(57)【要約】【課題】  発電出力を高めることが可能なウィンドファームまたはウィンドファームの制御方法を提供することを目的とする。【解決手段】  上記課題を解決するべく、本発明に係るウィンドファーム１００は、ブレードと、ブレードを回転可能に支持するナセルと、ナセルをヨー回転可能に支持するタワーを備える風力発電装置１０を複数備えるウィンドファームであって、ウィンドファームにおける風況情報と、風力発電装置のうちで発電を停止している第１の風力発電装置１０ａ、１０ｂの配置情報及び第１の風力発電装置の風下に位置する第２の風力発電装置１０ｃ、１０ｄ、１０ｅの配置情報と、第１の風力発電装置の設計情報を用いてウィンドファームの発電量が大きくなる様に、第１の風力発電装置または第２の風力発電装置へヨー角指令値を出力する制御装置４０を備えることを特徴とする。【選択図】  図１
2018035706.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
風を受けて回転するブレードと、前記ブレードを回転可能に支持するナセルと、前記ナセルをヨー回転可能に支持するタワーを備える風力発電装置を複数備えるウィンドファームであって、
前記ウィンドファームにおける風況情報と、前記風力発電装置のうちで発電を停止している第１の風力発電装置の配置情報及び前記第１の風力発電装置の風下に位置する第２の風力発電装置の配置情報と、前記第１の風力発電装置の設計情報を用いて前記ウィンドファームの発電量が大きくなる様に、前記第１の風力発電装置または前記第２の風力発電装置へヨー角指令値を出力する制御装置を備えることを特徴とするウィンドファーム
【請求項２】
請求項１に記載のウィンドファームであって、
前記制御装置は、風向計測値、ヨー角計測値、前記ウィンドファーム内の風力発電装置の位置関係を示す配置情報、前記ウィンドファームに含まれる風力発電装置の設計情報が入力される入力部を備え、
前記第１の風力発電装置による前記第２の風力発電装置への風の減衰の影響を演算する風下影響演算部と、
前記風下影響演算部による前記第２の風力発電装置への風の減衰の影響の演算結果から、発電停止時のヨー角指令値を決定するヨー角決定部を備えることを特徴とするウィンドファーム
【請求項３】
請求項１または２に記載のウィンドファームであって、前記制御装置は、前記第１の風力発電装置による前記第２の風力発電装置への風の減衰の影響が最小となるヨー角の指令値を、前記第１の風力発電装置を風上側から見たときの投影面積が最小となるヨー角として演算することを特徴とするウィンドファーム
【請求項４】
請求項３に記載のウィンドファームであって、
前記投影面積は、前記風況情報、前記配置情報及び前記設計情報を用いて決定することを特徴とするウィンドファーム
【請求項５】
請求項３または４に記載のウィンドファームであって、
風向別に作成されると共に、前記投影面積を考慮して前記第２の風力発電装置の発電量を最大化する前記第１の風力発電装置または前記第２の風力発電装置のヨー角の情報を格納するデータベースを備えることを特徴とするウィンドファーム
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれか１項に記載のウィンドファームであって、
前記制御装置は、複数の前記風力発電装置を制御するウィンドファーム制御装置であり、
前記ウィンドファーム制御装置と、前記複数の風力発電装置は通信手段で接続され、
前記通信手段を介して、前記風力発電装置から前記ウィンドファーム制御装置には、風力発電装置のヨー角計測値、風向・風速計測値、発電電力量、運転・停止情報が送られると共に、前記ウィンドファーム制御装置から前記複数の風力発電装置に対しては、ヨー角指令値が送られることを特徴とするウィンドファーム
【請求項７】
請求項６に記載にウィンドファームであって、
前記風向・風速計測値は、ウィンドファームの内部またはウィンドファームの近傍に設置された風況観測装置から取得されることを特徴とするウィンドファーム
【請求項８】
請求項６または７に記載のウィンドファームであって、
前記制御装置は、前記第１の風力発電装置のヨー角を、ウィンドファーム全体の発電電力が最大になるよう演算するウィンドファーム発電量最大化演算部を備え、
前記ウィンドファーム発電量最大化演算部は、前記第１の風力発電装置または前記第２の風力発電装置の少なくともいずれか一方のヨー角を個別に制御して、ウィンドファーム全体の発電電力が最大になるヨー角の組合せを演算することを特徴とするウィンドファーム
【請求項９】
請求項８に記載のウィンドファームであって、
前記ウィンドファームの発電電力を向上しつつ、少なくとも一部の風力発電装置の風による荷重疲労を低減するように、前記第１の風力発電装置のヨー角または前記ブレードのピッチ角の少なくともいずれか一方を制御することを特徴とするウィンドファーム
【請求項１０】
請求項１ないし９のいずれか１項に記載のウィンドファームであって、
前記制御装置は、前記第１の風力発電装置のヨー角に加え、前記第１の風力発電装置の前記ブレードのピッチ角を制御することを特徴とするウィンドファーム
【請求項１１】
請求項１ないし１０のいずれか１項に記載のウィンドファームであって、
発電停止期間中は、前記第１の風力発電装置のヨー角を風向の変化に合わせて変更することを特徴とするウィンドファーム
【請求項１２】
請求項１ないし１０のいずれか１項に記載のウィンドファームであって、
前記制御装置は、気象予測情報から得られた風向・風速の予測値を用いて決定した発電停止期間中の風向・風速の平均値または最頻値に対して前記ウィンドファームの発電量が最大となる様に、前記第１の風力発電装置のヨー角を発電停止以前に演算することを特徴とするウィンドファーム
【請求項１３】
風を受けて回転するブレードと、前記ブレードを回転可能に支持するナセルと、前記ナセルをヨー回転可能に支持するタワーを備える風力発電装置を複数備えるウィンドファームの制御方法であって、
複数の前記風力発電装置の位置関係を示す配置情報、複数の前記風力発電装置の設計情報及び風況情報を用いて発電を停止している第１の風力発電装置よりも風下側の第２の風力発電装置への風の減衰の影響を考慮した上で、ウィンドファームの発電量が大きくなるように、発電を停止する際の前記第１の風力発電装置または前記第２の風力発電装置のヨー角指令値を決定することを特徴とするウィンドファームの制御方法
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はウィンドファームまたはウィンドファームの制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
石油など化石燃料の枯渇が懸念されるようになって久しく、また、地球環境の温暖化対策のために、ＣＯ２の排出削減が全世界で解決すべき急務の課題となっている。これらの課題の解決を図るために、化石燃料を使用せず、また、ＣＯ２も排出しない発電の方法として、太陽光発電や風力発電など自然エネルギーを用いた発電の導入が世界中で急速に進行している。
【０００３】
これに伴って、２台以上の複数の風力発電装置からなる風力発電装置群（ウィンドファーム）も増加している。風力発電装置の導入量が増加し、基幹電源としての役割を求められるにも伴って、ウィンドファーム全体での発電出力の向上が望まれてきている。しかしながら、ウィンドファームを設置するに際し、敷地面積等に制約があることから、風力発電装置相互の距離を十分に離して設置することはできず、風力発電装置相互間の距離がある程度近づいたものになることが多い。また、ウィンドファームが大規模となり、ウィンドファーム内の風力発電装置の台数が増加すると、定期メンテナンスや故障に伴って、発電を停止する風力発電装置が増加する。風力発電装置相互の距離が十分に離れている場合には、発電を停止している風力発電装置を通過した後流の影響を考慮する必要はないが、風力発電装置相互間の距離がある程度近づいたものになる場合、発電を停止した風力発電装置は風に対して障害物となり、風下の風力発電装置では発電を停止した風力発電装置を通過した後流の影響を受けることになって発電出力が低下してしまう。大抵のサイトにおいては、設置スペースの制約から後流の影響が残る位置関係になっている。
【０００４】
ここで、特許文献１には、発電を停止する風力発電システムのヨー角を、風向に対して常に風力発電装置のブレードの回転面が風向と平行になるように制御する手法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】ＷＯ２０１５／１３６６８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
発電を停止した風力発電装置を通過する風は、風向以外にも、風力発電装置の形状、風下側の風力発電装置の配置、距離等により、風下の風力発電装置への影響が変化する。そのため、発電を停止した風力発電装置のヨー角を、風向に対して常にブレードの回転面が風向と平行になるように制御する方法では、風力発電装置のナセルやハブの形状によっては、他のヨー角よりも風の影響が増大し、ウィンドファームの発電出力が最大とならないことが考えられる。
【０００７】
上記の点を鑑み、本発明では、発電出力を高めることが可能なウィンドファームまたはウィンドファームの制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明に係る風を受けて回転するウィンドファームは、ブレードと、前記ブレードを回転可能に支持するナセルと、前記ナセルをヨー回転可能に支持するタワーを備える風力発電装置を複数備えるウィンドファームであって、前記ウィンドファームにおける風況情報と、前記風力発電装置のうちで発電を停止している第１の風力発電装置の配置情報及び前記第１の風力発電装置の風下に位置する第２の風力発電装置の配置情報と、前記第１の風力発電装置の設計情報を用いて前記ウィンドファームの発電量が大きくなる様に、前記第１の風力発電装置または前記第２の風力発電装置へヨー角指令値を出力する制御装置を備えることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明に係るウィンドファームの制御方法は、風を受けて回転するブレードと、前記ブレードを回転可能に支持するナセルと、前記ナセルをヨー回転可能に支持するタワーを備える風力発電装置を複数備えるウィンドファームの制御方法であって、複数の前記風力発電装置の位置関係を示す配置情報、複数の前記風力発電装置の設計情報及び風況情報を用いて発電を停止している第１の風力発電装置よりも風下側の第２の風力発電装置への風の減衰の影響を考慮した上で、ウィンドファームの発電量が大きくなるように、発電を停止する際の前記第１の風力発電装置または前記第２の風力発電装置のヨー角指令値を決定することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、ウィンドファームの発電を停止している風力発電装置の動作パラメータを適切に制御してウィンドファームにおける発電出力を高めることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第一の実施例におけるウィンドファームの構成を示す図である。
【図２（ａ）】第一の実施例を適用しない場合において風力発電装置のヨー角によって風下の風力発電装置の入力風速が低下する概念を示す図である。
【図２（ｂ）】第一の実施例を適用する場合において風力発電装置のヨー角によって風下の風力発電装置の入力風速が低下する概念を示す図である。
【図３】本発明の第一の実施例における風力発電装置の制御ブロック図である。
【図４（ａ）】本発明の第一の実施例における発電を停止している風力発電装置による風の減衰の影響を演算する一手法を説明する図であり、垂直投影面積を小さくするものである。
【図４（ｂ）】本発明の第一の実施例における発電を停止している風力発電装置による風の減衰の影響を演算する一手法を説明する図であり、垂直投影面積を大きくするものである。
【図５】本発明の第一の実施例におけるヨー角の指令値を決定するために用いるテーブルの一例である。
【図６】本発明の第一の実施例におけるヨー角の指令値を決定する手順を示すフローチャートである。
【図７】本発明の第二の実施例におけるウィンドファームの構成を示す図である。
【図８】本発明の第二の実施例におけるウィンドファーム制御装置の制御ブロック図である。
【図９】本発明の第三の実施例における風力発電装置のヨー角を変更するタイミングを示す図である。
【図１０】本発明の第四の実施例におけるヨー角を気象予測情報を用いて決定するタイミングを示す図である。
【図１１】本発明の第五の実施例におけるヨー角とピッチ角を制御する場合の制御ブロック図である。
【図１２（ａ）】本発明の第六の実施例を適用しない場合におけるウィンドファームの発電量と風力発電装置の荷重疲労の例を示したグラフである。
【図１２（ｂ）】本発明の第六の実施例を適用した場合におけるウィンドファームの発電量と風力発電装置の荷重疲労の例を示したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明を実施する上で好適な実施例について図面を用いて説明する。
【実施例１】
【００１３】
図１は、本実施例におけるウィンドファーム１００の構成図である。該図において、各風力発電装置１０は風２０のエネルギーを受けて発電する。各風力発電装置は、風を受けて回転するブレードと、ブレードを主軸等を介して回転可能に支持するナセルと、ナセルをヨー回転可能に支持するタワーを備えている。各風力発電装置１０は電力送電線３を介して相互に接続され、電力系統４に対して発電電力を供給する。風力発電装置１０のうち、メンテナンスや故障等で発電を停止している風力発電装置１０ａ、１０ｂがあると、前記発電を停止している風力発電装置１０ａ、１０ｂは、入力される風２０ａ、２０ｃに対して障害物となり、１０ａ、１０ｂを通過した風２０ｂ、２０ｄで発電する風下の風力発電装置１０ｃ、１０ｄ、及び１０ｅの発電量が低下する可能性がある。そこで、前記発電を停止している風力発電装置に設置された、風況情報に含まれる風向風速計の風向風速計測値と、ヨー角センサの計測値と、ウィンドファーム１００内の風力発電装置１０の配置情報や設計情報を用いて、前記発電を停止している風力発電装置１０ａ、１０ｂのヨー角１１ａ、１１ｂを、入力風２０ａ、２０ｃの減衰が小さくなる向きに制御することによって、前記風下の風力発電装置に流入する風速が増大し、風下の風力発電装置の発電量を向上させることが可能となる。
【００１４】
図２は、本実施例における発電を停止している風力発電装置のヨー角によって風下の風力発電装置の入力風速が低下する概念を示す図である。該図（ａ）は、本発明の制御を実施しない場合を示しており、発電を停止している風力発電装置１０ａに吹く風２０の風速が１０ｍ／ｓの場合に、前記発電を停止している風力発電装置１０ａのヨー角が適切でない位置で固定されているために、風力発電装置１０ａを通過して風力発電装置１０ａよりも風下側にある風力発電装置１０ｃに吹く風が６ｍ／ｓに減衰している。該図（ｂ）は、本発明を適用した場合を示しており、発電を停止している風力発電装置１０ａのヨー角を、風２０に対して抵抗の少なくなる値に制御することにより、風下側にある風力発電装置１０ｃに吹く風が８ｍ／ｓと、（ａ）よりも向上する。これにより、発電に寄与しない停止中の風力発電装置を制御することで、ウィンドファーム全体の発電量を向上させることが可能となる。
【００１５】
図３は、本実施例における風力発電装置の制御ブロック図である。風力発電制御装置３０は、ウィンドファーム内の各風力発電装置に設置されている。風力発電制御装置３０は、風力発電装置の風向風速計測値、同ヨー角計測値、ウィンドファーム内の各風力発電装置の配置情報、及び設計情報（ロータ、ナセル、タワー等の構造部材の形状等の情報）を入力する入力部を備え、風下側の風力発電装置への風の減衰の影響を演算する、風下影響演算部３１と、風下影響演算部３１の風下側の風力発電装置への風の減衰の影響の演算結果と、風力発電装置の停止計画情報とから、発電を停止する際の最適なヨー角の指令値を決定する最適ヨー角決定部３２とを備える。最適なヨー角は発電停止時に定めてヨー角をロックする場合と発電停止中にもヨー制御を行う場合と両方がある。風下影響演算部３１に入力される風向風速計測値及びヨー角計測値は随時その時刻における計測値が入力されてくる一方、配置情報や設計情報については予めデータベースに格納された情報を参照する。ウィンドファーム制御装置はそうしたデータベースを内部に保有するか、外部から参照することで情報を取得する。
【００１６】
図４は、本実施例における発電を停止している風力発電装置が、風下側の風力発電装置に与える風の減衰の影響を演算する手法を説明する図である。ここで、発電を停止している風力発電装置を通過する風の減衰は、風上側から発電を停止している風力発電装置を見たときの垂直投影面積に比例すると仮定する。この投影面積は、風向計測値、風速計測値等の風況情報、風力発電装置の配置情報及び風力発電装置の設計情報から決定することができる。図４（ａ）と（ｂ）は発電を停止している風力発電装置のヨー角を２通りに変化させた場合の、風上側から見た垂直投影図であり、この面積を比較することで、（ａ）のヨー角の方が（ｂ）よりも風の減衰が少ないと判定できる。風力発電装置の設計図面から、風向毎の垂直投影面積を事前に求めておくことで、風の減衰の影響が少なくなるヨー角を演算することができる。本実施例で示す風力発電装置の形状の場合には、図１の風力発電システムの配置、風向の条件では、発電を停止している風力発電装置１０ａ、１０ｂのヨー角は０°が、風の減衰の影響が最も少なくなるヨー角となる。そして、風下側の風力発電装置における風の減衰の影響が最小となるヨー角の指令値を、風上にいる発電停止中の風力発電装置を風上側（風向き方向）から見たときの投影面積が最小となるヨー角として演算する。
【００１７】
図５は、本実施例における発電を停止している風力発電装置の、ヨー角の指令値を決定するために用いるテーブルの一例である。図４の垂直投影面積による、風下側の風力発電装置に与える、風の減衰の影響を演算した結果、あるいは流体解析等の手段を用いて、風向別、風速別に最適な自身または風下側の風力発電装置のヨー角を事前に演算して、テーブルに格納しておく。このテーブルは前述のデータベースに格納しても良く、或いは別のデータベースに格納することもできる。最適ヨー角決定部では、このテーブルを参照して、ヨー角指令値を決定することができる。なお、強風時には風下の、より離れた位置にある風力発電装置にも影響が出るため、風向だけでなく風速に応じて最適ヨー角を変更できるようにすることにより、ウィンドファーム全体の発電量の向上が可能となる。
【００１８】
図６は、本実施例における発電を停止している風力発電装置の、ヨー角の指令値を決定する手順を示すフローチャートである。予めデータベースに記憶してあるウィンドファーム内の風力発電装置の配置情報及び風力発電装置の形状を含む設計情報を風力発電制御装置３０の風下影響演算部３１に入力し、更に風力発電装置で計測した風向、風速の計測値と、ヨー角計測値を風下影響演算部３１に入力する。入力された情報のうちで配置情報と、風向、風速の計測値から、風下側の風力発電装置との位置関係を演算する。風下側の風力発電装置との位置関係から、風下側の風力発電装置に対する最小投射面積が最小となるヨー角を演算する。演算したヨー角を、発電を停止している風力発電装置１０ａ、１０ｂに指令する。風向風速等の計測値は時々刻々と変化するので、ヨー角指令値を出力した後は、再び計測値の読み込みの段階に戻り、フローが流れることになる。
【００１９】
本実施例においては、投影面積が最小になるヨー角を演算することとしたが、必ずしも最小でなくとも、何ら上記制御を考慮しない場合と比較して投影面積を減少させることができる位置にヨー角指令値を設定することで一定の効果は期待できる。無論、投影面積を最小にすることが特に望ましい。
【実施例２】
【００２０】
図７は、実施例１において発電を停止している風力発電装置のヨー角を、ウィンドファームに最低一台設置されるウィンドファーム制御装置から指令する場合の構成図である。該図において、各風力発電装置１０とウィンドファーム制御装置４０は通信手段５０で接続される。各風力発電装置１０からウィンドファーム制御装置４０には、例えば各風力発電装置１０のヨー角計測値、風向・風速計測値、発電電力量、運転・停止情報が送られる。ウィンドファーム制御装置４０から各風力発電装置１０に対しては、例えばヨー角指令値が送られる。このような構成とすることによって、ウィンドファーム内の発電を停止している風力発電装置が複数ある場合や、ウィンドファーム内の風向・風速の分布が不均一な場合において、ウィンドファーム全体の発電電力を向上させるように、発電を停止している風力発電装置のヨー角を制御することが可能となる。
【００２１】
図８は、本実施例におけるウィンドファーム制御装置３０Ｗの制御ブロック図である。図３の各風力発電装置に設置された風力発電制御装置３０との違いは、ウィンドファーム内で発電を停止している風力発電装置のヨー角を、ウィンドファーム全体の発電電力が最大となるよう演算をする、ウィンドファーム発電量最大化演算部３３Ｗを備える点である。ウィンドファーム発電量最大化演算部３３Ｗは、ウィンドファーム内の複数の稼働している風力発電装置と、最低一台以上の発電を停止している風力発電装置のどちらか、または両方のヨー角を個別に制御して、ウィンドファーム全体の発電電力が最大となるヨー角の組合せを演算する。前記組合せの演算方法の一例としては、ウィンドファームの風力発電装置の配置、各風力発電装置の形状を模擬したシミュレーションモデルに、計測した風向・風速情報、発電を停止している風力発電装置の情報を入力し、探索的計算手法を用いて、（１）式で表わされる目的関数を最大化するように、各風力発電装置のヨー角を求める。
ＰＷＦ＝Σ（Ｐ（ｎ））⇒最大  ・・・（１）
ここで、ＰＷＦはウィンドファーム全体の発電電力を示している。Ｐ（ｎ）はウィンドファーム内のｎ番目の風力発電装置の発電電力を示しており、Ｐ（ｎ）は（２）式で表わされる。
Ｐ（ｎ）＝Ｃｐ（ｎ）×（１／２）×ρ×Ａ×Ｖ３  ・・・（２）
ここで、Ｃｐは風力発電装置のパワー係数、ρは空気密度、Ａは受風面積、Ｖは風速を示している。
前記探索的計算手法としては、例えば遺伝的アルゴリズム等を用いることが可能である。
【００２２】
また、本実施例では前記探索的計算手法を用いる以外にも、ウィンドファーム制御装置３０Ｗで、ウィンドファーム全体の発電電力を計測しながら、発電を停止している風力発電装置のヨー角を逐次変化させて、それによる発電電力の変化から、発電電力が大きくなる方にヨー角を変更する方法もある。
【００２３】
なお、前記風向・風速の計測値は、前記風力発電装置に搭載されている風向・風速計を用いる以外にも、ウィンドファーム内、もしくはウィンドファーム近傍の風向・風速観測装置の計測値を用いることも可能である。
【実施例３】
【００２４】
図９は、実施例１または実施例２において、発電を停止している風力発電装置のメンテナンス等の作業時間以外は、風向に応じてヨー角を変更する実施例を示している。メンテナンスや故障により発電を停止している風力発電装置は、通常メンテナンス期間、または故障が復旧するまでの期間は、ヨー角を固定した状態とする。実施例１ないし実施例２では、発電を停止している風力発電装置のヨー角を、風下の風力発電装置の発電電力が増大するように指令するが、本実施例では発電を停止している期間中、風向が変化するタイミングでヨー角を変更することを特徴とする。このとき、当該風力発電装置のタワーやナセル内部で作業している時間帯は、安全のためにヨー角の変更は停止する。これにより、風向が頻繁に変化するウィンドファームにおいても、本発明の発電量向上効果が期待できる。
【実施例４】
【００２５】
図１０は、実施例１または実施例２において、発電を停止している風力発電装置のヨー角を、風向・風速等の気象予測情報に応じて設定する実施例を示している。実施例３のように風力発電装置のメンテナンス期間中も、ヨー角を制御できる場合には、計測した風向・風速に応じてヨー角を変更することが可能であるが、メンテナンス期間中はヨー角を変更できない場合、例えばヨー制御に関わる部品交換等のメンテナンスが想定される。このような場合には、メンテナンス期間中の風向・風速の予測値を用いて、その平均値あるいは最頻値の風向・風速に対して、発電量が最大となるヨー角を予め決定しておき、発電を停止する時点で前記ヨー角に設定することが可能である。
【実施例５】
【００２６】
図１１は、前述の各実施例において、発電を停止している風力発電装置のヨー角だけではなく、ピッチ角も制御する実施例の制御ブロック図である。通常、メンテナンスや故障のために風力発電装置の発電を停止する場合は、ピッチ角は風力発電装置の正面から風を受けてもブレードの回転トルクが発生しないフェザー位置で固定する。本発明においては、発電を停止している風力発電装置と、風下側の風力発電装置の位置関係や、風力発電装置の垂直投影面積等の形状から、ピッチ角をフェザー位置以外とした方が、風の減衰を小さくできる可能性がある。従って、発電を停止している風力発電装置のヨー角とピッチ角のどちらか、あるいは両方を、風の減衰を小さくできる位置に制御することで、ウィンドファームの発電電力を向上させられる可能性がある。
【実施例６】
【００２７】
図１２は、ウィンドファームの発電量と、風力発電装置の風による荷重疲労の例を示したグラフである。前述の各実施例において、発電を停止している風力発電装置のヨー角、あるいはヨー角とピッチ角を制御することで、ウィンドファームの発電電力を向上させる場合、ヨー角、ピッチ角と風向・風速の関係によっては、該図（ａ）のように風力発電装置の荷重疲労が、本発明の制御をしない場合を１００％として、それよりも増大してしまうことが考えられる。風力発電装置の荷重疲労が増大すると、風力発電装置のメンテナンス周期が短くなることや、故障が発生しやすくなるという懸念がある。その場合、該図（ｂ）のように発電量の向上効果を小さくして、荷重疲労を低減するようにヨー角、あるいはピッチ角を制御することが可能である。実施例２で説明したウィンドファーム発電量最大化演算部３３Ｗにこの機能を搭載させる場合、ウィンドファーム発電量最大化演算部３３Ｗでは、必ずしも発電量の最大化を図るのみでなく、発電量は増大する方向としつつ、荷重疲労の低減を同時に図る様にする。これは、風力発電装置の風向に対するヨー角、ピッチ角によって、風下側風力発電装置の発電量の向上量と、発電を停止している風力発電装置の荷重疲労の変化を流体解析等を用いて事前に求めておくことで実現可能である。風力発電装置の風向に対するヨー角、ピッチ角の変化によって、風下側風力発電装置の発電量の向上量と、発電を停止している風力発電装置の荷重疲労の変化の度合いの関係については、事前に求めた上でデータベース等の記憶装置に格納しておくことが出来る。
【符号の説明】
【００２８】
１０…風力発電装置、２０…風、３０…風力発電制御装置、４０…ウィンドファーム制御装置、５０…通信手段、１００…ウィンドファーム
【図１】
2018035706.tif 000003
【図２（ａ）】
2018035706.tif 000004
【図２（ｂ）】
2018035706.tif 000005
【図３】
2018035706.tif 000006
【図４（ａ）】
2018035706.tif 000007
【図４（ｂ）】
2018035706.tif 000008
【図５】
2018035706.tif 000009
【図６】
2018035706.tif 000010
【図７】
2018035706.tif 000011
【図８】
2018035706.tif 000012
【図９】
2018035706.tif 000013
【図１０】
2018035706.tif 000014
【図１１】
2018035706.tif 000015
【図１２（ａ）】
2018035706.tif 000016
【図１２（ｂ）】
2018035706.tif 000017