JP2008011590A - Hybrid power generator - Google Patents
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Abstract
【課題】太陽光と風力を利用したハイブリッド発電装置において、風車の回転アシスト機能を有する装置では、力行あるいは回生時に、同一のスイッチング素子と一対のフリーホイールダイオードを利用している。この半導体は定格電力を発電していた際の発電機電圧を考慮した耐圧設計が必要となり、低風速時の回転補助の際の電力損失が増加し、パッケージが大きくなるという課題がある。
【解決手段】ハイブリッド型発電装置は、太陽光を受け発電する太陽光発電手段1と、風車2で風を受け発電する発電機3と、発電した電力を貯蔵する発電電力貯蔵手段4と、低風速時に風車2が回転するように制御する発電電力貯蔵手段4よりも低い耐圧の半導体を利用した回転アシスト制御手段5を備えており、アシスト時に太陽光と風力による安定した電力をアシスト制御の電力供給源とし、さらに半導体損失を低くでき、アシスト時の安定化、損失低減と小型化を図ることができる。
【選択図】図1In a hybrid power generation apparatus using sunlight and wind power, an apparatus having a windmill rotation assist function uses the same switching element and a pair of freewheel diodes during power running or regeneration. This semiconductor requires a withstand voltage design that takes into account the generator voltage when generating rated power, and there is a problem that the power loss during rotation assistance at low wind speeds increases and the package becomes large.
A hybrid power generation apparatus includes a solar power generation means 1 for receiving and generating sunlight, a generator 3 for generating and receiving wind with a windmill 2, a generated power storage means 4 for storing the generated power, Rotation assist control means 5 using a semiconductor having a lower withstand voltage than the generated power storage means 4 for controlling the windmill 2 to rotate at the wind speed is provided, and stable power from sunlight and wind power is used for assist control during assist. As a supply source, semiconductor loss can be further reduced, stabilization at the time of assist, loss reduction, and downsizing can be achieved.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、太陽光および風力を利用した発電装置に関する。 The present invention relates to a power generation device using sunlight and wind power.
従来、この種の風力発電装置は、力行運転あるいは回生運転を行ない、発電あるいはモータとして回転させるための一体化した制御装置(双方向チョッパ回路)を利用したものが知られている(例えば特許文献1参照)。 Conventionally, this type of wind turbine generator is known to use an integrated control device (bidirectional chopper circuit) for performing power running operation or regenerative operation and rotating the generator as a power generator or a motor (for example, patent document). 1).
以下、特許文献1における風力発電装置について、図10を参照しながら説明する。
Hereinafter, the wind power generator in
図10に示すように、風力発電装置は、風車7と、回転軸が風車7の回転軸と直接又は間接的に連結される発電機8を備えた風力発電装置において、発電機8が発電機あるいは電動機として使用可能な構成となっており、発電機8と結線された可逆電力変換装置9と、双方向直流チョッパ10と、双方向直流チョッパ10を制御する制御部11と、双方向直流チョッパ10と結線された蓄電池12を備えている。
As shown in FIG. 10, the wind turbine generator includes a wind turbine 7 and a
この構成において、低風速時(回転を始動する風速以下)の場合には、双方向直流チョッパ10から可逆電力変換装置9を通して蓄電池12の電力を供給し、電動機として発電機8を回転駆動、すなわち回転アシストを行なうこととなる。
In this configuration, when the wind speed is low (below the wind speed at which rotation is started), the electric power of the
特許文献1と同様に、低風速時のアシストを行なうか否かは設置当初より考慮した上で装置を製作する必要がある。
As in
さらに、同様の起動アシスト装置を備えた風力発電装置として、双方向昇降圧コンバータを備えたものが知られている(例えば特許文献2参照)。 Further, as a wind turbine generator having a similar start assist device, one having a bidirectional buck-boost converter is known (see, for example, Patent Document 2).
以下、特許文献3における風力発電装置について、図11を参照しながら説明する。
Hereinafter, the wind power generator in
図11に示すように、風力発電装置は、交流発電機の出力側にインバータ回路13と、インバータ回路13の出力側に双方向昇降圧コンバータ回路14とを備えており、双方向昇降圧コンバータ回路14に双方向の直流電力が流れ、風車が所定の回転数に満たない場合において発電機15は電動機として使用する構成としている。
As shown in FIG. 11, the wind turbine generator includes an
この構成において、低風速時(回転を始動する風速以下)の場合には、双方向昇降圧コンバータ回路14からインバータ回路13を通して発電機15に回転駆動するための電力を供給し、発電までの時間を短縮化でき、発電効率が向上している。
In this configuration, when the wind speed is low (below the wind speed at which rotation is started), electric power for rotationally driving the
特許文献1と同様に、低風速時のアシストを行なうか否かは設置当初より考慮した上で装置を製作する必要がある。
As in
また、同様に具体的なアシスト制御方法を示した発電装置として、発電を開始するためのトリガとして発電開始回転数に至るまで力行運転を行なうということも提案されている(例えば特許文献3)。 Similarly, as a power generation device showing a specific assist control method, it has been proposed to perform power running operation until reaching the power generation start rotational speed as a trigger for starting power generation (for example, Patent Document 3).
以下、特許文献3における風力発電装置について、図12を参照しながら説明する。
Hereinafter, the wind power generator in
図12に示すように、風力発電装置は、風車16により駆動させる発電機17をコンバータ18及びインバータ19により構成した発電制御装置20を介して電力系統に接続している。この中で、風速判別器21及び回転数判別器22により風速は発電可能風速であるが、ロータ回転数Nがロータ停止回転数NO≦N≦発電開始回転数NPであると判別されると、出力調整回路23内の出力電流特性と電流検出器CT1で検出されたコンバータ18の出力電流及びロータ回転数Nとに基づいてコンバータ18の出力電流を制御して発電機17の力行運転が開始され、ロータ回転数Nが発電開始回転数NPに上昇すると、発電機17を回生運転に切り換えて発電を開始するように制御している。さらに、発電可能風速においても風車16が起動しない時は、力行運転により強制的にロータを回転させて確実に発電させるように構成されている。
As shown in FIG. 12, the wind turbine generator is connected to a power system via a power
この構成において、低風速時(回転を始動する風速以下)の場合であっても、コンバータ18からインバータ19を通して力行運転することで、ロータの回転数に応じて発電機17すなわち風車16を回転駆動するための電力を供給して、回転起動を行なっている。
In this configuration, even when the wind speed is low (below the wind speed at which rotation is started), the
本構成においても、特許文献1および2と同様に、低風速時のアシストを行なうか否かは設置当初より考慮した上で装置を製作する必要がある。
このような発電装置では、風車が回転駆動するようにアシストするのは低風速時(例えば風速2.5m/s以下の時)のみである。従って、接続された発電機の駆動電圧は回転駆動するための電圧にしか到達せず、強風時のように高電圧となることはない。よって、風車を回転駆動するための電力制御回路に必要とする耐電圧はそれ程高くなくとも良いが、回転駆動のための回路すなわちインバータ回路と、発電電力を制御するコンバータ回路を同一とすることは耐電圧を同一とすることとなる。これにより回路は簡略化が可能であるが、回転駆動時に耐電圧の高い電子部品を経由して電力供給がなされるため、電力制御回路を通過する途上での損失は大きくなる。これは、耐電圧の高い電子部品すなわち半導体は、飽和電圧が高いあるいはオン抵抗が高いためである。このため、電力制御回路による損失で放熱器が大きくなることが発生するに伴い、発電して蓄電した電力を有効に利用することができないという課題があった。 In such a power generator, the wind turbine is assisted to rotate only when the wind speed is low (for example, when the wind speed is 2.5 m / s or less). Therefore, the drive voltage of the connected generator reaches only the voltage for rotational driving, and does not become a high voltage as in a strong wind. Therefore, the withstand voltage required for the power control circuit for rotationally driving the windmill does not have to be so high, but the circuit for rotational driving, that is, the inverter circuit, and the converter circuit for controlling the generated power are the same. The withstand voltage will be the same. As a result, the circuit can be simplified, but since power is supplied via electronic components having a high withstand voltage during rotational driving, the loss in the course of passing through the power control circuit increases. This is because an electronic component having a high withstand voltage, that is, a semiconductor has a high saturation voltage or a high on-resistance. For this reason, there has been a problem that the power generated and stored cannot be effectively used as the heat sink becomes large due to loss by the power control circuit.
本発明は、上記課題を解決するもので、風力発電装置の回転駆動を補助する電力制御回路部の耐電圧を発電電力の貯蔵に利用する電力制御回路の耐電圧よりも低くすることで、回転駆動時の電力損失を低減することができ、発電電力のより有効な活用を図る風力発電装置を提供することを目的としている。 The present invention solves the above-mentioned problem, and by rotating the withstand voltage of the power control circuit unit that assists the rotational drive of the wind power generator to be lower than the withstand voltage of the power control circuit used for storing the generated power, An object of the present invention is to provide a wind turbine generator that can reduce power loss during driving and that makes more effective use of generated power.
本発明のハイブリッド型発電装置は、太陽光を受け発電する太陽光発電手段と、風車で風を受け発電する風力発電手段と、前記風力発電手段により発電した電力を貯蔵する発電電力貯蔵手段と、低風速時に風車が回転するように制御する回転アシスト制御手段を備えた発電装置であって、前記回転アシスト制御手段に備えた電力供給回路の耐電圧は、前記発電電力貯蔵手段に備えた充電回路の耐電圧より低くするような構成としたものである。 The hybrid power generation device of the present invention includes solar power generation means for receiving and generating sunlight, wind power generation means for receiving and generating wind with a windmill, and generated power storage means for storing electric power generated by the wind power generation means, A power generation device including rotation assist control means for controlling the windmill to rotate at a low wind speed, wherein a withstand voltage of a power supply circuit provided in the rotation assist control means is a charging circuit provided in the generated power storage means The breakdown voltage is set to be lower than the withstand voltage.
この手段により、低風速時(例えば風速2.5m/s以下の時)の回転アシスト時に発電機へ最適な電力を供給しつつ、電力供給回路の耐電圧を最小限の耐圧とすることで、電力供給回路の半導体において、オン時の飽和電圧の低減、あるいはオン抵抗の低減を図り、より軽量、小型かつ低損失な回路構成とすることが可能となり、太陽光発電および風力発電にて発電した電力、すなわち蓄電池に充電した電力を有効に活用する構成としたことでより安定して回転アシスト制御を行なうことができるハイブリッド型発電装置が得られる。 By this means, by supplying optimum power to the generator at the time of rotation assist at a low wind speed (for example, when the wind speed is 2.5 m / s or less), the withstand voltage of the power supply circuit is set to the minimum withstand voltage. In the semiconductor of the power supply circuit, it is possible to reduce the saturation voltage or the on-resistance at the time of on-state, and it is possible to make the circuit configuration lighter, smaller, and lower loss. By adopting a configuration that effectively uses electric power, that is, electric power charged in the storage battery, a hybrid power generator that can perform rotation assist control more stably can be obtained.
また、回転アシスト制御手段の着脱を自在とする付加接続手段を備える構成としたものである。 Further, the rotation assist control means is configured to include additional connection means that can be freely attached and detached.
この手段により、回転駆動を行なう必要のない場合に接続せず、より簡単で低コストなハイブリッド型発電装置が得られる。 By this means, it is possible to obtain a simpler and lower-cost hybrid power generator that is not connected when rotation driving is not required.
さらに、回転アシスト制御手段は、付加接続手段内の風力発電手段に備えた発電機の出力端を分岐する分岐手段と、分岐手段を風車の状態に応じて回転アシスト制御手段、あるいは発電電力貯蔵手段を切り換えるような構成としたものである。 Further, the rotation assist control means includes a branch means for branching the output end of the generator provided in the wind power generation means in the additional connection means, and the rotation means for the rotation assist control means or the generated power storage means according to the state of the windmill. Is configured to switch between.
この手段により、風車の状況に応じて回転アシストを始動、停止することができると同時に回転アシスト制御手段に備えた電力供給回路の耐電圧を越えないように制御することができるハイブリッド型発電装置が得られる。 By this means, there is provided a hybrid power generator capable of starting and stopping the rotation assist according to the windmill situation and at the same time controlling so as not to exceed the withstand voltage of the power supply circuit provided in the rotation assist control means. can get.
また、回転アシスト制御手段は、発電機の何れか1相の電圧振幅が回転アシスト制御手段の耐電圧を超えないように付加接続手段を制御して、前記回転アシスト制御手段から発電電力貯蔵手段へ切り換えを行なう構成としたものである。 The rotation assist control means controls the additional connection means so that the voltage amplitude of any one phase of the generator does not exceed the withstand voltage of the rotation assist control means, and the rotation assist control means transfers the generated power to the generated power storage means. It is configured to perform switching.
この手段により、風車の状況に応じて回転アシストを始動、停止することができると同時に回転アシスト制御手段に備えた電力供給回路の耐電圧を越えないように制御することができるハイブリッド型発電装置が得られる。 By this means, there is provided a hybrid power generator capable of starting and stopping the rotation assist according to the windmill situation and at the same time controlling so as not to exceed the withstand voltage of the power supply circuit provided in the rotation assist control means. can get.
さらに、回転アシスト制御手段は、発電機の何れか1相の電圧振幅と電圧周波数の相関を予め記憶しておき、電圧周波数が規定周波数を超えないように付加接続手段を制御して、回転アシスト制御手段から発電電力貯蔵手段へ切り換えを行なうような構成としたものである。 Further, the rotation assist control means stores in advance the correlation between the voltage amplitude of one phase of the generator and the voltage frequency, and controls the additional connection means so that the voltage frequency does not exceed the specified frequency, thereby rotating the rotation assist. The configuration is such that the control means switches to the generated power storage means.
この手段により、風車の状況に応じて回転アシストを始動、停止することができると同時に回転アシスト制御手段に備えた電力供給回路の耐電圧を越えないように制御することができるハイブリッド型発電装置が得られる。 By this means, there is provided a hybrid power generator capable of starting and stopping the rotation assist according to the windmill situation and at the same time controlling so as not to exceed the withstand voltage of the power supply circuit provided in the rotation assist control means. can get.
また、電圧周波数は、ゼロクロス点の周期で計測する構成としたものである。 Further, the voltage frequency is measured at the cycle of the zero cross point.
この手段により、電圧周波数をより簡単な構成で検出することができるハイブリッド型発電装置が得られる。 By this means, a hybrid power generator capable of detecting the voltage frequency with a simpler configuration can be obtained.
さらに、回転アシスト制御手段は、予め記憶した発電機の何れか1相の電圧振幅と電流周波数の相関に基づき、電流周波数が規定周波数を超えないように付加接続手段を制御して、回転アシスト制御手段から発電電力貯蔵手段へ切り換えを行なうような構成としたものである。 Further, the rotation assist control means controls the rotation assist control by controlling the additional connection means so that the current frequency does not exceed the specified frequency based on the correlation between the voltage amplitude of one phase of the generator stored in advance and the current frequency. It is configured to switch from the means to the generated power storage means.
この手段により、風車の状況に応じて回転アシストを始動、停止することができると同時に回転アシスト制御手段に備えた電力供給回路の耐電圧を越えないように制御することができるハイブリッド型発電装置が得られる。 By this means, there is provided a hybrid power generator capable of starting and stopping the rotation assist according to the windmill situation and at the same time controlling so as not to exceed the withstand voltage of the power supply circuit provided in the rotation assist control means. can get.
また、電流周波数は、ゼロクロス点の周期で計測する構成としたものである。 Further, the current frequency is measured at the cycle of the zero cross point.
この手段により、電流周波数をより簡単な構成で検出することができるハイブリッド型発電装置が得られる。 By this means, a hybrid power generator capable of detecting the current frequency with a simpler configuration can be obtained.
さらに、回転アシスト制御手段は、内部に備えた三相PWMインバータ部の直流入力電圧と回転アシスト制御手段の電力供給回路の耐電圧の電圧差が所定値範囲を超えないように付加接続手段を制御して、前記回転アシスト制御手段から発電電力貯蔵手段へ切り換えを行なうような構成としたものである。 Further, the rotation assist control means controls the additional connection means so that the voltage difference between the DC input voltage of the three-phase PWM inverter provided therein and the withstand voltage of the power supply circuit of the rotation assist control means does not exceed the predetermined value range. Thus, the rotation assist control means is switched to the generated power storage means.
この手段により、風車の状況に応じて回転アシストを始動、停止することができると同時に回転アシスト制御手段に備えた電力供給回路の耐電圧を越えないように制御することができるハイブリッド型発電装置が得られる。 By this means, there is provided a hybrid power generator capable of starting and stopping the rotation assist according to the windmill situation and at the same time controlling so as not to exceed the withstand voltage of the power supply circuit provided in the rotation assist control means. can get.
また、回転アシスト制御手段は、発電機の何れか1相の電圧振幅が所定の電圧を下回った際に付加接続手段を制御して、前記発電電力貯蔵手段から回転アシスト制御手段へ切り換えを行なうような構成としたものである。 The rotation assist control means controls the additional connection means when the voltage amplitude of any one phase of the generator falls below a predetermined voltage so as to switch from the generated power storage means to the rotation assist control means. This is a simple configuration.
この手段により、風車の状況に応じて回転アシストを始動、停止することができると同時に回転が停止したか否かを簡単な構成で検出することができるハイブリッド型発電装置が得られる。 By this means, it is possible to obtain a hybrid power generator that can start and stop the rotation assist in accordance with the windmill situation and at the same time detect whether or not the rotation has stopped with a simple configuration.
さらに、回転アシスト制御手段は、予め記憶した発電機の何れか1相の電圧振幅と電圧周波数の相関に基づき、電圧周波数が所定の周波数を下回った際に付加接続手段を制御して、発電電力貯蔵手段から回転アシスト制御手段へ切り換えを行なうような構成としたものである。 Furthermore, the rotation assist control means controls the additional connection means when the voltage frequency falls below a predetermined frequency based on the correlation between the voltage amplitude and voltage frequency of any one of the previously stored generators, and generates generated power. The storage means is switched to the rotation assist control means.
この手段により、風車の状況に応じて回転アシストを始動、停止することができると同時に回転が停止したか否かを簡単な構成で検出することができるハイブリッド型発電装置が得られる。 By this means, it is possible to obtain a hybrid power generator that can start and stop the rotation assist in accordance with the windmill situation and at the same time detect whether or not the rotation has stopped with a simple configuration.
また、回転アシスト制御手段は、予め記憶した発電機の何れか1相の電圧振幅と電流周波数の相関に基づき、電流周波数が所定の周波数を下回った際に付加接続手段を制御して、発電電力貯蔵手段から回転アシスト制御手段へ切り換えを行なうような構成としたものである。 Further, the rotation assist control means controls the additional connecting means when the current frequency falls below a predetermined frequency based on the correlation between the voltage amplitude of one phase of the generator stored in advance and the current frequency, thereby generating generated power. The storage means is switched to the rotation assist control means.
この手段により、風車の状況に応じて回転アシストを始動、停止することができると同時に回転が停止したか否かを簡単な構成で検出することができるハイブリッド型発電装置が得られる。 By this means, it is possible to obtain a hybrid power generator that can start and stop the rotation assist in accordance with the windmill situation and at the same time detect whether or not the rotation has stopped with a simple configuration.
さらに、回転アシスト制御手段は、内部に備えた三相PWMインバータ部の直流入力電圧と回転アシスト制御手段の電力供給回路の耐電圧の電圧差が所定値範囲を下回った際に付加接続手段を制御して、発電電力貯蔵手段から前記回転アシスト制御手段へ切り換えを行なうような構成としたものである。 Further, the rotation assist control means controls the additional connection means when the voltage difference between the DC input voltage of the three-phase PWM inverter provided therein and the withstand voltage of the power supply circuit of the rotation assist control means falls below a predetermined value range. Thus, the generated power storage means is switched to the rotation assist control means.
この手段により、風車の状況に応じて回転アシストを始動、停止することができると同時に回転が停止したか否かを簡単な構成で検出することができるハイブリッド型発電装置が得られる。 By this means, it is possible to obtain a hybrid power generator that can start and stop the rotation assist in accordance with the windmill situation and at the same time detect whether or not the rotation has stopped with a simple configuration.
また、回転アシスト制御手段は、前記回転アシスト制御手段から発電電力貯蔵手段への切り換えと前記発電電力貯蔵手段から前記回転アシスト制御手段への切り換えは、切り換える頻度を最少化するような構成としたものである。 The rotation assist control means is configured to minimize the frequency of switching between the rotation assist control means and the generated power storage means and the change from the generated power storage means to the rotation assist control means. It is.
この手段により、回転アシスト制御手段と発電電力貯蔵手段との相互の切り換えを最小回数に抑制することができ、安定した回転アシスト制御を行なうことができるハイブリッド型発電装置が得られる。 By this means, the mutual switching between the rotation assist control means and the generated power storage means can be suppressed to the minimum number of times, and a hybrid power generator capable of performing stable rotation assist control can be obtained.
さらに、回転アシスト制御手段は、回転アシスト制御手段から発電電力貯蔵手段への切り換えを行なう発電機の何れか1相の電圧振幅と、前記発電電力貯蔵手段から前記回転アシスト制御手段への切り換えを行なう発電機の何れか1相の電圧振幅は相異なるような構成としたものである。 Further, the rotation assist control means switches the voltage amplitude of any one of the generators that switches from the rotation assist control means to the generated power storage means, and switches from the generated power storage means to the rotation assist control means. The voltage amplitude of any one phase of the generator is different from each other.
この手段により、回転アシスト制御手段と発電電力貯蔵手段との切り換えでハンチングすることを回避することができ、よりスムーズな制御を行なうことができるハイブリッド型発電装置が得られる。 By this means, it is possible to avoid hunting by switching between the rotation assist control means and the generated power storage means, and a hybrid power generator capable of performing smoother control can be obtained.
また、回転アシスト制御手段は、回転アシスト制御手段から発電電力貯蔵手段への切り換えを行なう発電機の何れか1相の電圧周波数と、前記発電電力貯蔵手段から前記回転アシスト制御手段への切り換えを行なう発電機の何れか1相の電圧周波数は相異なるような構成としたものである。 The rotation assist control means switches the voltage frequency of any one of the generators that switches from the rotation assist control means to the generated power storage means, and switches from the generated power storage means to the rotation assist control means. The voltage frequency of any one phase of the generator is different from each other.
この手段により、回転アシスト制御手段と発電電力貯蔵手段との切り換えでハンチングすることを回避することができ、よりスムーズな制御を行なうことができるハイブリッド型発電装置が得られる。 By this means, it is possible to avoid hunting by switching between the rotation assist control means and the generated power storage means, and a hybrid power generator capable of performing smoother control can be obtained.
さらに、回転アシスト制御手段は、回転アシスト制御手段から発電電力貯蔵手段への切り換えを行なう発電機の何れか1相の電流周波数と、前記発電電力貯蔵手段から前記回転アシスト制御手段への切り換えを行なう発電機の何れか1相の電流周波数は相異なるような構成としたものである。 Further, the rotation assist control means switches the current frequency of any one of the generators that switches from the rotation assist control means to the generated power storage means, and switches from the generated power storage means to the rotation assist control means. The current frequency of any one phase of the generator is different from each other.
この手段により、回転アシスト制御手段と発電電力貯蔵手段との切り換えでハンチングすることを回避することができ、よりスムーズな制御を行なうことができるハイブリッド型発電装置が得られる。 By this means, it is possible to avoid hunting by switching between the rotation assist control means and the generated power storage means, and a hybrid power generator capable of performing smoother control can be obtained.
また、回転アシスト制御手段は、回転アシスト制御手段から発電電力貯蔵手段への切り換えを行なう内部に備えた三相PWMインバータ部の直流入力電圧と回転アシスト制御手段の電力供給回路の耐電圧の電圧差と、前記発電電力貯蔵手段から前記回転アシスト制御手段への切り換えを行なう内部に備えた三相PWMインバータ部の直流入力電圧と回転アシスト制御手段の電力供給回路の耐電圧の電圧差は相異なるような構成としたものである。 Further, the rotation assist control means is a voltage difference between the DC input voltage of the three-phase PWM inverter provided inside for switching from the rotation assist control means to the generated power storage means and the withstand voltage of the power supply circuit of the rotation assist control means. And the voltage difference between the DC input voltage of the three-phase PWM inverter provided inside for switching from the generated power storage means to the rotation assist control means is different from the withstand voltage of the power supply circuit of the rotation assist control means. This is a simple configuration.
この手段により、回転アシスト制御手段と発電電力貯蔵手段との切り換えでハンチングすることを回避することができ、よりスムーズな制御を行なうことができるハイブリッド型発電装置が得られる。 By this means, it is possible to avoid hunting by switching between the rotation assist control means and the generated power storage means, and a hybrid power generator capable of performing smoother control can be obtained.
本発明によれば、風車で風を受け発電する風力発電手段と、前記風力発電手段により発電した電力を貯蔵する発電電力貯蔵手段と、低風速時に風車が回転するように制御する回転アシスト制御手段を備えた発電装置であって、前記回転アシスト制御手段に備えた電力供給回路の耐電圧は、前記発電電力貯蔵手段に備えた充電回路の耐電圧より低くするような構成とすることで、風車が回転を開始しない程度の低風速時(例えば風速2.5m/s以下の時)の回転アシスト時に発電機へ最適な電力を供給しつつ、電力供給回路の耐電圧を最小限の耐圧とし、電力供給回路の半導体において、オン時の飽和電圧の低減、あるいはオン抵抗の低減を図り、より軽量、小型かつ低損失な回路構成とすることが可能となり、蓄電池に充電した電力を有効に活用して回転アシスト制御を行なうことができるハイブリッド型発電装置を提供できる。 According to the present invention, wind power generation means for receiving and generating wind with a windmill, generated power storage means for storing electric power generated by the wind power generation means, and rotation assist control means for controlling the windmill to rotate at a low wind speed. A wind turbine having a withstand voltage of a power supply circuit provided in the rotation assist control means lower than a withstand voltage of a charging circuit provided in the generated power storage means. While supplying optimal power to the generator at the time of rotation assist at a low wind speed that does not start rotation (for example, when the wind speed is 2.5 m / s or less), the withstand voltage of the power supply circuit is set to the minimum withstand voltage, In power supply circuit semiconductors, it is possible to reduce the saturation voltage or on-resistance during on-state, making it possible to make the circuit configuration lighter, smaller, and lower loss. Possible to provide a hybrid-type power generating device which can take advantage performs rotation assist control.
本発明によれば、太陽光を受け発電する太陽光発電手段と、風車で風を受け発電する風力発電手段と、前記風力発電手段により発電した電力を貯蔵する発電電力貯蔵手段と、低風速時に風車が回転するように制御する回転アシスト制御手段を備えた発電装置であって、前記回転アシスト制御手段に備えた電力供給回路の耐電圧は、前記発電電力貯蔵手段に備えた充電回路の耐電圧より低くするような構成とすることで、低風速時(例えば風速2.5m/s以下の時)の回転アシスト時に発電機へ最適な電力を供給しつつ、電力供給回路の耐電圧を最小限の耐圧とし、電力供給回路の半導体において、オン時の飽和電圧の低減、あるいはオン抵抗の低減を図り、より軽量、小型かつ低損失な回路構成とすることが可能となり、太陽光発電および風力発電にて発電した電力、すなわち蓄電池に充電した電力を有効に活用して回転アシスト制御を行なうことができるハイブリッド型発電装置を提供できる。 According to the present invention, solar power generation means for receiving and generating sunlight, wind power generation means for receiving and generating wind with a windmill, generated power storage means for storing electric power generated by the wind power generation means, and at low wind speeds A power generation device including rotation assist control means for controlling the windmill to rotate, wherein the withstand voltage of the power supply circuit provided in the rotation assist control means is the withstand voltage of the charging circuit provided in the generated power storage means By adopting a lower configuration, the withstand voltage of the power supply circuit is minimized while supplying optimal power to the generator during rotation assist at low wind speeds (for example, when the wind speed is 2.5 m / s or less). In the semiconductor of the power supply circuit, it is possible to reduce the saturation voltage or the on-resistance of the power supply circuit, and to make the circuit configuration lighter, smaller, and lower loss. Possible to provide a hybrid-type power generating device which can power generated by the power generator, i.e. by effectively using the electric power charged in the storage battery performs rotation assist control.
また、回転アシスト制御手段の着脱を自在とする付加接続手段を備える構成とすることで、回転駆動を行なう必要のない場合に接続せず、より簡単で低コストなハイブリッド型発電装置を提供できる。 Further, by providing the additional connection means that allows the rotation assist control means to be freely attached and detached, it is possible to provide a simpler and lower cost hybrid power generation apparatus that is not connected when rotation driving is not required.
さらに、回転アシスト制御手段は、付加接続手段内の風力発電手段に備えた発電機の出力端を分岐する分岐手段と、分岐手段を風車の状態に応じて回転アシスト制御手段、あるいは発電電力貯蔵手段を切り換えるような構成とすることで、風車の状況に応じて回転アシストを始動、停止することができると同時に回転アシスト制御手段に備えた電力供給回路の耐電圧を越えないように制御することができるハイブリッド型発電装置を提供できる。 Further, the rotation assist control means includes a branch means for branching the output end of the generator provided in the wind power generation means in the additional connection means, and the rotation means for the rotation assist control means or the generated power storage means according to the state of the windmill. The rotation assist can be started and stopped according to the windmill situation, and at the same time, the control can be performed so as not to exceed the withstand voltage of the power supply circuit provided in the rotation assist control means. It is possible to provide a hybrid power generator that can be used.
また、回転アシスト制御手段は、発電機の何れか1相の電圧振幅が回転アシスト制御手段の耐電圧を超えないように付加接続手段を制御して、前記回転アシスト制御手段から発電電力貯蔵手段へ切り換えを行なう構成とすることで、風車の状況に応じて回転アシストを始動、停止することができると同時に回転アシスト制御手段に備えた電力供給回路の耐電圧を越えないように制御することができるハイブリッド型発電装置を提供できる。 The rotation assist control means controls the additional connection means so that the voltage amplitude of any one phase of the generator does not exceed the withstand voltage of the rotation assist control means, and the rotation assist control means transfers the generated power to the generated power storage means. By adopting a configuration for switching, rotation assist can be started and stopped according to the windmill conditions, and at the same time, control can be performed so as not to exceed the withstand voltage of the power supply circuit provided in the rotation assist control means. A hybrid power generator can be provided.
さらに、回転アシスト制御手段は、予め記憶した発電機の何れか1相の電圧振幅と電圧周波数の相関に基づき、電圧周波数が規定周波数を超えないように付加接続手段を制御して、回転アシスト制御手段から発電電力貯蔵手段へ切り換えを行なうような構成とすることで、風車の状況に応じて回転アシストを始動、停止することができると同時に回転アシスト制御手段に備えた電力供給回路の耐電圧を越えないように制御することができるハイブリッド型発電装置を提供できる。 Further, the rotation assist control means controls the rotation assist control by controlling the additional connection means so that the voltage frequency does not exceed the specified frequency based on the correlation between the voltage amplitude and the voltage frequency of any one phase of the generator stored in advance. By switching from the means to the generated power storage means, the rotation assist can be started and stopped according to the windmill situation, and at the same time the withstand voltage of the power supply circuit provided in the rotation assist control means is reduced. It is possible to provide a hybrid power generator that can be controlled so as not to exceed.
また、電圧周波数は、ゼロクロス点の周期で計測する構成とすることで、電圧周波数をより簡単な構成で検出することができるハイブリッド型発電装置を提供できる。 In addition, by adopting a configuration in which the voltage frequency is measured at the cycle of the zero cross point, a hybrid power generator that can detect the voltage frequency with a simpler configuration can be provided.
さらに、回転アシスト制御手段は、予め記憶した発電機の何れか1相の電圧振幅と電流周波数の相関に基づき、電流周波数が規定周波数を超えないように付加接続手段を制御して、回転アシスト制御手段から発電電力貯蔵手段へ切り換えを行なうような構成とすることで、風車の状況に応じて回転アシストを始動、停止することができると同時に回転アシスト制御手段に備えた電力供給回路の耐電圧を越えないように制御することができるハイブリッド型発電装置を提供できる。 Further, the rotation assist control means controls the rotation assist control by controlling the additional connection means so that the current frequency does not exceed the specified frequency based on the correlation between the voltage amplitude of one phase of the generator stored in advance and the current frequency. By switching from the means to the generated power storage means, the rotation assist can be started and stopped according to the windmill situation, and at the same time the withstand voltage of the power supply circuit provided in the rotation assist control means is reduced. It is possible to provide a hybrid power generator that can be controlled so as not to exceed.
また、電流周波数は、ゼロクロス点の周期で計測する構成とすることで、電流周波数をより簡単な構成で検出することができるハイブリッド型発電装置を提供できる。 In addition, by adopting a configuration in which the current frequency is measured at the cycle of the zero cross point, it is possible to provide a hybrid power generator that can detect the current frequency with a simpler configuration.
さらに、回転アシスト制御手段は、内部に備えた三相PWMインバータ部の直流入力電圧と回転アシスト制御手段の電力供給回路の耐電圧の電圧差が所定値範囲を超えないように付加接続手段を制御して、前記回転アシスト制御手段から発電電力貯蔵手段へ切り換えを行なうような構成とすることで、風車の状況に応じて回転アシストを始動、停止することができると同時に回転アシスト制御手段に備えた電力供給回路の耐電圧を越えないように制御することができるハイブリッド型発電装置を提供できる。 Further, the rotation assist control means controls the additional connection means so that the voltage difference between the DC input voltage of the three-phase PWM inverter provided therein and the withstand voltage of the power supply circuit of the rotation assist control means does not exceed the predetermined value range. The rotation assist control means can be switched from the rotation assist control means to the generated power storage means, so that the rotation assist can be started and stopped according to the situation of the windmill, and at the same time, the rotation assist control means is provided. It is possible to provide a hybrid power generator that can be controlled so as not to exceed the withstand voltage of the power supply circuit.
また、回転アシスト制御手段は、発電機の何れか1相の電圧振幅が所定の電圧を下回った際に付加接続手段を制御して、前記発電電力貯蔵手段から回転アシスト制御手段へ切り換えを行なうような構成とすることで、風車の状況に応じて回転アシストを始動、停止することができると同時に回転が停止したか否かを簡単な構成で検出することができるハイブリッド型発電装置を提供できる。 The rotation assist control means controls the additional connection means when the voltage amplitude of any one phase of the generator falls below a predetermined voltage so as to switch from the generated power storage means to the rotation assist control means. By adopting a simple configuration, it is possible to provide a hybrid power generator that can start and stop the rotation assist according to the state of the windmill and at the same time detect whether or not the rotation has stopped with a simple configuration.
さらに、回転アシスト制御手段は、予め記憶した発電機の何れか1相の電圧振幅と電圧周波数の相関に基づき、電圧周波数が所定の周波数を下回った際に付加接続手段を制御して、発電電力貯蔵手段から回転アシスト制御手段へ切り換えを行なうような構成とすることで、風車の状況に応じて回転アシストを始動、停止することができると同時に回転が停止したか否かを簡単な構成で検出することができるハイブリッド型発電装置を提供できる。 Furthermore, the rotation assist control means controls the additional connection means when the voltage frequency falls below a predetermined frequency based on the correlation between the voltage amplitude and voltage frequency of any one of the previously stored generators, and generates generated power. By switching from the storage means to the rotation assist control means, the rotation assist can be started and stopped according to the windmill situation, and at the same time whether the rotation has stopped is detected with a simple structure. It is possible to provide a hybrid power generation device that can be used.
また、回転アシスト制御手段は、予め記憶した発電機の何れか1相の電圧振幅と電流周波数の相関に基づき、電流周波数が所定の周波数を下回った際に付加接続手段を制御して、発電電力貯蔵手段から回転アシスト制御手段へ切り換えを行なうような構成とすることで、風車の状況に応じて回転アシストを始動、停止することができると同時に回転が停止したか否かを簡単な構成で検出することができるハイブリッド型発電装置を提供できる。 Further, the rotation assist control means controls the additional connecting means when the current frequency falls below a predetermined frequency based on the correlation between the voltage amplitude of one phase of the generator stored in advance and the current frequency, thereby generating generated power. By switching from the storage means to the rotation assist control means, the rotation assist can be started and stopped according to the windmill situation, and at the same time whether the rotation has stopped is detected with a simple structure. It is possible to provide a hybrid power generation device that can be used.
さらに、回転アシスト制御手段は、内部に備えた三相PWMインバータ部の直流入力電圧と回転アシスト制御手段の電力供給回路の耐電圧の電圧差が所定値範囲を下回った際に付加接続手段を制御して、発電電力貯蔵手段から前記回転アシスト制御手段へ切り換えを行なうような構成とすることで、風車の状況に応じて回転アシストを始動、停止することができると同時に回転が停止したか否かを簡単な構成で検出することができるハイブリッド型発電装置を提供できる。 Further, the rotation assist control means controls the additional connection means when the voltage difference between the DC input voltage of the three-phase PWM inverter provided therein and the withstand voltage of the power supply circuit of the rotation assist control means falls below a predetermined value range. Thus, by switching from the generated power storage means to the rotation assist control means, the rotation assist can be started and stopped according to the windmill situation, and at the same time whether the rotation has stopped. Can be provided with a simple configuration.
また、回転アシスト制御手段は、前記回転アシスト制御手段から発電電力貯蔵手段への切り換えと前記発電電力貯蔵手段から前記回転アシスト制御手段への切り換えは、切り換える頻度を最少化するような構成とすることで、回転アシスト制御手段と発電電力貯蔵手段との相互の切り換えを最小回数に抑制することができ、安定した回転アシスト制御を行なうことができるハイブリッド型発電装置を提供できる。 In addition, the rotation assist control means is configured to minimize the frequency of switching between the rotation assist control means and the generated power storage means and the change from the generated power storage means to the rotation assist control means. Therefore, the mutual switching between the rotation assist control means and the generated power storage means can be suppressed to a minimum number of times, and a hybrid power generator capable of performing stable rotation assist control can be provided.
さらに、回転アシスト制御手段は、回転アシスト制御手段から発電電力貯蔵手段への切り換えを行なう発電機の何れか1相の電圧振幅と、前記発電電力貯蔵手段から前記回転アシスト制御手段への切り換えを行なう発電機の何れか1相の電圧振幅は相異なるような構成とすることで、回転アシスト制御手段と発電電力貯蔵手段との切り換えでハンチングすることを回避することができ、よりスムーズな制御を行なうことができるハイブリッド型発電装置を提供できる。 Further, the rotation assist control means switches the voltage amplitude of any one of the generators that switches from the rotation assist control means to the generated power storage means, and switches from the generated power storage means to the rotation assist control means. By adopting a configuration in which the voltage amplitude of one phase of the generator is different, hunting can be avoided by switching between the rotation assist control means and the generated power storage means, and smoother control is performed. It is possible to provide a hybrid power generator that can
また、回転アシスト制御手段は、回転アシスト制御手段から発電電力貯蔵手段への切り換えを行なう発電機の何れか1相の電圧周波数と、前記発電電力貯蔵手段から前記回転アシスト制御手段への切り換えを行なう発電機の何れか1相の電圧周波数は相異なるような構成とすることで、回転アシスト制御手段と発電電力貯蔵手段との切り換えでハンチングすることを回避することができ、よりスムーズな制御を行なうことができるハイブリッド型発電装置を提供できる。 The rotation assist control means switches the voltage frequency of any one of the generators that switches from the rotation assist control means to the generated power storage means, and switches from the generated power storage means to the rotation assist control means. By adopting a configuration in which the voltage frequency of any one phase of the generator is different, hunting can be avoided by switching between the rotation assist control means and the generated power storage means, and smoother control is performed. It is possible to provide a hybrid power generator that can
さらに、回転アシスト制御手段は、回転アシスト制御手段から発電電力貯蔵手段への切り換えを行なう発電機の何れか1相の電流周波数と、前記発電電力貯蔵手段から前記回転アシスト制御手段への切り換えを行なう発電機の何れか1相の電流周波数は相異なるような構成とすることで、回転アシスト制御手段と発電電力貯蔵手段との切り換えでハンチングすることを回避することができ、よりスムーズな制御を行なうことができるハイブリッド型発電装置を提供できる。 Further, the rotation assist control means switches the current frequency of any one of the generators that switches from the rotation assist control means to the generated power storage means, and switches from the generated power storage means to the rotation assist control means. By making the current frequency of one of the generators different from each other, hunting can be avoided by switching between the rotation assist control means and the generated power storage means, and smoother control is performed. It is possible to provide a hybrid power generator that can
また、回転アシスト制御手段は、回転アシスト制御手段から発電電力貯蔵手段への切り換えを行なう内部に備えた三相PWMインバータ部の直流入力電圧と回転アシスト制御手段の電力供給回路の耐電圧の電圧差と、前記発電電力貯蔵手段から前記回転アシスト制御手段への切り換えを行なう内部に備えた三相PWMインバータ部の直流入力電圧と回転アシスト制御手段の電力供給回路の耐電圧の電圧差は相異なるような構成とすることで、回転アシスト制御手段と発電電力貯蔵手段との切り換えでハンチングすることを回避することができ、よりスムーズな制御を行なうことができるハイブリッド型発電装置を提供できる。 Further, the rotation assist control means is a voltage difference between the DC input voltage of the three-phase PWM inverter provided inside for switching from the rotation assist control means to the generated power storage means and the withstand voltage of the power supply circuit of the rotation assist control means. And the voltage difference between the DC input voltage of the three-phase PWM inverter provided inside for switching from the generated power storage means to the rotation assist control means is different from the withstand voltage of the power supply circuit of the rotation assist control means. By adopting a simple configuration, it is possible to avoid hunting by switching between the rotation assist control means and the generated power storage means, and it is possible to provide a hybrid power generator capable of performing smoother control.
本発明によれば、太陽光を受け発電する太陽光発電手段と、風車で風を受け発電する風力発電手段と、前記風力発電手段により発電した電力を貯蔵する発電電力貯蔵手段と、低風速時に風車が回転するように制御する回転アシスト制御手段を備えた発電装置であって、前記回転アシスト制御手段に備えた電力供給回路の耐電圧は、前記発電電力貯蔵手段に備えた充電回路の耐電圧より低くするような構成としたものであり、風車が回転を開始しない程度の低風速時(例えば風速2.5m/s以下の時)の回転アシスト時に発電機へ最適な電力を供給しつつ、電力供給回路の耐電圧を最小限の耐圧とし、電力供給回路の半導体において、オン時の飽和電圧の低減、あるいはオン抵抗の低減を図ることにより、より軽量、小型かつ低損失な回路構成とすることが可能となり、太陽光発電および風力発電にて発電した電力、すなわち蓄電池に充電した電力を有効に活用して回転アシスト制御を行なうことができるという作用を有する。 According to the present invention, solar power generation means for receiving and generating sunlight, wind power generation means for receiving and generating wind with a windmill, generated power storage means for storing electric power generated by the wind power generation means, and at low wind speeds A power generation device including rotation assist control means for controlling the windmill to rotate, wherein the withstand voltage of the power supply circuit provided in the rotation assist control means is the withstand voltage of the charging circuit provided in the generated power storage means While being configured to be lower, while supplying optimal power to the generator at the time of rotation assist at a low wind speed that does not start rotation of the windmill (for example, when the wind speed is 2.5 m / s or less), By making the withstand voltage of the power supply circuit the minimum withstand voltage and reducing the on-state saturation voltage or the on-resistance in the semiconductor of the power supply circuit, the circuit structure is lighter, smaller, and less lossy. It is possible to have the effect that the power generated by solar power and wind power generation, that is, effectively using the electric power charged in the storage battery can be performed rotation assist control.
また、回転アシスト制御手段の着脱を自在とする付加接続手段を備える構成としたものであり、回転駆動を行なう必要のない場合に接続せず、より簡単で低コストとすることができるという作用を有する。 In addition, it is configured to include an additional connection means that allows the rotation assist control means to be freely attached and detached, so that it is not connected when rotation driving is not required, and the operation can be simplified and reduced in cost. Have.
さらに、回転アシスト制御手段は、付加接続手段内の風力発電手段に備えた発電機の出力端を分岐する分岐手段と、分岐手段を風車の状態に応じて回転アシスト制御手段、あるいは発電電力貯蔵手段を切り換えるような構成としたものであり、風車の状況に応じて回転アシストを始動、停止することができると同時に回転アシスト制御手段に備えた電力供給回路の耐電圧を越えないように制御することができるという作用を有する。 Further, the rotation assist control means includes a branch means for branching the output end of the generator provided in the wind power generation means in the additional connection means, and the rotation means for the rotation assist control means or the generated power storage means according to the state of the windmill. Rotation assist can be started and stopped according to the windmill conditions, and at the same time, control is performed so as not to exceed the withstand voltage of the power supply circuit provided in the rotation assist control means. Has the effect of being able to
また、回転アシスト制御手段は、発電機の何れか1相の電圧振幅が回転アシスト制御手段の耐電圧を超えないように付加接続手段を制御して、前記回転アシスト制御手段から発電電力貯蔵手段へ切り換えを行なう構成としたものであり、風車の状況に応じて回転アシストを始動、停止することができると同時に回転アシスト制御手段に備えた電力供給回路の耐電圧を越えないように制御することができるという作用を有する。 The rotation assist control means controls the additional connection means so that the voltage amplitude of any one phase of the generator does not exceed the withstand voltage of the rotation assist control means, and the rotation assist control means transfers the generated power to the generated power storage means. It is configured to perform switching, and rotation assist can be started and stopped according to the windmill situation, and at the same time, control can be performed so as not to exceed the withstand voltage of the power supply circuit provided in the rotation assist control means. Has the effect of being able to.
さらに、回転アシスト制御手段は、発電機の何れか1相の電圧振幅と電圧周波数の相関を予め記憶しておき、電圧周波数が規定周波数を超えないように付加接続手段を制御して、回転アシスト制御手段から発電電力貯蔵手段へ切り換えを行なうような構成としたものであり、風車の状況に応じて回転アシストを始動、停止することができると同時に回転アシスト制御手段に備えた電力供給回路の耐電圧を越えないように制御することができるという作用を有する。 Further, the rotation assist control means stores in advance the correlation between the voltage amplitude of one phase of the generator and the voltage frequency, and controls the additional connection means so that the voltage frequency does not exceed the specified frequency, thereby rotating the rotation assist. It is configured to switch from the control means to the generated power storage means, and the rotation assist can be started and stopped according to the windmill situation, and at the same time, the resistance of the power supply circuit provided in the rotation assist control means can be increased. The voltage can be controlled so as not to exceed the voltage.
また、電圧周波数は、ゼロクロス点の周期で計測する構成としたものであり、電圧周波数をより簡単な構成で検出することができるという作用を有する。 Further, the voltage frequency is configured to be measured at a cycle of the zero cross point, and has an effect that the voltage frequency can be detected with a simpler configuration.
さらに、回転アシスト制御手段は、予め記憶した発電機の何れか1相の電圧振幅と電流周波数の相関に基づき、電流周波数が規定周波数を超えないように付加接続手段を制御して、回転アシスト制御手段から発電電力貯蔵手段へ切り換えを行なうような構成としたものであり、風車の状況に応じて回転アシストを始動、停止することができると同時に回転アシスト制御手段に備えた電力供給回路の耐電圧を越えないように制御することができるという作用を有する。 Further, the rotation assist control means controls the rotation assist control by controlling the additional connection means so that the current frequency does not exceed the specified frequency based on the correlation between the voltage amplitude of one phase of the generator stored in advance and the current frequency. The power supply circuit provided in the rotation assist control means can be started and stopped at the same time as the rotation assist can be started and stopped according to the windmill situation. It has the effect that it can be controlled so as not to exceed.
また、電流周波数は、ゼロクロス点の周期で計測する構成としたものであり、電流周波数をより簡単な構成で検出することができるという作用を有する。 In addition, the current frequency is configured to be measured at the cycle of the zero cross point, and has an effect that the current frequency can be detected with a simpler configuration.
さらに、回転アシスト制御手段は、内部に備えた三相PWMインバータ部の直流入力電圧と回転アシスト制御手段の電力供給回路の耐電圧の電圧差が所定値範囲を超えないように付加接続手段を制御して、前記回転アシスト制御手段から発電電力貯蔵手段へ切り換えを行なうような構成としたものであり、風車の状況に応じて回転アシストを始動、停止することができると同時に回転アシスト制御手段に備えた電力供給回路の耐電圧を越えないように制御することができる作用を有する。 Further, the rotation assist control means controls the additional connection means so that the voltage difference between the DC input voltage of the three-phase PWM inverter provided therein and the withstand voltage of the power supply circuit of the rotation assist control means does not exceed the predetermined value range. The rotation assist control means is switched to the generated power storage means, and the rotation assist can be started and stopped according to the windmill situation, and at the same time provided in the rotation assist control means. The power supply circuit can be controlled so as not to exceed the withstand voltage.
また、回転アシスト制御手段は、発電機の何れか1相の電圧振幅が所定の電圧を下回った際に付加接続手段を制御して、前記発電電力貯蔵手段から回転アシスト制御手段へ切り換えを行なうような構成としたものであり、風車の状況に応じて回転アシストを始動、停止することができると同時に回転が停止したか否かを簡単な構成で検出することができるという作用を有する。 The rotation assist control means controls the additional connection means when the voltage amplitude of any one phase of the generator falls below a predetermined voltage so as to switch from the generated power storage means to the rotation assist control means. The rotation assist can be started and stopped according to the windmill situation, and at the same time, it is possible to detect whether or not the rotation is stopped with a simple configuration.
さらに、回転アシスト制御手段は、予め記憶した発電機の何れか1相の電圧振幅と電圧周波数の相関に基づき、電圧周波数が所定の周波数を下回った際に付加接続手段を制御して、発電電力貯蔵手段から回転アシスト制御手段へ切り換えを行なうような構成としたものであり、風車の状況に応じて回転アシストを始動、停止することができると同時に回転が停止したか否かを簡単な構成で検出することができるという作用を有する。 Furthermore, the rotation assist control means controls the additional connection means when the voltage frequency falls below a predetermined frequency based on the correlation between the voltage amplitude and voltage frequency of any one of the previously stored generators, and generates generated power. It is configured to switch from the storage means to the rotation assist control means, and the rotation assist can be started and stopped according to the windmill situation, and at the same time whether the rotation has stopped or not is simplified. It has the effect that it can be detected.
また、回転アシスト制御手段は、予め記憶した発電機の何れか1相の電圧振幅と電流周波数の相関に基づき、電流周波数が所定の周波数を下回った際に付加接続手段を制御して、発電電力貯蔵手段から回転アシスト制御手段へ切り換えを行なうような構成としたものであり、風車の状況に応じて回転アシストを始動、停止することができると同時に回転が停止したか否かを簡単な構成で検出することができるという作用を有する。 Further, the rotation assist control means controls the additional connecting means when the current frequency falls below a predetermined frequency based on the correlation between the voltage amplitude of one phase of the generator stored in advance and the current frequency, thereby generating generated power. It is configured to switch from the storage means to the rotation assist control means, and the rotation assist can be started and stopped according to the windmill situation, and at the same time whether the rotation has stopped or not is simplified. It has the effect that it can be detected.
さらに、回転アシスト制御手段は、内部に備えた三相PWMインバータ部の直流入力電圧と回転アシスト制御手段の電力供給回路の耐電圧の電圧差が所定値範囲を下回った際に付加接続手段を制御して、発電電力貯蔵手段から前記回転アシスト制御手段へ切り換えを行なうような構成としたものであり、風車の状況に応じて回転アシストを始動、停止することができると同時に回転が停止したか否かを簡単な構成で検出することができるという作用を有する。 Further, the rotation assist control means controls the additional connection means when the voltage difference between the DC input voltage of the three-phase PWM inverter provided therein and the withstand voltage of the power supply circuit of the rotation assist control means falls below a predetermined value range. Then, the configuration is such that the generated power storage means is switched to the rotation assist control means, and the rotation assist can be started and stopped according to the windmill situation, and at the same time whether the rotation has stopped. This has the effect that it can be detected with a simple configuration.
また、回転アシスト制御手段は、前記回転アシスト制御手段から発電電力貯蔵手段への切り換えと前記発電電力貯蔵手段から前記回転アシスト制御手段への切り換えは、切り換える頻度を最少化するような構成としたものであり、回転アシスト制御手段と発電電力貯蔵手段との相互の切り換えを最小回数に抑制することができ、安定した回転アシスト制御を行なうことができるという作用を有する。 The rotation assist control means is configured to minimize the frequency of switching between the rotation assist control means and the generated power storage means and the change from the generated power storage means to the rotation assist control means. Thus, the mutual switching between the rotation assist control means and the generated power storage means can be suppressed to a minimum number of times, and stable rotation assist control can be performed.
さらに、回転アシスト制御手段は、回転アシスト制御手段から発電電力貯蔵手段への切り換えを行なう発電機の何れか1相の電圧振幅と、前記発電電力貯蔵手段から前記回転アシスト制御手段への切り換えを行なう発電機の何れか1相の電圧振幅は相異なるような構成としたものであり、回転アシスト制御手段と発電電力貯蔵手段との切り換えでハンチングすることを回避することができ、よりスムーズな制御を行なうことができるという作用を有する。 Further, the rotation assist control means switches the voltage amplitude of any one of the generators that switches from the rotation assist control means to the generated power storage means, and switches from the generated power storage means to the rotation assist control means. The voltage amplitude of any one phase of the generator is different, and hunting can be avoided by switching between the rotation assist control means and the generated power storage means, and smoother control is possible. It has the effect that it can be performed.
また、回転アシスト制御手段は、回転アシスト制御手段から発電電力貯蔵手段への切り換えを行なう発電機の何れか1相の電圧周波数と、前記発電電力貯蔵手段から前記回転アシスト制御手段への切り換えを行なう発電機の何れか1相の電圧周波数は相異なるような構成としたものであり、回転アシスト制御手段と発電電力貯蔵手段との切り換えでハンチングすることを回避することができ、よりスムーズな制御を行なうことができるという作用を有する。 The rotation assist control means switches the voltage frequency of any one of the generators that switches from the rotation assist control means to the generated power storage means, and switches from the generated power storage means to the rotation assist control means. The voltage frequency of any one phase of the generator is different, and hunting can be avoided by switching between the rotation assist control means and the generated power storage means, and smoother control can be achieved. It has the effect that it can be performed.
さらに、回転アシスト制御手段は、回転アシスト制御手段から発電電力貯蔵手段への切り換えを行なう発電機の何れか1相の電流周波数と、前記発電電力貯蔵手段から前記回転アシスト制御手段への切り換えを行なう発電機の何れか1相の電流周波数は相異なるような構成としたものであり、回転アシスト制御手段と発電電力貯蔵手段との切り換えでハンチングすることを回避することができ、よりスムーズな制御を行なうことができるという作用を有する。 Further, the rotation assist control means switches the current frequency of any one of the generators that switches from the rotation assist control means to the generated power storage means, and switches from the generated power storage means to the rotation assist control means. The current frequency of any one of the generators is configured to be different from each other, and hunting can be avoided by switching between the rotation assist control means and the generated power storage means, and smoother control can be achieved. It has the effect that it can be performed.
また、回転アシスト制御手段は、回転アシスト制御手段から発電電力貯蔵手段への切り換えを行なう内部に備えた三相PWMインバータ部の直流入力電圧と回転アシスト制御手段の電力供給回路の耐電圧の電圧差と、前記発電電力貯蔵手段から前記回転アシスト制御手段への切り換えを行なう内部に備えた三相PWMインバータ部の直流入力電圧と回転アシスト制御手段の電力供給回路の耐電圧の電圧差は相異なるような構成としたものであり、回転アシスト制御手段と発電電力貯蔵手段との切り換えでハンチングすることを回避することができ、よりスムーズな制御を行なうことができるという作用を有する。 Further, the rotation assist control means is a voltage difference between the DC input voltage of the three-phase PWM inverter provided inside for switching from the rotation assist control means to the generated power storage means and the withstand voltage of the power supply circuit of the rotation assist control means. And the voltage difference between the DC input voltage of the three-phase PWM inverter provided inside for switching from the generated power storage means to the rotation assist control means is different from the withstand voltage of the power supply circuit of the rotation assist control means. Therefore, it is possible to avoid hunting by switching between the rotation assist control means and the generated power storage means, and it is possible to perform smoother control.
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(実施の形態1)
図1は、本発明の実施の形態1におけるハイブリッド型発電装置の構成図を示す。図1(a)は、同ハイブリッド型発電装置の風力発電部分の構成図を示し、図1(b)は、同太陽光発電手段の構成図を示す。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a configuration diagram of a hybrid power generation apparatus according to
図に示すように、ハイブリッド型発電装置は太陽光を受け発電する太陽光発電手段1と、風車2で風を受け発電する風力発電手段としての発電機3と、発電機3により発電した電力を貯蔵する発電電力貯蔵手段4と、低風速時に風車2が回転するように制御する回転アシスト制御手段5を備えている。また、発電電力貯蔵手段4は、発電機3により発電した交流電力を直流電力に変換する全波整流回路部4aと、全波整流回路部4aを通して直流に変換した後の直流電圧が規定の上限電圧を超えないように蓄電池4bへ充電制御する充電制御部4cにより構成している。さらに回転アシスト制御手段5は、蓄電池4bを回転アシスト用の電力源として供給する放電回路部5aと、蓄電池4bから放電回路部5aを経由して得られた直流電力を交流電力に変換する三相PWMインバータ部5bを備えている。また付加接続手段6は、三相PWMインバータ部5b、および発電電力貯蔵手段4から切り換え信号を入力する入力部6aと、切り換え信号に応じて発電機3から三相PWMインバータ部5bあるいは全波整流回路部4aへの接続を切り換える分岐手段としての切替部6bを備えている。
As shown in the figure, the hybrid power generation apparatus includes solar power generation means 1 for receiving and generating sunlight, a
次に、回転アシスト制御手段5は、蓄電池4bを回転アシスト用の電力源として供給する放電回路部5aと、蓄電池4bから放電回路部5aを経由して得られた直流電力を交流電力に変換する三相PWMインバータ部5bを備えている。また付加接続手段6は、三相PWMインバータ部5bから切り換え信号を入力する入力部6aと、切り換え信号に応じて発電機3から三相PWMインバータ部5bあるいは全波整流回路部4aへの接続を切り換える切替部6bを備えている。この構成において、付加接続手段6に備えた入力部6aは通常時に全波整流回路部4aへ接続状態となっている、すなわち回転アシスト制御手段5が無い場合には、全波整流回路部4aに接続されている。また、回転アシスト制御手段5が無い場合、単に風車2で発電した発電電力は蓄電池4bに蓄電される、あるいは負荷で使用されることになる。さらに放電回路部5a及び三相PWMインバータ部5bは、発電機3の発電電圧と発電電流から駆動するか否かを決定する。例えば発電電圧が規定電圧V_low以下で、かつ発電電流が規定電流I_low以下の時に駆動を開始し、V_hi以上の時に駆動を停止する。但し、規定電流I_lowは発電時に流れる方向を正とする。この駆動を開始する際に、付加接続手段6に対して切替信号を出力する。さらに付加接続手段6は入力部6aの切替信号に応じて切替部6bを切り換えることで全波整流回路部4aに接続、あるいは三相PWMインバータ部5bに接続することとなる。
Next, the rotation assist control means 5 converts the DC power obtained from the storage battery 4b through the
次に、充電制御部4cの制御フローチャートについて、図2を参照しながら説明する。
Next, a control flowchart of the charging
図に示すように、充電制御部4cは、直流電圧の実際値Vdcと、規定の上限電圧値(目標値Vdc_ref)を比較し、充電電流目標値Idc_refを算出する。次に、蓄電池4bの電圧検出値Vbattを入力し、規定電圧Vbatt_cに到達しているか否かを判定して、規定電圧Vbatt_cに到達している場合は、規定電圧Vbatt_cに制御するための充電電流に制限するためのリミット制御を実施する。到達していない場合は、蓄電池4bの最大充電電流Idc_maxを超えない範囲で制御する。この場合、リミット制御あるいは最大充電電流によりリミットしたことで、発電電力が過剰となるが、その際は全波整流後の電圧が上昇することとなる。全波整流後の電圧が上昇して第二の規定電圧Vdc_ref2となった場合、保護用抵抗を接続するように制御する。保護用抵抗の切り離しは、発電機3の発電電力の検出演算値により行なうこととなる。
As shown in the figure, the charging
次に、三相PWMインバータ部5bの制御フローチャートについて図3を参照しながら説明する。 Next, a control flowchart of the three-phase PWM inverter unit 5b will be described with reference to FIG.
図に示すように、発電機3の三相分の各相電圧を入力し、規定電圧(例えばVmax−Vm)を超えたか否か判定する。この時、Vmaxは三相PWMインバータ5bに使用している半導体の最大定格電圧を示し、Vmはマージン電圧を示している。判定した結果、規定電圧以下であれば回転アシストを継続する。規定電圧を超えた場合、すなわち三相PWMインバータ部5bの耐電圧を超えない安全領域内で利用できるように、三相PWMインバータ部5bを停止して入力部6aに切替信号を出力する。また逆に、発電機3の三相分の各相電圧を入力し、規定電圧(例えばVmin+Vm)を下回ったか否か判定する。この時、Vminは風車2が自立的に回転を継続することができる最小電圧を示し、Vmはマージン電圧を示している。判定した結果、規定電圧以下となれば回転アシストをオンする。ここで、アシストを切り離す規定電圧(Vmax−Vm)と、アシストをオンする規定電圧(Vmin+Vm)は相異なる電圧としている。この切り換える電圧を相異なる電圧とすることで、切替の頻度を最少化している。
As shown in the figure, the phase voltages for the three phases of the
上記の構成により、回転アシスト制御手段5を接続していない場合は、通常の風車2で発電した電力のみ制御して蓄電池4bに蓄電することとなり、回転アシスト制御手段5を接続している場合は、発電機3をモータとして駆動して回転のアシストを行なうこととなる。また、回転アシスト中は三相PWMインバータ部5bの半導体の耐電圧を超えない領域で使用することができると同時に、耐電圧の低い半導体部品を利用することで飽和電圧が低い、あるいはオン抵抗を小さくすることができる。
With the above configuration, when the rotation assist control means 5 is not connected, only the electric power generated by the normal windmill 2 is controlled and stored in the storage battery 4b. When the rotation assist control means 5 is connected, Then, the
以上のように、本実施の形態1によれば、回転アシスト時に三相PWMインバータ部5bの電力損失を低減することができ、蓄電池4bに充電した電力を有効に活用して回転アシスト制御を行なうことができる。 As described above, according to the first embodiment, the power loss of the three-phase PWM inverter unit 5b can be reduced at the time of rotation assist, and the rotation assist control is performed by effectively using the power charged in the storage battery 4b. be able to.
なお、本実施の形態1において、付加接続手段6は発電機3から全波整流回路部4aへの接続を切り換えるような構成としたが、全波整流回路部4aと並列に三相PWMインバータ部5bを構成して、三相PWMインバータ部5bの各半導体素子を切り離す構成としても作用効果に差異はない。
In the first embodiment, the additional connection means 6 is configured to switch the connection from the
(実施の形態2)
図4は、本発明の実施の形態2におけるハイブリッド型発電装置の構成図を示す。図4(a)は、同ハイブリッド型発電装置の風力発電部分の構成図を示し、図4(b)は、同太陽光発電手段の構成図を示す。
(Embodiment 2)
FIG. 4 shows a configuration diagram of a hybrid power generation device according to Embodiment 2 of the present invention. FIG. 4A shows a configuration diagram of a wind power generation part of the hybrid power generation device, and FIG. 4B shows a configuration diagram of the solar power generation means.
なお、実施の形態1と同一部分には同一番号を付し、その詳細な説明は省略する。 The same parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
図に示すように、ハイブリッド型発電装置は風車2で風を受け発電する風力発電手段としての発電機3と、発電機3により発電した電力を貯蔵する発電電力貯蔵手段4と、低風速時に風車が回転するように制御する回転アシスト制御手段5Bを備えている。また、発電電力貯蔵手段4は、発電機3により発電した交流電力を直流電力に変換する全波整流回路部4aと、全波整流回路部4aを通して直流に変換した後の直流電圧が規定の上限電圧を超えないように蓄電池4bへ充電制御する充電制御部4cにより構成している。さらに回転アシスト制御手段5Bは、蓄電池4bを回転アシスト用の電力源として供給する放電回路部5Baと、蓄電池4bから放電回路部5Baを経由して得られた直流電力を交流電力に変換する三相PWMインバータ部5Bbを備えている。また付加接続手段6は、三相PWMインバータ部5Bb、および発電電力貯蔵手段4から切り換え信号を入力する入力部6aと、切り換え信号に応じて発電機3から三相PWMインバータ部5Bbあるいは全波整流回路部4aへの接続を切り換える分岐手段としての切替部6bを備えている。
As shown in the figure, the hybrid power generator includes a
次に、三相PWMインバータ部5Bbの制御フローチャートについて図5を参照しながら説明する。 Next, a control flowchart of the three-phase PWM inverter unit 5Bb will be described with reference to FIG.
図に示すように、発電機3の三相分の各電圧周波数を検出する。各電圧周波数の検出はゼロクロスから次のゼロクロスまでの時間偏差によって演算する。演算した時間偏差から発電機3の電圧と電圧周波数の相関、その際の発電機電流から規定周波数(例えばFmax−Fm)を超えたか否か判定する。この時、Fmaxは三相PWMインバータ5Bbに使用している半導体の最大定格電圧Vmaxに相当する発電機周波数を示し、Fmはマージン周波数を示している。判定した結果、規定周波数以下であり、かつ回転アシストのための電力供給が規定値以下であれば回転アシストを継続する。規定周波数を超えた場合、すなわち三相PWMインバータ部5Bbの耐電圧を超える可能性がある領域に到達すると、三相PWMインバータ部5Bbを停止して入力部6aに切替信号を出力する。また逆に演算した時間偏差から発電機3の電圧と電圧周波数の相関、その際の発電機電流から規定周波数(例えばFmin+Fm)を下回ったか否か判定する。この時、Fminは風車2が自立的に回転を継続することができる最小周波数を示し、Fmはマージン周波数を示している。判定した結果、規定周波数以下であり、かつ回転アシストのための電力供給が規定値以下となれば回転アシストをオンする。ここで、アシストを切り離す規定周波数(Fmax−Fm)と、アシストをオンする規定周波数(Fmin+Fm)は相異なる周波数としている。この切り換える周波数を相異なる周波数とすることで、切替の頻度を最少化している。
As shown in the figure, each voltage frequency for the three phases of the
上記の構成により、回転アシスト制御手段5Bを接続していない場合は、通常の風車2で発電した電力のみ制御して蓄電池4bに蓄電することとなり、回転アシスト制御手段5Bを接続している場合は、発電機3をモータとして駆動して回転のアシストを行なうこととなる。また、回転アシスト中は三相PWMインバータ部5Bbの半導体の耐電圧を超えない領域で使用することができると同時に、耐電圧の低い半導体部品を利用することで飽和電圧が低い、あるいはオン抵抗を小さくすることができる。
With the above configuration, when the rotation assist control means 5B is not connected, only the electric power generated by the normal windmill 2 is controlled and stored in the storage battery 4b. When the rotation assist control means 5B is connected, Then, the
以上のように、本実施の形態2によれば、回転アシスト時に三相PWMインバータ部5Bbの電力損失を低減することができ、蓄電池4bに充電した電力を有効に活用して回転アシスト制御を行なうことができる。 As described above, according to the second embodiment, the power loss of the three-phase PWM inverter unit 5Bb can be reduced during rotation assist, and rotation assist control is performed by effectively utilizing the power charged in the storage battery 4b. be able to.
(実施の形態3)
図6は、本発明の実施の形態3におけるハイブリッド型発電装置の構成図を示す。図6(a)は、同ハイブリッド型発電装置の風力発電部分の構成図を示し、図6(b)は、同太陽光発電手段の構成図を示す。
(Embodiment 3)
FIG. 6 shows a configuration diagram of a hybrid power generation device according to
なお、実施の形態1あるいは2と同一部分には同一番号を付し、その詳細な説明は省略する。 The same parts as those in the first or second embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
図に示すように、ハイブリッド型発電装置は風車2で風を受け発電する風力発電手段としての発電機3と、発電機3により発電した電力を貯蔵する発電電力貯蔵手段4と、低風速時に風車が回転するように制御する回転アシスト制御手段5Cを備えている。また、発電電力貯蔵手段4は、発電機3により発電した交流電力を直流電力に変換する全波整流回路部4aと、全波整流回路部4aを通して直流に変換した後の直流電圧が規定の上限電圧を超えないように蓄電池4bへ充電制御する充電制御部4cにより構成している。さらに回転アシスト制御手段5Cは、蓄電池4bを回転アシスト用の電力源として供給する放電回路部5Caと、蓄電池4bから放電回路部5Caを経由して得られた直流電力を交流電力に変換する三相PWMインバータ部5Cbを備えている。また付加接続手段6は、三相PWMインバータ部5Cb、および発電電力貯蔵手段4から切り換え信号を入力する入力部6aと、切り換え信号に応じて発電機3から三相PWMインバータ部5Cbあるいは全波整流回路部4aへの接続を切り換える分岐手段としての切替部6bを備えている。
As shown in the figure, the hybrid power generator includes a
次に、三相PWMインバータ部5Cbの制御フローチャートについて図7を参照しながら説明する。 Next, a control flowchart of the three-phase PWM inverter unit 5Cb will be described with reference to FIG.
図に示すように、発電機3の三相分の各電流周波数を検出する。各電流周波数の検出はゼロクロスから次のゼロクロスまでの時間偏差によって演算する。演算した時間偏差から発電機3の電圧と電流周波数の相関、その際の発電機電流から規定周波数(例えばFmax−Fm)を超えたか否か判定する。この時、Fmaxは三相PWMインバータ5Cbに使用している半導体の最大定格電圧Vmaxに相当する発電機周波数を示し、Fmはマージン周波数を示している。判定した結果、規定周波数以下であり、かつ回転アシストのための電力供給が規定値以下であれば回転アシストを継続する。規定周波数を超えた場合、すなわち三相PWMインバータ部5Cbの耐電圧を超える可能性がある領域に到達すると、三相PWMインバータ部5Cbを停止して入力部6aに切替信号を出力する。また、逆に電流周波数が所定の周波数(Fmin+Fm)を下回った際に入力部6aに切替信号を出力して、発電電力貯蔵手段4から回転アシスト制御手段5Cへ切り換えを行なう。ここで、アシストを切り離す規定周波数(Fmax−Fm)と、アシストをオンする規定周波数(Fmin+Fm)は相異なる周波数としている。この切り換える周波数を相異なる周波数とすることで、切替の頻度を最少化している。
As shown in the figure, each current frequency for the three phases of the
上記の構成により、回転アシスト制御手段5Cを接続していない場合は、通常の風車2で発電した電力のみ制御して蓄電池4bに蓄電することとなり、回転アシスト制御手段5Cを接続している場合は、発電機3をモータとして駆動して回転のアシストを行なうこととなる。また、回転アシスト中は三相PWMインバータ部5Cbの半導体の耐電圧を超えない領域で使用することができると同時に、耐電圧の低い半導体部品を利用することで飽和電圧が低い、あるいはオン抵抗を小さくすることができる。
With the above configuration, when the rotation assist control means 5C is not connected, only the electric power generated by the normal windmill 2 is controlled and stored in the storage battery 4b. When the rotation assist control means 5C is connected, Then, the
以上のように、本実施の形態3によれば、回転アシスト時に三相PWMインバータ部5Cbの電力損失を低減することができ、蓄電池に充電した電力を有効に活用して回転アシスト制御を行なうことができる。 As described above, according to the third embodiment, the power loss of the three-phase PWM inverter unit 5Cb can be reduced during rotation assist, and rotation assist control is performed by effectively using the power charged in the storage battery. Can do.
(実施の形態4)
図8は、本発明の実施の形態4におけるハイブリッド型発電装置の構成図を示す。図8(a)は、同ハイブリッド型発電装置の風力発電部分の構成図を示し、図8(b)は、同太陽光発電手段の構成図を示す。
(Embodiment 4)
FIG. 8 shows a configuration diagram of a hybrid power generation device according to
なお、実施の形態1乃至3のいずれかと同一部分には同一番号を付し、その詳細な説明は省略する。
In addition, the same number is attached | subjected to the same part as either of
図に示すように、ハイブリッド型発電装置は風車2で風を受け発電する風力発電手段としての発電機3と、発電機3により発電した電力を貯蔵する発電電力貯蔵手段4と、低風速時に風車が回転するように制御する回転アシスト制御手段5Dを備えている。また、発電電力貯蔵手段4は、発電機3により発電した交流電力を直流電力に変換する全波整流回路部4aと、全波整流回路部4aを通して直流に変換した後の直流電圧が規定の上限電圧を超えないように蓄電池4bへ充電制御する充電制御部4cにより構成している。さらに回転アシスト制御手段5Dは、蓄電池4bを回転アシスト用の電力源として供給する放電回路部5Daと、蓄電池4bから放電回路部5Daを経由して得られた直流電力を交流電力に変換する三相PWMインバータ部5Dbを備えている。また付加接続手段6は、三相PWMインバータ部5Db、および発電電力貯蔵手段4から切り換え信号を入力する入力部6aと、切り換え信号に応じて発電機3から三相PWMインバータ部5Dbあるいは全波整流回路部4aへの接続を切り換える分岐手段としての切替部6bを備えている。
As shown in the figure, the hybrid power generator includes a
次に、三相PWMインバータ部5Dbの制御フローチャートについて図9を参照しながら説明する。 Next, a control flowchart of the three-phase PWM inverter unit 5Db will be described with reference to FIG.
図に示すように、三相PWMインバータ部5Dbは、放電回路部5Daの出力電圧、すなわち三相PWMインバータ部5Dbの直流入力電圧を検出する。この時の直流入力電圧を検出して、半導体の耐電圧Vmaxとその際の検出した電圧値Vdc(t)の偏差を演算する。この時の偏差がマージン電圧Vmを下回る場合に、三相PWMインバータ部5Dbを停止して入力部6aに切替信号を出力する。また逆に、この偏差が最大マージン電圧Vlmを上回る場合に、入力部6aに切替信号を出力して、三相PWMインバータ部5Dbへ切り替えて、停止している三相PWMインバータ部5Dbを起動する。ここで、アシストを切り離すマージン電圧Vmと、アシストをオンする最大マージン電圧Vlmは相異なる電圧としている。この切り換える電圧を相異なる電圧とすることで、切替の頻度を最少化している。
As shown in the figure, the three-phase PWM inverter unit 5Db detects the output voltage of the discharge circuit unit 5Da, that is, the DC input voltage of the three-phase PWM inverter unit 5Db. The DC input voltage at this time is detected, and the deviation between the withstand voltage Vmax of the semiconductor and the detected voltage value Vdc (t) is calculated. When the deviation at this time falls below the margin voltage Vm, the three-phase PWM inverter unit 5Db is stopped and a switching signal is output to the
通常、風車2が風力によって自立的に回転駆動できると、放電回路部5Daからの放電電力は不要となり、その結果、放電回路部5Daの出力電圧は上昇することとなるが、風車2が自立的に回転駆動できない場合は、放電回路部5Daから三相PWMインバータ部5Dbを経由して発電機3に供給されるため、前記の出力電圧は上昇せず、制御電圧を保持することとなる。この電力バランスを上記の判定に利用している。
Normally, when the windmill 2 can be driven to rotate independently by wind power, the discharge power from the discharge circuit unit 5Da is not required, and as a result, the output voltage of the discharge circuit unit 5Da increases, but the windmill 2 is autonomous. When the rotation drive cannot be performed, the output circuit is supplied from the discharge circuit unit 5Da to the
上記の構成により、回転アシスト制御手段5Dを接続していない場合は、通常の風車2で発電した電力のみ制御して蓄電池4bに蓄電することとなり、回転アシスト制御手段5Dを接続している場合は、発電機3をモータとして駆動して回転のアシストを行なうこととなる。また、回転アシスト中は三相PWMインバータ部5Dbの半導体の耐電圧を超えない領域で使用することができると同時に、耐電圧の低い半導体部品を利用することで飽和電圧が低い、あるいはオン抵抗を小さくすることができる。
With the above configuration, when the rotation assist control means 5D is not connected, only the electric power generated by the normal windmill 2 is controlled and stored in the storage battery 4b. When the rotation assist control means 5D is connected, Then, the
以上のように、本実施の形態4によれば、回転アシスト時に三相PWMインバータ部5Dbの電力損失を低減することができ、蓄電池4bに充電した電力を有効に活用して回転アシスト制御を行なうことができる。 As described above, according to the fourth embodiment, the power loss of the three-phase PWM inverter unit 5Db can be reduced during rotation assist, and rotation assist control is performed by effectively utilizing the power charged in the storage battery 4b. be able to.
風力発電装置の回転駆動を補助促進するものであり、サボニウス風車以外にもプロペラ型やダリウス型などにも適用できる。 It assists and accelerates the rotational drive of the wind power generator, and can be applied to propeller type and Darrieus type as well as Savonius windmill.
1 太陽光発電手段
2 風車
3 発電機
4 発電電力貯蔵手段
4a 全波整流回路部
4b 蓄電池
4c 充電制御部
5、5B、5C、5D 回転アシスト制御手段
5a、5Ba、5Ca、5Da 放電回路部
5b、5Bb、5Cb、5Db 三相PWMインバータ部
6 付加接続手段
6a 入力部
6b 切替部
DESCRIPTION OF
Claims (18)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2006176209A JP2008011590A (en) | 2006-06-27 | 2006-06-27 | Hybrid power generator |
Applications Claiming Priority (1)
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| JP2006176209A JP2008011590A (en) | 2006-06-27 | 2006-06-27 | Hybrid power generator |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2008011590A true JP2008011590A (en) | 2008-01-17 |
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2006176209A Pending JP2008011590A (en) | 2006-06-27 | 2006-06-27 | Hybrid power generator |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2008011590A (en) |
-
2006
- 2006-06-27 JP JP2006176209A patent/JP2008011590A/en active Pending
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