WO2011096088A1 - 風力発電装置およびその翼ピッチ角制御方法 - Google Patents

風力発電装置およびその翼ピッチ角制御方法 Download PDF

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巧 中島
満也 馬場
林　義之
和成 井手
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Definitions

  • the present invention relates to an independent pitch angle control type wind power generator and a blade pitch angle control method thereof, and more particularly, to further reduce the aerodynamic imbalance of a wind turbine rotor at the time of shutdown and further reduce the maximum load that becomes a design constraint of the wind turbine.
  • the present invention relates to a wind turbine generator capable of reducing the weight and cost of the apparatus and a blade pitch angle control method thereof.
  • the propeller type windmill used in the wind turbine generator includes a plurality of windmill blades (usually three, and a configuration having three windmill blades will be described in this specification).
  • the blade pitch angle is controlled so as to obtain a predetermined rotation speed and output according to the wind conditions.
  • independent pitch angle control has been implemented in blade pitch angle control as the blade length of the wind turbine blade increases (for example, Patent Document 1). This is done by adding an independent independent pitch angle command value for each windmill blade calculated according to the azimuth angle or load of each windmill blade to the same reference pitch angle command value for all windmill blades.
  • the blade pitch angle is controlled based on the value.
  • shutdown control is performed to quickly close the blade pitch angle of the windmill blade and stop the windmill quickly.
  • the blade pitch angle of each wind turbine blade is different even at the start of shutdown, and from this state, the blade pitch angle is closed at the same pitch rate for all wind turbine blades. (That is, feathering is performed so that the blade pitch angle is parallel to the wind direction).
  • the wind turbine rotor rotates with the blade pitch angle of each wind turbine blade being different from each other regardless of the azimuth angle or the magnitude of the load, and an aerodynamic imbalance occurs in the wind turbine rotor.
  • the excessive load generated in the entire wind turbine by this aerodynamic unbalance has become one of the design constraints of the wind turbine, and it has been desired to reduce the aerodynamic unbalance.
  • Patent Document 2 proposes the following control method.
  • the blade pitch angle is closed at the specified maximum pitch rate, while for the other wind turbine blades with the feather side, The blade pitch angle is closed at a pitch rate smaller than the maximum pitch rate until the blade pitch angle of one blade catches up.
  • the blade pitch angle is closed at the same bit rate as the first blade, and the blade pitch angles of the three wind turbine blades are quickly matched. To feather (stop the windmill).
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, further reducing the aerodynamic imbalance of the wind turbine rotor at the time of shutdown, further reducing the maximum load that becomes a design constraint of the wind turbine, and reducing the weight and the weight of the device. It is an object of the present invention to provide a wind power generator and a blade pitch angle control method thereof that can reduce costs.
  • reference pitch angle generating means for generating a reference pitch angle command value common to blade pitch angles of a plurality of wind turbine blades, and an independent pitch angle command value unique to each wind turbine blade are generated.
  • a wind power generator comprising: gain generation means for adjusting the gain; and addition means for adding the reference pitch angle command value to the multiplication result of the multiplication means and supplying the result to a pitch actuator specific to each wind turbine blade. It is.
  • feathering when shutting down, feathering can be performed by matching the pitch angles of the blades by gradually decreasing the independent pitch angle command value (absolute value) by adjusting the gain. Also, since independent pitch angle control is continued for a certain period of time until the gain becomes zero even after the shutdown starts, the difference in the pitch angle of each blade even after the shutdown starts is the difference in the load outside the rotor surface that acts on each blade. Can correspond. Thereby, it can reduce more, without increasing the aerodynamic imbalance of a windmill rotor. As a result, it is possible to realize a wind turbine generator that can further reduce the maximum load, which is a design constraint of the wind turbine, and reduce the weight and cost of the device.
  • the gain generation means may adjust the gain based on an nth-order decreasing function or a combination thereof.
  • the rate of decrease of the independent pitch angle gain can be variably set with time, and can be flexibly applied to various situations such as wind conditions, operating conditions, equipment scales, types of causes such as alarms, etc.
  • Shutdown control can be performed correspondingly.
  • n is an integer of 1 or more.
  • the gain generation means may maintain the predetermined gain before shutdown from the start of shutdown until a second set time that is smaller than the first set time.
  • the first set time or the second set time may be set based on the power generation output of the wind turbine generator, the rotational speed of the wind turbine rotor, or the reference pitch angle command value.
  • the setting of the first setting time is equivalent to the setting of the gain reduction rate
  • the setting of the second setting time is equivalent to the setting of the gain reduction start timing.
  • the second aspect of the present invention is a reference pitch angle generation step for generating a reference pitch angle command value common to blade pitch angles of a plurality of wind turbine blades, and an independent pitch angle command value unique to each wind turbine blade.
  • a wind power generator comprising: a gain generating step for adjusting the gain; and an adding step for adding the reference pitch angle command value to the multiplication result of the multiplication step and supplying the reference pitch angle command value to a specific pitch actuator for each wind turbine blade. This is a blade pitch angle control method.
  • feathering when shutting down, feathering can be performed by matching the pitch angles of the blades by gradually decreasing the independent pitch angle command value (absolute value) by adjusting the gain.
  • independent pitch angle control since independent pitch angle control is continued for a certain period of time until the gain becomes zero after the shutdown is started, the difference in pitch angle of each blade after the start of shutdown is the difference in the load outside the rotor acting on each blade. Can correspond. Thereby, it can reduce more, without increasing the aerodynamic imbalance of a windmill rotor.
  • it is possible to realize a blade pitch angle control method for a wind turbine generator that can further reduce the maximum load that is a design constraint of the wind turbine and reduce the weight and cost of the device.
  • the gain generation step may adjust the gain based on an nth-order decreasing function or a combination thereof.
  • the rate of decrease of the independent pitch angle gain can be variably set with time, and can be flexibly applied to various situations such as wind conditions, operating conditions, equipment scales, types of causes such as alarms, etc.
  • Shutdown control can be performed correspondingly.
  • n is an integer of 1 or more.
  • the gain generation step may maintain a predetermined gain before shutdown from the start of shutdown until a second set time that is smaller than the first set time.
  • the first set time or the second set time may be set based on the power generation output of the wind turbine generator, the rotational speed of the wind turbine rotor, or the reference pitch angle command value.
  • the device Shutdown control can be performed flexibly in response to various situations such as the size or the type of alarm.
  • the aerodynamic imbalance of the wind turbine rotor can be further reduced after the shutdown is started.
  • a blade pitch angle control method for a wind turbine generator that can further reduce the maximum load that is a design constraint of the wind turbine and reduce the weight and cost of the device.
  • FIG. 2 It is a block diagram which shows schematic structure of the blade pitch angle control part in the wind power generator which concerns on one Embodiment of this invention. It is a perspective view showing a schematic structure of a windmill to which the present invention is applied. It is a partial front view which shows the windmill blade part of FIG. 2, and demonstrates an azimuth angle. It is a graph which shows the time transition of the reference
  • the propeller type windmill to which the wind power generator of the present invention is applied includes three windmill blades attached to the windmill rotor, that is, the windmill blade 1, the windmill blade 2, and the windmill blade 3. Yes.
  • the wind turbine rotor is connected to a speed increaser in the nacelle installed at the upper part of the cylindrical tower 4.
  • the propeller-type windmill receives wind from the three windmill blades 1, 2, and 3 and rotates with the windmill rotor. After increasing the speed by the speed increaser, the power generator is driven to generate power. To convert.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a blade pitch angle control unit in a wind turbine generator according to an embodiment of the present invention.
  • the blade pitch angle control unit 10 of the wind turbine generator of the present embodiment includes a reference pitch angle control unit 11, an independent pitch angle control unit 12, a subtracter 20, multipliers 21, 22, 23, and an adder 24. , 25, 26, a first blade pitch actuator 31, a second blade pitch actuator 32, and a third blade pitch actuator 33.
  • the reference pitch angle control unit 11 corresponds to the reference pitch angle generation means referred to in the claims, and generates a reference pitch angle command value common to the blade pitch angles of the three wind turbine blades 1, 2, 3. A deviation between the set value of the rotational speed and the power generation output and the current control amount is obtained by the subtracter 20, and the reference pitch angle command value 15 is generated based on this deviation.
  • the independent pitch angle control unit 12 includes an independent pitch angle generation unit (independent pitch angle generation means) 13 and a gain generation unit 14.
  • the independent pitch angle generation unit 13 generates an independent pitch angle command value unique to each wind turbine blade 1, 2, 3 based on measured values such as azimuth angle and load.
  • the azimuth angle refers to an angle formed by the windmill blade with the vertical direction (z direction) as shown in FIG. When the reference wind turbine blade is located at the top of the wind turbine, the azimuth angle is 0 °, and when it is located at the bottom, the azimuth angle is 180 °.
  • the generation method of the independent pitch angle command value in the independent pitch angle generation unit 13 is not particularly limited, and a known technique may be applied.
  • a method for generating an independent pitch angle command value according to the wind speed, air density, and power generation output based on the measured azimuth angle is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-83308 and the like, and based on the measured load.
  • Techniques for generating independent pitch angle command values are disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 2003-113769 and 2005-325742.
  • a characteristic configuration of the present invention is that an independent pitch angle gain 16 generated by the gain generation unit 14 is added to the independent pitch angle command value for each blade generated by the independent pitch angle generation unit 13 by the multipliers 21, 22, and 23. By multiplying, the first blade pitch angle command value 17, the second blade pitch angle command value 18, and the third blade pitch angle command value 19 are generated.
  • the independent pitch angle gain 16 is 1 during normal operation. At this time, the independent pitch angle command value for each blade generated by the independent pitch angle generation unit 13 becomes the first blade pitch angle command value 17, the second blade pitch angle command value 18, and the third blade pitch angle command value 19 as they are.
  • the independent pitch angle gain 16 gradually decreases based on the first-order decrease function, and becomes zero when the first set time has elapsed from the start of the shutdown. That is, the first blade pitch angle command value 17, the second blade pitch angle command value 18, and the third blade pitch angle command value 19 are generated by the independent pitch angle generation unit 13 between the start of shutdown and the first set time. The individual pitch angle command value for each blade is gradually reduced to zero.
  • first blade pitch angle command value 17, the second blade pitch angle command value 18 and the third blade pitch angle command value 19 which are the outputs of the multipliers 21, 22, 23 are added to the adders 24, 25, 26, respectively.
  • the reference pitch angle command value 15 generated by the reference pitch angle control unit 11 is added and supplied to the first blade pitch actuator 31, the second blade pitch actuator 32, and the third blade pitch actuator 33, respectively.
  • the first blade pitch actuator 31, the second blade pitch actuator 32, and the third blade pitch actuator 33 are pitch actuators specific to the wind turbine blades 1, 2, and 3, and are driven by, for example, a hydraulic cylinder or an electric motor.
  • FIG. 4 to FIG. 7 explain blade pitch angle control in the wind turbine generator of this embodiment.
  • 8 to 11 illustrate blade pitch angle control in the first conventional example.
  • 12 to 15 illustrate blade pitch angle control in the second conventional example.
  • 4 and 12 are graphs showing temporal transitions of the reference pitch angle command value 15 before and after the start of shutdown.
  • 5 illustrates showing temporal transitions of the independent pitch angle gain 16 before and after the start of shutdown.
  • 6 10 and 14 are graphs showing temporal transitions of the first blade pitch angle command value 17, the second blade pitch angle command value 18 and the third blade pitch angle command value 19 before and after the start of shutdown.
  • FIG. 7, 11 and 15 are graphs showing the temporal transition of the pitch angle of each blade before and after the start of shutdown.
  • corresponds to each blade pitch angle
  • the upper side of a graph corresponds to a feather side
  • the lower side of a graph corresponds to the fine side.
  • the second conventional example is obtained by applying the technique of Patent Document 2 to the configuration of the wind power generator of the present embodiment.
  • the first conventional example is a known technique to which the technique of Patent Document 2 is not applied (for example, Patent Document 2). 1) is applied to the configuration of the wind turbine generator of this embodiment.
  • the first conventional example and the second conventional example have no independent pitch angle gain, but are shown for comparison with the present embodiment.
  • a reference pitch angle command value 15 common to the blade pitch angles of the three wind turbine blades 1, 2, 3 is generated by the reference pitch angle control unit 11.
  • the independent pitch angle generator 13 generates independent pitch angle command values (first blade pitch angle command value 17, second blade pitch) specific to each wind turbine blade 1, 2, 3 based on measured values such as azimuth angle and load.
  • An angle command value 18 and a third blade pitch angle command value 19) are generated (see FIG. 6).
  • blade is illustrated as a cosine in FIG. 6, in order to understand easily, a steady wind (temporal and plane
  • the reference pitch angle command value 15 of FIG. 4 and the independent pitch angle command value of each blade of FIG. 6 are added together, and the first blade pitch actuator 31, the second blade pitch actuator 32, and the third blade of each blade, respectively.
  • the pitch angle of each blade is supplied to the pitch actuator 33 as shown in FIG.
  • the reference pitch angle command value is controlled to the full feather angle at the same constant pitch rate for each blade as shown in FIG. 8 for the purpose of stopping the wind turbine rotor.
  • the generation of the independent pitch angle command value for each blade by the independent pitch angle generation unit 13 is stopped simultaneously with the start of the shutdown (see FIG. 10), and the independent pitch angle gain is also immediately switched from 1 to 0 (FIG. 10). 9).
  • the blade pitch angles of the wind turbine blades are relatively deviated.
  • the reference is maintained while maintaining the relatively deviated relationship of the blade pitch angles. Feathering based on the pitch angle command value is performed (see FIG. 11). Therefore, during the shutdown control, the wind turbine rotor rotates with the blade pitch angle of each wind turbine blade being different (regardless of the magnitude of the load), and an aerodynamic imbalance occurs in the wind turbine rotor.
  • the reference pitch angle command value is controlled to the full feather angle at the same constant pitch rate for each blade, as in the first conventional example. Also, the generation of the independent pitch angle command value for each blade by the independent pitch angle generation unit 13 is stopped simultaneously with the start of the shutdown (see FIG. 14), and the independent pitch angle gain is immediately switched from 1 to 0 (FIG. 14). 13).
  • the blade pitch angle of each wind turbine blade is relatively shifted, but in the shutdown control of the second conventional example, the wind turbine blade having the blade pitch angle closest to the fine side (in FIG. 2 blades) at the specified maximum pitch rate, and the other wind turbine blades (the first blade and the third blade in FIG. 14) on the feather side have the maximum pitch rate until the blade angle of the second blade catches up. Feather at a smaller pitch rate. Then, after the blade pitch angle of the first blade and the third blade becomes the same as the blade pitch angle of the second blade, feathering is performed at the maximum pitch rate. Thus, feathering is performed by quickly matching the blade pitch angles of these three wind turbine blades.
  • the respective blade pitch angles are set.
  • the wind turbine rotor is closed at a predetermined pitch rate independent of the magnitude of the load, and an aerodynamic imbalance caused by the difference in blade pitch angle of each wind turbine blade can occur in the wind turbine rotor.
  • the reference pitch angle command value is set to the same constant pitch for each blade as shown in FIG. 4 for the purpose of stopping the wind turbine rotor during the shutdown control. Controlled to full feather angle at rate.
  • the generation of the independent pitch angle command value for each blade by the independent pitch angle generation unit 13 is continued after the start of the shutdown as before the start of the shutdown, but the independent pitch angle gradually decreases based on the first-order decreasing function.
  • the gain 16 By multiplying with the gain 16 (see FIG. 5), it is gradually narrowed down to zero (see FIG. 6).
  • the first set time in the gain generation unit 14 is 10 seconds.
  • the blade pitch angle of each wind turbine blade is relatively shifted, but in the shutdown control of this embodiment, as shown in FIG. 7, the blade pitch angle of each wind turbine blade from the start of shutdown.
  • the independent pitch angle control is continued while gradually decreasing.
  • the reference pitch angle control unit 11 that generates the common reference pitch angle command value 15 for the blade pitch angle of each wind turbine blade, An independent pitch angle generator 13 for generating an independent pitch angle command value unique to the windmill blade, and a first blade pitch angle command value 17 and a second blade pitch by multiplying each independent pitch angle command value by an independent pitch angle gain 16.
  • Each wind turbine is configured by adding the reference pitch angle command value 15 to the outputs of the multipliers 21 to 23, the gain generation unit 14, and the multipliers 21 to 23 that generate the angle command value 18 and the third blade pitch angle command value 19, respectively.
  • Adders 24 to 26 that supply the pitch actuators 31 to 33 specific to the blades, respectively, and when the shutdown is performed, the gain generator 14 Constant independent pitch angle gain is to adjust the independent pitch angle gain to zero after the first set time.
  • the first blade pitch angle command value 17, the second blade pitch angle command value 18, and the first blade pitch angle command value 18 that gradually decrease the independent pitch angle command value (absolute value) by adjusting the independent pitch angle gain 16.
  • Feathering is performed by generating the three blade pitch angle command value 19 so that the pitch angles of the blades coincide with each other, but independent pitch angle control is continued for a certain period of time even after the shutdown is started. Therefore, the difference in the pitch angle of each blade after the start of shutdown corresponds to the difference in the load outside the rotor surface that acts on each blade, and more than in the conventional case without increasing the aerodynamic imbalance of the wind turbine rotor. Can be reduced. As a result, it is possible to realize a wind turbine generator and a blade pitch angle control method thereof that can further reduce the maximum load, which is a design constraint of the wind turbine, and reduce the weight and cost of the device.
  • the gain generation unit 14 adjusts the independent pitch angle gain 16 so that the predetermined independent pitch angle gain before the shutdown becomes zero after the first set time.
  • the decrease of the independent pitch angle gain 16 is started, but the predetermined independent pitch angle gain before the shutdown is maintained from the start of the shutdown to the second set time (the second set time is less than the first set time). You may adjust so that an independent pitch angle gain may decrease gradually from the 2nd setting time to the 1st setting time.
  • FIG. 16 illustrates the temporal transition G1 of the independent pitch angle gain 16 of this modification.
  • G1 in FIG. 16 shows an example in which the second set time T1 is set to 4 sec, the first set time is set to 12 sec, and the period from the second set time to the first set time is gradually decreased based on a first-order reduction function. ing.
  • the first set time and the second set time T1 are simply set in terms of time. However, the first set time and the second set time T1 are determined based on the power generation output of the wind turbine generator and the wind turbine rotor. You may make it set based on rotation speed or a reference
  • a threshold value for the power generation output, the rotational speed of the wind turbine rotor or the reference pitch angle command value is set in advance, and the power generation output, the rotational speed of the wind turbine rotor or the reference pitch angle command value 15 is set to the threshold value.
  • the decrease of the independent pitch angle gain may be started.
  • the setting of the first setting time is equivalent to the setting of the decrease rate of the independent pitch angle gain 16.
  • a correspondence table of the first set time corresponding to the power generation output, the rotation speed of the wind turbine rotor or the reference pitch angle command value is prepared in advance, and the power generation output at the time of shutdown and the rotation speed of the wind turbine rotor are prepared. Alternatively, it may be set according to the reference pitch angle command value 15.
  • the independent pitch angle gain 16 is gradually decreased based on the first-order decrease function by the gain generation unit 14.
  • the independent pitch angle gain may be adjusted based on (for example, a quadratic reduction function) or a combination thereof.
  • FIG. 17 illustrates the temporal transition G2 of the independent pitch angle gain 16 of this modification.
  • G2 of FIG. 17 an example in which the independent pitch angle gain 16 is gradually decreased based on an elliptic function when the independent pitch angle gain 16 is between 1 and 0.5 and is gradually decreased based on an inverse function when the independent pitch angle gain is between 0.5 and 0. Is shown.
  • the rate of decrease of the independent pitch angle gain 16 can be variably set with time, so that it can be flexibly applied to various situations such as wind conditions, operating conditions, equipment scales, types of causes such as alarms, etc. Shutdown control can be performed correspondingly.
  • the number of windmill blades is not limited to three, and may be two or four or more.

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Abstract

シャットダウン時の風車ロータの空力アンバランスをより低減して風車の最大荷重をより低減し、装置の低重量化・低コスト化を図り得る風力発電装置およびその翼ピッチ角制御方法を提供する。各風車ブレードの翼ピッチ角に共通の基準ピッチ角指令値を生成する基準ピッチ角制御部１１と、各風車ブレードに固有の独立ピッチ角指令値を生成する独立ピッチ角生成部１３と、各独立ピッチ角指令値にそれぞれ独立ピッチ角ゲインを掛ける乗算器２１～２３と、ゲイン生成部１４と、乗算器２１～２３出力に基準ピッチ角指令値を加算して、各風車ブレードに固有のピッチアクチュエータ３１～３３にそれぞれ供給する加算器２４～２６と、を備え、シャットダウンを行う際、ゲイン生成部１４により該シャットダウン前の所定独立ピッチ角ゲインが第１設定時間後にゼロとなるよう独立ピッチ角ゲインを調整する。

Description

風力発電装置およびその翼ピッチ角制御方法
　本発明は独立ピッチ角制御方式の風力発電装置およびその翼ピッチ角制御方法に係り、特に、シャットダウン時の風車ロータの空力アンバランスをより低減して風車の設計制約となる最大荷重をより低減し、装置の低重量化・低コスト化を図り得る風力発電装置およびその翼ピッチ角制御方法に関するものである。
　風力発電装置に使用されるプロペラ型風車は、図２に示すように、複数枚の風車ブレード（通常３枚であり、本明細書では３枚の風車ブレードを持つ構成について説明する）を備え、風況に応じて所定の回転速度と出力を得るよう翼ピッチ角の制御が行われる。また、近年の風車では、風車ブレードの翼長の拡大に伴って、翼ピッチ角制御に独立ピッチ角制御が実装されるようになってきている（例えば特許文献１など）。これは全ての風車ブレードに対して同一の基準ピッチ角指令値に、各風車ブレードのアジマス角または荷重等に応じて算出される風車ブレード毎に独立な独立ピッチ角指令値を加算し、該加算値に基づき翼ピッチ角を制御するものである。この独立ピッチ角制御により、ロータ面外荷重（風車ロータの回転面に垂直な荷重）の変動量を低減することができ、風車の疲労寿命を延長することができる。
　ところで、警報検知などの際には、風車ブレードの翼ピッチ角を急速に閉じて風車を速やかに停止させるためにシャットダウン制御が行われる。上記独立ピッチ角制御を実装した風車においてシャットダウン制御を行う場合、シャットダウン開始時にも各風車ブレードの翼ピッチ角は異なる状態にあり、この状態から全ての風車ブレードについて同一ピッチレートで翼ピッチ角を閉じていく（即ち、翼ピッチ角を風向きと平行になるようフェザリングする）制御が行われることとなる。この場合、シャットダウン制御中は、各風車ブレードの翼ピッチ角がアジマス角または荷重の大きさとは無関係に、互いに異なる状態で風車ロータが回転し、空力アンバランスが風車ロータに生じることとなる。この空力アンバランスによって風車全体に生じる過大荷重は風車の設計制約の一つともなっており、空力アンバランスの低減が望まれていた。
　このような問題に対して、特許文献２では次のような制御手法を提案している。翼ピッチ角が最もファイン側にあった風車ブレード（第１翼とする）については規定の最大ピッチレートで翼ピッチ角を閉じていき、他方、フェザー側にあった他の風車ブレードについては、第１翼の翼ピッチ角が追いつくまで最大ピッチレートよりも小さいピッチレートで翼ピッチ角を閉じていく。そして翼ピッチ角が第１翼の翼ピッチ角と同じになった後は該第１翼と同一のビッチレートで翼ピッチ角を閉じていき、３枚の風車ブレードの翼ピッチ角を速やかに一致させてフェザリングする（風車を停止させる）。
特開２００３－２０１９５２号公報 米国特許出願公開第２００９／１４８２８６号明細書
　しかしながら、上述した特許文献２に開示された技術においては、シャットダウン開始後の各風車ブレードの翼ピッチ角が一致するまでの期間においては、それぞれの翼ピッチ角をアジマス角または荷重の大きさとは無関係な所定のピッチレートで閉じていくので、各風車ブレードの翼ピッチ角の差に起因した空力アンバランスが風車ロータに生じうる。したがって、空力アンバランスによって風車全体に生じる過大荷重が風車の設計制約として残ることとなる。この過大荷重は機械部品の強度設計に反映され、装置の重量アップやコストアップにつながるという事情があった。
　本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、シャットダウン時の風車ロータの空力アンバランスをより低減して風車の設計制約となる最大荷重をより低減し、装置の低重量化・低コスト化を図り得る風力発電装置およびその翼ピッチ角制御方法を提供することを目的としている。
　上記課題を解決するため、本発明は以下の手段を採用する。
　本発明の第１態様は、複数枚の風車ブレードの翼ピッチ角に共通の基準ピッチ角指令値を生成する基準ピッチ角生成手段と、各風車ブレードに固有の独立ピッチ角指令値を生成する独立ピッチ角生成手段と、前記独立ピッチ角生成手段の各独立ピッチ角指令値にそれぞれゲインを掛ける乗算手段と、シャットダウンを行う際に、該シャットダウン前の所定ゲインが第１設定時間後にゼロとなるよう前記ゲインを調整するゲイン生成手段と、前記乗算手段による乗算結果にそれぞれ前記基準ピッチ角指令値を加算して、各風車ブレードに固有のピッチアクチュエータにそれぞれ供給する加算手段と、を備える風力発電装置である。
　本態様によれば、シャットダウンを行う際、ゲインの調整により独立ピッチ角指令値（絶対値）を徐々に小さくすることで各翼のピッチ角を一致させてフェザリングを行うことができる。また、シャットダウン開始後もゲインがゼロになるまでの一定時間、独立ピッチ角制御が継続されるので、シャットダウン開始後も各翼のピッチ角の差が各翼に作用するロータ面外の荷重の差と対応させることができる。これにより、風車ロータの空力アンバランスを増加させることなく、より低減することができる。その結果として、風車の設計制約となる最大荷重をより低減し、装置の低重量化・低コスト化を図り得る風力発電装置を実現することができる。
　前記態様では、前記ゲイン生成手段は、ｎ次の減少関数またはそれらの組み合わせに基づき前記ゲインを調整するようにしてもよい。
　本態様によれば、独立ピッチ角ゲインの減少レートを時間推移に伴って可変設定することができ、風況、運転状況、装置規模、或いは警報等の起因の種別等々、様々なシチュエーションにも柔軟に対応してシャットダウン制御を行うことができる。
　なお、ここでｎは１以上の整数である。
　前記態様では、前記ゲイン生成手段は、シャットダウン前の所定ゲインをシャットダウン開始から前記第１設定時間よりも小さい第２設定時間までの間、維持するようにしてもよい。
　また、前記態様では、前記第１設定時間または前記第２設定時間は、当該風力発電装置の発電出力、風車ロータの回転数または前記基準ピッチ角指令値に基づき設定されるようにしてもよい。
　第１設定時間の設定はゲインの減少レートの設定と等価であり、第２設定時間の設定はゲインの減少開始タイミングの設定と等価である。このように、ゲインの減少開始タイミングや減少レートを、当該風力発電装置の発電出力、風車ロータの回転数または基準ピッチ角指令値に基づいて設定することにより、風況、運転状況、装置規模、或いは警報等の起因の種別等々、様々なシチュエーションにも柔軟に対応してシャットダウン制御を行うことができる。
　本発明の第二態様は、複数枚の風車ブレードの翼ピッチ角に共通の基準ピッチ角指令値を生成する基準ピッチ角生成ステップと、各風車ブレードに固有の独立ピッチ角指令値を生成する独立ピッチ角生成ステップと、前記独立ピッチ角生成手段の各独立ピッチ角指令値にそれぞれゲインを掛ける乗算ステップと、シャットダウンを行う際に、該シャットダウン前の所定ゲインが第１設定時間後にゼロとなるよう前記ゲインを調整するゲイン生成ステップと、前記乗算ステップによる乗算結果にそれぞれ前記基準ピッチ角指令値を加算して、各風車ブレードに固有のピッチアクチュエータにそれぞれ供給する加算ステップと、を備える風力発電装置の翼ピッチ角制御方法である。
　本態様によれば、シャットダウンを行う際、ゲインの調整により独立ピッチ角指令値（絶対値）を徐々に小さくすることで各翼のピッチ角を一致させてフェザリングを行うことができる。また、シャットダウン開始後もゲインがゼロになるまでの一定時間、独立ピッチ角制御が継続されるので、シャットダウン開始後も各翼のピッチ角の差は各翼に作用するロータ面外の荷重の差と対応させることができる。これにより、風車ロータの空力アンバランスを増加させることなく、より低減することができる。その結果として、風車の設計制約となる最大荷重をより低減し、装置の低重量化・低コスト化を図り得る風力発電装置の翼ピッチ角制御方法を実現することができる。
　前記態様では、前記ゲイン生成ステップは、ｎ次の減少関数またはそれらの組み合わせに基づき前記ゲインを調整するようにしてもよい。
　本態様によれば、独立ピッチ角ゲインの減少レートを時間推移に伴って可変設定することができ、風況、運転状況、装置規模、或いは警報等の起因の種別等々、様々なシチュエーションにも柔軟に対応してシャットダウン制御を行うことができる。
　なお、ここでｎは１以上の整数である。
　前記態様では、前記ゲイン生成ステップは、シャットダウン前の所定ゲインをシャットダウン開始から前記第１設定時間よりも小さい第２設定時間までの間、維持するようにしてもよい。
　また、前記態様では、前記第１設定時間または前記第２設定時間は、当該風力発電装置の発電出力、風車ロータの回転数または前記基準ピッチ角指令値に基づき設定されるようにしてもよい。
　本態様によれば、ゲインの減少開始タイミングや減少レートを、当該風力発電装置の発電出力、風車ロータの回転数または基準ピッチ角指令値に基づいて設定することにより、風況、運転状況、装置規模、或いは警報等の起因の種別等々、様々なシチュエーションにも柔軟に対応してシャットダウン制御を行うことができる。
　本発明によれば、シャットダウンを行う際、シャットダウン開始後も風車ロータの空力アンバランスを増加させることなく、より低減することができる。結果として、風車の設計制約となる最大荷重をより低減し、装置の低重量化・低コスト化を図り得る風力発電装置の翼ピッチ角制御方法を実現することができる。
本発明の一実施形態に係る風力発電装置における翼ピッチ角制御部の概略構成を示すブロック図である。 本発明が適用される風車の概略構成を示す斜視図である。 図２の風車ブレード部分を示し、アジマス角を説明する部分正面図である。 本実施形態の風力発電装置における翼ピッチ角制御における基準ピッチ角指令値の時間的推移を示すグラフである。 本実施形態の風力発電装置における翼ピッチ角制御における独立ピッチ角ゲインの時間的推移を示すグラフである。 本実施形態の風力発電装置における翼ピッチ角制御における独立ピッチ角指令値の時間的推移を示すグラフである。 本実施形態の風力発電装置における翼ピッチ角制御におけるピッチ角の時間的推移を示すグラフである。 第１従来例の翼ピッチ角制御における基準ピッチ角指令値の時間的推移を示すグラフである。 第１従来例の翼ピッチ角制御における独立ピッチ角ゲインの時間的推移を示すグラフである。 第１従来例の翼ピッチ角制御における独立ピッチ角指令値の時間的推移を示すグラフである。 第１従来例の翼ピッチ角制御におけるピッチ角の時間的推移を示すグラフである。 第２従来例の翼ピッチ角制御における基準ピッチ角指令値の時間的推移を示すグラフである。 第２従来例の翼ピッチ角制御における独立ピッチ角ゲインの時間的推移を示すグラフである。 第２従来例の翼ピッチ角制御における独立ピッチ角指令値の時間的推移を示すグラフである。 第２従来例の翼ピッチ角制御におけるピッチ角の時間的推移を示すグラフである。 第１変形例の独立ピッチ角ゲインの時間的推移を例示する説明図である。 第２変形例の独立ピッチ角ゲインの時間的推移を例示する説明図である。
　以下、本発明の風力発電装置およびその翼ピッチ角制御方法の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。ここでまず、本発明が適用される風車の概要について図２を参照して説明しておく。
　本発明の風力発電装置が適用されるプロペラ型風車は、図２に示されるように、風車ロータに取り付けられた３枚の風車ブレード、即ち風車ブレード１、風車ブレード２および風車ブレード３を備えている。風車ロータは円筒状タワー４の上部に設置されたナセル内の増速機に連結されている。プロペラ型風車は、３枚の風車ブレード１，２，３が風を受けて風車ロータと共に回転し、増速機によって増速した後に発電機を駆動して発電することにより風力エネルギーを電気エネルギーに変換するものである。
〔実施形態〕
　図１は本発明の一実施形態に係る風力発電装置における翼ピッチ角制御部の概略構成を示すブロック図である。
　図１において、本実施形態の風力発電装置の翼ピッチ角制御部部１０は、基準ピッチ角制御部１１、独立ピッチ角制御部１２、減算器２０、乗算器２１，２２，２３、加算器２４，２５，２６、第１翼ピッチアクチュエータ３１、第２翼ピッチアクチュエータ３２および第３翼ピッチアクチュエータ３３を備えて構成されている。
　基準ピッチ角制御部１１は、特許請求の範囲にいう基準ピッチ角生成手段に該当し、３枚の風車ブレード１，２，３の翼ピッチ角に共通の基準ピッチ角指令値を生成する。回転速度および発電出力の設定値と現在の制御量との偏差が減算器２０により求められ、基準ピッチ角指令値１５は、この偏差に基づき生成される。
　また、独立ピッチ角制御部１２には、独立ピッチ角生成部（独立ピッチ角生成手段）１３およびゲイン生成部１４が備えられている。独立ピッチ角生成部１３は、アジマス角や荷重等の計測値に基づき各風車ブレード１，２，３に固有の独立ピッチ角指令値を生成する。ここで、アジマス角は、図３に示すように、風車ブレードが鉛直方向（ｚ方向）となす角度をいう。基準とする風車ブレードが風車の最上部に位置するときアジマス角は０°、最下部に位置するときアジマス角は１８０°である。
　独立ピッチ角生成部１３における独立ピッチ角指令値の生成手法については、特に限定されることなく、公知技術を適用すればよい。例えば、計測したアジマス角に基づき、風速、空気密度および発電出力に応じて独立ピッチ角指令値を生成する手法が特開２００５－８３３０８号公報などに開示されており、また、計測した荷重に基づき独立ピッチ角指令値を生成する手法が特開２００３－１１３７６９号公報や特開２００５－３２５７４２号公報などに開示されている。
　また、ゲイン生成部１４は、シャットダウンを行う際に、該シャットダウン前の所定の独立ピッチ角ゲイン（＝１）が第１設定時間後にゼロとなるよう独立ピッチ角ゲイン１６を調整する。本発明の特徴的な構成は、乗算器２１，２２，２３により、独立ピッチ角生成部１３で生成した各翼毎の独立ピッチ角指令値にゲイン生成部１４が生成する独立ピッチ角ゲイン１６を掛け合わせて、第１翼ピッチ角指令値１７、第２翼ピッチ角指令値１８および第３翼ピッチ角指令値１９を生成する点にある。
　独立ピッチ角ゲイン１６は通常運転時には１である。このとき独立ピッチ角生成部１３で生成した翼毎の独立ピッチ角指令値がそのまま第１翼ピッチ角指令値１７、第２翼ピッチ角指令値１８および第３翼ピッチ角指令値１９となる。またシャットダウンを行う際には、独立ピッチ角ゲイン１６は１次の減少関数に基づき徐々に減少していき、シャットダウン開始から第１設定時間が経過した時点でゼロとなる。つまり、シャットダウン開始から第１設定時間までの間に、第１翼ピッチ角指令値１７、第２翼ピッチ角指令値１８および第３翼ピッチ角指令値１９は、独立ピッチ角生成部１３で生成した翼毎の独立ピッチ角指令値からゼロに徐々に絞り込まれていくこととなる。
　さらに、乗算器２１，２２，２３それぞれの出力である第１翼ピッチ角指令値１７、第２翼ピッチ角指令値１８および第３翼ピッチ角指令値１９に、それぞれ加算器２４，２５，２６により基準ピッチ角制御部１１が生成する基準ピッチ角指令値１５が足し合わされて、それぞれ第１翼ピッチアクチュエータ３１、第２翼ピッチアクチュエータ３２および第３翼ピッチアクチュエータ３３に供給される。
　ここで、第１翼ピッチアクチュエータ３１、第２翼ピッチアクチュエータ３２および第３翼ピッチアクチュエータ３３はそれぞれ風車ブレード１，２，３に固有のピッチアクチュエータであり、例えば油圧シリンダや電動モータにより駆動する。
　次に、以上のような構成要素を備えた風力発電装置の翼ピッチ角制御方法について、図４～図１５を参照して説明する。ここで、図４～図７は本実施形態の風力発電装置における翼ピッチ角制御を説明するものである。図８～図１１は第１従来例における翼ピッチ角制御を説明するものである。図１２～図１５は第２従来例における翼ピッチ角制御を説明するものである。また、図４、図８および図１２はシャットダウン開始前後の基準ピッチ角指令値１５の時間的推移を示すグラフである。図５、図９および図１３はシャットダウン開始前後の独立ピッチ角ゲイン１６の時間的推移を示すグラフである。図６、図１０および図１４はシャットダウン開始前後の第１翼ピッチ角指令値１７、第２翼ピッチ角指令値１８および第３翼ピッチ角指令値１９の時間的推移を示すグラフである。図７、図１１および図１５はシャットダウン開始前後の各翼のピッチ角の時間的推移を示すグラフである。また、図５、図９および図１３を除く各図において、縦軸はそれぞれの翼ピッチ角に応ずるものであるが、グラフの上方側がフェザー側に該当し、グラフの下方側がファイン側に該当する。
　なお、第２従来例は特許文献２の技法を本実施形態の風力発電装置の構成に当てはめたものであり、第１従来例は特許文献２の技法が適用されていない公知技法（例えば特許文献１など）を本実施形態の風力発電装置の構成に当てはめたものである。なお、第１従来例および第２従来例には独立ピッチ角ゲイン自体が存在しないが、本実施形態との対比のために示したものである。
　まず、シャットダウン開始前の通常運転時における独立ピッチ角制御について、（代表的に）図４～図７を参照して説明する。なお、通常運転時には本実施形態、第１従来例および第２従来例は同一の制御が行われるものと仮定する。
　通常運転時には、基準ピッチ角制御部１１により３枚の風車ブレード１，２，３の翼ピッチ角に共通の基準ピッチ角指令値１５が生成される。図４ではシャットダウン開始前の２０［sec］という短い時間であることから一定値として例示されている。また、このときゲイン生成部１４から出力される独立ピッチ角ゲイン１６は、図５に示すように独立ピッチ角ゲイン＝１である。
　また、独立ピッチ角生成部１３により、アジマス角や荷重等の計測値に基づき各風車ブレード１，２，３に固有の独立ピッチ角指令値（第１翼ピッチ角指令値１７、第２翼ピッチ角指令値１８および第３翼ピッチ角指令値１９）が生成される（図６参照）。なお、図６では各翼の独立ピッチ角指令値の時間変化を余弦として例示しているが、分かり易さのために定常風（時間的、平面的に一様な風速）を想定したものであり、厳密には実際のものとは異なる。
　また、図４の基準ピッチ角指令値１５および図６の各翼の独立ピッチ角指令値がそれぞれ足し合わされて、それぞれ各翼の第１翼ピッチアクチュエータ３１、第２翼ピッチアクチュエータ３２および第３翼ピッチアクチュエータ３３に供給され、各翼のピッチ角は図７に示す如くなる。このような独立ピッチ角制御により、ロータ面外荷重（風車ロータの回転面に垂直な荷重；図２においてｘ方向にかかる荷重）の変動量を低減することができる。
　次に、シャットダウン開始後のシャットダウン制御時における独立ピッチ角制御について、第１従来例、第２従来例、本実施形態の順に説明する。
　まず第１従来例では、シャットダウン制御時に、基準ピッチ角指令値は風車ロータの停止を目的として、図８に示すように、各翼同一の一定ピッチレートでフルフェザー角度まで制御される。また、独立ピッチ角生成部１３による各翼の独立ピッチ角指令値の生成は、シャットダウン開始と同時に停止され（図１０参照）、独立ピッチ角ゲインも１から０に即座に切り替わることとなる（図９参照）。
　また、シャットダウン開始時には、各風車ブレードの翼ピッチ角は相対的にずれた関係にあるが、第１従来例のシャットダウン制御では、この翼ピッチ角の相対的にずれた関係を維持したまま、基準ピッチ角指令値に基づくフェザリングが行われることとなる（図１１参照）。したがって、シャットダウン制御中に各風車ブレードの翼ピッチ角が（荷重の大きさとは無関係に）異なった状態で風車ロータが回転し、空力アンバランスが風車ロータに生じることとなる。
　次に、第２従来例でも、図１２に示すように、第１従来例と同様に、基準ピッチ角指令値は各翼同一の一定ピッチレートでフルフェザー角度まで制御される。また、独立ピッチ角生成部１３による各翼の独立ピッチ角指令値の生成も、シャットダウン開始と同時に停止され（図１４参照）、独立ピッチ角ゲインも１から０に即座に切り替わることとなる（図１３参照）。
　また、シャットダウン開始時には、各風車ブレードの翼ピッチ角は相対的にずれた関係にあるが、第２従来例のシャットダウン制御では、翼ピッチ角が最もファイン側にあった風車ブレード（図１４では第２翼）を規定の最大ピッチレートでフェザリングさせ、フェザー側にあった他の風車ブレード（図１４では第１翼および第３翼）については第２翼の翼ピッチ角が追いつくまで最大ピッチレートよりも小さいピッチレートでフェザリングさせる。そして第１翼および第３翼の翼ピッチ角が第２翼の翼ピッチ角と同じになった後は最大ピッチレートでフェザリングさせる。これによって、これら３枚の風車ブレードの翼ピッチ角を速やかに一致させてフェザリングする。
　図１５に示すように、第２従来例のシャットダウン制御では、シャットダウン開始後の各風車ブレードの翼ピッチ角が一致するまでの期間（図１５では略１２sec間）においては、それぞれの翼ピッチ角を荷重の大きさとは無関係な所定のピッチレートで閉じていっており、各風車ブレードの翼ピッチ角の差に起因した空力アンバランスが風車ロータに生じうる。
　これら第１従来例および第２従来例に対して、本実施形態では、シャットダウン制御時に、基準ピッチ角指令値は風車ロータの停止を目的として、図４に示すように、各翼同一の一定ピッチレートでフルフェザー角度まで制御される。
　また、独立ピッチ角生成部１３による各翼の独立ピッチ角指令値の生成は、シャットダウン開始後もシャットダウン開始前と同様に継続されるが、１次の減少関数に基づき徐々に減少する独立ピッチ角ゲイン１６（図５参照）との掛け合わせにより、徐々にゼロに絞り込まれていく（図６参照）。なお、図５ではゲイン生成部１４における第１設定時間を１０secとしている。
　また、シャットダウン開始時には、各風車ブレードの翼ピッチ角は相対的にずれた関係にあるが、本実施形態のシャットダウン制御では、図７に示すように、シャットダウン開始時点から各風車ブレードの翼ピッチ角が基準ピッチ角指令値１５に一致するまでの期間（図７では１０sec間）においても、徐々に減少しつつも独立ピッチ角制御が継続される。これにより、シャットダウン開始後にも各翼のピッチ角の差が各翼に作用するロータ面外の荷重の差と対応することとなり、風車ロータの空力アンバランスを増加させることなく、従来と比較してより低減することができる。
　以上説明したように、本実施形態の風力発電装置およびその翼ピッチ角制御方法では、各風車ブレードの翼ピッチ角に共通の基準ピッチ角指令値１５を生成する基準ピッチ角制御部１１と、各風車ブレードに固有の独立ピッチ角指令値を生成する独立ピッチ角生成部１３と、各独立ピッチ角指令値にそれぞれ独立ピッチ角ゲイン１６を掛けて第１翼ピッチ角指令値１７、第２翼ピッチ角指令値１８および第３翼ピッチ角指令値１９を生成する乗算器２１～２３と、ゲイン生成部１４と、乗算器２１～２３出力にそれぞれ基準ピッチ角指令値１５を加算して、各風車ブレードに固有のピッチアクチュエータ３１～３３にそれぞれ供給する加算器２４～２６と、を備え、シャットダウンを行う際、ゲイン生成部１４により該シャットダウン前の所定独立ピッチ角ゲインが第１設定時間後にゼロとなるよう独立ピッチ角ゲインを調整するようにしている。
　このように、シャットダウンを行う際、独立ピッチ角ゲイン１６の調整により独立ピッチ角指令値（絶対値）を徐々に小さくする第１翼ピッチ角指令値１７、第２翼ピッチ角指令値１８および第３翼ピッチ角指令値１９を生成することによって各翼のピッチ角を一致させてフェザリングを行うが、シャットダウン開始後も独立ピッチ角制御が一定時間継続される。したがって、シャットダウン開始後の各翼のピッチ角の差は各翼に作用するロータ面外の荷重の差と対応しており、風車ロータの空力アンバランスを増加させることなく、従来と比較してより低減することができる。その結果として、風車の設計制約となる最大荷重をより低減し、装置の低重量化・低コスト化を図り得る風力発電装置およびその翼ピッチ角制御方法を実現することができる。
　また、独立ピッチ角ゲイン１６がゼロになるまで間は荷重の変動が低減するため、風車の疲労荷重の低減効果がシャットダウン開始後も継続して得られ、風車の疲労寿命をより延長することができるという効果も奏する。
〔第１変形例〕
　以上説明した実施形態においては、シャットダウンを行う際、ゲイン生成部１４によりシャットダウン前の所定独立ピッチ角ゲインが第１設定時間後にゼロとなるよう独立ピッチ角ゲイン１６を調整するようにし、シャットダウン開始と同時に独立ピッチ角ゲイン１６の減少も開始したが、シャットダウン前の所定独立ピッチ角ゲインをシャットダウン開始から第２設定時間（第２設定時間は第１設定時間よりも少ない。）までの間維持し、第２設定時間から第１設定時間までの間に独立ピッチ角ゲインが徐々に減少するよう調整してもよい。
　図１６に、本変形例の独立ピッチ角ゲイン１６の時間的推移Ｇ１を例示する。図１６のＧ１では、第２設定時間Ｔ１を４ｓｅｃとし、第１設定時間を１２secとし、第２設定時間から第１設定時間までの間を１次の減少関数に基づき徐々に減少させる例を示している。
　また、以上の説明では第１設定時間および第２設定時間Ｔ１を単に時間で設定することとしたが、これら第１設定時間および第２設定時間Ｔ１を、風力発電装置の発電出力、風車ロータの回転数または基準ピッチ角指令値に基づいて設定するようにしてもよい。
　第２設定時間Ｔ１については、発電出力、風車ロータの回転数または基準ピッチ角指令値の閾値を予め設定しておき、発電出力、風車ロータの回転数または基準ピッチ角指令値１５が該閾値に達したときに、独立ピッチ角ゲインの減少を開始するようにしてもよい。
　また、第１設定時間の設定は独立ピッチ角ゲイン１６の減少レートの設定と等価である。この第１設定時間については、発電出力、風車ロータの回転数または基準ピッチ角指令値に応じた第１設定時間の対応表を予め用意しておき、シャットダウン時の発電出力、風車ロータの回転数または基準ピッチ角指令値１５に応じて設定してもよい。
　このように、独立ピッチ角ゲイン１６の減少開始タイミングや減少レートを、風力発電装置の発電出力、風車ロータの回転数または基準ピッチ角指令値に基づいて設定することにより、風況、運転状況、装置規模、或いは警報等の起因の種別等々、様々なシチュエーションにも柔軟に対応してシャットダウン制御を行うことができる。
〔第２変形例〕
　また、以上説明した実施形態および第１変形例においては、シャットダウンを行う際、ゲイン生成部１４により独立ピッチ角ゲイン１６を１次の減少関数に基づき徐々に減少させたが、ｎ次の減少関数（例えば２次減少関数）またはそれらの組み合わせに基づき独立ピッチ角ゲインを調整するようにしてもよい。
　図１７に、本変形例の独立ピッチ角ゲイン１６の時間的推移Ｇ２を例示する。図１７のＧ２では、独立ピッチ角ゲイン１６が１から０．５までの間を楕円関数に基づき、独立ピッチ角ゲインが０．５から０までの間を逆関数に基づき、徐々に減少させる例を示している。
　このように、独立ピッチ角ゲイン１６の減少レートを時間推移に伴って可変設定可能とすることにより、風況、運転状況、装置規模、或いは警報等の起因の種別等々、様々なシチュエーションにも柔軟に対応してシャットダウン制御を行うことができる。
　以上、本発明の実施形態およびその変形例について図面を参照して詳述したが、本発明はこれら実施形態およびその変形例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても本発明に含まれる。例えば、風車ブレードの枚数は３枚に限られるものではなく、２枚または４枚以上であっても良い。
　　１，２，３　風車ブレード
　　４　タワー
　　１１　基準ピッチ角制御部（基準ピッチ角生成手段）
　　１２　独立ピッチ角制御部
　　１３　独立ピッチ角生成部（独立ピッチ角生成手段）
　　１４　ゲイン生成部（ゲイン生成手段）
　　２０　減算器
　　２１，２２，２３　乗算器（乗算手段）
　　２４，２５，２６　加算器（加算手段）
　　３１　第１翼ピッチアクチュエータ
　　３２　第２翼ピッチアクチュエータ
　　３３　第３翼ピッチアクチュエータ
 

Claims (8)

  1. 　複数枚の風車ブレードの翼ピッチ角に共通の基準ピッチ角指令値を生成する基準ピッチ角生成手段と、
    　各風車ブレードに固有の独立ピッチ角指令値を生成する独立ピッチ角生成手段と、
    　前記独立ピッチ角生成手段の各独立ピッチ角指令値にそれぞれゲインを掛ける乗算手段と、
    　シャットダウンを行う際に、該シャットダウン前の所定ゲインが第１設定時間後にゼロとなるよう前記ゲインを調整するゲイン生成手段と、
    　前記乗算手段による乗算結果にそれぞれ前記基準ピッチ角指令値を加算して、各風車ブレードに固有のピッチアクチュエータにそれぞれ供給する加算手段と、
    を有する風力発電装置。
  2. 　前記ゲイン生成手段は、ｎ次の減少関数またはそれらの組み合わせに基づき前記ゲインを調整する請求項１に記載の風力発電装置。
  3. 　前記ゲイン生成手段は、シャットダウン前の所定ゲインをシャットダウン開始から前記第１設定時間よりも小さい第２設定時間までの間、維持することを特徴とする請求項１に記載の風力発電装置。
  4. 　前記第１設定時間または前記第２設定時間は、当該風力発電装置の発電出力、風車ロータの回転数または前記基準ピッチ角指令値に基づき設定される請求項１に記載の風力発電装置。
  5. 　複数枚の風車ブレードの翼ピッチ角に共通の基準ピッチ角指令値を生成する基準ピッチ角生成ステップと、
    　各風車ブレードに固有の独立ピッチ角指令値を生成する独立ピッチ角生成ステップと、
    　前記独立ピッチ角生成手段の各独立ピッチ角指令値にそれぞれゲインを掛ける乗算ステップと、
    　シャットダウンを行う際に、該シャットダウン前の所定ゲインが第１設定時間後にゼロとなるよう前記ゲインを調整するゲイン生成ステップと、
    　前記乗算ステップによる乗算結果にそれぞれ前記基準ピッチ角指令値を加算して、各風車ブレードに固有のピッチアクチュエータにそれぞれ供給する加算ステップと、
    を有する風力発電装置の翼ピッチ角制御方法。
  6. 　前記ゲイン生成ステップは、ｎ次の減少関数またはそれらの組み合わせに基づき前記ゲインを調整する請求項５に記載の風力発電装置の翼ピッチ角制御方法。
  7. 　前記ゲイン生成ステップは、シャットダウン前の所定ゲインをシャットダウン開始から前記第１設定時間よりも小さい第２設定時間までの間、維持する請求項５に記載の風力発電装置の翼ピッチ角制御方法。
  8. 　前記第１設定時間または前記第２設定時間は、当該風力発電装置の発電出力、風車ロータの回転数または前記基準ピッチ角指令値に基づき設定される請求項５に記載の風力発電装置の翼ピッチ角制御方法。
     
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