JPH1182282A - 風力発電装置の電力制御方法 - Google Patents
風力発電装置の電力制御方法Info
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- JPH1182282A JPH1182282A JP9264858A JP26485897A JPH1182282A JP H1182282 A JPH1182282 A JP H1182282A JP 9264858 A JP9264858 A JP 9264858A JP 26485897 A JP26485897 A JP 26485897A JP H1182282 A JPH1182282 A JP H1182282A
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- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims abstract description 14
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 6
- 238000010248 power generation Methods 0.000 claims description 9
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 4
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 abstract description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 2
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 2
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- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/70—Wind energy
- Y02E10/72—Wind turbines with rotation axis in wind direction
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- Wind Motors (AREA)
- Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
- Control Of Eletrric Generators (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 風速変動を避けることの出来ない風力発電装
置においても系統への供給電力の変動を極力抑制するこ
とで、小規模系統や風車単独での運転を可能とする風力
発電装置の提供。 【解決手段】 風車ブレードに連結された誘導発電機よ
りの交流電力からなる風車発生電力を直流電力から更に
交流電力に変換して電力系統に供給するとともに、前記
風車発電電力の余剰電力を蓄え且つ不足電力を供給する
蓄電池を具えてなる風力発電装置において、前記風車発
生電力が供給過多の場合に、前記蓄電池への充電ととと
もに、無効電力の周波数を上昇させて風車ブレードの回
転上昇エネルギーとして蓄え、一方、供給不足の場合
に、前記蓄電池よりの放電と並行して若しくは選択的に
前記回転上昇エネルギーとして蓄えていた余剰エネルギ
ーを回収することを特徴とする。
置においても系統への供給電力の変動を極力抑制するこ
とで、小規模系統や風車単独での運転を可能とする風力
発電装置の提供。 【解決手段】 風車ブレードに連結された誘導発電機よ
りの交流電力からなる風車発生電力を直流電力から更に
交流電力に変換して電力系統に供給するとともに、前記
風車発電電力の余剰電力を蓄え且つ不足電力を供給する
蓄電池を具えてなる風力発電装置において、前記風車発
生電力が供給過多の場合に、前記蓄電池への充電ととと
もに、無効電力の周波数を上昇させて風車ブレードの回
転上昇エネルギーとして蓄え、一方、供給不足の場合
に、前記蓄電池よりの放電と並行して若しくは選択的に
前記回転上昇エネルギーとして蓄えていた余剰エネルギ
ーを回収することを特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、風力発電装置の電
力制御方法に関する。
力制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より風力発電装置においては、図４
に示すように風力エネルギーをブレード１により駆動軸
２の回転エネルギーに変換し、その回転エネルギーを誘
導発電機４により電気エネルギーに変換して電力系統１
５へ電力を供給している。
に示すように風力エネルギーをブレード１により駆動軸
２の回転エネルギーに変換し、その回転エネルギーを誘
導発電機４により電気エネルギーに変換して電力系統１
５へ電力を供給している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、風力エネルギ
ーは風速の変動にともない変動し、これに対応して電力
系統へ供給される電力も変動する。この電力変動は系統
の周波数変動や電圧変動をもたらすため、比較的大規模
な系統に接続し風車発電力の変動の影響を極力受けない
ようにしている。また、前記風力発電装置の発電機に誘
導発電機が多く用いられているが、発電するためには系
統より発電に必要な電力を供給する必要がある。このよ
うに従来の風力発電装置では、小規模な系統や風車単独
での運転が困難であった。
ーは風速の変動にともない変動し、これに対応して電力
系統へ供給される電力も変動する。この電力変動は系統
の周波数変動や電圧変動をもたらすため、比較的大規模
な系統に接続し風車発電力の変動の影響を極力受けない
ようにしている。また、前記風力発電装置の発電機に誘
導発電機が多く用いられているが、発電するためには系
統より発電に必要な電力を供給する必要がある。このよ
うに従来の風力発電装置では、小規模な系統や風車単独
での運転が困難であった。
【０００４】そこで、本発明では風速変動を避けること
の出来ない風力発電装置においても系統への供給電力の
変動を極力抑制することで、小規模系統や風車単独での
運転を可能とする風力発電装置の電力制御方法を提供す
ることを目的とする。
の出来ない風力発電装置においても系統への供給電力の
変動を極力抑制することで、小規模系統や風車単独での
運転を可能とする風力発電装置の電力制御方法を提供す
ることを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
ピッチ角を調整可能に構成した風車ブレードに駆動軸を
介して誘導発電機を連結し、該発電機よりの交流電力か
らなる風車発生電力をＡＣ／ＤＣ変換器により直流電力
に変換したのち、更にＤＣ／ＡＣ変換器により交流電力
に変換して電力系統に供給する風力発電装置において、
前記風車発生電力が、電力系統側の消費電力を上回る場
合には、前記ＡＣ／ＤＣ変換器にて無効電力（前記誘導
発電機に磁界を発生させる電力）の周波数を上昇させて
風車ブレードの回転数を上昇させることにより回転上昇
エネルギーとして蓄え、一方、前記風車発電電力が、電
力系統側の消費電力を下回る場合には、前記ＡＣ／ＤＣ
変換器にて無効電力の周波数を下降させて、回転上昇エ
ネルギーとして蓄えていた余剰エネルギーを回収するこ
とを特徴とする。
ピッチ角を調整可能に構成した風車ブレードに駆動軸を
介して誘導発電機を連結し、該発電機よりの交流電力か
らなる風車発生電力をＡＣ／ＤＣ変換器により直流電力
に変換したのち、更にＤＣ／ＡＣ変換器により交流電力
に変換して電力系統に供給する風力発電装置において、
前記風車発生電力が、電力系統側の消費電力を上回る場
合には、前記ＡＣ／ＤＣ変換器にて無効電力（前記誘導
発電機に磁界を発生させる電力）の周波数を上昇させて
風車ブレードの回転数を上昇させることにより回転上昇
エネルギーとして蓄え、一方、前記風車発電電力が、電
力系統側の消費電力を下回る場合には、前記ＡＣ／ＤＣ
変換器にて無効電力の周波数を下降させて、回転上昇エ
ネルギーとして蓄えていた余剰エネルギーを回収するこ
とを特徴とする。
【０００６】請求項２記載の発明は、請求項１記載の発
明に蓄電池による充放電機構を効果的に組合せたもの
で、ピッチ角を調整可能に構成した風車ブレードに駆動
軸を介して誘導発電機を連結し、該発電機よりの交流電
力からなる風車発生電力をＡＣ／ＤＣ変換器により直流
電力に変換したのち、更にＤＣ／ＡＣ変換器により交流
電力に変換して電力系統に供給するとともに、前記直流
電力ライン上に風車発電電力の余剰電力を蓄電池に蓄え
る充電装置と、また不足電力を前記蓄電池より供給する
ための放電装置を具えてなる風力発電装置において、前
記風車発生電力が、電力系統側の消費電力を上回る場合
には、前記蓄電池への充電と並行して若しくは選択的
に、前記ＡＣ／ＤＣ変換器にて無効電力の周波数を上昇
させて風車ブレードの回転数を上昇させることにより回
転上昇エネルギーとして蓄え、一方、前記風車発電電力
が、電力系統側の消費電力を下回る場合には、前記蓄電
池よりの放電と並行して若しくは選択的に前記ＡＣ／Ｄ
Ｃ変換器にて無効電力の周波数を下降させて、回転上昇
エネルギーとして蓄えていた余剰エネルギーを回収する
ことを特徴とする。
明に蓄電池による充放電機構を効果的に組合せたもの
で、ピッチ角を調整可能に構成した風車ブレードに駆動
軸を介して誘導発電機を連結し、該発電機よりの交流電
力からなる風車発生電力をＡＣ／ＤＣ変換器により直流
電力に変換したのち、更にＤＣ／ＡＣ変換器により交流
電力に変換して電力系統に供給するとともに、前記直流
電力ライン上に風車発電電力の余剰電力を蓄電池に蓄え
る充電装置と、また不足電力を前記蓄電池より供給する
ための放電装置を具えてなる風力発電装置において、前
記風車発生電力が、電力系統側の消費電力を上回る場合
には、前記蓄電池への充電と並行して若しくは選択的
に、前記ＡＣ／ＤＣ変換器にて無効電力の周波数を上昇
させて風車ブレードの回転数を上昇させることにより回
転上昇エネルギーとして蓄え、一方、前記風車発電電力
が、電力系統側の消費電力を下回る場合には、前記蓄電
池よりの放電と並行して若しくは選択的に前記ＡＣ／Ｄ
Ｃ変換器にて無効電力の周波数を下降させて、回転上昇
エネルギーとして蓄えていた余剰エネルギーを回収する
ことを特徴とする。
【０００７】請求項３記載の発明は、請求項２記載の発
明にヒータによる放電機構を効果的に組合せたもので、
前記直流電力ライン上に風車発電電力の余剰電力を放出
するヒータを設け、前記風車発生電力が、電力系統側の
消費電力を上回る場合には蓄電池への充電を行うととも
に、該充電量が蓄電池の容量を超える恐れのある場合
に、前記ヒータにて放電することを特徴とする。
明にヒータによる放電機構を効果的に組合せたもので、
前記直流電力ライン上に風車発電電力の余剰電力を放出
するヒータを設け、前記風車発生電力が、電力系統側の
消費電力を上回る場合には蓄電池への充電を行うととも
に、該充電量が蓄電池の容量を超える恐れのある場合
に、前記ヒータにて放電することを特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の好
適な実施形態を例示的に詳しく説明する。但しこの実施
形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、そ
の相対的配置等は特に特定的な記載がないかぎりは、こ
の発明の範囲をそれに限定する趣旨ではなく、単なる説
明例にすぎない。図１は本発明の第１の実施形態に係る
風力発電装置の説明図である。図中、１は風車ブレード
で、風車駆動軸２を介して誘導発電機４を連結するとと
もに、ブレードピッチ角駆動装置３によりそのピッチ角
を調整可能に構成している。５は該発電機４により発電
された交流電力を直流電力に変換するＡＣ／ＤＣ変換
器、１３は直流電力ライン６を介して得られる直流電力
を交流電力に変換して系統ライン１５へ供給するＤＣ／
ＡＣ変換器、１４は電力系統ライン１５の交流電力を直
流電力に変換して直流電力ライン６に供給するＡＣ／Ｄ
Ｃ変換器で、その作用は後記に詳説する。
適な実施形態を例示的に詳しく説明する。但しこの実施
形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、そ
の相対的配置等は特に特定的な記載がないかぎりは、こ
の発明の範囲をそれに限定する趣旨ではなく、単なる説
明例にすぎない。図１は本発明の第１の実施形態に係る
風力発電装置の説明図である。図中、１は風車ブレード
で、風車駆動軸２を介して誘導発電機４を連結するとと
もに、ブレードピッチ角駆動装置３によりそのピッチ角
を調整可能に構成している。５は該発電機４により発電
された交流電力を直流電力に変換するＡＣ／ＤＣ変換
器、１３は直流電力ライン６を介して得られる直流電力
を交流電力に変換して系統ライン１５へ供給するＤＣ／
ＡＣ変換器、１４は電力系統ライン１５の交流電力を直
流電力に変換して直流電力ライン６に供給するＡＣ／Ｄ
Ｃ変換器で、その作用は後記に詳説する。
【０００９】次に本実施形態の動作を説明する。風車ブ
レード１の起動は風速がカットイン風速（発電開始風
速）以上になると、ピッチ角駆動装置３により、風車ブ
レード１のピッチ角をフェザリング（単に風を通過させ
る翼角）の位置から風力エネルギーを回収する方向へ動
かして風車ブレード１の回転数を上昇させる。そして、
回転数が同期速度に到達すると電力系統ライン１５に連
結される。このとき、電力系統ライン１５の有効電力を
ＡＣ／ＤＣ変換器１４により直流電力に変換して直流電
力ライン６に供給され、この直流電力ライン６の直流電
力からＡＣ／ＤＣ変換器５により無効電力（誘導発電機
４に磁界を発生させる電力）を生成し、風力誘導発電機
４へ励磁電流が供給されて、該誘導発電機４が発電を始
める。
レード１の起動は風速がカットイン風速（発電開始風
速）以上になると、ピッチ角駆動装置３により、風車ブ
レード１のピッチ角をフェザリング（単に風を通過させ
る翼角）の位置から風力エネルギーを回収する方向へ動
かして風車ブレード１の回転数を上昇させる。そして、
回転数が同期速度に到達すると電力系統ライン１５に連
結される。このとき、電力系統ライン１５の有効電力を
ＡＣ／ＤＣ変換器１４により直流電力に変換して直流電
力ライン６に供給され、この直流電力ライン６の直流電
力からＡＣ／ＤＣ変換器５により無効電力（誘導発電機
４に磁界を発生させる電力）を生成し、風力誘導発電機
４へ励磁電流が供給されて、該誘導発電機４が発電を始
める。
【００１０】風車誘導発電機４で発電された交流電力は
ＡＣ／ＤＣ変換器５にて直流電力に変換され直流電力ラ
イン６へ供給される。風車発電電力が増加して直流変換
された電力が消費電力を上回る場合には、ＡＣ／ＤＣ変
換器５にて無効電力の周波数を上昇させて風車ブレード
１の回転数を上昇させる。この上昇により余剰エネルギ
ーを一旦回転エネルギーとして蓄えることができる。
（いわゆるフライホイールとしての役目）
ＡＣ／ＤＣ変換器５にて直流電力に変換され直流電力ラ
イン６へ供給される。風車発電電力が増加して直流変換
された電力が消費電力を上回る場合には、ＡＣ／ＤＣ変
換器５にて無効電力の周波数を上昇させて風車ブレード
１の回転数を上昇させる。この上昇により余剰エネルギ
ーを一旦回転エネルギーとして蓄えることができる。
（いわゆるフライホイールとしての役目）
【００１１】しかし、この回転数の上昇が所定の回転数
を超えると、風車ブレード１が所定の回転数内となるよ
うにピッチ角駆動装置３によりピッチ角を操作して制御
する。逆に、風車発電電力が減少してＡＣ／ＤＣ変換器
５にて直流変換された電力が、電力系統ライン１５の消
費電力を下回る場合には、ＡＣ／ＤＣ変換器５にて無効
電力の周波数を下降させて、回転上昇エネルギーとして
蓄えていた余剰エネルギーを回収する。
を超えると、風車ブレード１が所定の回転数内となるよ
うにピッチ角駆動装置３によりピッチ角を操作して制御
する。逆に、風車発電電力が減少してＡＣ／ＤＣ変換器
５にて直流変換された電力が、電力系統ライン１５の消
費電力を下回る場合には、ＡＣ／ＤＣ変換器５にて無効
電力の周波数を下降させて、回転上昇エネルギーとして
蓄えていた余剰エネルギーを回収する。
【００１２】このようにして、風速変動に伴い変動する
風車発電力を、無効電力の周波数制御により平滑して系
統へ給電できるため小規模系統での並列運転時に系統へ
の擾乱を与えることがないとともに、単独運転時にはＤ
Ｃ／ＡＣ変換器１３により定周波数及び定電圧制御にて
電力変換して電力系統へ給電することができる。
風車発電力を、無効電力の周波数制御により平滑して系
統へ給電できるため小規模系統での並列運転時に系統へ
の擾乱を与えることがないとともに、単独運転時にはＤ
Ｃ／ＡＣ変換器１３により定周波数及び定電圧制御にて
電力変換して電力系統へ給電することができる。
【００１３】図２は本発明の第２の実施形態に係る風力
発電装置の説明図である。前記第１の実施形態に付加し
た構成を説明するに、７は直流電力ライン６上に設けた
余剰電力放電装置、１４は前記したＡＣ／ＤＣ変換器
で、両装置よりの直流電力は切替器１２を介して充電装
置８に送られ、蓄電池１０に充電される。切換器１２は
蓄電池１０の充電が必要なときに、風車発電電力が過剰
なときには余剰電力放電装置７からの電力で充電し、風
車発電電力が不足のときには電力系統ライン１５からの
電力をＡＣ／ＤＣ変換器１４で直流電力に変換した電力
で充電するように切り換える装置である。そして蓄電池
１０に充電された余剰電力は必要に応じ放電装置１１を
介して直流電力ライン６に戻される。
発電装置の説明図である。前記第１の実施形態に付加し
た構成を説明するに、７は直流電力ライン６上に設けた
余剰電力放電装置、１４は前記したＡＣ／ＤＣ変換器
で、両装置よりの直流電力は切替器１２を介して充電装
置８に送られ、蓄電池１０に充電される。切換器１２は
蓄電池１０の充電が必要なときに、風車発電電力が過剰
なときには余剰電力放電装置７からの電力で充電し、風
車発電電力が不足のときには電力系統ライン１５からの
電力をＡＣ／ＤＣ変換器１４で直流電力に変換した電力
で充電するように切り換える装置である。そして蓄電池
１０に充電された余剰電力は必要に応じ放電装置１１を
介して直流電力ライン６に戻される。
【００１４】次に本実施形態の動作を説明する。前記実
施形態と同様に、風車ブレード１の起動は風速がカット
イン風速以上になるとブレード１のピッチ角をフェザリ
ングの位置から風力エネルギーを回収する方向へ動かし
てブレード１の回転数を上昇させる。そして、回転数が
同期速度に到達すると電力系統ライン１５に連結され
る。このとき、配電系統の有効電力をＡＣ／ＤＣ変換器
１４により直流電力に変換して直流電力ライン６に供給
され、この直流電力ライン６の直流電力からＡＣ／ＤＣ
変換器５により無効電力を生成し、風車誘導発電機４へ
励磁電流が供給され、誘導発電機４が発電を始める。
施形態と同様に、風車ブレード１の起動は風速がカット
イン風速以上になるとブレード１のピッチ角をフェザリ
ングの位置から風力エネルギーを回収する方向へ動かし
てブレード１の回転数を上昇させる。そして、回転数が
同期速度に到達すると電力系統ライン１５に連結され
る。このとき、配電系統の有効電力をＡＣ／ＤＣ変換器
１４により直流電力に変換して直流電力ライン６に供給
され、この直流電力ライン６の直流電力からＡＣ／ＤＣ
変換器５により無効電力を生成し、風車誘導発電機４へ
励磁電流が供給され、誘導発電機４が発電を始める。
【００１５】また、蓄電池１０に直流電力が蓄電されて
いる場合には、この電力を放電装置１１を介して直流電
力ライン６上に直流電力が供給されて前記と同様に無効
電力を生成し、風車誘導発電機４へ励磁電流を供給して
起動することもできる。風車誘導発電機４で発電された
交流電力はＡＣ／ＤＣ変換器５にて直流電力に変換され
直流電力ライン６へ供給される。
いる場合には、この電力を放電装置１１を介して直流電
力ライン６上に直流電力が供給されて前記と同様に無効
電力を生成し、風車誘導発電機４へ励磁電流を供給して
起動することもできる。風車誘導発電機４で発電された
交流電力はＡＣ／ＤＣ変換器５にて直流電力に変換され
直流電力ライン６へ供給される。
【００１６】かかる構成において、風車発電電力が増加
して直流変換された電力が消費電力を上回る場合には、
前記実施形態と同様にＡＣ／ＤＣ変換器５にて無効電力
の周波数を上昇させて風車の回転数を上昇させる。この
上昇により余剰エネルギーを一旦回転エネルギーとして
蓄えることができる。しかし、この回転数の上昇が所定
の回転数を超えると、ブレード１が所定の回転数内とな
るようにピッチ角駆動装置３によりピッチ角を操作して
制御する。さらに風車発電電力が過剰となるときには、
直流電力ライン６に設けた余剰電力放電装置７により放
電し、切替器１２を介して充電装置８にて蓄電池１０に
充電される。
して直流変換された電力が消費電力を上回る場合には、
前記実施形態と同様にＡＣ／ＤＣ変換器５にて無効電力
の周波数を上昇させて風車の回転数を上昇させる。この
上昇により余剰エネルギーを一旦回転エネルギーとして
蓄えることができる。しかし、この回転数の上昇が所定
の回転数を超えると、ブレード１が所定の回転数内とな
るようにピッチ角駆動装置３によりピッチ角を操作して
制御する。さらに風車発電電力が過剰となるときには、
直流電力ライン６に設けた余剰電力放電装置７により放
電し、切替器１２を介して充電装置８にて蓄電池１０に
充電される。
【００１７】逆に、風車発電電力が減少して直流変換さ
れた電力が消費電力を下回る場合には、ＡＣ／ＤＣ変換
器５にて無効電力の周波数を下降させて、回転上昇エネ
ルギーとして蓄えていた余剰エネルギーを回収する。さ
らに電力系統ライン１５への供給電力が不足する場合に
は、放電装置１１により蓄電池１０から放電して直流ラ
イン６へ供給する。
れた電力が消費電力を下回る場合には、ＡＣ／ＤＣ変換
器５にて無効電力の周波数を下降させて、回転上昇エネ
ルギーとして蓄えていた余剰エネルギーを回収する。さ
らに電力系統ライン１５への供給電力が不足する場合に
は、放電装置１１により蓄電池１０から放電して直流ラ
イン６へ供給する。
【００１８】このようにして、風速変動にともない変動
する風車発電力を、無効電力の周波数制御により平滑し
て系統へ給電できるため小規模系統での並列運転時に系
統への擾乱を与えることがないとともに、また、定周波
数及び定電圧制御により、系統へ定周波数、定電圧の電
力を供給することができるので風車単独運転が可能とな
る。
する風車発電力を、無効電力の周波数制御により平滑し
て系統へ給電できるため小規模系統での並列運転時に系
統への擾乱を与えることがないとともに、また、定周波
数及び定電圧制御により、系統へ定周波数、定電圧の電
力を供給することができるので風車単独運転が可能とな
る。
【００１９】図３は前記第２の実施形態の変形例で、余
剰電力放電装置の出力側にヒータ９を設けている。かか
る装置によれば、電力系統ライン１５の電力需要（消費
電力）が風車発電電力より小さくなる供給過多状態で
は、その供給過多中前記第２実施形態に示すように、蓄
電池１０への充電を行うが、その供給過多が長期化する
と、蓄電池１０の容量を超える不具合があり、この為余
剰電力放電装置７の出力側に設けたヒータ９に放電する
構成を取る。
剰電力放電装置の出力側にヒータ９を設けている。かか
る装置によれば、電力系統ライン１５の電力需要（消費
電力）が風車発電電力より小さくなる供給過多状態で
は、その供給過多中前記第２実施形態に示すように、蓄
電池１０への充電を行うが、その供給過多が長期化する
と、蓄電池１０の容量を超える不具合があり、この為余
剰電力放電装置７の出力側に設けたヒータ９に放電する
構成を取る。
【００２０】
【発明の効果】以上詳述したように、図１に対応する請
求項１記載の発明によれば、風車発生電力の変動を余剰
分はブレード回転数上昇により一旦回転エネルギーとし
て蓄え、不足分は回転上昇エネルギーとして蓄えていた
余剰エネルギーを回収することができるので、系統への
供給電力の変動を抑制することができ、これにより小規
模系統でも系統への擾乱を抑制することができるという
利点がある。
求項１記載の発明によれば、風車発生電力の変動を余剰
分はブレード回転数上昇により一旦回転エネルギーとし
て蓄え、不足分は回転上昇エネルギーとして蓄えていた
余剰エネルギーを回収することができるので、系統への
供給電力の変動を抑制することができ、これにより小規
模系統でも系統への擾乱を抑制することができるという
利点がある。
【００２１】又図２に対応する請求項２記載の発明によ
れば 請求項１記載の発明に蓄電池による充放電機構を
効果的に組合せた為に、風車発生電力の変動を、余剰分
は前記したブレード回転数上昇により一旦回転エネルギ
ーとして蓄えるとともに蓄電池に充電し、不足分は前記
蓄積した回転エネルギーの回収とともに蓄電池より放電
することができるので、請求項１記載の発明より更に効
果的に系統への供給電力の変動を抑制することができ、
小規模系統でも系統への擾乱を抑制することができると
いう利点がある。また、いずれの発明も系統電圧および
周波数をＤＣ／ＡＣ変換器により一定に制御することに
より、電力、系統周波数、系統電圧を一定にできるの
で、風車単独での運転が可能となる。
れば 請求項１記載の発明に蓄電池による充放電機構を
効果的に組合せた為に、風車発生電力の変動を、余剰分
は前記したブレード回転数上昇により一旦回転エネルギ
ーとして蓄えるとともに蓄電池に充電し、不足分は前記
蓄積した回転エネルギーの回収とともに蓄電池より放電
することができるので、請求項１記載の発明より更に効
果的に系統への供給電力の変動を抑制することができ、
小規模系統でも系統への擾乱を抑制することができると
いう利点がある。また、いずれの発明も系統電圧および
周波数をＤＣ／ＡＣ変換器により一定に制御することに
より、電力、系統周波数、系統電圧を一定にできるの
で、風車単独での運転が可能となる。
【００２２】請求項３記載の発明は、請求項２記載の発
明にヒータによる放電機構を効果的に組合せた為に、電
力系統ラインの電力需要（消費電力）が風車発電電力よ
り小さくなる供給過多状態が長期化し、蓄電池の容量を
超える場合においても、ヒータの放電により安定した余
剰電力の吸収が可能である。
明にヒータによる放電機構を効果的に組合せた為に、電
力系統ラインの電力需要（消費電力）が風車発電電力よ
り小さくなる供給過多状態が長期化し、蓄電池の容量を
超える場合においても、ヒータの放電により安定した余
剰電力の吸収が可能である。
【図１】本発明の第一の実施形態としての風力発電装置
の全体構成を示す系統図である。
の全体構成を示す系統図である。
【図２】本発明の第二の実施形態としての風力発電装置
の全体構成を示す系統図である。
の全体構成を示す系統図である。
【図３】本発明の第三の実施形態としての風力発電装置
の全体構成を示す系統図である。
の全体構成を示す系統図である。
【図４】従来の風力発電装置の全体構成を示す系統図で
ある。
ある。
１ 風車ブレード ２ 風車駆動軸 ３ ブレードピッチ角駆動装置 ４ 誘導発電機 ５ ＡＣ／ＤＣ変換器 ６ 直流電力ライン ７ 余剰電力放電装置 ８ 充電装置 ９ ヒータ １０ 蓄電池 １１ 放電装置 １２ 切替器 １３ ＤＣ／ＡＣ変換器 １４ ＡＣ／ＤＣ変換器 １５ 系統ライン
Claims (3)
- 【請求項１】 ピッチ角を調整可能に構成した風車ブレ
ードに駆動軸を介して誘導発電機を連結し、該発電機よ
りの交流電力からなる風車発生電力をＡＣ／ＤＣ変換器
により直流電力に変換したのち、更にＤＣ／ＡＣ変換器
により交流電力に変換して電力系統に供給する風力発電
装置において、 前記風車発生電力が、電力系統側の消費電力を上回る場
合には、前記ＡＣ／ＤＣ変換器にて無効電力の周波数を
上昇させて風車ブレードの回転数を上昇させることによ
り回転上昇エネルギーとして蓄え、 一方、前記風車発電電力が、電力系統側の消費電力を下
回る場合には、前記ＡＣ／ＤＣ変換器にて無効電力の周
波数を下降させて、回転上昇エネルギーとして蓄えてい
た余剰エネルギーを回収することを特徴とする風力発電
装置の電力制御方法。 - 【請求項２】 ピッチ角を調整可能に構成した風車ブレ
ードに駆動軸を介して誘導発電機を連結し、該発電機よ
りの交流電力からなる風車発生電力をＡＣ／ＤＣ変換器
により直流電力に変換したのち、更にＤＣ／ＡＣ変換器
により交流電力に変換して電力系統に供給するととも
に、前記直流電力ライン上に風車発電電力の余剰電力を
蓄電池に蓄える充電装置と、また不足電力を前記蓄電池
より供給するための放電装置を具えてなる風力発電装置
において、 前記風車発生電力が、電力系統側の消費電力を上回る場
合には、前記蓄電池への充電と並行して若しくは選択的
に、前記ＡＣ／ＤＣ変換器にて無効電力の周波数を上昇
させて風車ブレードの回転数を上昇させることにより回
転上昇エネルギーとして蓄え、 一方、前記風車発電電力が、電力系統側の消費電力を下
回る場合には、前記蓄電池よりの放電と並行して若しく
は選択的に前記ＡＣ／ＤＣ変換器にて無効電力の周波数
を下降させて、回転上昇エネルギーとして蓄えていた余
剰エネルギーを回収することを特徴とする風力発電装置
の電力制御方法。 - 【請求項３】 前記直流電力ライン上に風車発電電力の
余剰電力を放出するヒータを設け、前記風車発生電力
が、電力系統側の消費電力を上回る場合には蓄電池への
充電を行うとともに、該充電量が蓄電池の容量を超える
恐れのある場合に、前記ヒータにて放電することを特徴
とする風力発電装置の電力制御方法。
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| JP3637186B2 JP3637186B2 (ja) | 2005-04-13 |
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|---|---|---|---|---|
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| JP2004052649A (ja) * | 2002-07-19 | 2004-02-19 | Meidensha Corp | 風力発電機の出力電力平滑化制御装置 |
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| WO2012140757A1 (ja) | 2011-04-14 | 2012-10-18 | 三菱重工業株式会社 | 風力発電設備の出力平準化方法及び風力発電設備の出力平準化装置 |
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| EP2645515A3 (en) * | 2012-03-30 | 2013-12-04 | Hitachi Ltd. | Battery system |
| JP2016044609A (ja) * | 2014-08-22 | 2016-04-04 | 株式会社羽野製作所 | 風力発電制御装置および風力発電制御方法 |
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1997
- 1997-09-11 JP JP26485897A patent/JP3637186B2/ja not_active Expired - Fee Related
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