(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
風を受けて回転すると共に、ピッチ角を調整可能なブレードと、
通信装置と、を備える風力発電装置であって、
前記風力発電装置は、当該風力発電装置よりも風上側に位置する他の風力発電装置にトリップ現象が生じた場合、所定の情報を前記通信装置により受信し、
当該所定の情報に基づき、前記他の風力発電装置のトリップ時の風速が所定値よりも遅いと判定した場合、前記風力発電装置のブレードのピッチ角を基準値よりもフェザー側に移行し、
前記他の風力発電装置のトリップ時の風速が所定値以上であると判定した場合、前記風力発電装置のブレードのピッチ角をフルフェザーに移行する、或いは、ヨー制御をフリーヨーに移行することを特徴とする風力発電装置。
【請求項２】
請求項１に記載の風力発電装置であって、
前記所定の情報は、前記他の風力発電装置のトリップ情報であることを特徴とする風力発電装置。
【請求項３】
請求項２に記載の風力発電装置であって、
前記所定の情報は、さらに前記他の風力発電装置に設けられた風向風速計により計測される風向情報を含むことを特徴とする風力発電装置。
【請求項４】
請求項２に記載の風力発電装置であって、
前記所定の情報は、さらに前記他の風力発電装置に設けられた風向風速計により計測される風速情報を含むことを特徴とする風力発電装置。
【請求項５】
風を受けて発電運転する第１の風力発電装置と、
前記第１の風力発電装置とは異なる位置に設置される第２の風力発電装置と、を含む、少なくとも２基以上の風力発電装置からなるウィンドファームであって、
前記第１の風力発電装置および前記第２の風力発電装置は、通信装置を各々備え、
前記第１の風力発電装置にトリップ現象が生じた場合、所定の情報を前記通信装置により前記第１の風力発電装置から前記第２の風力発電装置に伝送し、
当該所定の情報に基づき、前記第１の風力発電装置のトリップ時の風速が所定値よりも遅いと判定した場合、前記第２の風力発電装置のブレードのピッチ角を基準値よりもフェザー側に移行し、
前記第１の風力発電装置のトリップ時の風速が所定値以上であると判定した場合、前記第２の風力発電装置のブレードのピッチ角をフルフェザーに移行する、或いは、ヨー制御をフリーヨーに移行することを特徴とするウィンドファーム。
【請求項６】
請求項５に記載のウィンドファームであって、
前記所定の情報は、前記第１の風力発電装置のトリップ情報であ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に記載のウィンドファームであって、
前記所定の情報は、さらに前記第１の風力発電装置に設けられた風向風速計により計測される風向情報を含むことを特徴とするウィンドファーム。
【請求項８】
請求項６に記載のウィンドファームであって、
前記所定の情報は、さらに前記第１の風力発電装置に設けられた風向風速計により計測される風速情報を含むことを特徴とするウィンドファーム。
【請求項９】
少なくとも２基以上の風力発電装置からなるウィンドファームの制御方法であって、
風上側の風力発電装置にトリップ現象が生じた場合、所定の情報を風下側の風力発電装置に伝送し、
当該所定の情報に基づき、前記風上側の風力発電装置のトリップ時の風速が所定値よりも遅いと判定した場合、前記風下側の風力発電装置のブレードのピッチ角を基準値よりもフェザー側に移行し、
前記風上側の風力発電装置のトリップ時の風速が所定値以上であると判定した場合、前記風下側の風力発電装置のブレードのピッチ角をフルフェザーに移行する、或いは、ヨー制御をフリーヨーに移行することを特徴とするウィンドファームの制御方法。
【請求項１０】
請求項９に記載のウィンドファームの制御方法であって、
前記所定の情報は、当該ウィンドファームの監視システムを介して、前記風上側の風力発電装置から前記風下側の風力発電装置に伝送されることを特徴とするウィンドファームの制御方法。
【請求項１１】
請求項１０に記載のウィンドファームの制御方法であって、
前記風下側の風力発電装置は、少なくとも２基以上設置され、
前記監視システムにおいて、前記所定の情報に基づき、ピッチ角を調整する風下側の風力発電装置を選択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、風力発電装置に係り、風速の上昇によって発生する風力発電装置のトリップ現象から風力発電装置を保護する機構を備える風力発電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
新エネルギーのひとつとして導入が拡大している風力発電においては、風力発電システムを安定かつ長期的に運用するために、風車の損傷の原因となるブレードに掛かる荷重をできるだけ低減し、風力発電システム全体の信頼性を向上することが重要な課題となっている。
【０００３】
風力発電装置においては、突風など風速の急激な上昇によってトリップ現象が発生することがあり、その場合、風力発電装置にかかる荷重は大きくなる。このような問題を解決する方法として、突風を事前検知するための風向風速計を備えた観測用のタワーを風力発電装置の近傍に設置する方法などが知られている。
【０００４】
本技術分野の背景技術として、例えば、特許文献１のような技術がある。特許文献１には、「音波または電磁波の受発振によるドップラ効果を用いたドップラ風速計をナセルやハブに備え、ドップラ風速計が風上において所定以上の風速を検知した場合には、ブレード角度制御手段によりブレードの角度を変更する風力発電装置」が開示されている。
【０００５】
また、特許文献２には、「風の状態の音波探知及び測距のための音波気象探知機システムをハブ領域に備え、音波気象探知機システムが特に望ましくない風の状態を探知及び測距した場合、ロータブレードの迎え角を適切に変える風力発電装置」が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−１２５２６５号公報
【特許文献２】特開２００８−３０３８８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、前述の観測用タワーを用いる場合、風車に加えて新たな建造物が必要であり、また風向の変化を考慮して、様々な場所に設置しなければならない。
【０００８】
また、特許文献１の風力発電装置では、ドップラ風速計を用いているものの、遠距離の計測においては必ずしも十分な精度は得られず、さらに、ドップラ風速計を設置した方向のみしか計測できない。
【０００９】
また、特許文献２の風力発電装置では、ある1つの風力発電装置で測定された風及び負荷のデータを利用して風力発電装置の制御を行っているが、トリップ現象発生の有無は風速の情報のみから正確に把握することは困難であり、トリップ現象が発生する原因となる風を見逃してしまう恐れがある。
【００１０】
そこで、本発明の目的は、観測用タワーなどの新たな建造物を設置することなく、風力発電装置のトリップ現象を引き起こす風速の上昇を精度良く検知し、風力発電システム全体として信頼性向上および発電量の安定化が可能な風力発電装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために、本発明は、風を受けて回転すると共に、ピッチ角を調整可能なブレードと、通信装置と、を備える風力発電装置であって、前記風力発電装置は、当該風力発電装置よりも風上側に位置する他の風力発電装置にトリップ現象が生じた場合、所定の情報を前記通信装置により受信し、当該所定の情報に基づき、前記他の風力発電装置のトリップ時の風速が所定値よりも遅いと判定した場合、前記風力発電装置のブレードのピッチ角を基準値よりもフェザー側に移行し、前記他の風力発電装置のトリップ時の風速が所定値以上であると判定した場合、前記風力発電装置のブレードのピッチ角をフルフェザーに移行する、或いは、ヨー制御をフリーヨーに移行することを特徴とする。
【００１２】
また、本発明は、風を受けて発電運転する第１の風力発電装置と、前記第１の風力発電装置とは異なる位置に設置される第２の風力発電装置と、を含む、少なくとも２基以上の風力発電装置からなるウィンドファームであって、前記第１の風力発電装置および前記第２の風力発電装置は、通信装置を各々備え、前記第１の風力発電装置にトリップ現象が生じた場合、所定の情報を前記通信装置により前記第１の風力発電装置から前記第２の風力発電装置に伝送し、当該所定の情報に基づき、前記第１の風力発電装置のトリップ時の風速が所定値よりも遅いと判定した場合、前記第２の風力発電装置のブレードのピッチ角を基準値よりもフェザー側に移行し、前記第１の風力発電装置のトリップ時の風速が所定値以上であると判定した場合、前記第２の風力発電装置のブレードのピッチ角をフルフェザーに移行する、或いは、ヨー制御をフリーヨーに移行することを特徴とする。
【００１３】
また、本発明は、少なくとも２基以上の風力発電装置からなるウィンドファームの制御方法であって、風上側の風力発電装置にトリップ現象が生じた場合、所定の情報を風下側の風力発電装置に伝送し、当該所定の情報に基づき、前記風上側の風力発電装置のトリップ時の風速が所定値よりも遅いと判定した場合、前記風下側の風力発電装置のブレードのピッチ角を基準値よりもフェザー側に移行し、前記風上側の風力発電装置のトリップ時の風速が所定値以上であると判定した場合、前記風下側の風力発電装置のブレードのピッチ角をフルフェザーに移行する、或いは、ヨー制御をフリーヨーに移行することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、観測用タワーなどの新たな建造物を設置することなく、風力発電装置のトリップ現象を引き起こす風速の上昇を精度良く検知し、風力発電システム全体として信頼性向上および発電量の安定化が可能な風力発電装置を実現できる。
【００１５】
上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施形態に係る風力発電装置を側面から見た概念図である。
【図２】本発明の一実施形態に係るウィンドファームを上方から見た概念図である。
【図３】本発明の一実施形態に係るウィンドファームを上方から見た概念図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る風力発電装置の制御ブロック図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る風力発電装置の制御ブロック図である。
【図６】本発明の一実施形態に係る風力発電装置の制御フローチャートである。
【図７】本発明の一実施形態に係る風力発電装置の制御ブロック図である。
【図８】本発明の一実施形態に係る風力発電装置の制御フローチャートである。
【図９】本発明の一実施形態に係るウィンドファームを上方から見た概念図である。
【図１０】本発明の一実施形態に係る風力発電装置の制御ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面を用いて本発明の実施例を説明する。なお、各図面において同一の構成については同一の符号を付し、重複する部分についてはその詳細な説明は省略する。
【実施例１】
【００１８】
図１から図４を用いて、実施例１における風力発電装置およびウィンドファームについて説明する。図１はピッチ角を調整可能なブレードを備えた風力発電装置１００の全体概要を示している。図１の風力発電装置１００は、風力発電装置の支柱となるタワー１０２と、タワー１０２に対して略水平面内をヨー回転可能に支持されるナセル１０４と、ナセル１０４に対して回転可能に支持されるハブ１０８と、ハブ１０８に対して回転（ピッチ角変化）可能に支持されるブレード１１０を備えている。ハブ１０８とブレード１１０を合わせた領域であるロータ１１２が風を受けて回転することにより、風のエネルギーを回転エネルギーに変換し、回転エネルギーにより発電機１０６を運転して発電を行う。
【００１９】
ここで、ピッチ角とはハブ１０８に対するブレード１１０の取り付け角を表している。また、ブレード１１０を風に対して正対させ、風のエネルギーを高効率に回収できるようピッチ角を変更することをファインにすると呼び、ブレードを風と平行な向きにすることで、風を逃がすようにピッチ角を変更することをフェザーと呼ぶ。
【００２０】
風力発電装置１００はブレード１１０のピッチ角を制御する機構を持ち、風向風速計１１６を備える。また、送受信機１１４を通じて外部から得た所定の情報に基づいてピッチ角の制御値を変更する機構を持つ。ここで、所定の情報とは、例えば、自身よりも風上側に位置する風力発電装置にトリップ現象が生じた場合のトリップ現象の情報（トリップ情報）の他、トリップが生じた際の風向情報、風速情報なども含み得る。
【００２１】
なお、図１では、送受信機１１４はナセル１０４内に設置されているが、必ずしもナセル１０４内に設置されなければならない訳ではなく、外部との通信が可能であり、かつ受信した情報を元に制御を行えればよい。また、送受信機１１４は送信機能と受信機能の両方を備えるものに限定されるものではなく、送信機能を有する送信機或いは受信機能を有する受信機のいずれか一方を選択的に備えてもよい。例えば、風上側の風力発電装置２１０は送信機能を備え、風下側の風力発電装置２２０は受信機能を備えるような構成であっても良い。つまり、図１の送受信機１１４は、外部と情報をやり取りができる通信装置である。また、ここで言う、外部とは複数の風力発電装置１００が設置されたウィンドファーム内における他の風力発電装置やウィンドファームの監視システムを指す。
【００２２】
図２および図３は複数の風力発電装置が設置されたウィンドファームの例を示している。図２は１基の風上側風力発電装置２１０と２基の風下側風力発電装置２２０から構成される小規模なウィンドファームの例であり、図３は２基の風上側風力発電装置２１０と多数の風下側風力発電装置２２０から構成される大規模なウィンドファームの例である。ここで言うウィンドファームとは、少なくとも２基以上の風力発電装置からなる集合型風力発電所や風力発電装置群を指す。
【００２３】
ウィンドファームに設置された風力発電装置１００は風向に対して風上側に位置する風上側風力発電装置２１０（図３の例では、風上側風力発電装置群２１０）と風下側に設置された風下側風力発電装置２２０（図２および図３の例では、風下側風力発電装置群２２０）に分類され、風向きの変化によって分類も変化する。具体的には、図３の例では、風上側風力発電装置として２基の風力発電装置が最も風上に位置しているが、無論２基に限られるものでなく、風向きによっては１基のみが該当することもあり、更には３基以上が該当することもあり得る。
【００２４】
風上側風力発電装置２１０は発電時に取得したデータをウィンドファーム内に設置された風下側風力発電装置２２０に送信する通信手段を備えている。発電時に取得したデータとは、例えば、風向情報、風速情報、ロータ回転数、発電機トルクなどがあり、直接または（算出するために）間接的に風速の大きさが把握できる情報が含まれる。また、風下側風力発電装置２２０はウィンドファーム内における風上側風力発電装置２１０が取得したデータを受信する通信手段を備えており、受信したデータを制御に反映させる。
【００２５】
なお、本実施例における風力発電装置は、風下側にロータが配置されるダウンウィンド型風力発電装置を例にしているが、本発明の適用対象はダウンウィンド型風力発電装置に限られるものではなく、風上側にロータが配置されるアップウィンド型風力発電装置にも適用可能である。
【００２６】
本実施例では、風上側風力発電装置２１０でトリップ現象が発生した場合において、風下側風力発電装置２２０のブレードが風を受け難い向きに調整することで、突風の影響を回避する風下側風力発電装置２２０の例を説明する。ブレードが風を受け難い向きとしては、例えばフェザー側がある。なお、ブレードが風向に対してほぼ平行であるため風のエネルギーを全く回収できない状態のことをフルフェザーと言う。
【００２７】
次にトリップ現象について説明する。図１に示す風力発電装置１００において、風力発電装置１００に流入する風速が所定時間内に所定風速以上に上昇した場合、ピッチ角の制御が追いつかず、ロータ１１２の回転数が所定値を超えて上昇する。その際、発電機１０６が停止することになり、それによって発電機１０６がもつトルクが消失する。結果として、ロータ１１２に加わる負荷が急減し、それによりロータ１１２の回転数が上昇することになる。即ち、トリップ現象の場合、単に風速が上昇するのみで、発電機トルクが無くなることでの負荷上昇が無い場合と比較して急激に荷重が大きくなる。
【００２８】
図４は本実施例における風力発電装置およびウィンドファームの制御ブロック図である。図２或いは図３のウィンドファームにおいて、風上側風力発電装置２１０がトリップ現象を起こした場合、その情報をウィンドファーム内に設置されて風上側風力発電装置２１０よりも風下側に位置する風下側風力発電装置２２０に発信する。風下側風力発電装置２２０は情報を受信した場合、トリップを観測した風上側風力発電装置２１０からの距離に応じて、基本制御値以上にピッチ角をフルフェザーへ変化させる。これにより、上昇した風速をブレード１１０が回収することを防止する。
【００２９】
その結果、風上側風力発電装置２１０よりも風下側に位置する風下側風力発電装置２２０のブレード１１０の回転数が所定値以上に上昇することを防止し、トリップ現象の発生を回避する。下流側風車のトリップ現象の発生を回避することで、トリップ現象による荷重の上昇を回避することが出来る。
【００３０】
なお、本実施例における風力発電装置の利点は以下のような点にある。即ち、本実施例では、風上側風力発電装置２１０がトリップ現象を起こした場合、数秒後には同様の風況条件に風上側風力発電装置２１０よりも風下側に位置する風下側風力発電装置２２０が陥る可能性が高い。そこで、風下側風力発電装置２２０は風上側風力発電装置２１０から送信されたトリップ情報を受信し、数秒後に予見される突風に備えて予めピッチ角を基本制御値よりもフェザー側へ移行させておく。
【００３１】
なお、突風の風速は例えば５０ｍ／ｓなどであるが、通常、ウィンドファームにおける風力発電装置間の距離は数百メートル程離れており、最も風上側の風力発電装置が突風を検知してから風下側の風力発電装置が同様の風況に陥るまで１０秒前後の時間がある。その時間内であれば、風上側の風力発電装置からトリップ情報を受信して事前に制御を行っておくことは十分に可能である。これにより、風下側風力発電装置２２０のトリップ現象を事前に回避することで、風下側風力発電装置２２０の発電量の低下を抑制し、ウィンドファーム全体の発電量の安定化を図ることが出来る。
【００３２】
本実施例では、自身よりも風上側に位置する他の風力発電装置がトリップした場合に、自身のブレードのピッチ角をフルフェザーに移行させる様にしているが、風上側に位置する他の風力発電装置に生じた実際の風況を自身の制御に用いているので、制御の精度を向上させることが可能になる。加えて、自身の制御に用いるための風向風速計を備えた新たな建造物等を設置する必要がなく、風上側の風力発電装置が元々備えている風向風速計等を用いれば良いため、簡便な設置が可能である。
【００３３】
なお、図４に示すように、風上側風力発電装置２１０のトリップ情報に加えて、風上側風力発電装置２１０に設置されている風向風速計１１６により計測した風向情報を制御演算部Ａ３０６および送受信機１１４を介して、風下側風力発電装置２２０に送信することも可能である。
【００３４】
風上側風力発電装置２１０のトリップ情報および風向情報を用いて、風下側風力発電装置２２０のブレードのピッチ制御を行うことで、より精度の高い制御が可能となる。
【実施例２】
【００３５】
図１から図５を用いて、実施例２における風力発電装置およびウィンドファームについて説明する。なお、実施例１と重複する点については詳細な説明を省略する。
【００３６】
実施例２における特徴点としては、ピッチ角の制御を実施例１に比べて、より精密に行う点にある。風上側風力発電装置２１０において、トリップ現象が起きたという情報に加え、風速と通過にかかる時間を風向風速計１１６、もしくはロータ１１２の回転数から同定（検出）し、情報を風下側風力発電装置２２０に発信にする。風下側風力発電装置２２０は風上側風力発電装置２１０から受信した情報に基づき、風速が上昇する時間と風速を予想し、所定値以上の風速の風が流入するタイミングに合わせて、ピッチを基本制御値以上にフェザー側に移行させる。
【００３７】
ここで言うフェザー側のピッチ角とは、この所定値以上の風速の風が通過する際に、僅かに風のエネルギーを回収できるようフルフェザーよりもファイン側に風車を制御することを意味している。これにより、風のエネルギーの回収を継続することが出来、発電機が停止することを防ぐ。発電機１０６は一度停止した場合、改めて再起動するのに時間が必要なため、発電機の連続稼動により発電効率を向上する。
【００３８】
なお、本実施例における風力発電装置の利点は以下のような点にある。即ち、本実施例においては、実施例１と同様に風上側に位置する他の風力発電装置に生じた実際の風況を自身の制御に用いているので、制御の精度を向上させることが可能になる。加えて、ピッチ角を風上側風力発電装置２１０が計測した風速に応じて、フルフェザーよりもファイン側に移行することで、風のエネルギーの回収を継続し、発電機１０６が停止する時間を作らない。発電機１０６は一度停止した場合、再起動に時間がかかるため、発電機１０６を継続運転することで、発電効率を向上することが出来る。
【実施例３】
【００３９】
図１から図５を用いて、実施例３における風力発電装置およびウィンドファームについて説明する。なお、実施例１、実施例２と重複する点については詳細な説明を省略する。
【００４０】
実施例３における特徴点としては、実施例１、実施例２と異なり、ピッチ角の制御を行うタイミングを風上側風力発電装置２１０において、風向風速計１１６で計測された風速を用いて制御するという点にある。風上側風力発電装置２１０において、トリップ現象が起きたという情報に加えて、風速と通過にかかる時間を風向風速計１１６、もしくはロータ１１２の回転数から同定（検出）し、情報を風下側風力発電装置２２０に発信にする。風下側風力発電装置２２０は風上側風力発電装置２１０から受信した情報に基づき、風速が上昇する時間と風速を予想し、所定値以上の風速の風が流入する際に、ピッチ角をフルフェザーもしくはフェザー側へと移行させる。
【００４１】
なお、本実施例における風力発電装置の利点は以下のような点にある。即ち、本実施例においては、実施例１と同様に風上側に位置する他の風力発電装置に生じた実際の風況を自身の制御に用いているので、制御の精度を向上させることが可能になる。加えて、風上側風力発電装置２１０が計測した風速に応じて、ピッチ角を制御する時間を変更する為、風のエネルギーを逃がしている時間を短縮可能となり、発電効率を向上させることが出来る。
【実施例４】
【００４２】
図１から図６を用いて、実施例４における風力発電装置およびウィンドファームについて説明する。なお、実施例１から実施例３と重複する点については詳細な説明を省略する。
【００４３】
実施例４においては、風上側風力発電装置２１０は、風上側風力発電装置２１０において計測された風速によって、ピッチ制御の方法を変えるモード切替機能を有する。風上側風力発電装置２１０において計測された風速が所定値以上であった場合、風上側風力発電装置２１０は情報を風下側風力発電装置２２０に送信する。情報を受信した風下側風力発電装置２２０は情報を受信次第、ピッチ角をフルフェザーへと移行することで、突風によるトリップ現象を回避する。
【００４４】
次に、風上側風力発電装置２１０において計測された風速が所定値未満であった場合、風下側風力発電装置２２０は風上側風力発電装置２１０から受信した情報に基づき、風速が上昇する時間と風速を予想し、所定値以上の風が流入するタイミングに合わせて、ピッチを基本制御値以上にフェザー側に移行させる。ここで言うフェザー側のピッチ角とは、この所定値以上の風速の風が通過する際に、僅かに風のエネルギーを回収できるようフルフェザーよりもファイン側に風車を制御することを意味している。
【００４５】
上記のモード切替機能により、風車のトリップ現象を回避しつつ、発電量の向上を図ることが出来る。
【実施例５】
【００４６】
図１から図６を用いて、実施例５における風力発電装置およびウィンドファームについて説明する。なお、実施例１から実施例４と重複する点については詳細な説明を省略する。
【００４７】
実施例５は、実施例１から実施例４の何れかに記載された機構を有する風力発電装置が複数設置されたウィンドファームに関する。
【００４８】
ウィンドファームにおいて、最も外側に設置された風力発電装置１００は常に風向を計測し、自身よりも風上側に風力発電装置が存在しない場合において、風上側風力発電装置２１０としての役割を果たす。その場合、自身の風下側に存在する風力発電装置１００を風下側風力発電装置２２０と判断し、自身がトリップした場合にその情報を風下側風力発電装置２２０に送信する。
【００４９】
上記システムにより、複数の風力発電装置１００を備えたウィンドファームにおいて、トリップ現象を確実に回避することが可能となり、ウィンドファーム全体での発電量を向上することができる。
【実施例６】
【００５０】
図７および図８を用いて、実施例６の風力発電装置およびウィンドファームについて説明する。なお、実施例１から実施例５と重複する点については詳細な説明を省略する。
【００５１】
本実施例における風力発電装置は、図７に示すように、風上側風力発電装置２１０に発電機１０６のトリップ現象を感知するトリップ感知部３０２を備えている。また、風向風速計１１６により計測した風向および風速を検出する風向検出部３０４、風速検出部３０５を備えている。
【００５２】
トリップ感知部３０２、風向検出部３０４、風速検出部３０５で各々検出した風上側風力発電装置２１０のトリップ現象、風向、風速の各情報を制御演算部Ａ３０６に入力する。制御演算部Ａ３０６に入力された風上側風力発電装置２１０に関する情報は送受信部１１４に伝送され、無線通信或いは有線通信などの通信手段により風下側風力発電装置２２０に送信される。
【００５３】
風下側風力発電装置２２０の送受信部１１４により受信した風上側風力発電装置２１０に関する情報、即ち、トリップ現象、風向、風速の各情報は制御演算部Ｂ３０８に伝送され、制御演算部Ｂ３０８内で風下側風力発電装置２２０のトリップを防止できるブレードのピッチ角、ヨー角が算出される。この算出したピッチ角、ヨー角をピッチ制御装置３１０、ヨー制御装置３１３へ各々伝送し、ピッチ駆動装置３１２、ヨー駆動装置３１４によりピッチ制御、ヨー制御が行われる。
【００５４】
図８に本実施例における風下側風力発電装置の制御フローを示す。
【００５５】
先ず、風下側風力発電装置２２０の送受信部１１４により、同じウィンドファーム内の風車のトリップ情報、風向・風速情報を受信する。（ステップＳ５０１）
次に、受信した情報の風車が自身（風下側風力発電装置２２０）の風上側に位置するか否かを判定する。（ステップＳ５０３）
風上側に位置する風車ではないと判定した場合、風下側風力発電装置２２０は通常時の制御（通常運転）を継続する。（ステップＳ５０７）
一方、風上側に位置する風車であると判定した場合、受信した情報の対象である風車のトリップ時の風速は所定値以上か否かを判定する。（ステップＳ５０５）
ステップＳ５０５において、トリップ時の風速が所定値よりも遅いと判定した場合、風下側風力発電装置２２０のブレード１１０のピッチ角を基準値よりもフェザー側に移行し、風下側風力発電装置２２０の運転を継続する。（ステップＳ５０７）
一方、ステップＳ５０５において、トリップ時の風速が所定値以上であると判定した場合、受信したトリップ情報、風向・風速情報に基づき、図７に示した制御演算部Ｂ３０８により演算処理を行い、風下側風力発電装置２２０のブレード１１０のピッチ角をフルフェザーに移行するか、或いは、風下側風力発電装置２２０のヨー制御をフリーヨーに移行する。（ステップＳ５１１）
トリップ時の風速が所定値よりも遅いと判定した場合、風下側風力発電装置２２０のブレード１１０のピッチ角を基準値よりもフェザー側に移行することで、風下側風力発電装置２２０のトリップ現象のリスクを回避（低減）しつつ、発電運転を継続することができるため、ウィンドファーム全体としての発電効率の低下を抑制することができる。
【００５６】
また、トリップ時の風速が所定値以上であると判定した場合、風下側風力発電装置２２０のブレード１１０のピッチ角をフルフェザーに移行するか、或いは、風下側風力発電装置２２０のヨー制御をフリーヨーに移行することで、風下側風力発電装置２２０のトリップを回避しつつ、突風が通過した後に、短時間で再びピッチ角を通常時の制御に戻すか、或いは、ヨー制御を再開することができるため、ウィンドファーム全体としての発電効率の低下を抑制することができる。
【実施例７】
【００５７】
図９および図１０を用いて、実施例７の風力発電装置およびウィンドファームについて説明する。なお、実施例１から実施例６と重複する点については詳細な説明を省略する。
【００５８】
図９および図１０は、図３および図４の変形例である。図３および図４の風力発電装置およびウィンドファームでは、風上側風力発電装置２１０のトリップ情報や風向情報を直接、風下側風力発電装置２２０へ送信する例を示しているが、図９および図１０の風力発電装置およびウィンドファームでは、風上側風力発電装置２１０のトリップ情報や風向情報をウィンドファームの中央監視棟（監視システム）３１５を介して風下側風力発電装置２２０へ送信する。
【００５９】
中央監視棟に設置された監視システムには、ウィンドファームを構成する個々の風力発電装置の設置位置が登録されており、各風力発電装置の発電量や風向風速計１１６により計測した風向・風速情報などの運転状態をモニタしている。
【００６０】
風上側風力発電装置２１０の送受信機１１４から送信されるトリップ情報や風向情報を中央監視棟３１５の送受信機（図示せず）が受信し、監視システムの制御演算部（図示せず）で演算処理された後、中央監視棟３１５の送受信機（図示せず）から風下側風力発電装置２２０の送受信機１１４へ送信される。
【００６１】
風下側風力発電装置２２０の送受信機１１４で受信した情報に基づき、制御演算部Ｂ３０８により演算処理を行い、ピッチ制御装置３１０によりピッチ駆動装置３１２を駆動し、ピッチ調整を行う。
【００６２】
なお、中央監視棟（監視システム）３１５では、風上側風力発電装置２１０のトリップ情報や風向情報、設置位置情報、および風下側風力発電装置２２０の設置位置情報、風向・風速情報に基づき、ウィンドファームを構成する複数の風下側風力発電装置２２０のうち、どの設置位置の風力発電装置のピッチをどの程度調整するかを判定（選択）し、その判定（選択）結果に基づいて、個々の風力発電装置を制御することが可能である。
【００６３】
これにより、必要以上に風下側風力発電装置２２０のピッチ制御を行うことなく、風下側風力発電装置２２０のトリップ現象を防止することができるため、ウィンドファーム全体の発電量の安定化を図ることができる。
【００６４】
なお、本実施例においても、実施例６と同様に、ピッチ制御に加えて風下側風力発電装置２２０のヨー制御を行うようにすることも可能である。
【００６５】
なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
【符号の説明】
【００６６】
１００…風力発電装置、１０２…タワー、１０４…ナセル、１０６…発電機、１０８…ハブ、１１０…ブレード、１１２…ロータ、１１４…送受信機（送受信部）、１１６…風向風速計、２１０…風上側風力発電装置（群）、２２０…風下側風力発電装置（群）、３０２…トリップ感知部、３０４…風向検出部、３０５…風速検出部、３０６…制御演算部Ａ、３０８…制御演算部Ｂ、３１０…ピッチ制御装置、３１２…ピッチ駆動装置、３１３…ヨー制御装置、３１４…ヨー駆動装置、３１５…中央監視棟（監視システム）。
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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