JP2015162976A - wind power generation method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、風力発電方法に関するものである。 The present invention relates to a wind power generation method.
クリーンで無尽蔵なエネルギー源として太陽光や風力及び水力等が注目されており、太陽光及び風力では大規模な発電所が建設され、商業発電も開始されている。中でも風力発電は、比較的発電コストが低く、また、風力エネルギーを高効率に電気エネルギーに変換できる。しかし、自然風は風速及び風向が絶えず変化し、風が長時間やんでしまうこともあり、安定して発電量を確保することが困難である。このような背景から、常に一定の風速が確保できる強制通風場所からの排気風を利用した風力発電装置(例えば特許文献1)、又は、冷却塔からの排気風と自然風との両方を利用した風力発電装置(例えば特許文献2又は特許文献3)が提案されている。
As clean and inexhaustible energy sources, solar power, wind power, and hydropower are attracting attention. With solar power and wind power, large-scale power plants have been constructed, and commercial power generation has started. Among them, wind power generation has a relatively low power generation cost, and can convert wind energy into electric energy with high efficiency. However, the wind speed and direction of natural wind constantly change, and the wind may cease for a long time, making it difficult to ensure a stable power generation amount. From such a background, a wind power generator (for example, Patent Document 1) using exhaust air from a forced ventilation place that can always ensure a constant wind speed, or both exhaust air and natural wind from a cooling tower are used. A wind power generator (for example,
図5は一般的な風力発電装置を示している。風車2101に接続された発電機2102に、電気的負荷部2103が接続されている。図5において、風車2101が風を受けて回転し、発電機2102によって回転エネルギーが電気エネルギーに変換される。このとき、発電機2102に接続された電気的負荷部2103での電気的負荷を変化させて、負荷電流を増減させると、図6のような曲線が描ける。この図6から、最大発電量を得るために最適な負荷電流が存在することが分かる。
FIG. 5 shows a general wind power generator. An
一方、風力発電の発電量Wは式(1)のように風車のエネルギー回収効率Cp、空気の密度ρ、受風面積S、風速Vによって表される。 On the other hand, the power generation amount W of the wind power generation is expressed by the energy recovery efficiency Cp of the windmill, the air density ρ, the wind receiving area S, and the wind speed V as shown in Expression (1).
エネルギー回収効率Cp及び受風面積Sに加え、排気風の場合は、風速Vも一定と見なせるが、空気の密度ρは変化している。そのため、図6に示した曲線301は、密度ρによって変化し、図7に示すように、最適な負荷電流は、空気の密度ρによっても変化することが分かる。より具体的には、密度ρ=ρ1、ρ2、ρ3のときに、それぞれ曲線301a、301b、301cを描く。つまり、排気風の風速が一定であっても、一定の電気的負荷を有する電気的負荷部2103を常時接続していたのでは、最大発電量は得られない。
In addition to the energy recovery efficiency Cp and the wind receiving area S, in the case of the exhaust wind, the wind speed V can be considered constant, but the air density ρ changes. Therefore, the
以上のことから、最大発電量を確保するためには、密度ρに合わせて、発電機2102に接続する電気的負荷部2103での最適な電気的負荷を決定する必要がある。
From the above, in order to secure the maximum power generation amount, it is necessary to determine an optimal electrical load in the
そこで、この電気的負荷部2103での電気的負荷を決定する方法として、一般的に、MPPT法(Maximum Power Point Tracking)が採用されている(例えば特許文献4参照)。 Thus, generally, an MPPT method (Maximum Power Point Tracking) is employed as a method of determining an electrical load in the electrical load unit 2103 (see, for example, Patent Document 4).
以下、MPPT法について、図8及び図9を用いて詳細に説明する。 Hereinafter, the MPPT method will be described in detail with reference to FIGS.
図8に示すのが一般的なMPPT法のフローチャートであり、「山登り法」とも呼ばれている。制御開始時点で発電量W0及び負荷電流I0であったとすると、負荷電流IをΔIだけ変化させて発電量Wを求める。W > W0の場合、ΔIの符号は変更せずに、負荷電流IをさらにΔIだけ変化させて発電量Wを求める。W < W0の場合、ΔIの符号を反転し、負荷電流IをΔIだけ変化させて発電量Wを求める。これらを繰り返すことで、図9の黒丸302で示す、最大発電量が得られる負荷電流を探索することができる。また、前述したように、この発電量の最大値は密度ρによって異なるため、密度ρが変化する度に、探索を繰り返す必要がある。
FIG. 8 shows a flowchart of a general MPPT method, which is also called “mountain climbing method”. Assuming that the power generation amount W0 and the load current I0 are at the start of control, the power generation amount W is obtained by changing the load current I by ΔI. If W> W0, the power generation amount W is obtained by changing the load current I by ΔI without changing the sign of ΔI. In the case of W <W0, the sign of ΔI is inverted and the load current I is changed by ΔI to obtain the power generation amount W. By repeating these steps, it is possible to search for a load current that can obtain the maximum power generation amount, which is indicated by a
しかしながら、MPPT法は、負荷電流を変化させる前後の発電量を比較して、最大発電量が得られるよう最適な電気的負荷状態を探索するフィードバック制御であり、最適電気的負荷が見付かるまでに時間がかかる、と言う課題がある。 However, the MPPT method is feedback control that compares the power generation amount before and after changing the load current and searches for the optimal electrical load state so that the maximum power generation amount can be obtained, and it takes time until the optimal electrical load is found. There is a problem that it takes.
本発明は、上記事由に鑑みてなされたものであり、その目的は、最大発電量が得られるための最適な電気的負荷を短時間に決定することができる風力発電方法を提供することである。 This invention is made | formed in view of the said reason, The objective is to provide the wind power generation method which can determine the optimal electric load for obtaining the maximum electric power generation amount in a short time. .
上記目的を達成するために、本発明は以下のように構成する。 In order to achieve the above object, the present invention is configured as follows.
上記目的を達成するために、本発明の1つの態様にかかる風力発電方法は、風車と、前記風車に接続された発電機と、前記発電機に接続され、前記発電機の発電量を決定する電気的負荷部とを備える風力発電装置における風力発電方法であって、
温度と湿度と気圧とのうちの少なくとも1つを検出部で測定し、
前記検出部で測定した値を用いて前記電気的負荷部での電気的負荷を電気的負荷決定部で決定し、決定した前記電気的負荷を有する電気的負荷部を前記発電機に接続させて、前記発電機で発電を行うことにより、前記発電機の発電量を決定する。
In order to achieve the above object, a wind power generation method according to an aspect of the present invention includes a windmill, a generator connected to the windmill, and a power generation amount of the generator that is connected to the generator. A wind power generation method in a wind turbine generator comprising an electrical load,
Measure at least one of temperature, humidity and atmospheric pressure with the detector,
An electrical load in the electrical load unit is determined by an electrical load determination unit using a value measured by the detection unit, and the electrical load unit having the determined electrical load is connected to the generator. The power generation amount of the generator is determined by generating power with the generator.
また、本発明の別の態様にかかる風力発電方法は、前記風力発電装置を設置後、一回目の発電では、発電量が最大となるよう前記電気的負荷決定部で前記電気的負荷部での前記電気的負荷を変化させて前記電気的負荷を決定すると同時に、前記温度と湿度と気圧との少なくとも1つを検出部で測定し、
前記風力発電装置を設置後、二回目以降の発電には、温度と湿度と気圧との内、前記一回目の発電と同じ項目を前記検出部で測定し、
前記二回目以降の発電時に測定した前記値と、それより前に測定した前記値とに基づいて、前記電気的負荷部での前記電気的負荷を前記電気的負荷決定部で決定する。
Further, in the wind power generation method according to another aspect of the present invention, in the first power generation after the installation of the wind power generation device, the electrical load determination unit performs the maximum power generation amount in the electrical load unit. The electrical load is changed to determine the electrical load, and at the same time, at least one of the temperature, humidity, and atmospheric pressure is measured by a detection unit,
After the installation of the wind power generator, for the second and subsequent power generation, among the temperature, humidity and atmospheric pressure, the same item as the first power generation is measured by the detection unit,
The electrical load determination unit determines the electrical load in the electrical load unit based on the value measured during the second and subsequent power generations and the value measured before that.
また、本発明の別の態様にかかる風力発電方法は、前記風力発電装置に前記電気的負荷部を接続せずに、前記発電機の回転を開始し、
前記発電機の所定の回転数から前記電気的負荷部を前記発電機に接続して、発電を開始する。
Further, in the wind power generation method according to another aspect of the present invention, the rotation of the generator is started without connecting the electric load unit to the wind power generator,
The electric load unit is connected to the generator from a predetermined rotational speed of the generator, and power generation is started.
さらに、本発明の別の態様にかかる風力発電方法は、前記発電機と前記電気的負荷部との間の接続と切断とをスイッチ部で切り替え可能で、前記スイッチ部により、前記発電機に前記電気的負荷部を接続せずに前記発電機の回転を開始し、前記発電機と前記電気的負荷部を接続したときに収束する前記発電機の収束回転数の1/2以上の回転数に到達した後に、前記スイッチ部により、前記電気的負荷部を前記発電機に接続して発電を開始する。 Furthermore, the wind power generation method according to another aspect of the present invention is capable of switching between connection and disconnection between the generator and the electrical load unit by a switch unit, and the switch unit allows the generator to be connected to the generator. The rotation of the generator is started without connecting an electric load, and the rotation speed is ½ or more of the convergence rotation speed of the generator that converges when the generator and the electric load are connected. After reaching, the switch unit connects the electrical load unit to the generator to start power generation.
本発明の前記態様によれば、温度と湿度と気圧とのうちの少なくとも1つの値から予測的に最適な電気的負荷を推定して決定するフィードフォワード制御であるため、従来のフィードバック制御だけの場合と比較して、最適な電気的負荷を探索するのに要する時間を大幅に短縮し、発電量の増加に寄与することができる。 According to the aspect of the present invention, since feedforward control is performed by estimating and determining an optimal electrical load from at least one value of temperature, humidity, and atmospheric pressure, only conventional feedback control is performed. Compared to the case, the time required to search for an optimal electrical load can be greatly shortened, which contributes to an increase in the amount of power generation.
以下、本発明の実施の形態を、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.
(第1実施形態)
本発明の第1実施形態にかかる風力発電方法について、説明する。図1は、本発明の第1実施形態における風力発電方法を説明するためのフローチャートである。図2は、本発明の第1実施形態における風力発電装置100を説明するための図である。
(First embodiment)
A wind power generation method according to the first embodiment of the present invention will be described. FIG. 1 is a flowchart for explaining a wind power generation method according to the first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a diagram for explaining the
図2に示すように、風力発電装置100は、風車101に接続された発電機102に、電気的負荷部103がスイッチ部80を介して接続され、電気的負荷決定部90で電気的負荷部103での電気的負荷を決定して発電機102の発電量を決定している。風車101が風を受けて回転すると、発電機102によって回転エネルギーが電気エネルギーに変換される。このとき、発電機102に接続された電気的負荷部103での電気的負荷を異ならせて負荷電流を増減させることによって、最適な負荷電流を発電機102に流し、例えば、図6に示したような発電量と負荷電流との間の曲線301に基づき、発電機102で最大発電量を得ることができるものである。発電機102は、モータ102Mと、モータ102Mに隣接して配置されるエンコーダ又は周波数検出センサなどの回転数検出器95とを備えている。
As shown in FIG. 2, in the
なお、電気的負荷部103の一例としては、抵抗値が異なる複数の抵抗器の接続を切り換える装置、又は、可変抵抗器などが例示される。
An example of the
電気的負荷決定部90は、電気的負荷部103での最適な電気的負荷を決定することにより、発電機102の発電量を決定している。
The electrical
スイッチ部80は、発電機102と電気的負荷部103との間の接続又は接続切断を所定のタイミングで行う。
The
前述のとおり、風力発電の発電量は式(1)で表される。エネルギー回収効率Cp及び受風面積Sに加え、排気風の場合は、風速Vも一定と見なせるが、空気の密度ρは周囲の環境に応じて変化する。そのため、空気の密度ρに応じて電気的負荷部103での最適な電気的負荷を探索する必要がある。ここで、空気の密度ρは温度T、湿度RH、気圧Pを用いて、式(2)で表される。式(1)及び式(2)から、最適な電気的負荷を有する電気的負荷部103を発電機102に接続したときの最大発電量が、後述するように電気的負荷決定部90で計算できる。
As described above, the amount of power generated by wind power generation is expressed by Equation (1). In addition to the energy recovery efficiency Cp and the wind receiving area S, in the case of exhaust air, the wind speed V can also be considered constant, but the air density ρ varies depending on the surrounding environment. Therefore, it is necessary to search for an optimal electrical load in the
次に、電気的負荷部103での最適な電気的負荷を電気的負荷決定部90で予測的に推定して決定する方法について、図1のフローチャートを用いて説明する。図2に示すように、風力発電装置100は、発電機102と電気的負荷部103との間に電気的負荷決定部90を備えるとともに、さらに、検出部の一例として、温度検出部104と湿度検出部105と気圧検出部106とが電気的負荷決定部90に接続されている。電気的負荷決定部90は、探索部91と、演算部92と、記憶部93とを備えている。よって、温度検出部104と湿度検出部105と気圧検出部106とは、電気的負荷決定部90のうちの少なくとも演算部92と記憶部93とに接続されている。
Next, a method for predicting and determining the optimum electrical load in the
図1のフローチャートでは、風力発電装置設置後、一回目の稼動時の動作ステップS1と、風力発電装置設置後、二回目以降の稼動時の動作ステップS2とに大別されている。動作ステップS1は、フィードバック制御で最適な電気的負荷を求めるステップS11と、温度を測定するステップS12と、湿度を測定するステップS13と、気圧を測定するステップS14と、空気の密度を求めるステップS15とで構成されている。また、動作ステップS2は、温度を測定するステップS21と、湿度を測定するステップS22と、気圧を測定するステップS23と、空気の密度を求めるステップS24と、電気的負荷を決めるステップS25とで構成されている。なお、一回目の稼動時か、二回目以降の稼動時かは、一例として、回転数検出器95から所定回転数以上の回転数が検出できれば、発電機102が稼働されたと判断し、その稼働状況を記憶部93で記憶することにより、何回目の稼動かを判断することができる。
In the flowchart of FIG. 1, the operation step S1 during the first operation after the installation of the wind turbine generator is roughly divided into the operation step S2 during the operation after the installation of the wind turbine generator. The operation step S1 includes step S11 for obtaining an optimal electrical load by feedback control, step S12 for measuring temperature, step S13 for measuring humidity, step S14 for measuring atmospheric pressure, and step S15 for obtaining air density. It consists of and. The operation step S2 includes a step S21 for measuring the temperature, a step S22 for measuring the humidity, a step S23 for measuring the atmospheric pressure, a step S24 for obtaining the density of the air, and a step S25 for determining the electric load. Has been. As an example, whether the operation is performed for the first time or after the second operation, if the
まず、風力発電装置100の設置後、一回目の稼動時(発電時)には、従来と同じMPPT法等のフィードバック制御S11で最適な電気的負荷Z0を探索部91で探索する。つまり、図8のフローチャートに則った方法で、最適な電気的負荷Z0を探索部91で求め、そのときの発電量を、探索部91において、W0とする。同時に、動作ステップS1のステップS12〜S14で温度T0、湿度RH0、気圧P0を温度検出部104と湿度検出部105と気圧検出部106とで測定し、これらの値から式(2)を用いて、動作ステップS1のステップS15で空気の密度ρ0を演算部92で求める。ステップS11で求めた最適な電気的負荷の値及びステップS12〜S14で温度検出部104と湿度検出部105と気圧検出部106とで測定した値及びステップS15で求めた空気の密度は、記憶部93にそれぞれ記憶する。
First, after the installation of the
次に、風力発電装置100の設置後、二回目以降の発電時には、それより前に温度検出部104と湿度検出部105と気圧検出部106とで測定して記憶部93に記憶していた温度T0と、湿度RH0と、気圧P0と、電気的負荷Z0とのそれぞれの値を用いて、予測的に最適な電気的負荷Z1を演算部92で求める。このとき、少なくとも、温度と湿度と気圧との内、前記一回目の発電と同じ項目を温度検出部104と湿度検出部105と気圧検出部106とのうちの対応する検出部で測定して、予測的に最適な電気的負荷を演算部92で求める。
Next, after the installation of the wind
具体的には、図1のフローチャートS2のステップS21〜S23に記載の通り、温度T1、湿度RH1、気圧P1を温度検出部104と湿度検出部105と気圧検出部106とで測定する。
Specifically, as described in steps S21 to S23 of the flowchart S2 in FIG. 1, the
次いで、図1のフローチャートS2のステップS24で、これらの測定値から式(2)を用いて、空気の密度ρ1を演算部92で求める。最大発電量W1はρ0とρ1を用いて、演算部92で、式(1)より、式(3)のように表される。
Next, in step S24 of the flowchart S2 in FIG. 1, the
発電量W0とそのときの電圧V0と、発電量W1とそのときの電圧V1との間には、式(4)及び式(5)の関係がある。 Between the power generation amount W0 and the voltage V0 at that time, and the power generation amount W1 and the voltage V1 at that time, there is a relationship of Expression (4) and Expression (5).
ここで、図3を用いて、風車101のエネルギー回収効率について説明する。図3によれば、風速と風車101の回転速度との比である周速比によって、風車101のエネルギー回収効率Cpが変化することが分かる。また、曲線の違いは風車101の形式による違いで、曲線201はプロペラ型風車の理想効率を示し、曲線202は3枚翼プロペラ型の効率を示す。曲線202の場合、周速比6前後で効率が最大の0.45程度になる。つまり、高効率に発電するためには、風車101のエネルギー回収効率Cpが最大となる周速比が6前後になるように発電機102のモータ102Mの回転数を一定にする必要がある。
Here, the energy recovery efficiency of the
一方、発電機102の特性から、発電機102のモータ102Mの回転数が一定であれば、出力される電圧Vも一定であるため、V1=V0となり、最適な電気的負荷Z1は、図1のフローチャートS2のステップS25で、式(4)と式(5)とから、式(6)のように演算部92で求められる。
On the other hand, from the characteristics of the
このように温度と湿度と気圧とを用いて、電気的負荷決定部90により、最適な電気的負荷部103での電気的負荷を事前に予測して決定することができる。これにより、従来のフィードバック制御だけの場合と比べて、短時間に最適な電気的負荷部103での電気的負荷を見つけ出すことができるため、発電量の増加が可能になる。
Thus, the electrical
なお、電気的負荷決定部90により電気的負荷部103での電気的負荷を予測して決定するために、温度と湿度と気圧との全ての値を用いる必要はなく、例えば、温度がほとんど変化しないような環境下では、温度以外の湿度と気圧との値だけを用いればよい。このように、設置される環境によって、これらの温度と湿度と気圧との中から、必要な値(言い換えれば、温度と湿度と気圧とのうちの少なくとも1つの値)だけを用いて、電気的負荷決定部90により電気的負荷部103での電気的負荷を予測して決定しても良い。
Note that it is not necessary to use all values of temperature, humidity, and atmospheric pressure in order to predict and determine the electrical load in the
次に、発電機102と電気的負荷部103とをスイッチ部80により接続するタイミングについて説明する。発電機102が電気的負荷部103に接続されていると、回転により発生した起電力により、負荷電流が流れる。負荷電流が流れると、回転を妨げる向きに力が発生し、発電機102のモータ102Mの回転数上昇の抵抗となる。発電機102は、モータ102Mの停止状態から回転を始める際に、最も大きなトルクを必要とする。このため、モータ102Mの回転を開始した直後(例えば、回転数検出器95で計測された回転数が第1所定回転数に到達するまで)は、スイッチ部80により発電機102を電気的負荷部103に接続せず、無負荷の状態で回転数をある程度まで上昇させてから(例えば、回転数検出器95で計測された回転数が第2所定回転数に到達してから)、スイッチ部80により発電機102を電気的負荷部103に接続する。このように構成することで、効率の高い発電が可能な周速比に早く近づけることができ、発電量を向上させることができる。ただし、第1所定回転数<第2所定回転数とする。
Next, the timing at which the
一例として、冷却塔へ風力発電装置100を設置する場合について説明する。
As an example, the case where the
まず、発電機102と電気的負荷部103とをスイッチ部80により接続したときに収束する回転数を収束回転数とする。収束回転数は、図3に示すように風車101のエネルギー回収効率Cpが最大となる周速比が6付近であるとともに、風速が一定である場合には、常に一定になる。ただし、収束回転数に到達するまでの時間は、空気の密度ρに依存するため、温度、気圧、及び、湿度によって変化することから、時間よりも回転数で制御すれば、簡単、且つ正確に収束回転数への制御が行える。収束回転数が200rpm付近になるように調整した場合の例として、電気的負荷部103への接続するときの発電機102のモータ102Mの回転数を変化させたときの積算発電量を、図4Aに示す。発電量は、冷却塔の送風機を稼動させてから300秒間経過するときの発電機102の出力を積算した値である。この図4Aから明らかなように、送風機(言い換えれば発電機102)が停止しているときから電気的負荷部103に接続している場合よりも、無負荷の状態で発電機102のモータ102Mの回転を開始し、モータ102Mの回転数がある程度上昇してから(例えば、回転数検出器95で計測された回転数が第2所定回転数に到達した後に)電気的負荷部103に接続した方が、積算の発電量が大きくなることが分かる。
First, the rotation speed that converges when the
さらに、図4B、図4C、及び、図4Dは、それぞれ、収束回転数が250rpm付近、330rpm付近、400rpm付近になるように調整した場合の例として、電気的負荷部103への接続回転数を変化させたときの積算発電量である。ここで、接続回転数とは、スイッチ部80を介して発電機102を電気的負荷部103に接続するときの発電機102のモータ102Mの回転数のことである。図4C及び図4Dは、図4Aと同様に、送風機(言い換えれば発電機102)が停止しているときから電気的負荷部103に接続している場合よりも、無負荷の状態で発電機102のモータ102Mの回転を開始し、モータ102Mの回転数がある程度まで上昇してから(例えば、回転数検出器95で計測された回転数が第2所定回転数到達した後に)(より具体的には、図4Bでは100rpm付近になってから、図4Cでは50rpm付近になってから)電気的負荷部103に接続した方が、積算の発電量が大きくなっている。しかしながら、図4Bでは、50rpmで電気的負荷部103に接続した場合に、最初から電気的負荷部103に接続している場合よりも積算発電量が小さくなっていることが分かる。この原因は、冷却塔は屋外に設置されているため、自然風等の外乱が影響して風車101の回転に悪影響が発生しているものと考えられる。図4A〜図4Cより、外乱の影響がある場合であっても、最初から電気的負荷部103に接続している場合よりも積算発電量を増加させることができる接続回転数は、収束回転数の1/2以上であることが分かった。よって、外乱の影響がある場合であっても、最初から電気的負荷部103に接続している場合よりも積算発電量を増加させたいときには、発電機102のモータ102Mの収束回転数の1/2以上の回転数にモータ102Mが到達したと想定し後に(例えば、回転数検出器95で計測された回転数が第3所定回転数に到達した後に)、スイッチ部80により、電気的負荷部103を発電機102に接続して発電を開始すればよいことになる。ただし、第1所定回転数<第2所定回転数<第3所定回転数とする。
Further, FIGS. 4B, 4C, and 4D show the connection rotation speed to the
以上のように、本発明の第1実施形態にかかる風力発電方法によれば、電気的負荷決定部90で事前に最適な電気的負荷部103を予測して決定することができ、発電量の向上に寄与する。言い換えれば、温度と湿度と気圧とのうちの少なくとも1つの値から予測的に最適な電気的負荷を推定して決定するフィードフォワード制御であるため、従来のフィードバック制御だけの場合と比較して、最適な電気的負荷を探索するのに要する時間を大幅に短縮し、発電量の増加に寄与することができる。また、停止状態から発電機102を電気的負荷部103に接続するのではなく、ある程度の回転数になってから発電機102を電気的負荷部103に接続することで、より発電量が向上する。さらに、収束回転数の1/2以上になってから、発電機102を電気的負荷部103に接続することで、外乱の影響を受けても、最初から発電機102を電気的負荷部103に接続している場合に比べて、大きな発電量を確保することが出来る。
As described above, according to the wind power generation method according to the first embodiment of the present invention, the electrical
なお、前記様々な実施形態又は変形例のうちの任意の実施形態又は変形例を適宜組み合わせることにより、それぞれの有する効果を奏するようにすることができる。 In addition, it can be made to show the effect which each has by combining arbitrary embodiment or modification of the said various embodiment or modification suitably.
本発明の風力発電方法は、温度と湿度と気圧とのうちの少なくとも1つの値から予測的に最適な電気的負荷を推定して決定するフィードフォワード制御であるため、最適な電気的負荷を探索するのに要する時間を大幅に短縮し、発電量の増加に寄与することができて、強制通風場所又は冷却塔からの排気風による風力発電装置の発電量を増加させるだけでなく、あらゆる一定風速が吹く場所での風力発電装置に適用できる。 The wind power generation method of the present invention is feedforward control that estimates and determines an optimal electrical load from at least one of temperature, humidity, and atmospheric pressure, and therefore searches for the optimal electrical load. Can significantly reduce the time it takes to increase the amount of power generated, and not only increase the amount of power generated by the wind power generator from exhaust air from a forced ventilation location or cooling tower, but also at any constant wind speed. It can be applied to wind power generators in places where wind blows.
90 電気的負荷決定部
91 探索部
92 演算部
93 記憶部
95 回転数検出器
100 風力発電装置
101 風車
102 発電機
102M 発電機のモータ
103 電気的負荷部
104 温度検出部
105 湿度検出部
106 気圧検出部
201 プロペラ型風車の理想効率
202 3枚翼プロペラ形風車の効率曲線
301 負荷電流に対する発電量
301a ρ=ρ1のときの負荷電流に対する発電量
301b ρ=ρ2のときの負荷電流に対する発電量
301c ρ=ρ3のときの負荷電流に対する発電量
S1 設置後一回目のフローチャート
S2 設置後二回目以降のフローチャート
DESCRIPTION OF
Claims (4)
温度と湿度と気圧とのうちの少なくとも1つを検出部で測定し、
前記検出部で測定した値を用いて前記電気的負荷部での電気的負荷を電気的負荷決定部で決定し、決定した前記電気的負荷を有する電気的負荷部を前記発電機に接続させて、前記発電機で発電を行うことにより、前記発電機の発電量を決定する風力発電方法。 A wind power generation method in a wind turbine generator comprising a windmill, a generator connected to the windmill, and an electrical load unit that is connected to the generator and determines a power generation amount of the generator,
Measure at least one of temperature, humidity and atmospheric pressure with the detector,
An electrical load in the electrical load unit is determined by an electrical load determination unit using a value measured by the detection unit, and the electrical load unit having the determined electrical load is connected to the generator. A wind power generation method for determining a power generation amount of the power generator by generating power with the power generator.
前記風力発電装置を設置後、二回目以降の発電には、温度と湿度と気圧との内、前記一回目の発電と同じ項目を前記検出部で測定し、
前記二回目以降の発電時に測定した前記値と、それより前に測定した前記値とに基づいて、前記電気的負荷部での前記電気的負荷を前記電気的負荷決定部で決定する請求項1に記載の風力発電方法。 After the wind power generator is installed, in the first power generation, the electrical load is determined by changing the electrical load in the electrical load unit in the electrical load determination unit so that the amount of power generation is maximized. At the same time, at least one of the temperature, humidity, and pressure is measured by the detection unit,
After the installation of the wind power generator, for the second and subsequent power generation, among the temperature, humidity and atmospheric pressure, the same item as the first power generation is measured by the detection unit,
2. The electrical load determination unit determines the electrical load in the electrical load unit based on the value measured during the second and subsequent power generations and the value measured before that. Wind power generation method as described in 2.
前記発電機の所定の回転数から前記電気的負荷部を前記発電機に接続して、発電を開始する請求項1又は2に記載の風力発電方法。 Without connecting the electrical load unit to the wind power generator, start rotating the generator,
The wind power generation method according to claim 1 or 2, wherein the electric load unit is connected to the generator from a predetermined rotational speed of the generator to start power generation.
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