專利名稱：風力發電裝置和輸出控制方法
技術領域：
本發明涉及風力發電裝置和輸出控制方法。
背景技術：
葉片接受風能從而風車轉子旋轉，并且通過風車轉子的旋轉驅動發電機發電的風力發電裝置存在輸出由于風速的變動而變動的問題。作為用于解決該問題的技術，在專利文獻1中記載了以下風力發電裝置，即通過整流器將與風車的軸連接的發電機的可變頻率的發電電力變換為直流電力，并且通過逆變器將該直流電力變換為交流電力，在整流器和逆變器之間直接連接可充放電的二次電池， 始終對二次電池進行充放電控制，以便抑制對電力系統的輸出變動。更詳細地說，在專利文獻1中記載的風力發電裝置將從發電機的輸出的檢測值去除變動成分的高頻去除濾波器的輸出值作為逆變器的輸出值，通過上述二次電池充放電而吸收發電機的輸出和逆變器的輸出的差分，抑制對電力系統的輸出的變動。現有技術專利文獻專利文獻1 (日本)特開號公報

發明內容
發明要解決的課題但是，在專利文獻1中記載的技術中，將發電機的輸出和高頻去除濾波器的輸出值的差分作為用于二次電池充放電而吸收的電力，用于檢測從發電機輸出的電力的變動量的結構復雜。本發明是鑒于這樣的情況而完成的，目的是提供一種通過用簡單的結構正確地檢測發電機的輸出變動，可以更有效地補償電力系統的電力供給量的降低的風力發電裝置和輸出控制方法。用于解決課題的手段為了解決上述課題，本發明采用以下的手段。本發明的第1方式的風力發電裝置，具有多個葉片的風車轉子接受風而旋轉，通過該風車轉子的旋轉驅動發電機，并且將通過該發電機發電的電力送電至電力系統，該風力發電裝置包括判定單元，導出所述發電機的輸出的變化的傾斜度，并且根據導出的該傾斜度判定所述發電機的輸出的增減；以及控制單元，在電力系統的頻率已降低的情況下，根據所述判定單元的判定結果進行電力控制。按照本發明，通過判定單元導出通過風車轉子的旋轉而發電的發電機的輸出的變化的傾斜度，根據導出的該傾斜度判定所述發電機的輸出的增減。而且，例如以規定時間間隔多次檢測發電機的輸出，根據連接檢測值的直線的傾斜度導出輸出的變化的傾斜度。例如判定單元在變化的傾斜度θ為0° < θ <90°的情況下，判定為發電機的輸出正在增加，在為270° < θ < 360°的情況下，判定為發電機的輸出正在減少。而且，輸出正在增加的情況是風速正在上升的情況，輸出正在減少的情況是風速正在下降的情況。然后，通過控制單元，在電力系統的頻率已下降的情況下，根據判定單元的判定結果進行電力控制。根據以上情況，本發明通過以簡單的結構正確地檢測發電機的輸出變動，可以更有效地補償電力系統的電力供給量的降低。本發明的風力發電裝置還包括可充放電的二次電池，在所述電力系統的頻率已降低、并且通過所述判定單元判定為所述發電機的輸出正在減少的情況下，所述控制單元進行控制，以通過所述風車轉子中蓄積的慣性力和對所述二次電池充電的電力的至少一個補償所述發電機的輸出和所述電力系統要求的電力的差。在電力系統發生異常(例如，大型發電廠的解列)時，電力系統的頻率暫時地大幅度降低。然后，該頻率的降低一邊重復頻率的變動一邊緩慢地返回平衡的狀態。因此，風力發電裝置為了補償電力系統的頻率的降低，即電力系統的電力供給量的降低，產生根據電力系統的頻率的變動使聯系的發電廠的輸出變動的要求。而且，上述要求是電力系統要求的電力。因此，按照本發明，在電力系統的頻率已降低、且通過判定單元判定為發電機的輸出正在減少的情況下，通過控制單元進行控制，以通過風車轉子中蓄積的慣性力和對二次電池充電的電力的至少一個補償發電機的輸出和電力系統要求的電力的差。因此，本發明即使在電力系統的電力供給量降低、并且風速正在下降的情況下，也可以供給電力系統要求的輸出。而且，本發明的風力發電裝置還包括可充放電的二次電池；以及存儲單元，在所述電力系統的頻率已降低、并且通過所述判定單元判定為所述發電機的輸出正在增加的情況下，存儲所述電力系統的頻率降低時的所述發電機的輸出，所述控制單元進行控制，以使所述發電機的輸出成為所述存儲單元中存儲的輸出，并且進行控制，以通過所述風車轉子中蓄積的慣性力和對所述二次電池充電的電力補償所述發電機的輸出和所述電力系統要求的電力的差。在所述電力系統的頻率已降低的情況下，如果發電機的輸出正在增加，則存在發電機輸出超過了電力系統要求的電力的可能性。因此，按照本發明，通過存儲單元存儲電力系統的頻率降低時的發電機的輸出，通過控制單元進行限制，使得發電機的輸出成為存儲單元中存儲的輸出。而且，通過控制單元進行控制，以便通過風車轉子中蓄積的慣性力和對二次電池充電的電力補償發電機的輸出和電力系統要求的電力的差。因此，本發明即使在電力系統的電力供給量降低且風速正在上升的情況下，也可以供給電力系統要求的輸出。而且，本發明的風力發電裝置中，也可以是所述控制單元控制所述葉片的斜度 (pitch)角，使得所述發電機的輸出成為所述存儲單元中存儲的輸出。按照本發明，通過控制單元控制葉片的斜度角，以使所述發電機的輸出成為存儲單元中存儲的輸出。
因此，本發明可以簡單地使發電機的輸出減少。而且，本發明的風力發電裝置設置多個所述二次電池，所述控制單元進行控制，使所述發電機的發電的電力對多個所述二次電池中對放電沒有貢獻的所述二次電池充電，以便所述發電機的輸出成為所述存儲單元中存儲的輸出。按照本發明，通過控制單元，發電機發電的電力向對放電沒有貢獻的二次電池進行充電，以使發電機的輸出成為存儲單元中存儲的輸出。因此，本發明可以簡單地使發電機的輸出減少。另一方面，本發明的第2方式的輸出控制方法，用于具有多個葉片的風車轉子接受風而旋轉，通過該風車轉子的旋轉驅動發電機，并且將通過該發電機發電的電力送電至電力系統的風力發電裝置，該輸出控制方法包括第1步驟，導出所述發電機的輸出的變化的傾斜度，并且根據導出的該傾斜度判定所述發電機的輸出的增減；以及第2步驟，在電力系統的頻率已降低的情況下，根據所述第1步驟的判定結果進行電力控制。按照本發明，導出發電機的輸出的變化的傾斜度，根據導出的變化的傾斜度判定發電機的輸出的增減，并且在電力系統的頻率已降低的情況下，根據判斷結果進行電力控制。因此，本發明通過以簡單的結構正確地檢測發電機的輸出變動，可以更有效地補償電力系統的電力供給量的降低。發明的效果按照本發明，具有以下優良的效果，即通過以簡單的結構正確地檢測發電機的輸出變動，可以更有效地補償電力系統的電力供給量的降低。


圖1是本發明的實施方式的風力發電裝置的外觀圖。圖2是表示本發明的實施方式的風力發電裝置的電氣結構的方框圖。圖3是表示本發明的實施方式的輸出控制程序的處理的流程的流程圖。圖4是說明導出本發明的實施方式的發電機的輸出的變化的傾斜度所需要的曲線圖。圖5是表示一例本發明的實施方式的電力系統的頻率的降低的曲線圖。圖6是表示一例與本發明的實施方式的電力系統的頻率的降低相對應的要求輸出的曲線圖。圖7是表示本發明的實施方式的控制單元的功能的功能方框圖。圖8是表示在電力系統的頻率降低的同時，發電機的輸出減少的情況下，通過風車轉子中蓄積的慣性力進行了填補時的風力發電裝置的輸出的一例，㈧是表示電力系統發生了異常的定時的整體圖，(B)是表示電力系統發生了異常的定時的前后的區域A的放大圖。圖9是表示本發明的實施方式的風力發電裝置為了輸出滿足要求輸出的電力的、 風車二次電池裝置的輸出和風車轉子中蓄積的慣性力的比的示意圖，(A)是要求輸出為預定的閾值以上的情況，(B)是要求輸出未達到預定的閾值的情況。圖10是在本發明的實施方式的風力發電裝置中，電力系統的頻率降低，并且發電機的輸出減少的情況下，通過風車轉子中蓄積的慣性力和風車二次電池裝置進行了填補的情況下的風力發電裝置的輸出的一例。圖11是在電力系統的頻率降低，并且發電機的輸出增加的情況下，通過風車轉子中蓄積的慣性力進行了填補的情況下的風力發電裝置的輸出的一例，㈧是表示電力系統發生了異常的定時的整體圖，(B)是電力系統發生了異常定時的前后的區域A的放大圖。圖12是在本發明的實施方式的風力發電裝置中電力系統的頻率降低，并且發電機的輸出增加的情況下，通過風車轉子中蓄積的慣性力和風車二次電池裝置進行了填補的情況下的風力發電裝置的輸出的一例。標號說明10風力發電裝置16風車轉子20發電機22 葉片36風車二次電池裝置42電力系統44農場二次電池裝置48控制單元50存儲單元
具體實施例方式以下，參照附圖，說明本發明的風力發電裝置的一個實施方式。圖1是本實施方式的風力發電裝置10的外觀圖。風力發電裝置10具有塔12、設置在塔12的上部的導流罩14和風車轉子16。導流罩14在其內部具有發電機20等(也參照圖2)，風車轉子16和發電機20被機械性地連接，風車轉子16的旋轉被傳遞到發電機20。而且，導流罩14能夠與風車轉子 16—起轉向希望的偏轉(yaw)方向。風車轉子16具有多個葉片22和中樞(hub) 24。多個葉片22各自的斜度(pitch) 角能夠可變地控制，被放射狀地設置在中樞M上。這樣，風力發電裝置10通過葉片22接受風能，風車轉子16旋轉，通過風車轉子16 的旋轉使發電機20驅動，并且將通過發電機20發電的電力送電至電力系統。圖2是表示本實施方式的風力發電裝置10的電氣結構的方框圖。在發電機20連接有交流-直流變換單元30A，交流-直流變換單元30A將從發電機20輸出的交流的電力變換為直流。而且，在交流-直流變換單元30A上連接有直流-直流變換單元32和直流-交流變換單元34。在直流-直流變換單元32上連接有被配置在導流罩14內的能夠充放電的作為二次電池(例如鋰電池)的風車二次電池裝置36，直流-直流變換單元32將由交流-直流變換單元30A變換為直流的電壓變換為可對風車二次電池裝置36充電的大小的電壓。另一方面，直流-交流變換單元34將通過交流-直流變換單元30A變換為直流的電力再次變換為交流。然后，通過直流-交流變換單元34變換為交流的電力經由用于與其它風力發電裝置電連接的變壓器38A和干線40被送電到電力系統42。而且，在用于送電到電力系統42的干線40上，經由變壓器38B和交流-直流變換單元30B連接有配置在導流罩14外的作為可充放電的二次電池(例如，鋰電池)的農場 (7 Τ-Λ ) 二次電池44。而且，農場二次電池裝置44既可以對每個風力發電裝置10設置，也可以對每規定數目的風力發電裝置10設置。而且，風力發電裝置10具有檢測發電機20的輸出的電力檢測單元46。而且，電力檢測單元46每規定時間間隔(例如，每3秒間隔)檢測電力。而且，風力發電裝置10具有控制單元48。控制單元48被輸入表示由電力檢測單元46檢測到的電力的檢測值，并且控制風車轉子16、交流-直流變換單元30A、直流-直流變換單元32、直流-交流變換單元34和交流-直流變換單元30B。而且，控制單元48具有由磁存儲裝置或者半導體存儲裝置構成的存儲單元50。存儲單元50用于存儲各種數據和作為控制單元48執行的程序的工作區域。然后，本實施方式的風力發電裝置10進行導出發電機20的輸出的變化的傾斜度，根據該變化的傾斜度判定發電機20的輸出的增減的處理(以下稱為“輸出變化判定處理”)。圖3是表示進行輸出變化判定處理的情況下，通過控制單元48執行的輸出變化判定程序的處理的流程的流程圖，該輸出變化判定程序被預先存儲在存儲單元50的規定區域。而且，本程序例如與風力發電裝置10開始發電的同時開始。首先，在步驟100中，直至從電力檢測單元46輸入檢測值為止為待機狀態，在從電力檢測單元46輸入檢測值時轉移到步驟102。在步驟102中，將從電力檢測單元46輸入的發電機20的輸出的檢測值存儲在存儲單元50中。在下一個步驟104中，判定存儲單元50中存儲的檢測值是否已存儲了為判定發電機20的輸出的增減所需要的規定數(在本實施方式中，作為一例為兩個)以上，在為肯定判定的情況下轉移到步驟106，另一方面在為否定判定的情況下返回到步驟100。在步驟106中，根據存儲單元50中存儲的規定數的檢測值導出發電機20的輸出的變化的傾斜度。這里，參照圖4，說明輸出的變化的傾斜度的導出方法。圖4是表示在電力檢測單元46中檢測到的電力(輸出)的變化的曲線圖。圖4所示的檢測值η是最新的檢測值，檢測值η-1是比檢測值η前一個被檢測出的檢測值。于是，在本實施方式中，導出連接檢測值η和檢測值η-1的直線L的傾斜度θ作為輸出的變化的傾斜度。而且，為了判定發電機20的輸出的增減所需要的檢測值的數目也可以是3個以上。這時，根據3個以上的檢測值求直線的近似線，將該近似線的傾斜度作為發電機20的輸出的變化的傾斜度。在下一個步驟108中，根據在步驟106中導出的傾斜度θ，判定發電機20的輸出的增減。
具體來說，在傾斜度θ例如為0° < θ <90°的情況下，判定為風速在上升中， 發電機20的輸出正在增加。另一方面，在傾斜度θ例如為270° < θ < 360°的情況下， 判定為風速在下降中，發電機20的輸出正在減少。而且，在傾斜度θ不是0° < θ <90° 和270° < θ < 360°的其中一個的情況下，判定為發電機20的輸出沒有增減。即，判定結果為輸出的增加、輸出的減少和沒有輸出的增減這3種中的一個。在下一個步驟110中，判定是否由操作者通過未圖示的控制盤輸入了停止風力發電裝置10的發電的指示，在為肯定判定的情況下，結束本程序，在為否定判定的情況下，返回步驟100。接著，說明由于在電力系統42中發生異常(例如，大型發電廠的解列)，風力發電裝置10連接的電力系統42的頻率降低的情況。在電力系統42中發生異常時，例如，如圖5所示，有時電力系統42的頻率暫時大幅度降低(0 5秒的范圍中的頻率的降低)。然后，該頻率的降低一邊重復頻率的微小的變動(5秒以后的周期為2秒的頻率的變動)一邊返回平衡狀態。因此，風力發電裝置10為了補償電力系統42的頻率的降低，即電力系統42的電力的降低，產生根據電力系統42的頻率的變動而使輸出的電力變動的要求。即，該要求是電力系統42對于風力發電裝置10要求的電力(以下稱為“要求輸出”)。而且，要求電力根據下述(1)式求出。在(1)式中，ΔΡ是對應于電力系統42的頻率的變動的要求輸出的變動幅度，f是電力系統的頻率，R是預定的常數。公式1仏等,)...(1) R圖6是表示對應于圖5所示的電力系統42的頻率的降低的要求輸出的曲線圖。如圖6所示，在電力系統42的頻率的變動變大時要求輸出也變大，在電力系統42的頻率的變動變小時要求輸出也變小。于是，本實施方式的風力發電裝置10在電力系統42的頻率降低的情況下，通過控制單元48進行控制，以輸出要求輸出。圖7是表示與要求輸出的輸出有關的控制單元48的功能的方框圖。控制單元48 具有要求輸出計算單元60、輸出變化判定處理單元62、和控制指令生成單元64。控制單元48被輸入電力系統42的頻率。要求輸出計算單元60根據被輸入的電力系統42的頻率，使用上述的(1)式計算應對風力發電裝置10的輸出增加的要求輸出，并將計算出的值作為輸出上升指令值輸出到控制指令生成單元64。輸出變化判定處理單元62進行上述的輸出變化判定處理，判定發電機20的輸出的增減，將判定結果輸出到控制指令生成單元64。控制指令生成單元64根據風車轉子16的轉速、從要求輸出計算單元60輸出的輸出上升指令值和輸出變化判定處理單元62的判定結果，生成用于控制風車轉子16的風車轉子控制指令值、用于控制風車二次電池裝置36和農場二次電池裝置44的至少一個的充放電的充放電控制指令值。而且，風車轉子控制指令值被發送到風車轉子控制器66，充放電控制指令值被發送到風車充放電控制器68和農場充放電控制器70。風車轉子控制器66根據風車轉子控制指令值進行對風車轉子16的制動力(剎車)的賦予或者葉片22的斜度角的變更。風車充放電控制器68根據充放電控制指令值控制直流-直流變換單元32，以對風車二次電池裝置36進行充放電。農場充放電控制器70根據充放電控制指令值控制交流-直流變換單元30B，以對農場二次電池裝置44進行充放電。接著，說明電力系統42的頻率降低，并且通過輸出變化判定處理單元62判定了發電機20的輸出減少的情況。如上述圖5所示，由于電力系統42發生了異常，電力系統42的頻率在異常剛發生之后大幅度降低。于是，如圖6所示，對于該頻率的大幅度降低的要求輸出與此后相比更大。因此，對于電力系統42的頻率的大幅度降低，通過對風車轉子16施加制動力，使用風車轉子16中蓄積的慣性力(慣性能量)進行填補。圖8是表示風力發電裝置10的輸出變化，并且發電機20的輸出減少的情況下，在電力系統42中產生了異常的定時的一例，圖8(A)的區域A的放大圖為圖8(B)。于是，如圖8(B)所示，通過風車轉子16中蓄積的慣性力的填補，風力發電裝置10 的輸出暫時接近要求輸出。但是之后發電機20的輸出由于對風車轉子16施加了制動力而減少。因此，風力發電裝置10不能輸出要求輸出。因此，本實施方式的風力發電裝置10在電力系統42的頻率降低并且發電機20 的輸出減少的情況下，用充電到風車二次電池裝置36的電力補償慣性力填補的不足部分。 即，控制指令生成單元64生成用于風力發電裝置10輸出要求輸出的風車轉子控制指令值和充放電控制指令值。圖9是表示用于風力發電裝置10輸出滿足要求輸出的電力的、風車二次電池裝置 36的輸出和風車轉子16中蓄積的慣性力的比。圖9(A)表示用于表示要求輸出的輸出上升指令值對于風力發電裝置10的輸出為預定的比例(例如3% )以上的情況下的風車二次電池裝置36和風車轉子16中蓄積的慣性力的比。而且，在以下的說明中，將上述比例簡稱為閾值。輸出上升指令值為預定的閾值以上的情況下，控制指令生成單元64生成風車轉子控制指令值和充放電控制指令值，以便如圖9(A)所示那樣，風車轉子16的轉速越快，風車轉子16中蓄積的慣性力的輸出越大，來自風車二次電池裝置36的輸出越小。另一方面，在表示要求輸出的輸出上升指令值未達到上述預定的閾值的情況下， 控制指令生成單元64生成充放電控制指令值，以便如圖9 (B)所示那樣，不生成風車轉子控制指令值，與風車轉子16的轉速無關地通過風車二次電池裝置36的放電來滿足要求輸出。 這是因為在輸出上升指令值未達到閾值的情況下，要追隨的輸出過小，通過對風車轉子16 的控制不能追隨該輸出。圖10表示通過風車轉子16中蓄積的慣性力和風車二次電池裝置36進行填補的情況的一例。如圖10所示，在通過風車轉子16中蓄積的慣性力和風車二次電池裝置36進行填補的情況下，與僅使用風車轉子16中蓄積的慣性力的情況相比，風力發電裝置10的輸出和要求輸出的差變小。而且，在圖10所示的例子中，僅通過風車二次電池裝置36的放電不能滿足要求輸出。在這樣的情況下，生成也使農場二次電池裝置44放電，也用農場二次電池裝置44進行填補的充放電控制指令值。如以上說明的那樣，本實施方式的風力發電裝置10在電力系統42的頻率已降低且發電機20的輸出正在減少的情況下，用風車轉子16中蓄積的慣性力以及對風車二次電池裝置36或者農場二次電池裝置44充電的電力對發電機20的輸出和要求輸出的差進行補償。而且，既可以僅通過風車轉子16中蓄積的慣性力補償發電機20的輸出和要求輸出的差，也可以僅通過對風車二次電池裝置36或者農場二次電池裝置44充電的電力補償發電機20的輸出和要求輸出的差。而且，風力發電裝置10在進行對應于要求輸出的輸出的期間，也通過輸出變化判定處理單元62判定發電機20的輸出的增減，根據判定結果，通過控制指令生成單元64重新生成并輸出風車轉子控制指令值和充放電控制指令值。接著，說明在電力系統42的頻率已降低且通過輸出變化判定處理單元62判定為發電機20的輸出正在增加的情況。圖11表示風力發電裝置10的輸出的變化，并且表示發電機20的輸出正在增加的情況下電力系統42中發生了異常的定時的一例，圖Il(A)的區域A的放大圖為圖11(B)。然后，在圖11 (B)中表示伴隨電力系統42的頻率的降低，通過風車轉子16中蓄積的慣性力進行了填補的情況下的例子。如圖11⑶所示，如果通過風車轉子16中蓄積的慣性力進行填補，則風力發電裝置10的輸出暫時相當于要求輸出。但是，由于發電機20的輸出正在增加，所以之后存在風力發電裝置10的輸出超過要求輸出的可能性。因此，本實施方式的風力發電裝置10在電力系統42的頻率降低，并且發電機20 的輸出正在增加的情況下，使發電機20的輸出降低。具體來說，控制單元48使存儲單元50 中存儲在電力系統42的頻率已降低時，即在電力系統42中產生了異常時的發電機的輸出 (以下稱為“存儲輸出”)。然后，控制單元48進行控制，使得發電機20的輸出成為存儲輸出，并且通過風車轉子16中蓄積的慣性力和對風車二次電池裝置36充電的電力補償發電機20的輸出和要求輸出的差。即，控制指令生成單元64首先生成與電力系統42剛發生異常之后大幅度降低的頻率對應的、用于對風車轉子16提供制動力的風車轉子控制指令值、以及用于使風車二次電池裝置36放電的充放電控制指令值。由此，風力發電裝置10通過風車轉子16中蓄積的慣性力和從風車二次電池裝置36放電的電力的填補，輸出滿足了要求輸出的電力。之后，控制指令生成單元64生成用于控制葉片22的斜度角以使發電機20的輸出減少至存儲輸出的風車轉子控制指令值。具體來說，通過生成使葉片22的斜度角向平槳 (feather) 一側變更的風車轉子控制指令值，可以減少葉片22受的風力，使發電機20的輸出減少。而且，圖12的點劃線表示使發電機20的輸出減少至存儲輸出的情況。由此，可以抑制風力發電裝置10的輸出超出要求有效輸出的情況。但是，僅通過這樣，不能對應電力
10系統42的微小的頻率的變動，所以風力發電裝置10的輸出不能達到要求有效輸出。因此，本實施方式的控制指令生成單元64生成用于控制葉片22的斜度角的風車轉子控制指令值，并且根據輸出上升指令值生成用于使風車二次電池裝置36放電的充放電控制指令值。由此，如圖12的虛線所示，風力發電裝置10可以使輸出相當于要求輸出。如以上說明的那樣，本實施方式的風力發電裝置10在電力系統42的頻率已降低、 并且發電機20的輸出正在增加的情況下進行控制，使得發電機20的輸出成為存儲單元50 中存儲的存儲輸出，并且用風車轉子16中蓄積的慣性力和對風車二次電池裝置36充電的電力補償發電機20的輸出和要求輸出的差。因此，風力發電裝置10即使在由于電力系統42中產生異常而電力系統的頻率降低，并且風速正在上升的情況下，也可以輸出電力系統42要求的電力。而且，本實施方式的控制指令生成單元64在不能僅通過風車二次電池裝置36的放電滿足要求輸出的情況下，生成使農場二次電池裝置44也放電，也使用農場二次電池裝置44進行填補的充放電控制指令值。而且，也可以不使風車二次電池裝置36放電，而僅通過使農場二次電池裝置44放電來進行填補。以上，使用上述實施方式說明了本發明，但是本發明的技術范圍不限于上述實施方式中記載的范圍。在不超出發明的要旨的范圍內可以對上述實施方式施加多種變更或者改良，該施加了變更或者改良的方式也包含在本發明的技術范圍內。例如，在上述實施方式中，說明了為了將發電機20的輸出作為存儲輸出，控制葉片22的斜度角的情況，但是本發明不限于此，也可以是為了將發電機20的輸出作為存儲輸出，進行控制，以便將發電機20發電的電力對二次電池充電的方式。具體來說，例如，風車二次電池裝置36具有多個二次電池，對多個該二次電池中對放電沒有貢獻的二次電池充電發電機20所發電的電力。而且，所謂對放電有貢獻的二次電池，是為了使風力發電裝置10的輸出成為要求輸出而放電的二次電池。而且，在上述實施方式中，說明了作為風車二次電池裝置36而使用鋰電池的情況，但是本發明不限于此，也可以是作為風車二次電池裝置36而使用電場電容器等其他蓄電器件的方式。而且，在上述實施方式中，說明了將風車二次電池裝置36配置在導流罩14內的情況，但是本發明不限于此，也可以是將風車二次電池裝置36配置在塔12內或者塔12下的方式。而且，也可以是具有風車二次電池裝置36的風力發電裝置10通過對不具有風車二次電池裝置36的其它風力發電裝置送電對風車二次電池裝置36充電的電力，上述其它的風力發電裝置的輸出滿足要求輸出的方式。在該方式的情況下，風力發電裝置10接受從其它的風力發電裝置輸出的輸出的測量值，從風車二次電池裝置36放電相當于對該其它風力發電裝置要求的要求輸出和接收到的測量值的差的電力。
權利要求
1.一種風力發電裝置，具有多個葉片的風車轉子接受風而旋轉，通過該風車轉子的旋轉驅動發電機，并且將通過該發電機發電的電力送電至電力系統，該風力發電裝置包括判定單元，導出所述發電機的輸出的變化的傾斜度，并且根據導出的該傾斜度判定所述發電機的輸出的增減；以及控制單元，在電力系統的頻率已降低的情況下，根據所述判定單元的判定結果進行電力控制。
2.如權利要求1所述的風力發電裝置，還包括可充放電的二次電池，在所述電力系統的頻率已降低、并且通過所述判定單元判定為所述發電機的輸出正在減少的情況下，所述控制單元進行控制，以通過所述風車轉子中蓄積的慣性力和對所述二次電池充電的電力的至少一個補償所述發電機的輸出和所述電力系統要求的電力的差。
3.如權利要求1所述的風力發電裝置，還包括可充放電的二次電池；以及存儲單元，在所述電力系統的頻率已降低、并且通過所述判定單元判定為所述發電機的輸出正在增加的情況下，存儲所述電力系統的頻率降低時的所述發電機的輸出，所述控制單元進行控制，以使所述發電機的輸出成為所述存儲單元中存儲的輸出，并且進行控制，以通過所述風車轉子中蓄積的慣性力和對所述二次電池充電的電力補償所述發電機的輸出和所述電力系統要求的電力的差。
4.如權利要求3所述的風力發電裝置，所述控制單元控制所述葉片的斜度角，使得所述發電機的輸出成為所述存儲單元中存儲的輸出。
5.如權利要求3所述的風力發電裝置，設置多個所述二次電池，所述控制單元進行控制，使所述發電機的發電的電力對多個所述二次電池中對放電沒有貢獻的所述二次電池充電，以便所述發電機的輸出成為所述存儲單元中存儲的輸出。
6.一種輸出控制方法，用于具有多個葉片的風車轉子接受風而旋轉，通過該風車轉子的旋轉驅動發電機，并且將通過該發電機發電的電力送電至電力系統的風力發電裝置，該輸出控制方法包括第1步驟，導出所述發電機的輸出的變化的傾斜度，并且根據導出的該傾斜度判定所述發電機的輸出的增減；以及第2步驟，在電力系統的頻率已降低的情況下，根據所述第1步驟的判定結果進行電力控制。
全文摘要
本發明的風力發電裝置(10)，導出通過風車轉子(16)的旋轉而發電的發電機(20)的輸出的變化的傾斜度，根據導出的輸出的變化的傾斜度，判定發電機(20)的輸出的增減。于是，在電力系統(42)的頻率已降低的情況下根據判定結果進行電力控制。因此，通過簡單的結構正確地檢測發電機(20)的輸出變動，可以更有效地補償電力系統(42)的電力供給量的降低。
文檔編號H02J3/32GK102597506SQ201080002715
公開日2012年7月18日 申請日期2010年8月26日 優先權日2010年8月26日
發明者八杉明 申請人:三菱重工業株式會社