(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
風を受けて回転するブレードを備え、
前記ブレードの回転に伴って発電する風力発電装置であって、
前記風力発電装置の自動再起動回数またはシャットダウン回数を考慮して、シャットダウンが生じにくい様に運転制御され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、
所定時間内における前記風力発電装置の自動再起動回数またはシャットダウン回数を考慮して、シャットダウンが生じにくい様に運転制御されることを特徴とする風力発電装置。
【請求項３】
請求項１ないし２のいずれか１項に記載の風力発電装置であって、
所定の時間内におけるシャットダウンの開始要因と、前記シャットダウン開始後に行われる前記自動再起動回数に応じて、運転制御されることを特徴とする風力発電装置。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１項に記載の風力発電装置であって、
更に前記ブレードを回転可能に支持するハブと、
前記ハブに対する前記ブレードのピッチ角を調節する複数のピッチ角制御手段を備えることを特徴とする風力発電装置。
【請求項５】
請求項４に記載の風力発電装置であって、
少なくとも第１のピッチ角制御手段と第２のピッチ角制御手段を備えており、
前記第２のピッチ角制御手段におけるファイン側最大角は、前記第１のピッチ角制御手段におけるファイン側最大角よりも、フェザー側であることを特徴とする風力発電装置。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれか１項に記載の風力発電装置であって、
更に前記ブレードの回転に伴って発電する発電機と、
前記発電機から出力された電力を制御する電力変換器と、
前記電力変換器を制御する複数の電力変換器制御手段を備えることを特徴とする風力発電装置。
【請求項７】
請求項６に記載の風力発電装置であって、
少なくとも第１の電力変換器制御手段と第２の電力変換器制御手段２を備えており、
前記第２の電力変換器制御手段における出力指令値の最大値は、前記第１の電力変換器制御手段における出力指令値の最大値よりも小さいことを特徴とする風力発電装置。
【請求項８】
請求項７に記載の風力発電装置であって、
前記第２の電力変換器制御手段における出力指令値の最大値は、前記第１の電力変換器制御手段における出力指令値の最大値よりも、予め定められた発電出力上限値と定格発電出力の差分小さいことを特徴とする風力発電装置。
【請求項９】
請求項１ないし８のいずれか１項に記載の風力発電装置であって、
少なくとも２つの異なる運転モードを備え、
前記風力発電装置の自動再起動回数またはシャットダウン回数に応じて、いずれかの前記運転モードが選択されることを特徴とする風力発電装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の風力発電装置であって、
所定時間内における自動再起動またはシャットダウン回数の制限回数が予め定められており、
前記自動再起動の回数が、前記制限回数と等しくなった場合、または前記制限回数を超えた場合、前記運転モードが変更されることを特徴とする風力発電装置。
【請求項１１】
請求項１ないし１０のいずれか１項に記載の風力発電装置を複数備えるウィンドファームであって、
少なくともいずれか１つの前記風力発電装置における出力電力が自動再起動回数またはシャットダウン回数に応じて減少される場合、他の前記風力発電装置であって所定期間内における自動再起動が可能である風力発電装置における出力電力が高くなるように制御されることを特徴とするウィンドファーム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、風力を電力エネルギーに変換可能な風力発電装置またはウィンドファームに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、風力発電装置（以下、風車とも記す）は、外部環境の変化など種々の要因により、所定の条件を満しながら運転することが困難となった場合、装置保護や安全性の観点から発電運転を停止する。
【０００３】
例えば、風速、温度、湿度、系統の周波数変動などが、所定の条件以上となった際や、これらの外部環境の変化に伴って、風車の出力電力や、ブレード又は発電機の回転速度などが所定の条件から逸脱した際に、シャットダウンを開始する。
【０００４】
例えばシャットダウンが開始されると、風車が発電運転を停止する。このシャットダウンは、例えばセンサ等により監視している物理量が所定の条件から逸脱した際に制御システムが発する警報に応答して開始される。
【０００５】
風車がシャットダウンを開始した後に、シャットダウンを引き起こした要因（すなわち上記の風速等が所定の条件を逸脱したこと）が解消され、すべて警告が解除されている場合、風車は起動を開始し、再起動することができる。さらに再起動前のシャットダウンの要因によっては、風車の制御システムは人間の介在無しに、自動的に再起動（自動再起動）を行うことができる。
【０００６】
一方、風車のシャットダウンと起動の際の動作は、大きな荷重変動や出力変動を伴う。したがってこのような動作が頻繁に生じることは、疲労荷重増大や電力系統への影響の観点から、好ましくない。特に自動再起動では、風車の制御システムが予め決定された条件に従って再起動を行うため、風車の設置場所や風況によっては、シャットダウンと起動を所定時間内に頻繁に行う可能性があった。
【０００７】
非特許文献１には、このような課題に対して、シャットダウンを引き起した要因が同じ場合の自動再起動について、24時間以内の自動再起動の回数を3回以内とするガイドラインが示されている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】Guideline for the Certification of Wind Turbines Edition 2010、 Germanischer Lloyd、2010.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
自動再起動回数やシャットダウン回数が多い状況とは、即ち風車機器にとって過酷な環境であることになる。よって、その様な過酷な環境下では、更なるシャットダウンが生じない様に制御することで、風車機器を保護することが好ましい。本発明は信頼性を向上した風力発電装置を提供することを目的とする。また、信頼性向上と出力向上を実現するウィンドファームを提供することも目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明にかかる風力発電装置は、風を受けて回転するブレードを備え、前記ブレードの回転に伴って発電する風力発電装置であって、前記風力発電装置の自動再起動回数またはシャットダウン回数を考慮して、シャットダウンが生じにくい様に運転制御されることを特徴とする。
【００１１】
また上記課題を解決するために、本発明にかかるウィンドファームは、上記風力発電装置を複数備えるウィンドファームであって、少なくともいずれか１つの前記風力発電装置における出力電力が自動再起動回数またはシャットダウン回数に応じて減少される場合、他の前記風力発電装置であって所定期間内における自動再起動が可能である風力発電装置における出力電力が高くなるように制御されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、信頼性を向上した風力発電装置を提供することが可能になる。また、信頼性向上と出力向上を実現するウィンドファームを提供することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態に係る風力発電装置の概略構成を示す図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る風力発電装置のコントローラの概略構成を示す図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る風力発電装置の自動再起動の流れを示したフローチャートである。
【図４】本発明の一実施形態に係る風力発電装置の自動再起動の回数に応じて、運転モード選択するための構成を示すブロック線図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る風力発電装置の自動再起動の回数に応じて運転モードを選択する流れを示すフローチャートである。
【図６】本発明の一実施形態に係る風力発電装置の風速に対する回転速度目標値を示す図である。
【図７】本発明の一実施形態に係る風力発電装置において、本発明適用の有無の違いを示す図である。
【図８】本発明の一実施形態に係る風力発電装置の風速に対する出力指令値を示す図である。
【図９】本発明の一実施形態に係るウィンドファームの概略構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明を実施する上で好適な実施例について説明する。
【実施例１】
【００１５】
（実施例１の構成概略）
まず、図１を用いて、本願に係る風力発電装置の第１の実施形態について説明する。
（全体構成）
図１は、第１の実施形態の風車１００の概略構成を示す。本実施形態の風車１００は、ロータ１０３、ナセル１０５、タワー１０８を主に備える。タワー１０８はナセル１０５を回転可能に支持し、ナセル１０５とロータ１０３の荷重を支持する。ロータ１０３は、ブレード１０１とブレードを接続支持するハブ１０２から構成される。ロータ１０３は主軸１０４を介して、ナセル１０５の内部に設置された発電機１０６に接続される。ブレード１０１が風を受けることにより、ロータ１０３が回転し、主軸１０４により接続された発電機１０６を回転させることにより、風エネルギーから電力を生成することができる。発電機１０６の発電電力は、発電機１０６と電気的に接続された電力変換器１１２によって制御することができる。
【００１６】
ブレード１０１の各々にはブレード１０１とハブ１０２の位置関係、すなわちピッチ角と呼ぶブレードの角度を変更可能なピッチアクチュエータ１０７を備えている。ピッチアクチュエータ１０７を用いてブレード１０１のピッチ角度を変更することにより、風から取得するエネルギー量を変更できる。これにより、広い風速領域においてロータ１０３の回転速度を制御しながら、風車１００の発電電力を制御することができる。
【００１７】
ナセル１０５は、タワー１０８により所定の高さに支持されており、タワー１０８は基部１０９に設置される。基部１０９は、地上や洋上の所定位置に設置される。なお、図１ではロータ１０３と発電機１０６が主軸１０４により直接接続されているが、ロータの回転速度を増速して発電機へ入力する増速装置を設けても良い。
【００１８】
また風車１００は、風速計１１０を備えている。風速計１１０は風速検出手段であり、検出毎の風速から、所定時間内の平均風速を算出し出力している。風速検出の仕方としては風速計等による実測に限らず、予測や他の測定値等を用いて算出した場合も含まれる。以下、風速計１１０が検出した風速を風速Ｖと記載するが、本実施例でこれは上述の所定時間内の平均風速を例にして説明している。但し、発明の実施においては制御に用いる風速が所定時間内における平均風速でなければならないものではない。なお、本実施例では風速検出手段として風速計を用いる場合について説明しているが、風速計に関らず風速が検出できる手段であれば良い。また本実施例では、風速計１１０はナセル１０５上に設置されているが、タワー１０８やロータ１０３に設置しても良い。また上述の風速検出手段を複数備えていても良い。
（コントローラ）
さらに風車１００は、コントローラ１１１を備えている。図２に示すように、コントローラ１１１には、ピッチ角制御手段１１１１、電力変換器制御手段１１１２、異常検出手段１１１３、自動再起動手段１１１４、運転モード選択手段１１１５が、プログラムの形態で実装されている。図１ではコントローラ１１１はナセル１０５またはタワー１０８の外部に設置される形態にて図示されているが、これだけに限ったものではなく、ナセル１０６またはタワー１０８の内部またはそれ以外の所定位置、例えば風車１００の外部に設置される形態であっても良い。
【００１９】
ピッチ角制御手段１１１１と電力変換器制御手段１１１２は、風速計１１０によって検出された風速Ｖと、ロータ１０３（または発電機１０６）の回転速度Ｎ、発電機１０６の発電出力Ｐに基づき、風車１００が所定の回転速度目標値Ｎ＊を出力するように、ピッチ角目標値θ＊と、出力指令値Ｐ＊を算出する。ピッチ角制御手段１１１１と電力変換器制御手段１１１２は、これらのピッチ角目標値θ＊と出力指令値Ｐ＊に従って、それぞれピッチアクチュエータ１０７と電力変換器１１２を制御する。ピッチアクチュエータ１０７によりブレードのピッチ角を変化させると、風力をロータ１０３によりトルクに変換する際の変換効率を変化させることができる。この風力からトルクへの変換効率が最も高いピッチ角を、ファインと呼び、最も変換効率の低いピッチ角をフェザーと呼んでいる。このピッチ角の変化によって風力から得られるエネルギー量を制御し、また出力指令値を変化させることにより、系統へ出力するエネルギー量を制御し、ロータ１０３（及び発電機１０６）の回転速度Ｎおよび発電出力Ｐを制御することができる。
【００２０】
ここで、所定の回転速度目標値Ｎ＊は、風速計１１０により得られた風速Ｖに対して例えばテーブル等を参照して決定する。また、発電出力Ｐや回転速度Ｎは、それぞれを検出するセンサ（図示せず）をナセル内１０５等に設けており、これらセンサの出力が各制御手段に入力される。
【００２１】
異常検出手段１１１３は、風速、温度、湿度、系統の周波数変動などが所定の条件以上となった際や、これらの外部環境の変化に伴って、風車の出力電力や、ブレード又は発電機の回転速度などの物理量が所定の条件から逸脱した際、これを異常として検出する。これらの物理量は、それぞれの物理量に対するセンサにより（図示しない）計測がなされており、そのセンサ出力と、予め定められた所定の条件を比較することにより、逸脱の有無を確認することができる。また、異常検出手段１１１３は、所定の条件から逸脱した物理量より区別される異常の種類（シャットダウン要因）を記憶する。
（自動再起動の動作）
次に図３に示すフローチャートを用いて、自動再起動手段１１１４を説明する。自動再起動手段１１１４は、図３のフローチャートに従って、風車１００のシャットダウン、起動、停止の動作を行う。異常検出手段１１１３が異常を検出すると、風車１００はシャットダウンを開始する。
【００２２】
シャットダウンが起きると、風車１００の発電運転が停止される。シャットダウンの動作は、具体的には、ブレード１０１のピッチ角をフェザーの角度へ変化させる（フェザリングと記す）。フェザリングによって、ロータ１０３（又は発電機１０６）の回転速度が低下する。また主軸１０４にブレーキ（図示しない）等の制動装置を設けており、これを作動させることによってもロータ１０３（又は発電機１０６）の回転速度が低下する。回転速度が所定の値を下回ると、発電機１０６は、発電出力していた電力系統から解列し、シャットダウンが完了する。シャットダウン完了後、ピッチ角はフェザーの角度で保持され、ブレーキによりロータ１０３の回転に制動を与えた状態を、停止又は発電停止の状態と呼ぶ。
【００２３】
シャットダウン開始後、異常検出手段１１１３が記憶しているシャットダウン開始の要因と、所定の時間（所定の時間をＴｉと記す）内の自動再起動の回数制限（Ｔｉにおける自動再起動可能な回数をＮＲＬと記す）から、自動再起動可能かを判断する。自動再起動可能なシャットダウン要因は予め定められており、これと異常検出手段１１１３によって記憶されたシャットダウン要因とを比較することにより、自動再起動の可否を判断する。当該シャットダウン要因は後述の実施例で例示している。また、現在の自動再起動回数ＮＲと、所定の時間Ｔｉ間の自動再起動の回数制限ＮＲＬとを比較し、自動再起動の可否を判断する。ＮＲ＜ＮＲＬのときは自動再起動可能であり、ＮＲ＝ＮＲＬのときは、ＮＲがリセットされるまで自動再起動不可である。自動再起動が不可の場合は、風車はシャットダウンを完了し、発電を停止する。自動再起動が可能な場合、風車は異常検出手段が検出した異常が復旧していることを確認する。異常が復旧しておれば、風車は人間の介在無しに自動再起動することができる。この時、自動再起動を開始する時刻ＴＲと、予め定められた所定の時間内の自動再起動の回数ＮＲを記憶する。特に所定の時間Ｔｉにおける、ある要因によるシャットダウン開始に対して、初めて自動再起動を行う場合（ＮＲが０の状態で、シャットダウンを開始し、かつ自動再起動が可能な場合）、自動再起動を開始する時刻（ＮＲが０から１となる時間）をＴＲ１として別途記憶する。そして現在時刻Ｔが、Ｔ＞ＴＲ１＋Ｔｉを満たしたとき、ＮＲはリセットされる（ＮＲ＝０となる）。 
（本実施例の制御）
図４は、本実施形態における特徴的な部分を示すものであり、風車１００に実装されるコントローラ１１１の一部を説明するブロック線図である。本実施例のコントローラ１１１には、ピッチ角制御手段１１１１と、電力変換器制御手段１１１２をそれぞれ二つずつ備えている。以下では、ピッチ角制御手段Ａと電力変換器制御手段Ａを選択して、風車１００の運転を行うモードを運転モードＡ、ピッチ角制御手段Ｂと電力変換器制御手段Ｂを選択し、風車１００の運転を行うモードを運転モードＢと記載する。ここで、ピッチ角制御手段と電力変換器制御手段をまとめて運転モードと呼んでいるが、このほかの制御手段を含めて運転モードとしても良い。また、複数の制御手段に対する組み合わせを運転モードとしても良い（例えば、上記のピッチ角制御手段Ａと電力変換器制御手段Ｂを組み合わせたものを一つの運転モードとしても良い）。また運転モードはＡ、Ｂの２つのみを記しているが、２つ以上有していても良い。更に、必ずしも明確に運転モードとして存在していることは必須でなく、例えば自動再起動や自動シャットダウンが生じにくい様に運転制御されれば良い。
【００２４】
運転モード選択手段１１１５は、異常検出手段１１１３による異常有無およびシャットダウン要因と、自動再起動手段１１１４による自動再起動回数ＮＲ及び自動再起動時間ＴＲ１に応じて、上記運転モードＡまたはＢを選択する。
このとき、シャットダウン要因を用いて運転モードを選択するため、異なる物理量が所定の範囲を逸脱したことに起因するシャットダウンに対して、それぞれ個別に運転モードを選択することができ、効果的にシャットダウンを抑制することができる。また、同じシャットダウン要因に対する自動再起動回数に応じて、運転モードを選択するため、特定のシャットダウン要因に対するシャットダウンの頻発を効果的に抑制することができる。
【００２５】
図５に示すフローチャートを用いて、運転モード選択手段１１１５を説明する。運転モード選択手段１１１５は、図５のフローチャートに従って、運転モードＡまたは運転モードＢを選択する。
【００２６】
風車１００は運転モードＡで運転を開始し、異常検出手段１１１３が異常を検出するまでは、風車１００は運転モードＡで運転される。異常が検出された際、現在の自動再起動回数ＮＲと、Ｔｉにおける自動再起動可能な回数ＮＲＬとを比較し、ＮＲ＜ＮＲＬのときは運転モードＡが選択される。ＮＲ＝ＮＲＬのときは、運転モードＢが選択される。現在時刻Ｔが、Ｔ＞ＴＲ１＋Ｔｉを満たしたとき、ＮＲはリセットされ、運転モードＡを選択する。
【００２７】
このように本実施例の構成では、自動再起動の回数が制限回数になると、運転モードを変更するため、自動再起動回数の制限回数到達を引き起こしたシャットダウン要因に対して、シャットダウン開始を抑制する運転モードを選択することができる。これにより、自動再起動の回数が制限回数に到達した際には、シャットダウンを抑制し、風車の稼働率低下を抑制することができる。  本実施例では、風車機器を保護する上で自動再起動回数やシャットダウン回数に着目している。これは、自動再起動回数やシャットダウン回数が多い環境は、即ち風車機器にとって過酷な環境であると考えられることに基づく。そこで、そうした環境下では風車機器を保護出来るように、更なるシャットダウンが生じにくい様に運転制御される。シャットダウンが生じにくいことには、例えば定格出力より落とす様にピッチ角をフェザー側へ制御することが含まれる。シャットダウンが生じにくい様なモードに移行することで、風車機器を保護することが可能になる。自動再起動回数やシャットダウン回数が多いかどうかは、例えば所定の時間間隔を定めて、その時間間隔内での回数を数える、或いは閾値と比較する等により決定することが可能である。
【実施例２】
【００２８】
実施例２は、実施例１の構成にて、風車１００のロータ１０３（または発電機１０６）の回転速度Ｎが、所定の条件から逸脱し、シャットダウンと自動再起動を頻発する場合における、シャットダウンを抑制する運転モードＡ、運転モードＢの具体例を示す。ここで回転速度Ｎが所定の条件から逸脱することは、自動再起動可能なシャットダウン要因である。
【００２９】
図６は、風車１００の風速Ｖに対する回転速度目標値Ｎ＊を示している。風車１００は、回転速度Ｎ１で発電運転を開始し、定格風速ＶＲの時に、定格回転速度Ｎ２に達する。定格風速以上の風速(ＶＲ≦Ｖ≦Ｖout)では、ピッチ角制御手段１１１１と電力変換器制御手段１１１２により、定格回転速度Ｎ２に制御される。さらに回転速度の上限値としてＮＬが定められており、回転速度ＮがＮＬ以上となると、異常検出手段１１１３により異常と判断され、風車１００はシャットダウンを開始する。
【００３０】
回転速度Ｎが上限値ＮＬを超過する例としては、一時的に風速が高まった際に、風車のピッチ角の変化速度（ピッチアクチュエータ１０７の動作速度）の制限から、ピッチ角をフェザーの角度に動作させるまでの間に、必要以上に風エネルギーを捕獲することによりロータ１０３（及び、それに接続された主軸１０４、発電機１０６などのドライブトレイン）が加速されることにより生じる場合がある。このロータ１０３の回転速度の加速をより確実に防止するには、予め風から取得するエネルギー量を制限し、ロータ１０３を加速するトルクを制限することが考えられる。
【００３１】
そこで本実施例では、運転モードＡのピッチ角制御手段Ａにて稼働させるピッチ角のファインの角度（ファインＡ）に対して、運転モードＢのピッチ角制御手段Ｂにて稼働させるピッチ角のファインの角度（ファインＢ）をフェザーの角度から見て小さく制限する。これにより、ロータ１０３のトルク変換効率が低下するため、同じ風速が入力された場合のトルクがファインＡより小さく制限することができる。この方法は、ピッチ角制御手段Ｂのファインの角度のみを変更することで足り、故に回転速度Ｎが上限値ＮＬを超過することによるシャットダウン抑制を容易に実現することができる。
【００３２】
図７に、ピッチ角のファインの角度をファインＢに制限した場合の、風車１００の ピッチ角、回転速度の変化を示す。図７中の太破線で本発明を適用した場合、太線で本実施例適用無の場合を示す。図７では、所定の時間Ｔｉにおける自動再起動の回数制限ＮＲを３回とした場合を示している。図７中のＴＳ３は、回転速度ＮがＮＬを超過したことによる３回目のシャットダウン動作を開始した時刻を示し、ＴＳ４は同じく４回目のシャットダウン動作を開始した時刻を示す。
【００３３】
時刻ＴＳ３に、回転速度Ｎが回転速度の上限値ＮＬを超過し、３回目のシャットダウンが開始されている。この時、自動再起動回数ＮＲは２であるため、異常が解消されていれば、自動再起動を行うことができる。
【００３４】
図７では、時刻ＴＳ３直後の、時刻ＴＲ３に自動再起動を行い、自動再起動回数ＮＲが、制限値の３回に達している。本発明適用無しの場合は、ここで運転モードは変化せず、運転モードＡのままである。運転モードＡでは、回転速度の上昇率が変化しないため、３回目のシャットダウンを引き起こした風速変動と同様の風速変動にて、同じく回転速度Ｎが回転速度の上限値ＮＬを超過し、ＴＳ４で４回目のシャットダウンに至る。４回目のシャットダウンに対する自動再起動は、回数制限により、実行することができない。したがって、本実施例の適用が無い場合は、時刻がＴＲ１＋Ｔｉとなるまで発電運転を停止しなければならない。
【００３５】
一方、本実施例を適用した場合は、既に図４、５を用いて説明している。具体的には、運転モード選択手段１１１５により、ＮＲ＝ＮＲＬとなった時に運転モードが運転モードＡから運転モードＢへ切り替わる。運転モードＢに切り替わることにより、ピッチ角のファインの角度がファインＢに制限される。これにより、ロータ１０３を加速するトルクが運転モードＡより小さくなるため、回転速度の上昇率が小さくなる。これにより、３回目のシャットダウンを引き起こした風速変動と同様の風速変動がロータ１０３入力された際にも、回転速度Ｎは、回転速度の上限値ＮＬを超過しない。そのため４回目のシャットダウンを抑制し、風車機器を保護した状態で発電運転を継続することができる。
【実施例３】
【００３６】
実施例３は、実施例１の構成において、風車１００（または発電機１０６）の出力電力Ｐが、所定の条件から逸脱し、シャットダウンと自動再起動を頻発する場合において、シャットダウンを抑制する運転モードＡ、運転モードＢの具体例である。ここで出力電力Ｐが所定の条件から逸脱することは、自動再起動可能なシャットダウン要因である。
【００３７】
図８は、風車１００の風速Ｖに対する出力指令値Ｐ＊を示している。風車１００は、カットイン風速Ｖｉｎで発電運転を開始し、定格風速ＶＲの時に、出力指令値Ｐ＊を定格出力ＰＲに設定する。定格風速以上の風速(ＶＲ≦Ｖ≦Ｖout)では、ピッチ角制御手段１１１１と電力変換器制御手段１１１２により、出力指令値Ｐ＊に従って定格出力ＰＲに制御される。さらに出力電力Ｐの上限値としてＰＬが定められており、出力電力ＰがＰＬ以上となると、異常検出手段１１１３により異常と判断され、風車１００はシャットダウンを開始する。
【００３８】
風速Ｖの急変や、ピッチアクチュエータ１０７の機械的な応答速度の制限から、出力電力Ｐが出力指令値Ｐ＊へ制御されるプロセスで、上限値ＰＬを超過する場合がある。そこで、運転モードＡの電力変換器制御手段Ａの出力指令値の上限値Ａに対して、運転モードＢの電力変換器制御手段Ｂの出力指令値Ｐ＊の上限値Ｂを小さく制限する。図８のように、運転モードＢの時の出力指令値Ｐ＊の上限値ＰＢを定めることにより、出力電力の上限値ＰＬ異常となるシャットダウンを抑制する。
【００３９】
ここでＰＢは、出力電力上限値ＰＬと、定格出力ＰＲ（出力指令値Ｐ＊の上限値Ａ）との差分を、定格出力ＰＲから減少させた値とする。本実施例の場合、運転モードＢが選択されるとき、既に３回ＰＬを超過しシャットダウン動作の開始に至っている。すなわち出力指令値Ｐ＊を、定格出力ＰＲとした場合、制御プロセス中の出力電力変動幅が、少なくともＰＬとＰＲの差分の幅を有する変動が、所定時間内（Ｔｉ内）に起こったことになる。
よって同様の出力変動幅が生じる可能性を考慮すると、ＰＬとＰＲの差分だけ、出力指令値の上限値を減少させることが有効と考える。これにより運転モードＢによる発電出力の減少を最小限に抑えながら、シャットダウン発生の可能性を低減することができる。 
【実施例４】
【００４０】
実施例４について図９を用いて説明する。上記各実施例では、単一の風力発電装置１００を例にして説明したが、本実施例では複数の風力発電装置が配置されるウィンドファームを対象に説明する。
【００４１】
該図に示すように、本実施例では三台の風力発電装置２００、３００、４００が配置されており、一台のコントローラ２１１によって各風力発電装置が制御される。単一の風力発電装置（例えば２００）のみに着目した場合、当該風力発電装置を保護するために、出力電力が意図的に減らされる場合がある。しかし、ウィンドファーム全体で見ると、他の風力発電装置（例えば３００や４００）は、所定期間内における自動再起動が可能な場合もある。その場合には、所定期間内における自動再起動が可能である風力発電装置における出力電力が高くなるように制御しても良い。この様に制御することで、ウィンドファーム全体としては出力電力を減少させずに維持することも可能である。即ち、保護すべき風車の保護と出力電力の維持という両目的を同時に達成することが可能になる。
【００４２】
尚、図９では一台のコントローラで各風力発電装置を制御する集中処理方式を示しているが、複数のコントローラを有して連携する様に分散処理方式を用いることも可能である。
【符号の説明】
【００４３】
１００、２００、３００、４００：風力発電装置、１０１：ブレード、１０２：ハブ、１０３：ロータ、１０４：主軸、１０５：ナセル、１０６：発電機、１０７：ピッチアクチュエータ、１０８：タワー、１０９：基礎、１１０：風速計、１１１、２１１：コントローラ、１１２：電力変換器、１１１１：ピッチ角制御手段、１１１２：電力変換器制御手段、１１１３：異常検出手段、１１１４：自動再起動手段、１１１５：運転モード選択手段、
【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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