(57)【要約】風車回転数の検知の信頼性を高め、或いは風車回転数を処理できないコントローラを補助して風車回転数情報を有効に利用できるようにした風車の回転検知管理装置を提供すべく、風を受けてトルクを発生する風車本体（３１）と、この風車本体（３１）において発生するトルクによって発電を行う発電機（３２）とを備えた風車（３）に適用すべく、風車（３）から回転速度検出器（２０）を介して取り出される回転数情報（Ｎ１）を入力する第１の入力ライン（２１）と、発電機（３２）の交流出力から回転パルス生成回路（２３）を介して取り出される回転数情報（Ｎ２）を入力する第２の入力ライン（２２）と、これら両入力ライン（２１、２２）を通じて入力される回転数情報（Ｎ１、Ｎ２）を比較して予め定めた所定値以上の回転差があると判断した場合に所定の異常処理を実行する異常処理手段（２４）とを具備するものとした。
2009116624.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
風を受けてトルクを発生する風車本体と、この風車本体において発生するトルクによって発電を行う発電機とを備えた風車に適用されるものであって、
前記風車から機械的検知部を介して取り出される回転数情報を入力する第１の入力ラインと、前記発電機の交流出力から電気的検知部を介して取り出される回転数情報を入力する第２の入力ラインと、これら両入力ラインを通じて入力される前記回転数情報を比較して予め定めた所定値以上の回転差があると判断した場合に所定の異常処理を実行する異常処理手段とを具備してなることを特徴とする風車の回転検知管理装置。
【請求項２】
前記発電機の交流出力の電圧レベルに判定閾値を設定し、電圧レベルがその判定閾値を越えた場合に前記異常処理手段が前記回転数情報の比較判断を行うように構成されている請求項１記載の風車の回転検知管理装置。
【請求項３】
前記異常処理手段は、少なくとも前記発電機の出力端を短絡する処理を行うように構成されている請求項１記載の風車の回転検知管理装置。
【請求項４】
前記発電機の交流出力を移送する電力ラインが充電や系統連系その他の管理を行う電力管理装置を介して蓄電部又は商用電源に接続されている風力発電システムに適用されるものであって、前記発電機と前記電力管理装置の間の電力ライン上に設定した中間端子と、この中間端子に接続されて当該中間端子間の短絡、開放を行う短絡回路とを更に備え、この短絡回路は通常解放状態にあって、前記異常処理手段が異常処理信号を出力することによって前記中間端子間を短絡させるように構成されている請求項３記載の風車の回転検知管理装置。
【請求項５】
前記発電機の交流出力を移送する電力ラインが充電や系統連系その他の管理を行う電力管理装置を介して蓄電部又は商用電源に接続され、前記電力管理装置が、前記風車から前記機械的検知部を介して取り出される回転数情報を入力ラインを介して入力するようにしている風力発電システムに適用されるものであって、この電力管理装置の入力ラインを利用して前記第１の入力ラインを構成している請求項1記載の風車の回転検知管理装置。
【請求項６】
前記電力管理装置が、回転数情報に基づいて前記発電機の出力端の短絡、開放を行う短絡回路を備える場合において、前記異常処理手段はこの短絡回路に異常処理信号を出力して前記発電機の出力端を短絡させるように構成されている請求項５記載の回転検知管理装置。
【請求項７】
前記発電機の交流出力を移送する電力ラインが充電や系統連系その他の管理を行う電力管理装置を介して蓄電部又は商用電源に接続され、前記電力管理装置が、前記風車の回転数情報を取得することなくその管理を行うようにしている風力発電システムに適用されるものであって、前記第１の入力ラインを構成する機械的検知部を更に後付け可能なユニット構造にしている請求項1記載の風車の回転検知管理装置。
【請求項８】
風を受けてトルクを発生する風車本体と、この風車本体において発生するトルクによって発電を行う発電機とを備えた風車に適用されるものであって、
前記風車の回転数を検知する機械的検知部および電気的検知部と、これらの検知部を介して取り出される回転数情報に基づいて前記風車に制動を加えるための処理をなす異常処理手段と、前記制動動作と関連づけて前記検知部や前記発電機が故障している可能性があるために当該制動動作が行われたことを了知できる表示を行う表示部とを具備してなることを特徴とする風車の回転検知管理装置。
【請求項９】
請求項１〜８何れかに記載の回転検知管理装置を備えてなることを特徴とする風力発電システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、風車の回転検知の信頼性を高めつつ、回転数情報を過回転などの管理に適切に利用できるようにした、風車の回転検知管理装置及び風力発電システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
風車を利用した風力発電システムは、一般に、風を受けてトルクを発生する風車本体と、この風車本体において発生するトルクによって発電を行う発電機とを備えている。このような風車は、風の強弱によって適切な充電を行えない可能性があるため、特許文献１等では、発電機の交流出力を移送する電力ラインが電力管理を行う電力管理装置たるコントローラを介してバッテリに接続されている。【０００３】
コントローラは、発電機の交流出力を整流してバッテリに充電する際の電力に応じた回路切替等の電力管理や、インバータを介して交流負荷に給電を行う際の電力管理等を行う。その際、前記風車から機械的検知部である回転速度検出器を介して取り出される回転数情報を入力ラインを介して入力し、制御部において過回転時に制動を掛けたり、風車の発電機を風車本体の回転軸に対して断接する位置にクラッチを設けて微風時にクラッチを切り離したり、バッテリの充電回路に対してオンオフを切替える等の制御を行っている。このようなコントローラは、一般に単体で市場に供されている。【０００４】
【特許文献１】特開２００５−１３０６５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、回転速度検知器のような機械的な検知部は故障し易い。このため、上記の制御装置のように専ら機械的な検知部に頼って回転制御系を構成していると、一旦故障したときに全く回転情報を取得できず、電力管理を適切に行うことができなくなる。【０００６】
ましてや、この種のコントローラには、低コスト化・構造単純化のために風車回転数情報を全く用いないものがあるため、簡単な構成の追加で、回転数情報を高い信頼性の下に有効に取り扱い可能とする手段が望まれる。【０００７】
本発明は、このような課題に着目してなされたものであって、風車特有の構造に着目して、風車回転数の検知の信頼性を高め、或いは風車回転数を処理できないコントローラを補助して風車回転数情報を有効に利用できるようにした風車の回転検知管理装置及び風力発電システムを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、かかる目的を達成するために、次のような手段を講じたものである。【０００９】
すなわち、本発明に係る風車の回転検知管理装置は、風を受けてトルクを発生する風車本体と、この風車本体において発生するトルクによって発電を行う発電機とを備えた風車に適用されるものであって、前記風車から機械的検知部を介して取り出される回転数情報を入力する第１の入力ラインと、前記発電機の交流出力から電気的検知部を介して取り出される回転数情報を入力する第２の入力ラインと、これら両入力ラインを通じて入力される前記回転数情報を比較して予め定めた所定値以上の回転差があると判断した場合に所定の異常処理を実行する異常処理手段とを具備してなることを特徴とする。【００１０】
風車は、風を受けて風車本体が回転すると、発電機からその回転数に応じた周期の交流が出力されるという風車特有の構造を有する。そこで、系に殆ど手を加えることなく、その交流出力ラインから風車の回転数情報を電気的に検知することができる。そして、この回転数情報を速度検知器等の機械的検知部から得られる回転数情報と比較すれば、両検知部において適正な出力がなされているか否かを判定でき、回転差があれば異常処理手段において早期の手当てをなすことが可能になる。特に、機械的検知部を利用して風車の制動、解放、充電切替等の電力管理を行っている場合には、誤った制御によって被害が広がることを未然に防止することができ、回転数情報を用いずに電力管理を行っているものに対しても、必要な要素部品を無理なく追加して信頼性の高い二重の回転数情報の下に有効な電力管理を行う状態を容易に構築することが可能になる。【００１１】
この場合、発電機はある程度の回転に達しないと適正な交流波形を出力しない特質があることに鑑みれば、前記発電機の交流出力の電圧レベルに判定閾値を設定し、電圧レベルがその判定閾値を越えた場合に前記異常処理手段が前記回転数情報の比較判断を行うように構成して、誤判定を排除しておくことが望ましい。【００１２】
前記異常処理手段は、少なくとも前記発電機の出力端を短絡することで回転制動を掛ける処理を行うように構成されていることが、風車を始め風力発電システムを破損から保護する上で有効となる。【００１３】
この回転検知管理装置を適用する風力発電システムにおいて、前記発電機の交流出力を移送する電力ラインが充電や系統連系その他の管理を行う電力管理装置を介して蓄電部又は商用電源に接続されている場合には、前記発電機と前記電力管理装置の間の電力ライン上に中間端子を設定し、この中間端子に当該中間端子間の短絡、開放を行う短絡回路を接続して、この短絡回路を通常解放状態に保持し、前記異常処理手段が異常処理信号を出力することによって当該中間端子間を短絡させるように構成することで、風力発電システムへの後付けも容易となる。【００１４】
この回転検知管理装置を適用する風力発電システムにおいて、前記発電機の交流出力を移送する電力ラインが充電や系統連系その他の管理を行う電力管理装置を介して蓄電部又は商用電源に接続され、前記電力管理装置が、前記風車から前記機械的検知部を介して取り出される回転数情報を入力ラインを介して入力するように構成されている場合には、この電力管理装置の入力ラインを利用して前記第１の入力ラインを構成しておくことが簡便である。
その電力管理装置が、回転数情報に基づいて前記発電機の出力端の短絡、開放を行う短絡回路を備える場合には、前記異常処理手段は、この短絡回路に異常処理信号を出力して前記発電機の出力端を短絡させるように構成すればより効率的である。【００１５】
この回転検知管理装置を適用する風力発電システムにおいて、前記発電機の交流出力を移送する電力ラインが充電や系統連系その他の管理を行う電力管理装置を介して蓄電部又は商用電源に接続され、前記電力管理装置が、前記風車の回転数情報を取得することなくその管理を行うようにしている場合には、前記第１の入力ラインを構成する機械的検知部を更に後付け可能なユニット構造にしておくことで本発明の適用を一層容易にすることができる。【００１６】
風車の回転に制動が掛けられただけでは原因がわかり難いことに鑑みれば、次のように構成しておくことが望ましい。すなわち、本発明に係る風車の回転検知管理装置は、風を受けてトルクを発生する風車本体と、この風車本体において発生するトルクによって発電を行う発電機とを備えた風車に適用するにあたり、前記風車の回転数を検知する機械的検知部および電気的検知部と、これらの検知部を介して取り出される回転数情報に基づいて前記風車に制動を加えるための処理をなす異常処理手段と、前記制動動作と関連づけて前記検知部や前記発電機が故障している可能性があるために当該制動動作が行われたことを了知できる表示をなす表示部とを具備してなることを特徴とする。【００１７】
本発明に係る風車の回転検知管理装置は、以上説明した構成であるから、この回転検知管理装置を風力発電システムに備えることによって、当該風力発電システムの信頼性や安全性等を有効に向上させることが可能となる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明は、以上説明したように、風車特有の構造に着眼して風車の回転数情報を電気的手法を通じて簡単かつ有効に検知できるようにしたので、これを機械的検知部からの回転数情報と対比させることによって、機械的検知の故障や発電機異常などを早期に検出してその後の回転制動停止等の必要な措置を速やかに講じることができるようにした、新規有用な回転検知管理装置及び風力発電システムを提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施形態に係る風車の回転検知管理装置を適用した風力発電システム全体のシステム構成図。
【図２】同実施形態に係る回転検知管理装置の構成を示すブロック図。
【図３】回転検知管理装置の作動を示すフローチャート。
【図４】適用対象となる風力発電システムの構成例を示す図。
【図５】適用対象となる風力発電システムの他の構成例を示す図。
【図６】同実施形態の変形例を示す図。
【図７】本発明の他の適用例を示す図１に対応したシステム構成図。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の一実施形態を、図面を参照して説明する。【００２１】
図１は、電力管理装置１によって電力管理がなされている風力発電システムＡに本実施形態に係る風車の回転検知管理装置２を付加して、風車３の回転検知機能を補助するように構成したものである。【００２２】
風車３は、風を受けてトルクを発生する風車本体３１と、この風車本体３１において発生するトルクによって発電を行う発電機３２とを備えている。図のものは、風車本体３１の回転軸３１ａが垂直、すなわち風の向きと回転軸３１ａとが略直交した状態で作動する垂直軸型のものであり、発電機３２は通常、風車本体３１のブレード３１ｂを支持する支持部３１ｃ内に収容される。勿論、本発明の適用対象である風車はこのような垂直軸型に限らず、風車の回転軸が水平すなわち風の向きと風車の回転軸とが略平行な状態で作動する水平翼型のものであっても構わない。【００２３】
風力発電システムＡは、発電機３２からの三相交流出力を移送する電力ライン４に電力管理装置１を構成する主コントローラ１１を介してバッテリ５を接続したものである。発電機３２は回転数にほぼ比例した電圧を発生し、主コントローラ１１は発電機３２の交流出力を整流してバッテリ５に充電するための電力変換器や、図示しないインバータを介して外部の交流負荷に給電するための電力変換器等の管理のほか、発電のコントロールその他の管理を行う。この点は、図４（ａ）に示す従前の構成と同様である。【００２４】
一方、本実施形態の回転検知管理装置２は、図２等に示すように、前記風車３から機械的検知部である回転速度検出器２０を介して取り出される第１の回転数情報Ｎ１を入力する第１の入力ライン２１と、前記発電機３２の交流出力から電気的検知部である回転パルス生成回路２３を介して取り出される第２の回転数情報Ｎ２を入力する第２の入力ライン２２と、これら両入力ライン２１、２２を通じて入力される回転数情報Ｎ１、Ｎ２を比較して予め定めた所定値Ｎ０以上の回転差があると判断した場合に所定の異常処理を実行する異常処理手段２４とを具備する。【００２５】
異常処理手段２４は、制御部２５ａを有する補助コントローラ２５の主体となし、この補助コントローラ２５に三相入力端子２５Ｕ１、２５Ｖ１、２５Ｗ１と三相出力端子２５Ｕ２、２５Ｖ２、２５Ｗ２を設けたもので、図１及び図２に示すように三相入力端子２５Ｕ１、２５Ｖ１、２５Ｗ１は発電機３２に、三相出力端子２５Ｕ２、２５Ｖ２、２５Ｗ２は前記主コントローラ１１にそれぞれ接続されている。三相入力端子２５Ｕ１、２５Ｖ１、２５Ｗ１と三相出力端子２５Ｕ２、２５Ｖ２、２５Ｗ２は補助コントローラ２５の内部接点（本実施形態において中間端子として機能する接点）２５Ｕ３、２５Ｖ３、２５Ｗ３において接続されている。【００２６】
回転速度検出器２０は、例えば風車３の回転軸３１ａと一体的に回転する位置にスリット板２０ａを取り付け、このスリット板２０ａにピックアップ装置２０ｂを対峙させて、ピックアップ装置２０ｂからスリット板２０ａに設けたスリットが通過するごとにパルス電圧を出力するように構成されたもので、既設の風車３の回転軸３１ａに簡単に後付け可能なユニット構造をなしている。そして、そのパルス電圧を、第１の入力ライン２１を介して補助コントローラ２５内の制御部２５ａに第１の回転数情報Ｎ１として入力している。【００２７】
回転パルス生成回路２３は、発電機３２から出力される三相交流を入力し、ここから一般に知られた適宜の回路を通じてパルス電圧を生成するように構成されたもので、例えばポール数をＰ、回転数をＮ（ｒｐｍ）として、そのパルス周波数ｆは、ｆ＝（Ｎ×Ｐ）／１２０とされる。適宜の回路とは、発電機３２から出力される交流電圧を検出し、少なくとも交流電圧１周期に１つのパルス電圧を発生させる回路である。一例としては、正の電圧を出力している区間はハイレベルの電圧を、負の電圧を出力している区間はローレベルの電圧を出力する回路を挙げることができ、具体的には、コンパレータやフォトカプラを利用して生成することができる。このパルス電圧も、前記補助コントローラ２５内の制御部２５ａに第２の回転数情報Ｎ２として入力されている。なお、制御性をよくするために、単相全波整流なら２ｆ、三相半波整流なら３ｆ、三相全波整流なら６ｆなるパルス周波数を生成するような整流回路とパルス生成回路を追加することで、１回転当たりの検出分解能をあげることができる。【００２８】
制御部２５ａは、ＣＰＵ、メモリ及びインターフェースからなる通常のマイクロプロセッサにより構成されるもので、予めメモリ内には少なくとも回転異常を判定して必要な異常処理を実行するためのプログラムが格納してあり、ＣＰＵは適宜メモリからプログラムをロードして所定の処理を実行する。勿論、このような処理は、ソフト以外に専用回路等のハードウェアのみによって構成しても構わない。この実施形態の制御部２５ａには、ＬＥＤやＬＣＤ等よりなる運転操作部２６や表示部２７が接続されるとともに、電源２８が接続されていて、運転操作部２６から運転指令や運転モードの操作情報が制御部２５ａに入力され、制御部２５ａから表示部２７に対して運転状況や異常表示等を表示させるための表示信号が出力されるようにしている。電源２８は、この実施形態では前記電力管理装置１１の出力またはバッテリ５を利用すべく、その間の電力ライン４が補助電力ライン４０を介してコントローラ２５内のＤＣ／ＤＣコンバータ２５ｂに接続されている（図１参照）。【００２９】
図３は、上記制御部２５ａが異常処理手段２４として機能する場合の処理の概要を示すフローチャートである。先ず、発電機３２の交流出力の電圧レベルＶに判定閾値Ｖ０を設定しておき、電圧レベルＶがその判定閾値Ｖ０を越えたか否かを判断して（ステップＳ１）、越えている場合に異常判定処理に移る。そして、前記両入力ライン２１、２２から入力される回転数情報Ｎ１、Ｎ２を比較する。この場合、入力されるパルスのパルス周波数を回転数と見なしてこれらを直接比較してもよいし、パルス周波数をＦ／Ｖ回路により電圧に変換してこれらを比較してもよい。そして、機械的検知部である前記回転速度検出器２０から検知される回転数情報Ｎ１に基づく回転数と電気的検知部である前記回転パルス生成回路２３から検知される回転数情報Ｎ２に基づく回転数との回転差△Ｎの大きさが所定値Ｎ０以上であるか否かを比較し（ステップＳ２）、ＹＥＳである場合に異常と判断して、異常処理を実行する（ステップＳ３）。上記所定値Ｎ０は、誤差に影響されずに早期かつ確実に回転差が生じていることを検知できるような適宜の値に設定する。【００３０】
そして、前記異常処理のために、図１及び図２に示す補助コントローラ２５内には、前記内部接点２５Ｕ３、２５Ｖ３、２５Ｗ３を短絡する短絡回路２９ａと、この短絡回路２９ａと内部接点２５Ｕ３、２５Ｖ３、２５Ｗ３とを断接する制動リレー２９ｂとが設けてある。制動リレー２９ｂは、通常状態において「開」とされ、励磁指令Ｓが入力されたときに「閉」に切り替わって、発電機３２の出力側の三相間を短絡させるように構成されたものである。【００３１】
そして、前記制御部２５ａは、異常判定をした場合に、前記制動リレー２９ｂに向けて異常処理信号である励磁指令Ｓを出力し、これにより発電機３２の出力側を短絡して、発電機３２に大きな負荷を発生させ、風車３を回転制動停止させるようにしている。また、これとともに、前記表示部２６にセンサ異常が生じた旨の表示をなすようにしている。オペレータは、風車３２が回転制動停止されたことと、表示内容とから、早期に回転速度検出器２０の点検を行う等の対応が可能となる。【００３２】
勿論、回転速度検出器２０が正常であって発電機３２が異常であるために両入力ライン２１、２２から得られる回転数情報Ｎ２、Ｎ２に所定値Ｎ０以上の回転差△Ｎが生じる場合もあり得ることから、異常判定結果には、発電機３２の異常等の可能性を示す表示を含めることもできる。例えば、第１の入力ライン２１で検知される第１の回転数情報Ｎ１に比して第２の入力ライン２２で検知される第２の回転数情報Ｎ２が高い場合には回転速度検出器２０の故障の可能性が高く、その逆の場合には発電機３２から定格電圧が出力されていない発電異常の可能性が高いなど、回転差△Ｎの内容によって異常箇所を推定できる場合には、その異常箇所をより具体的に表示してもよいし、異常の可能性の高い順位ごとに表示させるようにしてもよい。勿論、風車３の回転数が上昇するほど回転パルス生成回路２３から出力される第２の回転数情報Ｎ２（パルス）は高周波数になることから、この第２の回転数情報Ｎ２のみをもって過回転検知情報として取り扱うことも可能である。【００３３】
電力管理装置１の主コントローラ１１との関係で言えば、既に述べたように、電力管理のために第１の回転数情報Ｎ１を利用している図４（ｂ）のタイプのものと利用していない図４（ａ）のタイプのものとがある。主コントローラ１１が第１の回転数情報Ｎ１を利用している図４（ｂ）のタイプのものでは、特許文献１でも示されているように、風車３から機械的検知部である回転速度検出器２０を介して取り出される第１の回転数情報Ｎ１を入力するとともに、発電機３２の出力側を短絡する短絡回路２９ａを設けて主コントローラ１１の制御部１１ａにおいて過回転時に前記短絡回路２９ａを通じて制動を掛けたり、図５（ａ）に示すように風車３の発電機３２を風車本体３１の回転軸３１ａに対して断接するクラッチＣを設けて微風時に切り離したり、図５（ｂ）に示すように風車３の運転状況に応じてバッテリ５への充電量を操作する等の制御を行っている。このように、主コントローラ１１が、既に制御部１１ａや前述した第１の入力ライン２１に相当する入力ラインを既に備えている場合には、本実施形態の回転検知管理装置２を構成する第１の入力ライン２１はその既設入力ラインを引き込んで利用してもよい。また、図１のように外付けで補助コントローラ２５を付加する以外に、本実施形態の制御部２５ａを主コントローラ１１内の制御部１１ａで賄うべく、当該制御部１１ａに必要なプログラムを書き込むようにしてもよい。この場合は、図６に示すように、主コントローラ１１内に回転パルス生成回路２３を組み込んで中間端子である内部端子２５Ｕ３、２５Ｖ３、２５Ｗ３との接続、制御部１１ａとの接続を行い、主コントローラ１１内に短絡回路２９ａがあればその短絡回路に対して励磁指令Ｓをなすようにすれば、図１と等価な構成の回転検知管理装置１０２を実現することができる。勿論、電力管理および回転異常検知管理の双方の機能を備えた図６の如き共通のコントローラを当初より設計することが最も効率的であることは言うまでもない。【００３４】
また、既設の主コントローラ１１がこのような回転数情報Ｎ１を取得するライン２１を備えない図４（ａ）のタイプである場合には、発電機３２と主コントローラ１１の間の電力ライン４に図１の補助コントローラ２５を介在させるように接続し、回転速度検出器２０を発電機３２の適宜の回転部に後付けするとともに、補助コントローラ２５に補助電力ライン４０を介してバッテリ５から給電を受けるようにすれば図１の構成が完成される。【００３５】
なお、誤検知、誤動作を生じないように、第２の入力ライン２２に高周波成分をカットする等の適宜のアナログフィルタを設け、或いは制御部２５ａにおいて必要なソフト処理を行うことも有効である。【００３６】
以上のように、本実施形態に係る風車の回転検知管理装置は、風を受けてトルクを発生する風車本体３１と、この風車本体３１において発生するトルクによって発電を行う発電機３２とを備えた風車３に適用すべく、前記風車３から機械的検知部たる回転速度検出器２０を介して取り出される第１の回転数情報Ｎ１を入力する第１の入力ライン２１と、前記発電機３２の交流出力から電気的検知部たる回転パルス生成回路２３を介して取り出される第２の回転数情報Ｎ２を入力する第２の入力ライン２２と、これら両入力ライン２１、２２を通じて入力される回転数情報Ｎ１、Ｎ２を比較して予め定めた所定値Ｎ０以上の回転差△Ｎがあると判断した場合に所定の異常処理を実行する異常処理手段２４とを具備するものである。【００３７】
既に述べたように、風車３は、風を受けて風車本体３１が回転することで、発電機３２からその回転数に応じた周期の交流が出力されるという風車特有の構造を有する。そこで、図示のように既設風力発電システムにコントローラ２５を付加して適宜の配線等を行うだけで、発電システム系に殆ど手を加えることなく、その交流出力ラインである電力ライン４から風車３の第２の回転数情報Ｎ２を電気的に検知することができる。そして、この第２の回転数情報Ｎ２を速度検知器２０から得られる第１の回転数情報Ｎ１と比較すれば、両検知部２０、２３において適正な出力がなされているか否かを判定でき、回転差△Ｎがあれば異常処理手段２４において早期の手当てをなして、過回転等の危険な状態を回避することが可能となる。特に、回転速度検出器２０を利用して主コントローラ１１が風車３の制動、解放、充電制御等の電力管理を行っている場合には、誤った制御によって被害が広がることを未然に防止することができ、回転数情報を用いずに電力管理を行っているものに対しても、必要な要素部品を無理なく追加して信頼性の高い二重の回転数情報Ｎ１、Ｎ２の下に有効な電力管理を行う状態を容易に構築することが可能になる。【００３８】
その際、発電機３２ではある程度の回転に達しないと適正な交流波形を出力しない特質がある。そこで、無制限に回転パルス生成回路２３と回転速度検出器２０とで検知される回転数情報Ｎ１、Ｎ２を比較、判断するのではなく、発電機３２の交流出力の電圧レベルに判定閾値Ｖ０を設定して、電圧レベルがその判定閾値Ｖ０を越えた場合に異常処理手段２４が両回転数情報Ｎ１、Ｎ２の比較判断を行うようにしているので、誤判定の原因を有効に排除することができる。また、このように低速回転時を判断から外しても、即座に発電システム系の不都合に繋がることもない。【００３９】
また、異常処理手段２４は、少なくとも発電機３２の出力端を短絡する処理を行うように構成されているので、簡単な短絡回路２９ａや制動リレー２９ｂを付加すること等によって容易に実現できるとともに、発電機３２に効果的な制動が掛けられて、過回転を未然に防ぐ手立てとして有効となる。【００４０】
そして、このような回転検知管理装置２を構築するにあたり、既設の風力発電システムが、発電機３２の交流出力を移送する電力ライン４が充電や系統連系その他の管理を行う電力管理装置１１を介して蓄電部であるバッテリ５（又は商用電源）に接続されている場合には、前記発電機３２と電力管理装置１の間の電力ライン４上に設定した中間端子Ｕ３，Ｖ３，Ｗ３（あるいはＵ１、Ｖ１、Ｗ１、あるいはＵ２、Ｖ２、Ｗ２）に短絡回路２９ａを接続し、異常処理手段２４からこの短絡回路２９ａを開閉する制動リレー２９ｂに励磁指令Ｓを入力するように構成するだけでよいため、風力発電システムへの後付けが容易であり、過電圧から電力管理装置１を保護することにも繋がることとなる。【００４１】
また、既設の風力発電システムの電力管理装置１が、風車３から回転速度検出器２０等を介して取り出される回転数情報Ｎ１を既に入力するようにしている図４（ｂ）等のタイプである場合には、その電力管理装置１の入力ラインを本実施形態に係る回転検知管理装置２の第１の入力ライン２１として利用することもできるので、第２の入力ライン２２及び異常処理手段２４を別途設けるだけで簡易にシステム構成を実現することができる。【００４２】
勿論、その電力管理装置１が、第１の回転数情報Ｎ１に基づいて発電機３２の出力端の短絡、開放を行う短絡回路を備える場合には、異常処理手段２４はその短絡回路に異常処理信号Ｓ１を出力して発電機３２の出力端を短絡させるように構成してもよく、より簡素な構造のもので実現することができる。勿論、制御部を含むコントローラ自体を電力管理装置１と回転検知管理装置２とで一体的に構成することも有効であることは既述したとおりである。【００４３】
これに対して、電力管理装置１が、風車の回転数情報を取得することなく電力管理を行うようにしている図４（ａ）のタイプのような場合であっても、第１の入力ライン２１を構成する回転速度検出器２０を後付け可能なユニット構造にしているため、本実施形態の回転検知管理装置２をこのような風力発電システムにも簡単に適用することが可能となる。【００４４】
上記において、風車３の回転に制動が掛けられたという現象を見ただけでは原因がわかり難いことに鑑みて、本実施形態に係る回転検知管理装置２は、風を受けてトルクを発生する風車本体３１と、この風車本体３１において発生するトルクによって発電を行う発電機３２とを備えた風車３に適用するにあたり、前記風車３の回転数を検知する機械的検知部（回転速度検出器）２０および電気的検知部（回転パルス生成回路）２３と、これらの検知部２０，２３を介して取り出される回転数情報Ｎ１，Ｎ２に基づいて風車３に制動を加えるための処理をなす異常処理手段２４と、前記制動動作と関連づけて前記検知部２０，２３や前記発電機３２が故障している可能性があるために当該制動動作が行われたことを了知できる表示をなす表示部２７とを具備してなるものである。このため、制動停止時の対応をより迅速、的確に行うことが可能となる。【００４５】
本実施形態に係る風車の回転検知管理装置２は、以上説明した構成であるから、この回転検知管理装置２を風力発電システムＡに備えることによって、当該風力発電システムＡの信頼性や安全性等を有効に向上させることが可能となる。【００４６】
なお、各部の具体的な構成は、上述した実施形態のみに限定されるものではない。例えば、風力発電システムが図７に示すように系統連系する場合もある。系統連系は、電気事業者から供給される商用電源Ｅに自家用の交流発電機３２を並列接続して、何れか一方若しくは双方から補助電力ライン４０のような構内配電線を介して上記コントローラ２５を始めとする自社の負荷装置に電力を供給する電力供給システムであり、この場合、発電機３２の電力ライン４に電力管理装置１０を構成する充電管理コントローラ１０ａおよび系統連系コントローラ１０ｂを介して商用電源Ｅが接続される。充電管理コントローラ１０ａは上記コントローラ１１とほぼ同様の構成からなり、充電管理コントローラ１１で整流後に得られる直流電圧を内設のインバータで交流に変換して商用電源Ｅに接続するもので、内部に遮断機等を備え、負荷電流が過大になった場合等に遮断機を遮断して発電機３２を焼損から保護する等の安全管理を行うように構成される。【００４７】
このような風量発電システムに対しても、本発明の回転検知管理装置２を上記実施形態と全く同様にして適用することができる。勿論、この場合にも充電管理コントローラ１０ａの一部を利用して図６に示す回転検知管理装置１０２と同様の回転検知管理装置を構成することができる。【００４８】
その他、短絡に替えて機械的なブレーキを採用するなど、各部の構成も、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【国際調査報告】
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