JPH07250499A - 風力発電装置の出力計測信号のノイズ除去装置 - Google Patents
風力発電装置の出力計測信号のノイズ除去装置Info
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- JPH07250499A JPH07250499A JP6038264A JP3826494A JPH07250499A JP H07250499 A JPH07250499 A JP H07250499A JP 6038264 A JP6038264 A JP 6038264A JP 3826494 A JP3826494 A JP 3826494A JP H07250499 A JPH07250499 A JP H07250499A
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- 238000005259 measurement Methods 0.000 title claims abstract description 16
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 claims abstract description 13
- 230000008030 elimination Effects 0.000 claims description 11
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 3
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 2
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 description 1
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 1
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- Control Of Eletrric Generators (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 発電機出力の計測信号からタワーの影響によ
る速い周期の変動の確実な除去を可能とし、発電機出力
から風速変化による変動を除去するための適切な制御を
可能とする。 【構成】 ノイズ除去装置が、風力駆動式のタービン１
により駆動される発電機４の出力を検出する発電機出力
検出器６と、上記タービン１の翼角を駆動する翼角駆動
装置２へ制御信号８を出力する発電機出力制御装置７と
の間に設けられた帯域除去フィルタ９により形成された
ことによって、発電機出力の風速変化による変動を除去
するための制御は、制御を行う上でノイズとなるタワー
の影響による速い周期の変動が上記帯域除去フィルタ９
により除去された信号にもとづいて行われるため、適切
な制御が可能となる。
る速い周期の変動の確実な除去を可能とし、発電機出力
から風速変化による変動を除去するための適切な制御を
可能とする。 【構成】 ノイズ除去装置が、風力駆動式のタービン１
により駆動される発電機４の出力を検出する発電機出力
検出器６と、上記タービン１の翼角を駆動する翼角駆動
装置２へ制御信号８を出力する発電機出力制御装置７と
の間に設けられた帯域除去フィルタ９により形成された
ことによって、発電機出力の風速変化による変動を除去
するための制御は、制御を行う上でノイズとなるタワー
の影響による速い周期の変動が上記帯域除去フィルタ９
により除去された信号にもとづいて行われるため、適切
な制御が可能となる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、風力発電装置の出力計
測信号のノイズ除去装置に関する。
測信号のノイズ除去装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】風力発電装置における発電機出力の変動
については、風速の変化により生じるランダムでゆっく
りとした周期（通常０．５ＨZ 以下）の変動と、タワー
の影響によると考えられる回転数×翼枚数に相当する周
波数で変化する速い周期（２Ｈ Z 程度）の変動とがあ
る。
については、風速の変化により生じるランダムでゆっく
りとした周期（通常０．５ＨZ 以下）の変動と、タワー
の影響によると考えられる回転数×翼枚数に相当する周
波数で変化する速い周期（２Ｈ Z 程度）の変動とがあ
る。
【０００３】この発電機出力を所定の出力とするため、
これらの変動を除去するための制御が必要であるが、後
者の速い周期の変動については、その振幅が小さく、負
荷への影響が少ないため、また、翼角を変える駆動装置
の応答が追従しきれないために除去制御の対象とはせ
ず、前者のゆっくりとした変動のみを対象としている。
これらの変動を除去するための制御が必要であるが、後
者の速い周期の変動については、その振幅が小さく、負
荷への影響が少ないため、また、翼角を変える駆動装置
の応答が追従しきれないために除去制御の対象とはせ
ず、前者のゆっくりとした変動のみを対象としている。
【０００４】発電機出力を検出して前者のゆっくりとし
た変動の除去制御を行う場合、発電機出力の計測信号中
に含まれる後者の速い変動はノイズであり、上記の除去
制御に支障をきたすことがあり、この影響を取り除く必
要がある。
た変動の除去制御を行う場合、発電機出力の計測信号中
に含まれる後者の速い変動はノイズであり、上記の除去
制御に支障をきたすことがあり、この影響を取り除く必
要がある。
【０００５】従来の風力発電装置においては、風速の変
化によるゆっくりとした周期の変動を除去するための制
御に用いる発電機出力計測信号として、発電機出力をサ
ンプリング計測し、次式（１）により平均値を求めて用
いていた。
化によるゆっくりとした周期の変動を除去するための制
御に用いる発電機出力計測信号として、発電機出力をサ
ンプリング計測し、次式（１）により平均値を求めて用
いていた。
【０００６】
【数１】
【０００７】これは、上記式（１）をＺ変換して求めた
次式（２）を伝達関数とするローパスフィルタを用いる
ことと同等である。
次式（２）を伝達関数とするローパスフィルタを用いる
ことと同等である。
【０００８】
【数２】
【０００９】上記式（２）において、Ｚ＝ exp（ｊωΔ
Ｔ）とおき、サンプリング周期ΔＴ＝６０msec、Ｎ＝３
０とし、ω＝０〜∞について計算したものが上記ローパ
スフィルタの周波数特性であり、これを図４に示す。
Ｔ）とおき、サンプリング周期ΔＴ＝６０msec、Ｎ＝３
０とし、ω＝０〜∞について計算したものが上記ローパ
スフィルタの周波数特性であり、これを図４に示す。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】従来の風力発電装置に
おいて、風速の変化によるゆっくりとした周期の発電機
出力の変動を除去するための制御に用いる発電機出力計
測信号としては、前記のように発電機出力のサンプリン
グ計測値の平均値を用いていた。
おいて、風速の変化によるゆっくりとした周期の発電機
出力の変動を除去するための制御に用いる発電機出力計
測信号としては、前記のように発電機出力のサンプリン
グ計測値の平均値を用いていた。
【００１１】この平均値は、上記サンプリング計測値に
対して図４に示すような周波数特性であり、風速変動の
周期である０．５ＨZ 近傍においても、大幅にゲインが
低下し位相遅れを生じているため、これを用いた従来の
発電機出力の制御は必ずしも適切でなかった。本発明は
上記の課題を解決しようとするものである。
対して図４に示すような周波数特性であり、風速変動の
周期である０．５ＨZ 近傍においても、大幅にゲインが
低下し位相遅れを生じているため、これを用いた従来の
発電機出力の制御は必ずしも適切でなかった。本発明は
上記の課題を解決しようとするものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明の風力発電装置の
出力計測信号のノイズ除去装置は、風力駆動式のタービ
ンと、同タービンにより駆動される発電機と、同発電機
の出力を検出する発電機出力検出器と、同検出器より発
電機出力の計測信号を入力する発電機出力制御装置と、
同制御装置より制御信号を入力して上記タービンの翼角
制御を行う翼角駆動装置を備えた風力発電装置におい
て、上記発電機出力検出器と発電機出力制御装置の間に
接続された帯域除去フィルタにより形成されたことを特
徴としている。
出力計測信号のノイズ除去装置は、風力駆動式のタービ
ンと、同タービンにより駆動される発電機と、同発電機
の出力を検出する発電機出力検出器と、同検出器より発
電機出力の計測信号を入力する発電機出力制御装置と、
同制御装置より制御信号を入力して上記タービンの翼角
制御を行う翼角駆動装置を備えた風力発電装置におい
て、上記発電機出力検出器と発電機出力制御装置の間に
接続された帯域除去フィルタにより形成されたことを特
徴としている。
【００１３】
【作用】上記において、帯域除去フィルタは発電機出力
の計測信号に含まれるタワーの影響と考えられる速い周
期の周波数帯域（２ＨZ 近傍）でそのゲインが大幅に低
下するフィルタである。
の計測信号に含まれるタワーの影響と考えられる速い周
期の周波数帯域（２ＨZ 近傍）でそのゲインが大幅に低
下するフィルタである。
【００１４】そのため、上記フィルタを通過した発電機
出力の計測信号は上記早い周期の変動が取り除かれ、風
速変化によるゆっくりとした周期で変動する信号とな
り、この信号を入力した発電機出力制御装置は風速変化
による発電機出力の変動を除去するための制御信号を翼
角駆動装置へ出力し、この変動を除去するためのタービ
ンの翼角制御を行う。
出力の計測信号は上記早い周期の変動が取り除かれ、風
速変化によるゆっくりとした周期で変動する信号とな
り、この信号を入力した発電機出力制御装置は風速変化
による発電機出力の変動を除去するための制御信号を翼
角駆動装置へ出力し、この変動を除去するためのタービ
ンの翼角制御を行う。
【００１５】上記のように、発電機出力の風速変化によ
る変動を除去するための制御は、制御を行う上でノイズ
となるタワーの影響による周期の変動を除去した信号に
もとづいて行われるため、適切な制御が可能となる。
る変動を除去するための制御は、制御を行う上でノイズ
となるタワーの影響による周期の変動を除去した信号に
もとづいて行われるため、適切な制御が可能となる。
【００１６】
【実施例】本発明の一実施例について図１により説明す
る。図１に示す本実施例は、風力駆動式のタービン１
と、それによって回転される駆動軸の回転数を増速する
歯車システム３と、増速した回転数で駆動され電力５を
発生する誘導発電機４と、同発電機４の出力を検出する
発電機出力検出器６と、同検出器６より発電機出力の計
測信号を入力して制御信号を出力する発電機出力制御装
置７と、同制御装置７より制御信号を入力して上記ター
ビンの出力調節のための翼角制御を行うことができる翼
角駆動装置２をそなえた風力発電装置において、上記発
電機出力検出器６と発電機出力制御装置７の間に接続さ
れた帯域除去フィルタ９を備えている。
る。図１に示す本実施例は、風力駆動式のタービン１
と、それによって回転される駆動軸の回転数を増速する
歯車システム３と、増速した回転数で駆動され電力５を
発生する誘導発電機４と、同発電機４の出力を検出する
発電機出力検出器６と、同検出器６より発電機出力の計
測信号を入力して制御信号を出力する発電機出力制御装
置７と、同制御装置７より制御信号を入力して上記ター
ビンの出力調節のための翼角制御を行うことができる翼
角駆動装置２をそなえた風力発電装置において、上記発
電機出力検出器６と発電機出力制御装置７の間に接続さ
れた帯域除去フィルタ９を備えている。
【００１７】上記風力発電装置において、風車回転数を
４３rpm 、翼枚数を３枚とすると、タワーの影響による
と考えられる速い周期の発電機出力の変動の周波数は、
次式（３）より求めることができ、この周波数を中心と
して設計した４次の帯域除去フィルタ９の１例について
の伝達関数Ｈ（ｚ）は次式（４）で示される。
４３rpm 、翼枚数を３枚とすると、タワーの影響による
と考えられる速い周期の発電機出力の変動の周波数は、
次式（３）より求めることができ、この周波数を中心と
して設計した４次の帯域除去フィルタ９の１例について
の伝達関数Ｈ（ｚ）は次式（４）で示される。
【００１８】
【数３】
【００１９】この帯域除去フィルタ９の周波数特性は図
２に示す通りであり、従来の方式の場合、タワーの影響
による出力変動は１／１０に抑えられるが、風速による
出力変動も１／１０以下となり、また、位相は１８０°
近く遅れていたのに対して、本実施例の場合には、タワ
ーの影響にらる出力変動は１／５００以下と小さくなる
が、風速による出力変動はゲインの低下、位相のずれが
ほとんどない。
２に示す通りであり、従来の方式の場合、タワーの影響
による出力変動は１／１０に抑えられるが、風速による
出力変動も１／１０以下となり、また、位相は１８０°
近く遅れていたのに対して、本実施例の場合には、タワ
ーの影響にらる出力変動は１／５００以下と小さくなる
が、風速による出力変動はゲインの低下、位相のずれが
ほとんどない。
【００２０】そのため、図３に示すようにタワーの影響
をほとんど含まない発電機出力信号が得られ、風速変化
による発電機出力の変動を除去するための的確な制御が
可能となった。
をほとんど含まない発電機出力信号が得られ、風速変化
による発電機出力の変動を除去するための的確な制御が
可能となった。
【００２１】
【発明の効果】本発明の風力発電装置の出力計測信号の
ノイズ除去装置は、風力駆動式のタービンにより駆動さ
れる発電機の出力を検出する発電機出力検出器と、上記
タービンの翼角を駆動する翼角駆動装置へ制御信号を出
力する発電機出力制御装置との間に設けられた帯域除去
フィルタにより形成されたことによって、発電機出力の
風速変化による変動を除去するための制御は、制御を行
う上でノイズとなるタワーの影響による速い周期の変動
が上記帯域除去フィルタにより除去された信号にもとづ
いて行われるため、適切な制御が可能となる。
ノイズ除去装置は、風力駆動式のタービンにより駆動さ
れる発電機の出力を検出する発電機出力検出器と、上記
タービンの翼角を駆動する翼角駆動装置へ制御信号を出
力する発電機出力制御装置との間に設けられた帯域除去
フィルタにより形成されたことによって、発電機出力の
風速変化による変動を除去するための制御は、制御を行
う上でノイズとなるタワーの影響による速い周期の変動
が上記帯域除去フィルタにより除去された信号にもとづ
いて行われるため、適切な制御が可能となる。
【図１】本発明の一実施例の説明図である。
【図２】上記一実施例に係る帯域除去フィルタの周波数
特性の説明図である。
特性の説明図である。
【図３】上記一実施例に係る帯域除去フィルタの効果の
説明図である。
説明図である。
【図４】従来の装置に係るフィルタ効果の説明図であ
る。
る。
１ 風力駆動式タービン ２ 翼角駆動装置 ３ 歯車システム ４ 誘導発電機 ５ 発電機発生電力 ６ 発電機出力検出器 ７ 発電機出力制御装置 ８ 制御信号 ９ 帯域除去フィルタ
Claims (1)
- 【請求項１】 風力駆動式のタービンと、同タービンに
より駆動される発電機と、同発電機の出力を検出する発
電機出力検出器と、同検出器より発電機出力の計測信号
を入力する発電機出力制御装置と、同制御装置より制御
信号を入力して上記タービンの翼角制御を行う翼角駆動
装置を備えた風力発電装置において、上記発電機出力検
出器と発電機出力制御装置の間に接続された帯域除去フ
ィルタにより形成されたことを特徴とする風力発電装置
の出力計測信号のノイズ除去装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6038264A JPH07250499A (ja) | 1994-03-09 | 1994-03-09 | 風力発電装置の出力計測信号のノイズ除去装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6038264A JPH07250499A (ja) | 1994-03-09 | 1994-03-09 | 風力発電装置の出力計測信号のノイズ除去装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07250499A true JPH07250499A (ja) | 1995-09-26 |
Family
ID=12520472
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6038264A Withdrawn JPH07250499A (ja) | 1994-03-09 | 1994-03-09 | 風力発電装置の出力計測信号のノイズ除去装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07250499A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2015097842A1 (ja) * | 2013-12-27 | 2015-07-02 | 株式会社日立製作所 | 回転電機システム |
-
1994
- 1994-03-09 JP JP6038264A patent/JPH07250499A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2015097842A1 (ja) * | 2013-12-27 | 2015-07-02 | 株式会社日立製作所 | 回転電機システム |
| JPWO2015097842A1 (ja) * | 2013-12-27 | 2017-03-23 | 株式会社日立製作所 | 回転電機システム |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20010605 |