待可採用因低剛性化而輕量的葉片。但是，在風力發電裝置的停止動作中因葉片的順槳動作而在葉片產生負的升力，而使朝向上風側的流體力作用於葉片。因此，若在順風型之風力發電裝置採用低剛性葉片的情況，有葉片往上風側撓曲而與塔架碰撞的可能性。在風力發電裝置的停止動作時，作為降低作用於葉片之負載的技術，例如，提案有專利文獻1所記載的水平軸風車。在專利文獻1，當俯仰驅動控制系統陷入無法動作時，藉由無法進行變角速度控制的強制順槳系統來使葉片成為順槳而緊急停止的情況，是在受到限定之俯仰角範圍使用對葉片的俯仰角變角運動賦予抵抗力的變角速度抑制機構，藉此在葉片之強制順槳時的變角過程中降低作用於風車(葉片或塔架)的負載。 [先前技術文獻] [專利文獻] [專利文獻1] 日本特開2010-270733號公報

[發明所欲解決之問題] 根據專利文獻1所記載的水平軸風車，即使是藉由強制順槳系統來使葉片成為順槳而緊急停止的情況，亦可降低作用於葉片的最大負載。但是，為了得到使作用於葉片的負載降低的效果，有著對旋轉之轉動部的制動力降低的情況。因此在採用低剛性葉片的情況，為了迴避葉片與塔架的碰撞，有著到停止為止的必要時間大幅增加的虞慮。本發明是有鑑於這種狀況而完成者，其目的在於提供風力發電裝置及其停止方法，即使採用低剛性葉片，亦可抑制到停止為止之必要時間的增加，且迴避葉片與塔架的碰撞。 [解決問題之技術手段] 為了解決上述課題，如申請專利範圍所記載般，構成風力發電裝置及其停止方法。作為本發明之風力發電裝置之具體的構造例，其特徵為，具備：至少具備一片葉片的轉動部、支撐前述轉動部的艙體、支撐前述艙體的塔架、控制前述葉片之俯仰角的俯仰角控制機構、對前述俯仰角控制機構輸出俯仰角之目標值的控制裝置，前述控制裝置，在停止風力發電裝置之際，是以前述葉片在通過前述塔架的方位角之範圍中不會大幅往前述塔架側撓曲的方式來決定前述葉片之順槳動作的前述俯仰角之目標值。 [發明之效果] 根據本發明，即使採用低剛性葉片，在停止風力發電裝置之際，可抑制到停止為止之必要時間的增加，並迴避葉片與塔架的碰撞。上述以外的課題、構造及效果，是由以下之實施形態的說明而明瞭。

以下，參照圖式來說明本發明的實施例。 [實施例1] 首先，參照圖1，說明適用本發明之風力發電裝置的構造例。圖1是風力發電裝置的全體概略構造圖。如圖1所示般，風力發電裝置1，具備：承受風而旋轉的葉片2、支撐葉片2的輪轂3、收容動力傳達部或發電機等的艙體4、以及將艙體4支撐成可旋動的塔架5。在艙體4內，具備：連接於輪轂3並與輪轂3一起旋轉的主軸6、連接於主軸6來使旋轉速度加速的加速機7、以及藉由以加速機7加速過的旋轉速度來使轉子旋轉而發電運轉的發電機8。將葉片2的旋轉能源傳達至發電機8的部位，稱為動力傳達部，在本實施形態，主軸6及加速機7包含在動力傳達部。而且，加速機7及發電機8，被保持在主框架9上。且，藉由葉片2及輪轂3來構成轉動部10。圖1所示之風力發電裝置1，雖示出以三片葉片2與輪轂3來構成轉動部10的例子，但並不限於此，轉動部10是以輪轂3與至少一片葉片2來構成亦可。且，在圖1，艙體4是對塔架5被支撐成可旋轉，但若塔架5可在水平面內旋轉的話，艙體4對塔架5無法旋轉亦可。在圖1，示出從側面觀看風力發電裝置1的狀態，對於使轉動部10位在塔架5之下風側的順風型之風力發電裝置，風是在圖面由左往右吹。且，如圖1所示般，在塔架5內的底部(下部)，配置有變換電力頻率的電力變換器11、進行電流之開閉的切換用之開閉器及變壓器等(圖示省略)、以及控制裝置12等。作為控制裝置12，例如使用控制盤或遠隔控制監視系統(SCADA：Supervisory Control And Data Acquisition)。風力發電裝置1，具備：用來控制葉片2之俯仰角的俯仰角控制機構21、設置在艙體4之上部的風向風速計22。作為俯仰角控制機構21，例如，採用電動方式，可獨立控制各葉片2之俯仰角者。又，風向風速計22，設置在風力發電裝置1之其他位置亦可，只要在風力發電裝置1之附近的話設置在風力發電裝置1之外部亦可。圖2表示實施例1之風力發電裝置1之控制裝置12的構造例。圖2所示之控制裝置12，為了迴避停止動作時之葉片與塔架的碰撞而演算俯仰角控制量，並對俯仰角控制機構21送出控制訊號。控制裝置12，具備：艙體方位角計測部31、風向風速計測部32、停止開關33、停止命令發送部34、方位角計測部35、控制資料庫36、控制量計算部37。又，若具備風向風速計測部32或是停止開關33之任一者的話，不具備另一者及艙體方位角計測部31亦可。在艙體方位角計測部31，使用未圖示的艙體方位角計，來計測轉動部10之旋轉軸方向的方位角。在風向風速計測部32，使用風向風速計22來計測風向與風速。風向與風速是使用瞬間值亦可，使用在既定時間施以統計處理的平均值或標準差、最大值與最小值之差等亦可。停止開關33，在按壓停止按鈕的情況發送停止訊號。停止按鈕，例如，為物理的按鈕亦可，顯示在電腦顯示器之電子的按鈕亦可。停止按鈕之設置場所亦直接安裝於風力發電裝置1亦可，設置在遠隔監視中心等亦可。且，停止開關33，構成為被組裝至未圖示的風力發電裝置之監視系統，在監視系統檢測到風力發電裝置1之異常的情況等時，自動地發送停止訊號亦可。在本實施例，停止命令發送部34，構成為在滿足以下任一條件的情況時，發送停止命令。又，發送停止命令的條件並不限定於以下所述者。 (1)從停止開關33接收到停止訊號的情況 (2)以艙體方位角計測部31所計測之方位角與風向風速計測部32所計測之風向之差來定義的偏航誤差之絕對值超過閾值的情況 (3)風向風速計測部32所計測之風速低於下側停止風速的情況 (4)風向風速計測部32所計測之風速超過上側停止風速的情況 (5)風向風速計測部32所計測之風向或風速的變化率之絕對值超過既定值的情況 (6)風向風速計測部32所計測之風向或風速的標準差或最大值與最小值之差超過既定值的情況方位角計測部35，計測表示轉動部10之旋轉軸周圍之相位的方位角。在此作為一例，將葉片2位於輪轂3之鉛直方向正上方的情況定義為方位角0度。且，三片葉片2是以120度等間隔地連接於輪轂3。於控制資料庫36，儲存有停止動作時使用的控制參數，例如儲存有：表示停止時之俯仰角之變化速度的俯仰速率、與風速及轉數對應之禁止通過塔架的俯仰角範圍。控制量計算部37，在從停止命令發送部34接收到停止命令的情況時，使用方位角計測部35的方位角與控制資料庫36的控制參數，來計算停止動作時之俯仰角的目標值。俯仰角控制機構21，將各葉片2的俯仰角控制成目標值。作為俯仰角控制機構21，在本實施例是使用電動方式者，而可獨立控制各葉片的俯仰角。接著，參照圖3~6，具體說明控制量計算部37在停止動作時之俯仰角之目標值的計算方法。於圖3，表示平常的停止動作之各葉片2的方位角與俯仰角之關係的一例。在圖3，運轉中之葉片2的俯仰角全部為0度(面風)，表示出從第1葉片的方位角為0度的狀態開始進行停止動作之情況之各葉片的方位角與俯仰角的關係。但是，為了簡要，而無視停止動作所致之轉數的降低。且，所有葉片是以控制資料庫36所規定的俯仰速率來進行順槳動作。亦即，俯仰速率不會變化，而是以一定的俯仰速率來使各葉片的俯仰角變化成順槳狀態。停止時，一般是以俯仰角控制機構21之最大的俯仰速率來使俯仰角成為順槳狀態(俯仰角90度)，例如，設定成使葉片以大致轉1圈半的程度來從面風狀態變成順槳狀態。圖3中以標記表示的範圍，是葉片禁止通過塔架的俯仰角範圍。所謂的葉片通過塔架，是在圖1所示般在塔架5之頂上支撐有艙體4的風力發電裝置1之情況，葉片通過輪轂3之鉛直方向正下方位置(方位角為180度)附近。葉片在通過塔架的方位角180度、540度附近時，不成為會讓葉片的撓曲變大之俯仰角的範圍，藉此迴避葉片與塔架5的碰撞。禁止通過塔架的俯仰角範圍，是藉由葉片的方位角與俯仰角來規定。規定禁止通過塔架的俯仰角範圍的方位角範圍，是考慮到塔架5的直徑或葉片2的翼弦長、厚度而決定。塔架5的直徑較大的情況時，禁止通過塔架的俯仰角範圍的方位角範圍會變大。且，葉片2的翼弦長或厚度不大的話，禁止通過塔架的俯仰角範圍的方位角範圍會變大。例如，規定禁止通過塔架的俯仰角範圍的方位角範圍是設定在180度±30度(從方位角150度到210度)等。又，在風力發電裝置，有著艙體被從主塔架往側方延伸的支撐構造物所支撐的風力發電裝置，或是使艙體被傾斜的支撐構造物所支撐的風力發電裝置。該等之支撐構造物，與本實施例的塔架5同樣地是用來支撐艙體的構造物，故廣義地解釋成包含在本發明的塔架。該等之情況時，有必要基於支撐構造物所在的方位角，來設定規定禁止通過塔架的俯仰角範圍的方位角範圍。另一方面，規定禁止通過塔架的俯仰角範圍的葉片之俯仰角的範圍，是由可迴避與塔架5之碰撞之葉片2的撓曲來決定。葉片的撓曲，會因作用於葉片的流體力與葉片的材料或構造而改變，作用於葉片的流體力會因風速或葉片的轉數等而改變。於是，規定禁止通過塔架的俯仰角範圍的葉片之俯仰角，會因葉片的材料或構造、進行停止動作之際的風速或葉片的轉數等而改變，考慮到該等而事先進行計算等來決定。例如，規定禁止通過塔架的俯仰角範圍的葉片之俯仰角的範圍，是設定在15度到45度等。禁止通過塔架的俯仰角範圍，是使與風速或轉數對應的值儲存在控制資料庫36。禁止通過塔架的俯仰角範圍，是依照進行停止動作之際的風速或轉數而變化為佳，但以撓曲變成最大的風速或轉數作為基準來設定禁止通過塔架的俯仰角範圍亦可。在圖3所示之例，禁止通過塔架的俯仰角範圍，是表示成在方位角從150度到210度的範圍內禁止15度到45度之範圍之俯仰角的使用。而且，在圖3所示之例，是進行非本實施例的平常之停止動作(順槳控制)，該情況時，第1葉片會入侵至禁止通過塔架的俯仰角範圍，故有第一葉片與塔架5碰撞的可能性。於是，實施例1，在停止動作之際，變更俯仰角來使各葉片不會入侵至禁止通過塔架的俯仰角範圍。在本實施例，具體來說，是在停止動作之際，不會同時開始各葉片2的順槳動作，而是基於葉片的方位角來決定各葉片之順槳動作的開始。換言之，在以往的停止方法，所有葉片會同時開始順槳動作，但在本實施例，是變更每個葉片開始順槳動作的方位角。如圖3所示般，第2、第3葉片不會入侵至禁止通過塔架的俯仰角範圍。於是，若從方位角120度到240度的範圍開始順槳操作的話，可迴避與塔架5的碰撞。因此，如圖4所示般針對預料會碰撞的第1葉片，延後順槳動作的開始，在第1葉片的方位角成為120度的時刻開始進行順槳操作即可。圖4所示之例，在停止動作之際，針對第2葉片及第3葉片是同時開始順槳動作，針對第1葉片是延後順槳動作的開始。又，在圖3及圖4所示之例中，第2、第3葉片雖不會入侵至禁止通過塔架的俯仰角範圍，但在開始風力發電裝置的停止動作之際，第2、第3葉片的方位角位在會入侵至禁止通過塔架的俯仰角範圍之位置的情況時，只要同樣地延後順槳動作的開始，在方位角收斂在120度至240度(距離塔架所在之方位角±60度)之範圍的時刻開始順槳動作即可。又，開始順槳動作的方位角之範圍從120度到240度僅為一例，只要是在通過塔架的前後，則不在此限。且，取代範圍而指定既定的方位角亦可，例如在各葉片通過方位角120度的時刻開始順槳動作亦可。在上述的說明，雖無視圖3及圖4中停止動作所致之轉數的降低，但即使因停止動作而使轉數降低，亦可同樣地適用本實施例。亦即，在因停止動作而使轉數降低的情況時，只要使圖3中表示俯仰角的直線之斜率伴隨著方位角的增加而增加，而成為圖5那般的曲線，就可適用同樣的停止方法。各葉片是否入侵至禁止通過塔架的俯仰角範圍的判定，是如圖3所示般計算各葉片之俯仰角的目標值即可，但在如圖5那般考慮到轉數之降低的情況時，對進行停止動作之際的各種風速與轉數，將俯仰角與方位角的關係如圖5的曲線那般儲存至控制資料庫36亦可。且，使順槳操作之開始延後而使轉數變化，導致從儲存在控制資料庫36的俯仰角-方位角曲線發生偏差的情況時，以控制量計算部37來計算出使順槳操作之開始延後之情況的轉數之變化，而修正俯仰角-方位角曲線，藉由反覆計算來決定開始順槳操作的方位角亦可。且，在上述實施例，開始停止動作之際之各葉片的俯仰角全部為0度(面風)，但在開始停止動作之際之葉片的俯仰角並不一定會是0度。也有因開始停止動作之際之葉片的俯仰角的位置，而第1葉片不會入侵至禁止通過塔架的俯仰角範圍，但第2葉片會入侵至禁止通過塔架的俯仰角範圍的情況。於是，將開始停止動作之際之葉片的俯仰角的位置、方位角的位置及停止動作之俯仰速率與禁止通過塔架的俯仰角範圍之間的關係予以事先確認，因應俯仰角的位置來變更開始停止動作之方位角的位置為佳。該等之資料儲存於控制資料庫36。根據本實施例，即使採用低剛性葉片，亦可抑制風力發電裝置的停止動作中葉片與塔架的碰撞。且，在停止風力發電裝置之際，沒有必要使俯仰速率變小，故可抑制到停止為止之所需時間的增加。 [實施例2] 在實施例2，針對圖2之控制量計算部37之停止動作時之俯仰角的目標值，說明以與實施例1所示之方法不同的計算方法。亦即，在實施例1是變更開始順槳動作的方位角，藉此使葉片不會入侵至禁止通過塔架的俯仰角範圍，但在本實施例，是因應方位角來變更順槳動作的俯仰速率，藉此使葉片不會入侵至禁止通過塔架的俯仰角範圍。在本實施例，如圖3那般第1葉片入侵至禁止通過塔架的俯仰角範圍的情況時，如圖6所示般，到葉片通過塔架(禁止通過塔架的俯仰角範圍的方位角範圍)為止，是固定在禁止通過塔架的俯仰角範圍以下。亦即，在圖6所示之例，與平常的停止動作同樣地先以既定的俯仰速率開始順槳動作，在第1葉片的俯仰角成為禁止通過塔架的俯仰角範圍的俯仰角之前固定俯仰角(俯仰速率：零)，當葉片通過塔架後再以既定的俯仰速率進行順槳動作。在此例，是組合俯仰速率為零與既定之俯仰速率來進行順槳動作。且，不是固定俯仰角，而是如圖7所示般，與平常的停止動作同樣地先開始順槳動作，在葉片成為靠近塔架之方位角的位置時進行使俯仰角回到面風側的操作，藉此使葉片不會入侵至禁止通過塔架的俯仰角範圍亦可。在此例，是組合俯仰速率為負的俯仰速率(往面風側的俯仰角之變更)與既定之俯仰速率來進行順槳動作。作為變更在順槳動作中的俯仰速率而使葉片不入侵至禁止通過塔架的俯仰角範圍之例，亦可如圖8A、圖8B所示般使俯仰速率變化，而將葉片控制成不入侵至禁止通過塔架的俯仰角範圍。圖8A，在開始停止動作之際，針對第1葉片是降低俯仰速率來進行順槳動作而使第1葉片不入侵至禁止通過塔架的俯仰角範圍。然後，在第1葉片迴避禁止通過塔架的俯仰角範圍之後，以平常的俯仰速率(與第2、第3葉片相同的俯仰速率)來進行順槳動作。且，圖8B，在開始停止動作之際，針對第1葉片是提高俯仰速率來進行順槳動作而使第1葉片不入侵至禁止通過塔架的俯仰角範圍。然後，在第1葉片迴避禁止通過塔架的俯仰角範圍之後，以平常的俯仰速率(與第2、第3葉片相同的俯仰速率)來進行順槳動作。又，停止動作之際的俯仰速率，為了迅速使風力發電裝置成為停止狀態，通常是設定成俯仰角控制機構所容許之最大的俯仰速率，故以圖8A所示的方法為佳。亦即，在圖8B所示之方法，有必要將停止動作的俯仰速率抑制成較低，而導致風力發電裝置到成為停止狀態為止的時間變長。且，在圖8A及圖8B所示之例，迴避禁止通過塔架的俯仰角範圍之後，雖回到平常的俯仰速率，但不限於此。在圖6、圖7、圖8A及圖8B所示之方法，某時刻之各葉片的俯仰角會大幅不同，故在各葉片的負載發生不平衡，而有著作用於輪轂3的力或慣性比平常的停止動作還大的可能性。為了對應該課題，是將俯仰速率變更成，使順槳動作之各葉片的俯仰角大幅不同的時間減少，而盡可能地使各葉片的俯仰角相同地變化。例如圖9所示般，是以與圖6所示之方法同樣地在通過塔架前固定第1葉片的俯仰角。然後，在第1葉片通過塔架後提高俯仰速率，盡可能使同時刻之全葉片的俯仰角一致。且，不是使所有葉片的俯仰角一致，而是以抵銷第1葉片在禁止通過塔架的俯仰角範圍的回避動作所致之不平衡的方式來決定其他葉片的俯仰角亦可。在沒有風切或塔影效應(Tower shadow effect)之影響的條件下，為了迴避所有的負載不平衡，必須要使所有的葉片的俯仰角一致，但例如在降低塔架5的扭轉力矩般僅降低特定負載的情況，就沒有必要使所有葉片的俯仰角一致。且，實際上會有風切或塔影效應的影響，故獨立設定各葉片的俯仰角會較有效地使不平衡降低。在本實施例，說明了俯仰角控制機構21可獨立控制各葉片2之俯仰角的情況(獨立俯仰控制)，但在變更俯仰速率來使葉片不會入侵至禁止通過塔架的俯仰角範圍的情況，獨立俯仰控制並非必須。亦即，例如圖10所示般，針對所有的葉片，如同平常的停止動作以既定的俯仰速率先開始順槳動作，在第1葉片的俯仰角成為禁止通過塔架的俯仰角範圍的俯仰角之前，固定所有葉片的俯仰角，在第1葉片通過塔架後提高所有葉片的俯仰速率來以第3葉片的俯仰角不會入侵至禁止通過塔架的俯仰角範圍的俯仰速率來進行順槳動作，之後，再次針對所有葉片以平常的俯仰速率進行順槳動作。在進行這種控制的情況，不使用獨立俯仰控制就可使所有的葉片的俯仰角一致，並使葉片不入侵至禁止通過塔架的俯仰角範圍，而停止風力發電裝置。圖6~圖10所示之實施例2中，俯仰角之目標值的設定，亦與實施例1相同，在考慮到轉數之降低的情況時，對進行停止動作之際的各種風速或轉數，將俯仰角與方位角的關係儲存至控制資料庫36亦可。且，因各葉片之俯仰速率的變化而使轉數變化，導致從儲存在控制資料庫36的俯仰角-方位角曲線發生偏差的情況時，以控制量計算部37來計算出使俯仰速率變化之情況之轉數的變化，而修正俯仰角-方位角曲線，藉由反覆計算來決定俯仰速率的時間變化亦可。且，在圖6~10所示之實施例2，雖使俯仰速率不連續地變化，來將俯仰角-方位角關係設定成由複數個線條所成的目標值，但俯仰速率亦可連續地變化，該情況的俯仰角-方位角關係會成為平滑的曲線。且，在圖6~10所示之實施例2，開始停止動作之際之各葉片的俯仰角全部為0度(面風)，但在開始停止動作之際之葉片的俯仰角並不一定會是0度。實施例2亦與實施例1同樣地，將開始停止動作之際之葉片的俯仰角的位置、方位角的位置及停止動作之俯仰速率與禁止通過塔架的俯仰角範圍之間的關係予以事先確認，因應俯仰角的位置來進行俯仰速率的變更為佳。該等之資料儲存於控制資料庫36。根據本實施例，即使採用低剛性葉片，亦可抑制風力發電裝置的停止動作中葉片與塔架的碰撞。且，在停止風力發電裝置之際，沒有必要使俯仰速率變小，故可抑制到停止為止之所需時間的增加。上述實施例1是變更開始葉片之順槳動作的方位角，藉此使葉片不會入侵至禁止通過塔架的俯仰角範圍。然後，上述實施例2是變更順槳動作的俯仰速率，藉此使葉片不會入侵至禁止通過塔架的俯仰角範圍。該等之控制是單獨或是組合皆可。且，在上述實施例，雖然是使開始順槳動作的方位角變化及/或因應方位角來使俯仰速率變化而控制順槳動作，但將開始順槳動作的方位角及/或因應方位角的俯仰速率合併稱為順槳控制量。且，在上述實施例，雖說明了順風型之風力發電裝置的停止動作，但在逆風型之風力發電裝置也一樣，在停止動作之際葉片往塔架側撓曲的情況，適用本發明而可抑制停止動作之際葉片與塔架碰撞的情況。例如，在逆風型的風力發電裝置中，使葉片的俯仰角往逆90度側變角而使葉片的前緣成為位在下風的順槳狀態來停止風力發電裝置的情況時，作用於葉片的流體力有可能作用於塔架側。於是，風力發電裝置的停止動作中，事先確認朝向塔架側來作用於葉片的流體力會變大的俯仰角，以在葉片通過塔架之際迴避該俯仰角的方式來決定順槳控制量，而可在葉片通過塔架時迴避與塔架的碰撞。又，本發明並不限定於上述的實施例，亦含有各種變形例。例如，上述的實施例是為了容易說明理解本發明而進行了詳細說明者，並不限定於一定具備所說明之所有的構造者。且，亦可將某實施例之構造的一部分置換成其他實施例的構造，或是，亦可於某實施例的構造加上其他實施例的構造。且，針對各實施例之構造的一部分，亦可進行其他構造的追加、刪除、置換。且，引用形式的請求項之中，其他請求項的引用，為了容易理解為引用形式之請求項的記載而採取單項引用，但本發明，在引用形式的請求項之中，含有引用複數個請求項的形態(多項引用項)、以及引用複數個多項引用項的形態。

1:風力發電裝置 2:葉片 3:輪轂 4:艙體 5:塔架 6:主軸 7:加速機 8:發電機 9:主框架 10:轉動部 11:電力變換器 12:控制裝置 21:俯仰角控制機構 22:風向風速計 31:艙體方位角計測部 32:風向風速計測部 33:停止開關 34:停止命令發送部 35:方位角計測部 36:控制資料庫 37:控制量計算部

[圖1] 表示本發明之一實施例之實施例1的風力發電裝置之構造的圖。 [圖2] 用來說明實施例1之控制裝置的圖。 [圖3] 用來說明停止動作時之俯仰角與方位角之關係的圖。 [圖4] 用來說明基於方位角來開始順槳動作之停止方法的圖。 [圖5] 用來說明考量到停止動作所致之轉數降低之情況之俯仰角與方位角之關係的圖。 [圖6] 用來說明在通過塔架時固定俯仰角之停止方法的圖。 [圖7] 用來說明通過塔架時使俯仰角回到面風之停止方法的圖。 [圖8A] 用來說明變更俯仰速率之停止方法的圖，是降低俯仰速率之情況的說明圖。 [圖8B] 用來說明變更俯仰速率之停止方法的圖，是提高俯仰速率之情況的說明圖。 [圖9] 用來說明以降低負載之不平衡的方式來變更俯仰速率之停止方法的圖。 [圖10] 用來說明不使用獨立俯仰控制就變更俯仰速率之停止方法的圖。

Claims

一種風力發電裝置，其特徵為，具備：至少具備一片葉片的轉動部、支撐前述轉動部的艙體、支撐前述艙體的塔架、控制前述葉片之俯仰角的俯仰角控制機構、對前述俯仰角控制機構輸出俯仰角之目標值的控制裝置，前述控制裝置，在停止風力發電裝置之際，是以前述葉片在通過前述塔架的方位角之範圍中不會大幅往前述塔架側撓曲的方式來決定前述葉片之順槳動作的前述俯仰角之目標值。
如請求項1所述之風力發電裝置，其中，前述控制裝置，具備：方位角計測部，其計測前述葉片之方位角；停止命令發送部，其在前述風力發電裝置符合既定條件的情況時發送停止命令；以及控制量計算部，其在從前述停止命令發送部發送前述停止命令之際，基於前述方位角計測部所計測之方位角來決定前述順槳動作的順槳控制量。
如請求項2所述之風力發電裝置，其中，前述控制裝置，在前述葉片通過前述塔架的方位角範圍中，是以避開事先預定之俯仰角的範圍的方式來決定前述順槳控制量。
如請求項3所述之風力發電裝置，其中，前述控制裝置，發送前述停止命令，並基於開始前述葉片之順槳動作之際的方位角來決定開始前述葉片之順槳動作的方位角。
如請求項3所述之風力發電裝置，其中，前述控制裝置，在前述葉片通過前述塔架的方位角前後處，變更順槳動作的俯仰速率。
如請求項5所述之風力發電裝置，其中，前述控制裝置，在前述葉片通過前述塔架的方位角前，使前述俯仰速率降低，在前述葉片通過前述塔架的方位角後，使前述俯仰速率上昇。
如請求項3所述之風力發電裝置，其中，前述控制裝置，在前述葉片通過前述塔架的方位角範圍，使俯仰角固定成一定值。
如請求項3所述之風力發電裝置，其中，是使前述轉動部對於前述塔架位在下風側的順槳型者。
如請求項3所述之風力發電裝置，其中，前述轉動部複數具備前述葉片，前述俯仰角控制機構，具備可個別控制前述複數個葉片之俯仰角的獨立俯仰控制功能。
一種風力發電裝置的停止方法，該風力發電裝置具備：具備至少一片葉片的轉動部、支撐前述轉動部的艙體、支撐前述艙體的塔架、控制前述葉片之俯仰角的俯仰角控制機構，其特徵為，在停止前述風力發電裝置之際，在前述葉片通過前述塔架的方位角前後處，變更前述俯仰角控制機構所致之順槳動作的俯仰速率。
一種風力發電裝置的停止方法，該風力發電裝置具備：具備複數葉片的轉動部、支撐前述轉動部的艙體、支撐前述艙體的塔架、個別控制前述複數個葉片之俯仰角的俯仰角控制機構，其特徵為，在停止前述風力發電裝置之際，前述複數個葉片之中，至少一片葉片之開始順槳動作的時機與其他葉片之開始順槳動作的時機不同。