WO2020009065A1 - Output control device for wind power generator - Google Patents

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Abstract

According to the present invention, electric power can be preferentially supplied to a system even during a brake operation of a windmill, a small power absorbing means such as a resistor provided for the brake operation may be used, and the brake operation of the windmill can be performed at low cost. This output control device (4) is interposed between a generator (3) and an inverter device (5) which supplies power to a system (8), and has a booster circuit (21). The inverter device (5) has a characteristic of maintaining output at a prescribed power regardless of the input voltage when the input voltage is higher than a prescribed voltage. A power absorbing means (32) comprising a resistor or a power storage means is connected in parallel with the inverter device (5). An input voltage regulating means (31) is provided which allows a current to flow to the power absorbing means (32) only when the input voltage is higher than the prescribed voltage. The prescribed voltage of the input voltage regulating means (31) is higher than the prescribed voltage of the inverter device (5).

Description

風力発電装置の出力制御装置Output control device of wind power generator 関連出願Related application
 本出願は、2018年7月3日出願の特願2018-126672の優先権を主張するものであり、その全体を参照により本願の一部をなすものとして引用する。 This application claims the priority of Japanese Patent Application No. 2018-126672 filed on Jul. 3, 2018, which is incorporated herein by reference in its entirety.
 この発明は、風速が速くなり過ぎたときに、風車にブレーキを掛ける風力発電装置の出力制御装置に関する。 The present invention relates to an output control device of a wind power generator that applies a brake to a windmill when a wind speed becomes too high.
 風速が速くなり、風車の回転速度が速くなり過ぎると、風車の強度的な安全等のため、風車にブレーキを掛けることが必要である。従来、風車にブレーキを掛ける形式として、例えば図8に示すように、発電機3をリレー回路71等で三相短絡させることにより、発電機3の内部抵抗により、電気的ブレーキに必要な熱を消費することが提案されている(例えば、特許文献1,2)。発電機3は、パワーコンディショナー5を介して系統8に接続されており、発電機3とパワーコンディショナー5との間に前記リレー回路71が設けられる。 る と If the wind speed increases and the rotation speed of the windmill becomes too fast, it is necessary to apply a brake to the windmill for the purpose of strong safety of the windmill. Conventionally, as a form of applying a brake to a wind turbine, for example, as shown in FIG. Consumption is proposed (for example, Patent Documents 1 and 2). The generator 3 is connected to the system 8 via the power conditioner 5, and the relay circuit 71 is provided between the generator 3 and the power conditioner 5.
 風車にブレーキを掛ける他の形式として、図9に示すように、発電機3の電力を抵抗72に流すことにより、電気的ブレーキに必要な熱を消費する形式がある。抵抗72の前段に降圧回路73を設ける場合ある。 他 As another type of applying a brake to a windmill, as shown in FIG. 9, there is a type in which heat required for electric braking is consumed by passing electric power of a generator 3 to a resistor 72. In some cases, a step-down circuit 73 is provided before the resistor 72.
特開2002-339856号公報JP-A-2002-339856 特開2008-5612号公報JP 2008-5612 A
 風車の前記各ブレーキ形式は、いずれも、ブレーキ動作時に、系統への供給電力が失われるという課題がある。また、発電機3の内部抵抗で制動のための電力を消費する形式(図8)は、発電機3に大電流が流れ、信頼性を損ねる恐れがある。前記抵抗72で電力消費する形式の場合(図9)は、電力消費のための抵抗72に大きなものが必要であり、ブレーキシステムのコストが高い。 各 Each of the above-mentioned brake types of the wind turbine has a problem in that power supplied to the system is lost during the braking operation. In the type in which power for braking is consumed by the internal resistance of the generator 3 (FIG. 8), a large current flows through the generator 3 and the reliability may be impaired. In the case where the power is consumed by the resistor 72 (FIG. 9), a large resistor 72 is required for power consumption, and the cost of the brake system is high.
 この発明は、上記課題を解消するものであり、その目的は、風車のブレーキ動作時にも系統に優先的に電力を供給でき、かつブレーキ動作のために設けられる抵抗等の電力吸収手段が小さなもので済み、低コストの構成で風車のブレーキ動作を行わせることができる風力発電装置の出力制御装置を提供することである。 An object of the present invention is to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a system in which electric power can be preferentially supplied to a system even during a braking operation of a wind turbine, and a small power absorbing means such as a resistor provided for the braking operation. It is an object of the present invention to provide an output control device of a wind turbine generator capable of performing a wind turbine braking operation with a low-cost configuration.
 以下、本発明について、理解を容易にするために、便宜上実施形態の符号を参照して説明する。 Hereinafter, the present invention will be described with reference to the reference numerals of the embodiments for the sake of convenience in order to facilitate understanding.
 この発明の風力発電装置の出力制御装置4は、風車1と、前記風車1の回転エネルギーを電気エネルギーに変換する発電機3とを備える風力発電装置において、直流の入力電圧V1が印加されると交流に変換して交流電力の系統8に供給し入力電圧V1が規定電圧V1よりも高いときは入力電圧V1に係わらずに出力を規定電力に維持する特性を持つインバータ装置5と前記発電機3との間に介在する出力制御装置4であって、
 前記発電機3から入力される交流の電力を直流に変換する整流手段22と、
 この整流手段22に対して前記インバータ装置5と並列に接続された抵抗または蓄電手段からなる電力吸収手段32と、
 入力電圧V2が規定電圧V2よりも高いときのみ前記電力吸収手段32へ電流が流れることを許容する入力電圧規制手段31とを備え、
 この入力電圧規制手段31の前記規定電圧V2が前記インバータ装置5の前記規定電圧V1よりも高い。
The output control device 4 of the wind power generation device according to the present invention is configured such that when a DC input voltage V1 is applied to a wind power generation device including a wind turbine 1 and a generator 3 that converts rotational energy of the wind turbine 1 into electric energy. the inverter device 5 and the generator when the input voltage V1 is supplied to the system 8 of the AC power is converted into alternating current is higher than the specified voltage V1 0 is having the ability of maintaining the provision of output regardless of the input voltage V1 power An output control device 4 interposed between the power control device 3 and
Rectifying means 22 for converting AC power input from the generator 3 to DC,
A power absorbing means 32 comprising a resistor or a power storage means connected in parallel with the inverter device 5 to the rectifying means 22;
And an input voltage limiting means 31 for allowing the input voltage V2 current flows to the power absorbing means 32 only when higher than the specified voltage V2 0,
The prescribed voltage V2 0 of the input voltage regulating means 31 is higher than the prescribed voltage V1 0 of the inverter device 5.
 この構成によると、風車1の回転により発電機3で発電されて整流手段22で直流とされた電力は、インバータ装置5に入力され、ここで系統8に供給可能な交流に変換されて系統8に供給される。インバータ装置5は、入力電圧V1が規定電圧V1よりも高いときは入力電圧V1に係わらずに出力を規定電力に維持する特性を持ち、風速が増速して発電機3の発電電圧がある程度高くなると、インバータ装置5から系統8へは規定電力が供給されることになる。常時は、この発電電圧の範囲で運転される。 According to this configuration, the electric power generated by the generator 3 by the rotation of the wind turbine 1 and converted into DC by the rectifier 22 is input to the inverter device 5, where it is converted into AC that can be supplied to the system 8, Supplied to The inverter device 5, when the input voltage V1 is higher than the specified voltage V1 0 has the property of maintaining the provision of output regardless of the input voltage V1 power generation voltage of the generator 3 by the wind speed is accelerated to some extent When it becomes higher, the specified power is supplied from the inverter device 5 to the system 8. Normally, operation is performed within the range of the generated voltage.
 風速がさらに増し、風車1の回転速度が安全上で好ましくない程度まで上がると、発電機3で発電された電圧が、入力電圧規制手段31の規定電圧V2以上になる。この状態になると、発電電力の一部が、抵抗または蓄電手段からなる電力吸収手段32に流れ、発電機3の負荷が増大する。そのため、風車1にブレーキ力が作用し、風車1の回転速度を安全が確保できる速度に保持し、あるいは停止し、風車1の強度的な安全が得られる。この電力吸収手段32に電力が流れ、風車1の制動が行われる間も、インバータ装置5の規定電圧V1は入力電圧規制手段31の規定電圧V2よりも低いため、インバータ装置5から系統8へ電力が供給される。また、制動時もインバータ装置5に電力が流れるため、制動時に電力吸収手段32のみに電力消費させる構成に比べて、抵抗等の電力吸収手段32が小さなもので済み、低コストの構成で風車1のブレーキ動作を行わせることができる。 Wind speed further increases, the rotational speed of the wind turbine 1 is increased to about undesirable on safety, the voltage generated by the generator 3 becomes the prescribed voltage V2 0 or more input voltage regulating means 31. In this state, a part of the generated power flows to the power absorbing means 32 composed of a resistor or a power storage means, and the load on the generator 3 increases. For this reason, a braking force acts on the windmill 1, and the rotation speed of the windmill 1 is maintained at a speed at which safety can be ensured or stopped, so that strong strength of the windmill 1 is obtained. The power absorption unit 32 to flow electric power, even while the brake of the wind turbine 1 is performed, since the specified voltage V1 0 of the inverter device 5 is lower than the prescribed voltage V2 0 of the input voltage regulating means 31, line 8 from the inverter device 5 Is supplied with power. In addition, since power flows through the inverter device 5 even during braking, the power absorbing means 32 such as a resistor can be smaller than a configuration in which power is consumed only by the power absorbing means 32 during braking, and the wind turbine 1 has a low cost configuration. Brake operation can be performed.
 このように、入力電圧規制手段31を設けることで、入力電圧V2が規定電圧V2よりも高いときのみ電力吸収手段32に電力が流れるようにし、またこの規定電圧V2をインバータ装置5の規定電圧V1よりも高くして、優先的にブレーキ時の電力をインバータ装置5に供給するようにしたため、風車1のブレーキ動作時であっても系統8への電力供給を保つことが可能となる。また、ブレーキ動作のために設けられる抵抗等の電力吸収手段32が小さなもので済み、低コストの構成で風車1のブレーキ動作を行わせることができる。 Thus, by providing the input voltage regulating means 31, to flow electric power to the electric power only absorption means 32 when the input voltage V2 is higher than the prescribed voltage V2 0, also the provision of the inverter device 5 the specified voltage V2 0 to be higher than the voltage V1 0, because it preferentially power during braking is supplied to the inverter device 5, it is possible even during the braking operation the wind turbine 1 keeps the power supply to the grid 8 . Further, the power absorbing means 32 such as a resistor provided for the braking operation can be small, and the braking operation of the wind turbine 1 can be performed with a low-cost configuration.
 なお、この明細書において、「インバータ装置5」は、直流を交流に変換する機能を有するコントローラを言い、パワーコンディショナーおよびバッテリーチャージコントローラーを含む。バッテリーチャージコントローラーは、通常でバッテリーに供給する独立電源システムで使用される。 In this specification, the “inverter device 5” refers to a controller having a function of converting DC to AC, and includes a power conditioner and a battery charge controller. Battery charge controllers are typically used in independent power systems that supply batteries.
 この発明において、前記「インバータ装置5」として、パワーコンディショナーを用いてもよい。この明細書において、「パワーコンディショナー」とは、直流で入力される発電電力を系統8に供給できる交流電力に変換する装置を言う。現在、一般に小形風車1で使用されているパワーコンディショナーなどのインバータ装置5は、入力電圧に応じて系統8に供給可能な電力を規定するテーブル制御方式が主流であり、電圧が上昇するにつれて電力を多く取る設定を行っている。そのため、前記の「入力電圧V1が規定電圧V1よりも高いときは入力電圧V1に係わらずに出力を規定電力に維持する」と言う特性は、一般的なパワーコンディショナーが持つ特性であり、特殊な構成のインバータ装置5は不要である。なお、市販品のインバータ装置には、マップではなく規定電圧を供給すると系統側に電力を供給するものがある。保護機能については、そのインバータ装置も同様であり、電力が大きい場合は、出力電力は変わらないが入力の電圧を上げる。よって、このようなインバータ装置も使用可能である。 In the present invention, a power conditioner may be used as the “inverter device 5”. In this specification, a “power conditioner” refers to a device that converts generated power input by DC into AC power that can be supplied to the system 8. At present, the inverter device 5 such as a power conditioner generally used in the small wind turbine 1 mainly uses a table control method that regulates electric power that can be supplied to the system 8 in accordance with an input voltage. You're going to take a lot of settings. Therefore, characteristics referred to as "when the input voltage V1 is higher than the prescribed voltage V1 0 is maintained defining output regardless of the input voltage V1 power" of the is a characteristic of typical power conditioner has a special The inverter device 5 having a simple configuration is unnecessary. Some commercially available inverter devices supply power to the grid when a specified voltage is supplied instead of a map. The same applies to the protection function of the inverter device. When the power is large, the output power does not change but the input voltage is increased. Therefore, such an inverter device can also be used.
 この発明において、前記整流手段22で整流された電力を昇圧し出力側が前記インバータ装置5および前記入力電圧規制手段31に接続される昇圧オンオフ可能な昇圧回路21と、この昇圧回路21を制御する昇圧制御手段23とを備え、
 この昇圧制御手段23は、
 前記風車1の回転数、発電機3の回転数、発電機3の発電電圧、発電機3の発電電力、発電機の入力エネルギー、および風速のうちのいずれかである風車状況値を監視し、この風車状況値が、風車1の動作の安全上で定められた閾値を超えるかまたは達したことを検出してブレーキ指令を出力するブレーキ開始条件判定手段29と、前記ブレーキ指令に応答して前記昇圧回路21に昇圧動作させる出力処理手段28とを有していてもよい。
In the present invention, a booster circuit 21 that boosts the power rectified by the rectifier 22 and whose output side is connected to the inverter device 5 and the input voltage regulator 31 and that can be turned on and off, and a booster that controls the booster 21 Control means 23,
This step-up control means 23
Monitor the wind turbine status value which is one of the rotation speed of the wind turbine 1, the rotation speed of the generator 3, the generated voltage of the generator 3, the generated power of the generator 3, the input energy of the generator, and the wind speed, Brake start condition determination means 29 for detecting that the windmill status value exceeds or has reached a threshold value determined for safety of the operation of the windmill 1 and outputting a brake command, and An output processing unit 28 for causing the boosting circuit 21 to perform a boosting operation may be provided.
 この構成の場合、風速が風車1の安全上で好ましくない程度まで速くなって、風車1の回転数、発電機3の回転数、発電機3の発電電圧、発電機3の発電電力、発電機の入力エネルギー、および風速のうちのいずれかが閾値を超えるかまたは達すると、ブレーキ開始条件判定手段29がブレーキ指令を出し、これに応答して出力処理手段が昇圧回路21に昇圧動作を開始させる。風車1に速度超過でブレーキを掛けるとき、前記昇圧が行われることで、インバータ装置5から系統8に供給される電力は、インバータ装置5の前記特性のために一定であるが、電力吸収手段32に流れる電力は増大する。そのため、風車1を制動させる作用が高まり、風車1がより短時間で停止する。 In the case of this configuration, the wind speed is increased to an unfavorable level in terms of safety of the wind turbine 1, and the rotation speed of the wind turbine 1, the rotation speed of the generator 3, the generated voltage of the generator 3, the generated power of the generator 3, the generator When any one of the input energy and the wind speed exceeds or reaches the threshold value, the brake start condition determining means 29 issues a brake command, and in response, the output processing means causes the booster circuit 21 to start the boosting operation. . When the brake is applied to the wind turbine 1 at an excessive speed, the boosting is performed, so that the power supplied from the inverter device 5 to the system 8 is constant due to the characteristics of the inverter device 5. The power flowing through is increased. Therefore, the action of braking the windmill 1 increases, and the windmill 1 stops in a shorter time.
 なお、ブレーキ開始条件判定手段29は、風車1の回転数、発電機3の回転数、発電機3の発電電圧、発電機3の発電電力、発電機の入力エネルギー、および風速のうち、複数種の監視を行い、いずれか一つ種類の風車状況値が閾値以上になるとブレーキ指令を出力するようにしてもよく、また複数種類の値が閾値以上にあることでブレーキ指令を出力するようにしてよい。前記「閾値」は、風車1の回転数や発電機3の発電電圧等の個々に応じて定められる値である。 Note that the brake start condition determining means 29 determines a plurality of types of rotation speed among the rotation speed of the wind turbine 1, the rotation speed of the generator 3, the generated voltage of the generator 3, the generated power of the generator 3, the input energy of the generator, and the wind speed. May be monitored, and a brake command may be output when any one of the windmill status values is equal to or greater than a threshold, or a brake command may be output when a plurality of types of values are equal to or greater than the threshold. Good. The “threshold value” is a value determined according to each of the rotation speed of the wind turbine 1 and the power generation voltage of the generator 3.
 この発明において、前記入力電圧規制手段31が、降圧回路21と、この降圧回路21を制御する降圧制御手段38とでなる構成であってもよい。降圧回路21を用いると、入力電圧V2が規定電圧V2よりも高いときのみ電力を流す構成が、一般的な構成で得られる。 In the present invention, the input voltage regulating means 31 may be constituted by a step-down circuit 21 and a step-down control means 38 for controlling the step-down circuit 21. With step-down circuit 21, configured to flow a power only when the input voltage V2 is higher than the prescribed voltage V2 0 are obtained in general configuration.
 この発明において、前記インバータ装置5が、入力電圧V1と出力電力の関係が定められたテーブルに従って出力電力を制御するテーブル制御手段5bを有していてもよい。前述のように、現在一般的に用いられているインバータ装置5はテーブル制御形式が一般的であり、この一般的な構成のインバータ装置5をこの発明の風力発電装置の出力制御装置4に適用することができる。 In the present invention, the inverter device 5 may include a table control unit 5b that controls the output power according to a table in which the relationship between the input voltage V1 and the output power is determined. As described above, the inverter device 5 that is currently generally used generally has a table control format, and the inverter device 5 having this general configuration is applied to the output control device 4 of the wind turbine generator according to the present invention. be able to.
 請求の範囲および/または明細書および/または図面に開示された少なくとも2つの構成のどのような組合せも、この発明に含まれる。特に、請求の範囲の各請求項の2つ以上のどのような組合せも、この発明に含まれる。 Any combination of at least two configurations disclosed in the claims and / or the specification and / or the drawings is included in the present invention. In particular, any combination of two or more of the following claims is included in the present invention.
 この発明は、添付の図面を参考にした以下の好適な実施形態の説明から、より明瞭に理解されるであろう。しかしながら、実施形態および図面は単なる図示および説明のためのものであり、この発明の範囲を定めるために利用されるべきものではない。この発明の範囲は添付の請求の範囲によって定まる。添付図面において、複数の図面における同一の符号は、同一または相当する部分を示す。 The present invention will be more clearly understood from the following description of preferred embodiments with reference to the accompanying drawings. However, the embodiments and drawings are for illustration and description only, and should not be used to define the scope of the present invention. The scope of the invention is defined by the appended claims. In the accompanying drawings, the same reference numerals in a plurality of drawings indicate the same or corresponding portions.
この発明の一実施形態に係る出力制御装置を備えた風力発電装置の概略構成を示すブロック図である。It is a block diagram showing a schematic structure of a wind power generator provided with an output control device concerning one embodiment of the present invention. 同風力発電装置の概念構成例のブロック図である。It is a block diagram of the example of a conceptual structure of the wind power generator. 同実施形態に係る出力制御装置を用いた場合のテーブル制御手段における入力電圧と出力電圧の関係例を示図である。FIG. 4 is a diagram showing a relationship example between an input voltage and an output voltage in a table control unit when the output control device according to the embodiment is used. 同出力制御装置の昇圧回路の昇圧制御の一例を示すブロック図である。It is a block diagram showing an example of boost control of the boost circuit of the output control device. 同出力制御装置の入力電圧規制手段の電圧一定制御の一例を示すブロック図である。It is a block diagram showing an example of constant voltage control of input voltage regulation means of the output control device. 垂直型風車の一例を示す正面図である。It is a front view which shows an example of a vertical windmill. 図6のVII-VII線断面図である。FIG. 7 is a sectional view taken along line VII-VII of FIG. 6. 従来の風力発電装置における電気的なブレーキの一例の概念構成を示すブロック図である。It is a block diagram showing the conceptual composition of an example of the electric brake in the conventional wind power generator. 従来の風力発電装置における電気的なブレーキの他の例の概念構成を示すブロック図である。It is a block diagram showing the conceptual composition of other examples of the electric brake in the conventional wind power generator.
 この発明の一実施形態を図1ないし図7と共に説明する。図1は、この出力制御装置を備えた風力発電装置の一例を示す。この風力発電装置は、風のエネルギーを回転エネルギーに変換する風車1と、風車1の主軸2にカップリング(図示せず)等で連結されて風車1の回転エネルギーを電気エネルギーに変換する発電機3と、この発電機3と系統8の間に介在するインバータ装置であるパワーコンディショナー5とを備え、前記発電機3とパワーコンディショナー5との間に、この実施形態に係る出力制御装置4が介在する。発電機3は、例えば三相同期発電機である。系統8は交流商用電力系統等の交流電力の系統である。発電機3および系統8は、三相と単相のいずれでもよく、また発電機3と系統8のいずれかの一方が三相で、他方が単相であってもよいが、図2に示す例はいずれも三相である例を示す。風車1と発電機3との間に増速機(図示せず)を備えていてもよい。 の 一 One embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 shows an example of a wind power generator provided with this output control device. The wind power generator includes a wind turbine 1 that converts wind energy into rotational energy, and a generator that is connected to a main shaft 2 of the wind turbine 1 by a coupling (not shown) or the like and converts the rotational energy of the wind turbine 1 into electric energy. 3 and a power conditioner 5 which is an inverter device interposed between the generator 3 and the system 8. An output control device 4 according to this embodiment is interposed between the generator 3 and the power conditioner 5. I do. The generator 3 is, for example, a three-phase synchronous generator. The system 8 is an AC power system such as an AC commercial power system. The generator 3 and the system 8 may be either three-phase or single-phase, and one of the generator 3 and the system 8 may be three-phase and the other may be single-phase, as shown in FIG. Each example shows an example in which three phases are used. A speed increaser (not shown) may be provided between the wind turbine 1 and the generator 3.
  <風車1>
 風車1は、垂直軸風車および水平軸風車(プロペラ型風車)のいずれでもよいが、この例では図6,7に一例を示す垂直軸型風車が用いられている。この垂直軸型の風車1は、主軸2の回りに上下方向に延びる複数の羽根11がアーム12を介して取付けられて回転翼13を構成し、主軸2が軸受14を介してフレーム15に支持されている。各羽根11は、羽根本体11aの上下両端にウイングレット11bが設けられている。なお、主軸2は、図1では模式化のために水平姿勢で図示している。
<Windmill 1>
The windmill 1 may be either a vertical axis windmill or a horizontal axis windmill (propeller type windmill). In this example, a vertical axis windmill as shown in FIGS. 6 and 7 is used. In this vertical axis type wind turbine 1, a plurality of blades 11 extending vertically around a main shaft 2 are attached via an arm 12 to form a rotor 13, and the main shaft 2 is supported on a frame 15 via a bearing 14. Have been. Each blade 11 is provided with winglets 11b at both upper and lower ends of a blade body 11a. Note that the main shaft 2 is shown in a horizontal posture in FIG. 1 for simplification.
  <パワーコンディショナー5>
 パワーコンディショナー5は、直流で入力される発電電力を交流電力の系統8に供給可能な交流電力に変換する装置である。図2に示すように、パワーコンディショナー5は、入力された直流電力を交流電力に変換するインバータ5aと、テーブル制御手段5bとを備え、テーブル制御手段5bの機能により、入力電圧V1が規定電圧V1よりも高いときは入力電圧V1に係わらずに出力を規定電力に維持する特性を持つ。テーブル制御手段5bは、この他にDC/DCコンバータ、および出力電流を系統8の位相に整合させる位相調整手段(いずれも図示せず)を有する。
<Power conditioner 5>
The power conditioner 5 is a device that converts generated power input as DC into AC power that can be supplied to the AC power system 8. As shown in FIG. 2, the power conditioner 5 includes an inverter 5a for converting input DC power into AC power, and a table control means 5b. The function of the table control means 5b causes the input voltage V1 to be equal to the specified voltage V1. When it is higher than 0, it has a characteristic that the output is maintained at the specified power regardless of the input voltage V1. The table control means 5b further includes a DC / DC converter and a phase adjusting means (neither is shown) for matching the output current with the phase of the system 8.
  <テーブル制御手段5b>
 テーブル制御手段5bは、図3に示す入力電圧V1と出力電力の関係を定めたテーブルを有し、このテーブルに従って出力電力を制御する。同図のテーブルでは、零から規定電圧(「定格電圧」と称する場合がある)V1までは、入力電圧V1が高くなるに従って大きくなり、入力電圧V1が規定電圧V1を超えると、入力電圧V1が高くなっても出力電力が規定電力のまま一定となるように定められている。テーブル制御手段5bによる電力の制御は、インバータ5aのPWM制御等で行う。出力する交流は、単相交流であっても、三相交流であってもよいが、図2は三相交流の場合の例を示している。
<Table control means 5b>
The table control means 5b has a table which defines the relationship between the input voltage V1 and the output power shown in FIG. 3, and controls the output power according to this table. The table in the figure, from zero up to the specified voltage (sometimes referred to as "rated voltage") V1 0, increases as the input voltage V1 becomes higher, when the input voltage V1 exceeds the prescribed voltage V1 0, the input voltage It is determined that the output power remains constant at the specified power even when V1 increases. The power control by the table control means 5b is performed by PWM control of the inverter 5a or the like. The output alternating current may be a single-phase alternating current or a three-phase alternating current, but FIG. 2 shows an example in the case of a three-phase alternating current.
  <出力制御装置4の概要>
 図1において、出力制御装置4は、発電機から入力される交流の電力を直流に変換する整流手段22と、昇圧回路21と、昇圧回路21に対してパワーコンディショナー5と並列に接続された電力吸収手段32と、入力電圧V2が規定電圧V2よりも高いときのみ前記電力吸収手段32へ電流が流れることを許容する入力電圧規制手段31とを備える。
<Overview of output control device 4>
In FIG. 1, an output control device 4 includes a rectifier 22 for converting AC power input from a generator into DC, a booster circuit 21, and power connected to the booster circuit 21 in parallel with the power conditioner 5. and absorption means 32, and an input voltage regulating means 31 only allows current to flow to said power absorbing unit 32 when the input voltage V2 is higher than the prescribed voltage V2 0.
  <電力吸収手段32等>
 整流手段22は、この例では昇圧回路21の一部として設けられている。昇圧回路21は昇圧制御手段23によって制御される。電力吸収手段32は、抵抗、いわゆるダンプ抵抗からなるが、蓄電池であってもよい。入力電圧規制手段31は、降圧回路33と、この降圧回路33を制御する降圧制御手段38とで構成される。入力電圧規制手段31の規定電圧V2は、パワーコンディショナー5の前記規定電圧V1よりも高く設定されている。例えば、パワーコンディショナー5の規定電圧V1が350Vであると、入力電圧規制手段31の規定電圧V2は355Vとされ、5Vの電圧差が設定される。
<Power absorption means 32, etc.>
The rectifier 22 is provided as a part of the booster circuit 21 in this example. The boosting circuit 21 is controlled by the boosting control means 23. The power absorbing means 32 is composed of a resistor, a so-called dump resistor, but may be a storage battery. The input voltage regulating unit 31 includes a step-down circuit 33 and a step-down control unit 38 that controls the step-down circuit 33. Prescribed voltage V2 0 of the input voltage regulating means 31 is set to be higher than the prescribed voltage V1 0 power conditioner 5. For example, the specified voltage V1 0 of the power conditioner 5 When it is 350 V, the specified voltage V2 0 of the input voltage regulating means 31 is a 355V, the voltage difference between the 5V is set.
  <昇圧回路21等>
 図2において、整流回路22は、ダイオードを用いたブリッジ回路等で構成される。昇圧回路31は、昇圧オンオフの切替えおよび昇圧の程度が可変の回路であり、チョッパ回路等で構成される。図示の例では、正側回路部とアース側回路部との間に、スイッチングトラジスタ等のスイッチング素子26とコンデンサ27とが並列に接続され、正側回路部におけるスイッチング素子26とコンデンサ27との間にダイオード25が設けられ、スイッチング素子26よりも上流側にインダクタンス素子45が設けられている。スイッチング素子26をPWM制御等で開閉制御することで、出力電力や入力電圧V2の制御が可能である。
<Step-up circuit 21 etc.>
In FIG. 2, the rectifier circuit 22 is configured by a bridge circuit using a diode or the like. The booster circuit 31 is a circuit in which switching of boosting on / off and the degree of boosting are variable, and is configured by a chopper circuit or the like. In the illustrated example, a switching element 26 such as a switching transistor and a capacitor 27 are connected in parallel between the positive side circuit section and the earth side circuit section, and the switching element 26 and the capacitor 27 in the positive side circuit section are connected to each other. A diode 25 is provided therebetween, and an inductance element 45 is provided upstream of the switching element 26. By controlling the opening and closing of the switching element 26 by PWM control or the like, output power and input voltage V2 can be controlled.
  <昇圧制御手段23>
 昇圧制御手段23は、ブレーキ開始条件判定手段29と、このブレーキ開始条件判定手段29から出力されるブレーキ指令aに応答して昇圧回路21に昇圧動作させる出力処理手段28とを有する。
<Step-up control means 23>
The boost control unit 23 includes a brake start condition determining unit 29 and an output processing unit 28 that causes the boost circuit 21 to perform a boost operation in response to a brake command a output from the brake start condition determining unit 29.
  <ブレーキ開始条件判定手段29>
 ブレーキ開始条件判定手段29は、風車1の回転数、発電機3の回転数、発電機3の発電電圧、発電機3の発電電力、発電機の入力エネルギー、および風速のうちのいずれかである風車状況値を監視し、この風車状況値が、風車1の動作の安全上で定められた閾値を超えるかまたは達したことを検出して前記ブレーキ指令aを出力する。前記閾値は、風車回転数であるか発電電圧であるか等の風車状況値の種類に応じて定められる。
<Brake start condition determination means 29>
The brake start condition determining means 29 is any one of the rotation speed of the wind turbine 1, the rotation speed of the generator 3, the generated voltage of the generator 3, the generated power of the generator 3, the input energy of the generator, and the wind speed. The wind turbine status value is monitored, and when the wind turbine status value exceeds or has reached a threshold value determined for safety of the operation of the wind turbine 1, the brake command a is output. The threshold value is determined according to the type of the windmill status value such as the windmill rotation speed or the generated voltage.
 ブレーキ開始条件判定手段29は、風車1または発電機3の回転数が閾値を超過したことを判定する風車/発電機回転数超過判定部29aと、発電機3の発電電圧が閾値を超過したことを判定する発電電圧超過判定部29bと、発電機3の発電電力が閾値を超過したことを判定する発電電圧超過判定部29cと、風速計(図示せず)で検出される風速が閾値を超過したことを判定する風速超過判定部29dとを有する。ブレーキ開始条件判定手段29は、前記各判定部29a~29dのいずれか1一つ、またはいずれか複数の判定部29a~29dが超過したと判定したとき、前記ブレーキ指令aを出力する。 The brake start condition determining means 29 determines whether the rotation speed of the wind turbine 1 or the generator 3 has exceeded the threshold value. The wind turbine / generator rotation speed excess determination unit 29a determines that the power generation voltage of the generator 3 has exceeded the threshold value. , A generated voltage excess determining unit 29c that determines that the power generated by the generator 3 has exceeded a threshold, and a wind speed detected by an anemometer (not shown) exceeds the threshold. And a wind speed excess judging unit 29d for judging that the operation has been performed. The brake start condition judging means 29 outputs the brake command a when any one of the judging sections 29a to 29d or any of a plurality of judging sections 29a to 29d judges that it has exceeded.
  <出力処理手段28>
 出力処理手段28は、前記ブレーキ指令aに応答して昇圧回路21に昇圧動作させるときに、主回路部である昇圧回路21の入力電圧を制御する入力電圧制御部28aと、出力電圧を制御する出力電圧制御手段28bと、入力電流を制御する入力電流制御手段28cとを有する。
<Output processing means 28>
The output processing means 28 controls an input voltage control unit 28a for controlling an input voltage of the booster circuit 21, which is a main circuit unit, and controls an output voltage when the booster circuit 21 performs a boost operation in response to the brake command a. It has an output voltage control means 28b and an input current control means 28c for controlling an input current.
  <入力電圧規制手段31>
 前記電力吸収手段32に対する入力電圧規制手段31の降圧回路33は、図2の例では降圧チョッパ回路からなる。この降圧回路33は、正側回路部にスイッチングトラジスタ等のスイッチング素子34とインダクタンス素子36とが入力側から順に設けられ、これらの素子34,36間で正側回路部とアース側回路部との間にタイオード36が設けられ、インダクタンス素子36よりも出力側で正側回路部とアース側回路部との間にコンデンサ37が設けられている。スイッチング素子34をPWM制御等で開閉制御することで、入力電圧V2の制御が可能である。
<Input voltage regulating means 31>
The step-down circuit 33 of the input voltage regulating means 31 for the power absorbing means 32 comprises a step-down chopper circuit in the example of FIG. In the step-down circuit 33, a switching element 34 such as a switching transistor and an inductance element 36 are provided in the positive side circuit part in order from the input side, and a positive side circuit part, a ground side circuit part and a positive side circuit part are provided between these elements 34 and 36. A capacitor 37 is provided between the positive side circuit unit and the ground side circuit unit on the output side of the inductance element 36. The input voltage V2 can be controlled by opening and closing the switching element 34 by PWM control or the like.
  <降圧制御手段38>
 降圧制御手段38は、主回路部である降圧回路33の入力電圧V2を規定電圧V2となる一定値に制御するための入力電圧指令値を出力する入力電圧一定制御手段40と、この入力電圧一定制御手段40が出力する信号を用いて前記スイッチング素子34の制御を行う出力処理手段39を有する。
<Step-down control means 38>
Step-down control unit 38 is a main circuit unit and the input voltage constant control means 40 outputs the input voltage command value for controlling the constant value of the input voltage V2 becomes the prescribed voltage V2 0 of the step-down circuit 33, the input voltage An output processing unit 39 for controlling the switching element 34 using a signal output from the constant control unit 40 is provided.
 出力処理手段39は、降圧回路33の入力電圧V2を制御する入力電圧制御手段41と、出力電圧を制御する出力電圧制御手段42と、出力電流を制御する出力電流制御手段43とを有する。 The output processing means 39 includes an input voltage control means 41 for controlling the input voltage V2 of the step-down circuit 33, an output voltage control means 42 for controlling the output voltage, and an output current control means 43 for controlling the output current.
  <作用の概略>
 上記構成の作用を説明する。概要を説明すると、発電機3から発生する電力をパワーコンディショナー5およびダンプ抵抗等の電力吸収手段32に供給することにより、風車1の慣性エネルギーおよび風力により発生するエネルギーを消費することに必要な電気的エネルギー(電気的ブレーキ)を発生させる。電気的ブレーキ発生中は、従来ならば、先述のように上記電力を発電機で消費させるかダンプ抵抗に流すことが主流であったが、ブレーキ動作時は系統に電力が供給されない問題がある。その為、この実施形態では、系統8に電力を供給しつつ、風車1側のエネルギーが大きく系統8に流しきれない場合は、抵抗等の電力吸収手段32に流すことにより、ブレーキ中であっても系統8の電力を確保するようにしている。
<Outline of operation>
The operation of the above configuration will be described. In brief, by supplying the electric power generated from the generator 3 to the power conditioner 5 and the power absorbing means 32 such as a dump resistor, the inertia energy of the wind turbine 1 and the electricity required for consuming the energy generated by the wind power are consumed. Energy (electric brake). Conventionally, during the occurrence of an electric brake, the power is mainly consumed by the generator or supplied to the dump resistor as described above, but there is a problem that power is not supplied to the system during the braking operation. Therefore, in this embodiment, when power is supplied to the system 8 and the energy on the windmill 1 side is too large to flow through the system 8, the power is supplied to the power absorbing means 32 such as a resistor, so that the braking is performed. Also secures the power of the system 8.
   <具体的作用>
 具体的に作用を説明する。パワーコンディショナー5は、テーブル制御手段5bによるテーブル制御方式であり、図3と共に前述したように、規定電圧V1に達するまでは入力電圧V1が上昇するにつれて電力を多く出力する。入力電圧V1が規定電圧V1に達すると、前記パワーコンディショナー5は、前記テーブル制御手段5bのテーブル制御の機能により入力電圧V1が上昇しても出力電力は上昇しない状態となる。
<Specific action>
The operation will be specifically described. Power conditioner 5 is a table control scheme according to the table control unit 5b, as described above in conjunction with FIG. 3, until it reaches a specified voltage V1 0 input voltage V1 is much output power as it rises. When the input voltage V1 reaches a predetermined voltage V1 0, the power conditioner 5, the output power is also increased input voltage V1 by the function of the table control of the table control unit 5b is in a state of not rise.
 パワーコンディショナー5と並列に抵抗等の電力吸収手段32が設けられているが、この電力吸収手段32により電力吸収が可能となる電圧は、入力電圧規制手段31によって規定電圧V2に制限されている。この規定電圧V2は、パワーコンディショナー5の入力の規定電圧V1よりも高く設定され、優先順位が生じている。そのため、通常時は電力吸収手段32には発電電力が吸収されず、発電電力の全て(回路損失分は除く)がパワーコンディショナー5を介して系統8へ供給される。 Although power absorbing means 32 such as a resistor in parallel with the power conditioner 5 is provided, the voltage becomes possible power absorbed by the power absorbing means 32 is limited to a specified voltage V2 0 by the input voltage regulating means 31 . The prescribed voltage V2 0 is higher is set than the prescribed voltage V1 0 input of the power conditioner 5, the priority is generated. Therefore, normally, the generated power is not absorbed by the power absorbing means 32, and all of the generated power (excluding the circuit loss) is supplied to the system 8 via the power conditioner 5.
 前記パワーコンディショナー5と電力吸収手段32の前には、発電機3の電圧を昇圧する昇圧回路21が接続されており、風車1に(電気的)ブレーキをかけたいタイミングで昇圧動作が可能である。風速が増大し、ブレーキ開始条件判定手段28が、風車1か発電機3の回転数、発電電圧、発電電力、入力エネルギー、風速のいずれかが、それぞれの値に対して設定された閾値を超えたと判定すると、ブレーキ指令aを出力する。このブレーキ指令aに応答して、出力処理手段28により昇圧回路21に昇圧動作させる。 A boosting circuit 21 for boosting the voltage of the generator 3 is connected in front of the power conditioner 5 and the power absorbing means 32, and can perform a boosting operation at a timing when the (electrical) brake is to be applied to the wind turbine 1. . The wind speed increases, and the brake start condition determining means 28 determines that any one of the rotation speed, the generated voltage, the generated power, the input energy, and the wind speed of the wind turbine 1 or the generator 3 exceeds the threshold set for each value. If it is determined that the brake command has been issued, a brake command a is output. In response to the brake command a, the output processing means 28 causes the booster circuit 21 to perform a boost operation.
 このように、ブレーキ動作時は、昇圧回路21が昇圧動作し、先ずは、出力電圧がパワーコンディショナー5の規定電圧V1まで上昇する。V1になれば、パワーコンディショナー5から系統8に規定電力が供給される。さらに風車1側のエネルギーがある場合は、さらに昇圧回路21により出力側の電力が上昇し、電力吸収手段32の入力規制手段31の規定電圧V2に達する。規定電圧V2に達すると、抵抗等からなる電力吸収手段32に電力が吸い込まれる。 Thus, during braking operation, the booster circuit 21 is boosting operation, firstly, the output voltage rises to the predetermined voltage V1 0 power conditioner 5. If the V1 0, is defined power supplied from the power conditioner 5 to the grid 8. Furthermore if there is energy of the wind turbine 1 side, further power output is increased by the step-up circuit 21, reaches the predetermined voltage V2 0 input limiting means 31 of the power absorbing means 32. Upon reaching the prescribed voltage V2 0, power is drawn into the power absorbing means 32 comprising resistors or the like.
 電力が流れる動作は、吸込み電圧の低い方から動作される為、系統8に電力を供給するパワーコンディショナー5の次に、抵抗等の電力吸収手段32の順に行われる。そのため、系統8に電力を供給することが最優先される。また、系統8に電力を供給するパワーコンディショナー5も電気的ブレーキに使用される為、電力吸収手段32の抵抗容量を削減でき、小型化が可能である。 (4) Since the operation of flowing power is performed from the lower suction voltage, the power conditioner 5 that supplies power to the system 8 is followed by the power absorbing means 32 such as a resistor in order. Therefore, the highest priority is to supply power to the system 8. Further, since the power conditioner 5 for supplying power to the system 8 is also used for the electric brake, the resistance capacity of the power absorbing means 32 can be reduced, and the size can be reduced.
 図4は、図2の昇圧制御手段23の出力処理手段による昇圧制御の一例を示す。出力電圧指令値Vref(out)に、比較部51で出力電圧検出値Voutが減算され、その演算値が出力電圧制御手段28bに入力される。出力電圧制御手段28bはPI制御(比例積分制御)を行う。この出力電圧制御手段28bの出力に、比較部52で入力電流検出値Iinが減算され、その演算値が入力電流制御手段28cに入力される。入力電流制御手段28cは、PI制御(比例積分制御)を行う。入力電流制御手段28cの出力は、PWM出力部53によってPWM(パルス幅変調)信号に変換され、昇圧回路21におけるスイッチング素子26(図2参照)の制御入力端子に入力される。 FIG. 4 shows an example of boost control by the output processing means of the boost control means 23 of FIG. The output voltage detection value Vout is subtracted from the output voltage command value Vref (out) by the comparison unit 51, and the calculated value is input to the output voltage control unit 28b. The output voltage control means 28b performs PI control (proportional-integral control). The input current detection value Iin is subtracted from the output of the output voltage control unit 28b by the comparison unit 52, and the calculated value is input to the input current control unit 28c. The input current control unit 28c performs PI control (proportional-integral control). The output of the input current control unit 28c is converted into a PWM (pulse width modulation) signal by the PWM output unit 53, and is input to the control input terminal of the switching element 26 (see FIG. 2) in the booster circuit 21.
 前記出力電圧指令値Vref(out)は、前記出力制御装置4を構成するマイコン等に予め規定値として記憶された値であり、基本的には前記規定電圧V2以上とされる。出力電圧検出値Voutは、昇圧回路21の出力端に設けられた電流検出手段(図示せず)の検出値である。入力電流検出値Iinは、昇圧回路21の整流手段22による整流直後の部位を流れる電流を検出する電流検出手段(図示せず)の検出値である。図2の入力電圧制御手段28aは、必要に応じて図4の回路に加えられる。入力電圧制御手段28aは、入力電圧を目標値として制御する場合に使用される。例えば、入力電圧目標値を0Vとして制御される。 The output voltage command value Vref (out) is the value stored as the predefined value in the microcomputer or the like that constitutes the output control unit 4, is basically to the prescribed voltage V2 0 or more. The output voltage detection value Vout is a detection value of a current detection means (not shown) provided at the output terminal of the booster circuit 21. The input current detection value Iin is a detection value of a current detection unit (not shown) that detects a current flowing through a portion immediately after rectification by the rectification unit 22 of the booster circuit 21. The input voltage control means 28a of FIG. 2 is added to the circuit of FIG. 4 as necessary. The input voltage control means 28a is used when controlling the input voltage as a target value. For example, the input voltage target value is controlled to be 0V.
 図5は、図2の降圧制御手段38による電圧一定制御の一例を示す。入力電圧指令値Vref(in)に、比較部61で入力電圧検出値Vinが減算され、その演算値が入力電圧制御手段41に入力される。入力電圧制御手段41はPI制御(比例積分制御)を行う。この入力電圧制御手段28bの出力に、比較部62で出力電流検出値Ioが減算され、その演算値が出力電流制御手段43に入力される。出力電流制御手段43は、PI制御(比例積分制御)を行う。出力電流制御手段43の出力は、PWM出力部63によってPWM(パルス幅変調)信号に変換され、降圧回路21におけるスイッチング素子34(図2参照)の制御入力端子に入力される。 FIG. 5 shows an example of constant voltage control by the step-down control means 38 of FIG. The comparison unit 61 subtracts the input voltage detection value Vin from the input voltage command value Vref (in), and the calculated value is input to the input voltage control unit 41. The input voltage control means 41 performs PI control (proportional-integral control). The output current detection value Io is subtracted from the output of the input voltage control means 28 b by the comparison unit 62, and the calculated value is input to the output current control means 43. The output current control means 43 performs PI control (proportional-integral control). The output of the output current control unit 43 is converted into a PWM (pulse width modulation) signal by the PWM output unit 63, and is input to the control input terminal of the switching element 34 (see FIG. 2) in the step-down circuit 21.
 前記入力電圧指令値Vref(in)は、入力一定制御手段40に設定された値である。入力電圧検出値Vinは、降圧回路33の入力端に設けられた電流検出手段(図示せず)の検出値である。出力電流検出値Ioutは、降圧回路33の整流手段22による整流直後の部位を流れる電流を検出する電流検出手段(図示せず)の検出値である。図2の出力電圧制御手段42は、必要に応じて図5の回路に加えられる。なお、図4の例では、出力電流を制御していないが、図5の例では、出力電流の制御も行っている。 The input voltage command value Vref (in) is a value set in the input constant control means 40. The input voltage detection value Vin is a detection value of current detection means (not shown) provided at the input terminal of the step-down circuit 33. The output current detection value Iout is a detection value of current detection means (not shown) for detecting a current flowing through a portion of the step-down circuit 33 immediately after rectification by the rectification means 22. The output voltage control means 42 of FIG. 2 is added to the circuit of FIG. 5 as necessary. Although the output current is not controlled in the example of FIG. 4, the output current is also controlled in the example of FIG.
 以上のとおり、図面を参照しながら好適な実施形態を説明したが、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で、種々の追加、変更、削除が可能である。したがって、そのようなものも本発明の範囲内に含まれる。 As described above, the preferred embodiment has been described with reference to the drawings. However, various additions, changes, and deletions can be made without departing from the spirit of the present invention. Therefore, such is also included in the scope of the present invention.
1…風車
3…発電機
4…出力制御装置
5…パワーコンディショナー(インバータ装置)
5a…インバータ
8…系統
5b…テーブル制御手段
21…昇圧回路
22…整流手段
28…出力処理手段
29… ブレーキ開始条件判定手段
31…入力電圧規制手段
32…電力吸収手段
33…降圧回路
38…降圧制御手段
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Windmill 3 ... Generator 4 ... Output control device 5 ... Power conditioner (inverter device)
5a Inverter 8 System 5b Table control means 21 Step-up circuit 22 Rectifying means 28 Output processing means 29 Brake start condition determining means 31 Input voltage regulating means 32 Power absorbing means 33 Step-down circuit 38 Step-down control means

Claims (5)

  1.  風車と、前記風車の回転エネルギーを電気エネルギーに変換する発電機とを備える風力発電装置において、直流の入力電圧が印加されると交流に変換して交流電力の系統に供給し入力電圧が規定電圧よりも高いときは入力電圧に係わらずに出力を規定電力に維持する特性を持つインバータ装置と前記発電機との間に介在する出力制御装置であって、
     前記発電機から入力される交流の電力を直流に変換する整流手段と、
     この整流手段に対して前記インバータ装置と並列に接続された抵抗または蓄電手段からなる電力吸収手段と、
     入力電圧が規定電圧よりも高いときのみ前記電力吸収手段へ電流が流れることを許容する入力電圧規制手段とを備え、
     この入力電圧規制手段の前記規定電圧が前記インバータ装置の前記規定電圧よりも高い、
     風力発電装置の出力制御装置。
    In a wind turbine, comprising a wind turbine and a generator for converting the rotational energy of the wind turbine into electric energy, when a DC input voltage is applied, the DC power is converted to AC and supplied to an AC power system, and the input voltage is regulated to a specified voltage. An output control device interposed between the inverter device and the generator having a characteristic of maintaining the output at the specified power regardless of the input voltage when the input voltage is higher than
    Rectifier for converting AC power input from the generator to DC,
    An electric power absorbing means comprising a resistor or a power storage means connected in parallel to the inverter device with respect to the rectifying means,
    Input voltage regulating means for permitting a current to flow to the power absorbing means only when the input voltage is higher than a specified voltage,
    The prescribed voltage of the input voltage regulating means is higher than the prescribed voltage of the inverter device;
    Output control device for wind power generator.
  2.  請求項1に記載の風力発電装置の出力制御装置において、前記インバータ装置がパワーコンディショナーである風力発電装置の出力制御装置。 The output control device for a wind power generator according to claim 1, wherein the inverter device is a power conditioner.
  3.  請求項1または請求項2に記載の風力発電装置の出力制御装置において、
     前記整流手段で整流された電力を昇圧し出力側が前記インバータ装置および前記入力電圧規制手段に接続される昇圧オンオフ可能な昇圧回路と、
     この昇圧回路を制御する昇圧制御手段とを備え、
     この昇圧制御手段は、
     前記風車の回転数、発電機の回転数、発電機の発電電圧、発電機の発電電力、発電機の入力エネルギー、および風速のうちのいずれかである風車状況値を監視し、この風車状況値が、風車の動作の安全上で定められた閾値を超えるかまたは達したことを検出してブレーキ指令を出力するブレーキ開始条件判定手段と、前記ブレーキ指令に応答して前記昇圧回路に昇圧動作させる出力処理手段とを有する、
     風力発電装置の出力制御装置。
    In the output control device of the wind turbine generator according to claim 1 or 2,
    A booster circuit capable of boosting on / off, and boosting the power rectified by the rectifier and having an output side connected to the inverter device and the input voltage regulator;
    A boost control means for controlling the boost circuit.
    This step-up control means
    The wind turbine status value, which is one of the rotation speed of the wind turbine, the rotation speed of the generator, the generated voltage of the generator, the generated power of the generator, the input energy of the generator, and the wind speed, is monitored. A brake start condition determining means for outputting a brake command by detecting that a value exceeds or has reached a threshold value determined for safety of operation of the wind turbine, and causing the booster circuit to perform a boosting operation in response to the brake command. Output processing means,
    Output control device for wind power generator.
  4.  請求項1ないし請求項3のいずれか1項に記載の風力発電装置の出力制御装置において、前記入力電圧規制手段が、降圧回路と、この降圧回路を制御する降圧制御手段とでなる風力発電装置の出力制御装置。 4. The wind power generator according to claim 1, wherein the input voltage regulating unit includes a step-down circuit and a step-down control unit that controls the step-down circuit. 5. Output control device.
  5.  請求項1ないし請求項4のいずれか1項に記載の風力発電装置の出力制御装置おいて、前記インバータ装置が、入力電圧と出力電力の関係が定められたテーブルに従って出力電力を制御するテーブル制御手段を有する風力発電装置の出力制御装置。 5. The output control device for a wind turbine generator according to claim 1, wherein the inverter device controls output power according to a table in which a relationship between input voltage and output power is determined. 6. An output control device for a wind turbine generator having a means.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022206461A1 (en) * 2021-03-30 2022-10-06 华为数字能源技术有限公司 Power supply system, and output voltage control method for direct-current combiner box

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110163544A1 (en) * 2010-01-04 2011-07-07 Vestas Wind Systems A/S Method for operating a power dissipating unit in a wind turbine
JP2013183491A (en) * 2012-02-29 2013-09-12 Wind-Smile Co Ltd Wind power generation control device

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110163544A1 (en) * 2010-01-04 2011-07-07 Vestas Wind Systems A/S Method for operating a power dissipating unit in a wind turbine
JP2013183491A (en) * 2012-02-29 2013-09-12 Wind-Smile Co Ltd Wind power generation control device

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022206461A1 (en) * 2021-03-30 2022-10-06 华为数字能源技术有限公司 Power supply system, and output voltage control method for direct-current combiner box

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