(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
風速計（１ｂ）と、
風車（１）の回転面内における風力偏差が風車（１）の各羽根（１ａ）に作用して生じる特定周期Ｔの発電出力変動Ｈを抑制するものであって、風車（１）の発電出力ａに含まれる変動の周波数成分を分析する周波数分析部（５ａ）を備え、該周波数分析部（５ａ）から出力される前記特定周期Ｔの発電出力変動Ｈと前記風速計（１ｂ）から出力される風速ｃとを、予め記憶された風力と発電出力ａとの関係を示す発電特性Ｃ及び前記発電出力ａと前記特定周期Ｔの発電出力変動Ｈの振幅Ｖとの相関関係Ｓに適用することにより前記振幅Ｖの推定値ｉを算出し、この推定値ｉに基づいて前記特定周期Ｔの発電出力変動Ｈを抑制する安定化制御装置（２）と、を具備することを特徴とする風力発電装置。
【請求項２】
安定化制御装置（２）は、発電出力ａと風車（１）の回転数ｂと風速ｃとに基づいて操作量ｅを演算する安定化制御装置（５）と、
前記操作量ｅに基づいて制御されるインバータ（４）と、
該インバータ（４）によって駆動されることにより発電出力ａの一部を充放電する電力貯蔵装置（３）と、
からなることを特徴とする請求項１記載の風力発電装置。
【請求項３】
風車（１）に対して風の上流に風速計（１ｂ）を設置し、この風速計（１ｂ）から得られた風速ｃに基づいて特定周期Ｔの発電出力変動Ｈの振幅Ｖを推定する、ことを特徴とする請求項１または２記載の風力発電装置。
【請求項４】
風車（１）に対して風の下流に風速計（１ｂ）を設置し、この風速計（１ｂ）から得られた風速ｃと発電出力変動Ｈの周期性とに基づいて特定周期Ｔの発電出力変動Ｈの振幅Ｖを予測推定する、ことを特徴とする請求項１または２記載の風力発電装置。
【請求項５】
電力貯蔵装置（３）は、自らの回転数に応じて電力を充放電するフライホイール装置（３）であり、安定化制御装置（２）は、特定周期Ｔよりも低い周波数成分より求めた制御目標値ｋと回転補正値ｍ及び特定周期Ｔより求めた高周波補正値ｊより補正目標値ｎを算出し、この補正目標値ｎ、発電電力ａ及び電力補正値ｐより制御誤差量ｑを算出し、この制御誤差量ｑによりフライホイール装置（３）の回転を制御することで発電出力変動を抑制する、ことを特徴とする請求項２〜４いずれかに記載の風力発電装置。
【請求項６】
安定化制御装置（２）は、補正目標値ｎと発電出力ａとの差異に基づいて制御誤差量ｑを算出し、当該制御誤差量ｑ及びフライホイール装置（３）の回転速度ｄに基づいて算出されたトルクを操作量ｅとしてインバータ（４）を制御する、ことを特徴とする請求項５記載の風力発電装置。
【請求項７】
安定化制御装置（２）は、フライホイール装置（３）の目標回転数に対する回転速度ｄの平均値の偏差に基づいてフライホイール装置（３）の回転異常を是正するように補正目標値ｎを補正する、ことを特徴とする請求項５または６記載の風力発電装置。
【請求項８】
安定化制御装置（２）は、補正後電力ｆと補正目標値ｎとの差異に基づいて、補正後電力ｆの異常を是正するように制御誤差量ｑを補正する、ことを特徴とする請求項５〜７いずれかに記載の風力発電装置。
【請求項９】
風車（１）の回転面内における風力偏差が風車（１）の各羽根（１ａ）に作用して生じる特定周期Ｔの発電出力変動Ｈを抑制する風力発電方法であって、風車（１）の発電出力ａに含まれる変動の周波数成分を分析し、この分析の結果得られた前記特定周期Ｔの発電出力変動Ｈと実際に計測された風速ｃとを、予め記憶された風力と発電出力ａとの関係を示す発電特性Ｃ及び前記発電出力ａと前記特定周期Ｔの発電出力変動Ｈの振幅Ｖとの相関関係Ｓに適用することにより前記振幅Ｖの推定値ｉを算出し、この推定値ｉに基づいて前記特定周期Ｔの発電出力変動Ｈを抑制する、ことを特徴とする風力発電方法。
【請求項１０】
発電出力ａと風車（１）の回転数ｂと風速ｃとに基づいて操作量ｅを演算し、前記操作量ｅに基づいてインバータ（４）を制御することにより発電出力ａの一部を電力貯蔵装置（３）に充放電して前記特定周期Ｔの発電出力変動Ｈを抑制する、ことを特徴とする請求項９記載の風力発電方法。
【請求項１１】
風車（１）に対して風の上流に風速計（１ｂ）を設置し、この風速計（１ｂ）から得られた風速ｃに基づいて特定周期Ｔの発電出力変動Ｈの振幅Ｖを推定する、ことを特徴とする請求項９または１０記載の風力発電方法。
【請求項１２】
風車（１）に対して風の下流に風速計（１ｂ）を設置し、この風速計（１ｂ）から得られた風速ｃと発電出力変動Ｈの周期性とに基づいて特定周期Ｔの発電出力変動Ｈの振幅Ｖを予測推定する、ことを特徴とする請求項９または１０記載の風力発電方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、発電する風力発電装置及び方法に係わり、特に風力発電における発電出力の安定化技術に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
風力発電によって得られた電力は、風力を動力源として発電する性格上、火力発電や原子力発電に比較して変動し易い。したがって、適当な電力安定化手段が必要とされるが、現状では実用に耐える電力安定化手段が存在しない。特に、電力系統が弱い離島や山間部において、上記のような電力変動は、風力発電の導入における重要な問題点である。特に従来の風力発電装置では、風車の回転面内における風力偏差が風車の各羽根に作用して生じる特定周期Ｔの発電出力変動Ｈを効果的に低減することができない。
【０００３】
本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、電力変動の抑制、特に風車の回転面内における風力偏差が風車の各羽根に作用して生じる特定周期Ｔの発電出力変動を効果的に抑制することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明では、風力発電装置に係わる第１の手段として、風速計と、風車の回転面内における風力偏差が風車の各羽根に作用して生じる特定周期Ｔの発電出力変動Ｈを抑制するものであって、風車の発電出力ａに含まれる変動の周波数成分を分析する周波数分析部を備え、該周波数分析部から出力される特定周期Ｔの発電出力変動Ｈと風速計から出力される風速ｃとを、予め記憶された風力と発電出力ａとの関係を示す発電特性Ｃ及び発電出力ａと特定周期Ｔの発電出力変動Ｈの振幅Ｖとの相関関係Ｓに適用することにより上記振幅Ｖの推定値ｉを算出し、この推定値ｉに基づいて特定周期Ｔの発電出力変動Ｈを抑制する安定化制御装置とを具備する手段を採用する。
【０００５】
また、風力発電装置に係わる第２の手段として、上記第１の手段において、安定化制御装置は、発電出力ａと風車の回転数ｂと風速ｃとに基づいて操作量ｅを演算する安定化制御装置と、操作量ｅに基づいて制御されるインバータと、該インバータによって駆動されることにより発電出力ａの一部を充放電する電力貯蔵装置とから構成される。
【０００６】
風力発電装置に係わる第３の手段として、上記第１または第２の手段において、風車に対して風の上流に風速計を設置し、この風速計から得られた風速ｃに基づいて特定周期Ｔの発電出力変動Ｈの振幅Ｖを推定するという手段を採用する。
【０００７】
風力発電装置に係わる第４の手段として、上記第１または第２の手段において、風車に対して風の下流に風速計を設置し、この風速計から得られた風速ｃと発電出力変動Ｈの周期性とに基づいて特定周期Ｔの発電出力変動Ｈの振幅Ｖを予測推定するという手段を採用する。
【０００８】
風力発電装置に係わる第５の手段として、上記第２〜第４いずれかの手段において、電力貯蔵装置は、自らの回転数に応じて電力を充放電するフライホイール装置であり、安定化制御装置は、特定周期Ｔよりも低い周波数成分より求めた制御目標値ｋと回転補正値ｍ及び特定周期Ｔより求めた高周波補正値ｊより補正目標値ｎを算出し、この補正目標値ｎ、発電電力ａ及び電力補正値ｐより制御誤差量ｑを算出し、この制御誤差量ｑによりフライホイール装置の回転を制御するという手段を採用する。
【０００９】
風力発電装置に係わる第６の手段として、上記第５の手段において、安定化制御装置は、補正目標値ｎと発電出力ａとの差異に基づいて制御誤差量ｑを算出し、当該制御誤差量ｑ及びフライホイール装置の回転速度ｄに基づいて算出されたトルクを操作量ｅとしてインバータを制御するという手段を採用する。
【００１０】
風力発電装置に係わる第７の手段として、上記第５または第６の手段において、安定化制御装置は、フライホイール装置の目標回転数に対する回転速度ｄの平均値の偏差に基づいてフライホイール装置の回転異常を是正するように補正目標値ｎを補正するという手段を採用する。
【００１１】
風力発電装置に係わる第８の手段として、上記第５〜第７いずれかの手段において、安定化制御装置は、補正後電力ｆと補正目標値ｎとの差異に基づいて、補正後電力ｆの異常を是正するように制御誤差量ｑを補正するという手段を採用する。
【００１２】
一方、本発明では、風力発電方法に係わる第１の手段として、風車の回転面内における風力偏差が風車の各羽根に作用して生じる特定周期Ｔの発電出力変動Ｈを抑制する風力発電方法であって、風車の発電出力ａに含まれる変動の周波数成分を分析し、この分析の結果得られた前記特定周期Ｔの発電出力変動Ｈと実際に計測された風速ｃとを、予め記憶された風力と発電出力ａとの関係を示す発電特性Ｃ及び発電出力ａと特定周期Ｔの発電出力変動Ｈの振幅Ｖとの相関関係Ｓに適用することにより上記振幅Ｖの推定値ｉを算出し、この推定値ｉに基づいて特定周期Ｔの発電出力変動Ｈを抑制するという手段を採用する。
【００１３】
また、風力発電方法に係わる第２の手段として、上記第１の手段において、発電出力ａと風車の回転数ｂと風速ｃとに基づいて操作量ｅを演算し、操作量ｅに基づいてインバータを制御することにより発電出力ａの一部を電力貯蔵装置に充放電して特定周期Ｔの発電出力変動Ｈを抑制するという手段を採用する。
【００１４】
風力発電方法に係わる第３の手段として、上記第１または第２の手段において、風車に対して風の上流に風速計を設置し、この風速計から得られた風速ｃに基づいて特定周期Ｔの発電出力変動Ｈの振幅Ｖを推定するという手段を採用する。
【００１５】
風力発電方法に係わる第４の手段として、上記第１または第２の手段において、風車に対して風の下流に風速計を設置し、この風速計から得られた風速ｃと発電出力変動Ｈの周期性とに基づいて特定周期Ｔの発電出力変動Ｈの振幅Ｖを予測推定するという手段を採用する。
【００１６】
風力発電方法に係わる第５の手段として、補正目標値ｎと発電出力ａとの差異に基づいて制御誤差量ｑを算出し、当該制御誤差量ｑ及びフライホイール装置の回転速度ｄに基づいて算出されたトルクを操作量ｅとしてインバータを制御するという手段を採用する。
【００１７】
風力発電方法に係わる第６の手段として、上記第５の手段において、フライホイール装置の目標回転数に対するフライホイール装置の回転速度ｄの平均値の偏差に基づいてフライホイール装置の回転異常を是正するように制御目標値ｋを補正するという手段を採用する。
【００１８】
風力発電方法に係わる第７の手段として、上記第５または第６の手段において、フライホイール装置による補正後電力ｆと補正目標値ｎとの差異に基づいて、補正後電力ｆの異常を是正するように電力補正値ｐを算出して制御誤差量ｑを補正するという手段を採用する。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明に係わる風力発電装置及び方法の一実施形態について説明する。
【００２０】
図１は、本実施形態に係わる風力発電装置の概要構成を示すシステム系統図である。この図において、符号１は風車（発電設備を含む）、２は安定化制御装置、３はフライホイール装置（電力貯蔵装置）、４はインバータ、５は安定制御用コンピュータである。風車１は、風を動力源として回転することにより発電するものであり、発電出力ａを電力系統に出力する。
【００２１】
ここで、風車１は、複数の羽根１ａと風速計１ｂとを備えており、このうち風速計１ｂは、例えば風車１の固定軸に風車１から前方に突出する状態で設けられている。すなわち、本実施形態の風速計１ｂは、風車１に対して風の上流に設けられており、風車１に到達する直前の風の風速ｃを検出して安定制御用コンピュータ５に出力する。また、風車１は、自らの回転数ｂを安定制御用コンピュータ５に出力するように構成されている。
【００２２】
安定化制御装置２は、図示するように、フライホイール装置３とインバータ装置４と安定制御用コンピュータ５とから構成されている。フライホイール装置３は、例えば誘導機の軸に所定質量のイナーシャを装着したものであり、自らの回転に応じて発電出力ａの一部を充放電する。このフライホイール装置３は、回転速度ｄを安定制御用コンピュータ５に出力する。
【００２３】
インバータ４は、上記電力系統とフライホイール装置３との間に設けられ、安定制御用コンピュータ５から供給される操作量ｅに基づいてフライホイール装置３を回転駆動するものである。すなわち、上記操作量ｅに応じてフライホイール装置３の回転速度ｄが制御されて、発電出力ａのフライホイール装置３への充放電状態が調節される。
【００２４】
安定制御用コンピュータ５は、上記発電出力ａ、風車１の回転数ｂ、風速ｃ、回転速度ｄ、フライホイール装置３の回転速度ｄ、及び上記フライホイール装置３の作用による発電出力ａの補正後電力ｆ（最終的に電力系統に送出される電力）に基づいて、フライホイール装置３を駆動するために必要な駆動トルクを上記操作量ｅとして算出し、インバータ４に出力する。
【００２５】
図２は、このような安定制御用コンピュータ５のブロック図である。この図に示すように、当該安定制御用コンピュータ５は、周波数分析部５ａ、高周波変動推定部５ｂ、高周波補償出力演算部５ｃ、目標値演算部５ｄ、減算器５ｅ，５ｆ、補償出力演算部５ｇ、回転数補正部５ｈ、制御演算部５ｉ、減算器５ｊ及び補正値演算部５ｋから構成されている。
【００２６】
ここで、発電出力ａの変動には、風の強弱に起因して生じる低周波成分ｈと、高周波成分ｇとからなる。この高周波成分ｇの主成分は、上述したように風車１の回転面内における風力偏差が風車１の各羽根１ａに作用して生じる特定周期Ｔの発電出力変動Ｈである。特定周期Ｔ（周波数）は、例えば風車１の回転数を２７（回／分）、羽根１ａの枚数を３、これにより羽根１枚が１点を通過する周期は、１．３５Ｈｚ（＝２７×３／６０（sec））となる。まお、この場合における低周波成分ｈは、１Ｈｚ以下の周波数帯となる。
【００２７】
周波数分析部５ａは、発電出力ａに含まれる変動の周波数成分を分析するＦＦＴ（fast fourier transform）であり、上記特定周期Ｔの高周波成分ｇを高周波変動推定部５ｂに出力すると共に、この高周波成分ｇよりも低い低周波成分ｈを目標値演算部５ｄに出力する。高周波変動推定部５ｂは、風車１の回転数ｂ、風速ｃ及び高周波成分ｇに基づいて高周波成分ｇによって生じる特定周期Ｔの発電出力変動Ｈの振幅Ｖを推定し、その推定値ｉを高周波補償出力演算部５ｃに出力する。
【００２８】
高周波変動推定部５ｂは、安定制御用コンピュータ５内に予め記憶された発電特性Ｃと相関関係Ｓとに、風車１の回転数ｂ、風速ｃ及び高周波成分ｇを適用することにより発電出力変動Ｈの振幅Ｖを推定する。発電特性Ｃは、風力ｆと発電出力ａとの関係を示すものであり、風車１固有の特性である。また、上記相関関係Ｓは、発電出力ａと上記特定周期Ｔの発電出力変動Ｈの振幅Ｖとの相関を示すものであり、実験的に予め求めたものである。高周波補償出力演算部５ｃは、このようにして得られた推定値ｉに所定係数を乗算することにより高周波補正値ｊを算出して減算器５ｆに出力する。
【００２９】
目標値演算部５ｄは、上記低周波成分ｈの重み付平均値ＡＪnを算出し、制御目標値ｋとして減算器５ｅに出力する。減算器５ｅは、上記制御目標値ｋから回転補正値ｍを減算すると共に高周波補正値ｊを減算し、補正目標値ｎとして減算器５ｆ及び減算器５ｊに出力する。減算器５ｆは、発電出力ａから補正目標値ｎ及び電力補正値ｐを減算し、制御誤差量ｑとして補償出力演算部５ｇに出力する。補償出力演算部５ｇは、制御誤差量ｑとフライホイール装置３の回転速度ｄとを用いてトルク量に該当する操作量ｅを算出してインバータ４に出力する。
【００３０】
回転数補正部５ｈは、回転速度ｄに基づいてフライホイール装置３の平均回転数を算出すると共に、この平均回転数と予め記憶された目標回転数との回転偏差をフライホイール装置３の充放電電力に換算し、該充放電電力をフライホイール装置３の回転電力偏差ｒとして制御演算部５ｉに出力する。制御演算部５ｉは、所定比例係数及び積分係数を備えた比例積分制御器であり、上記回転電力偏差ｒに比例係数及び積分係数に基づく比例積分処理を施した後、フライホイール装置３の回転異常を是正する回転補正値ｍとして減算器５ｅに出力する。
【００３１】
減算器５ｊは、減算器５ｅから出力される補正目標値ｎから発電出力ａの補正後電力ｆを減算し、電力偏差ｓとして補正値演算部５ｋに出力する。この補正値演算部５ｋは、上記電力偏差ｓに所定係数を乗算することにより補正後電力ｆの異常を是正する電力補正値ｐを算出して減算器５ｆに出力する。
【００３２】
次に、このように構成された風力発電装置の動作について、図３及び図４をも参照して補足説明する。
【００３３】
上記構成から容易に解るように、安定制御用コンピュータ５では、減算器５ｆによって発電出力ａから高周波補正値ｊ、補正目標値ｎ及び電力補正値ｐを減算することにより制御誤差量ｑを生成し、この制御誤差量ｑとフライホイール装置３の回転速度ｄとを用いて補償出力演算部５ｇで操作量ｅを算出し、この操作量ｅをインバータ４に供給することによりフライホイール装置３の回転つまり発電出力ａの充放電量を制御している。
【００３４】
本実施形態の主な特徴は、このようなフライホイール装置３の回転制御（発電出力ａの充放電制御）における上記制御誤差量ｑの生成にある。すなわち、周波数分析部５ａを介挿することにより発電出力ａの周波数成分を特定周期Ｔの高周波成分ｇと当該高周波成分ｇよりも低い低周波成分ｈとに分離し、高周波成分ｇと低周波成分ｈとを各々個別に処理することにより、上記高周波補正値ｊ、制御目標値ｋ及び電力補正値ｐを生成する。
【００３５】
まず、高周波補正値ｊの生成において、高周波変動推定部５ｂは、発電特性Ｃと相関関係Ｓとに外部から入力された風車１の回転数ｂ、風速ｃ及び高周波成分ｇを適用することにより、発電出力変動Ｈの振幅Ｖを推定する。
【００３６】
発電特性Ｃは、例えば図３に示すように、風速ｃの上昇に従って発電出力ａが徐々に増加し、ある風速ｃを超えると逆に発電出力ａが徐々に低下するものであり、風車１固有の特性である。一方、相関関係Ｓは、発電出力ａと特定周期Ｔの発電出力変動Ｈの振幅Ｖとの相関を示すものであり、図示しないが実験的に求め得るものである。これら発電特性Ｃと相関関係Ｓを用いることにより、高周波変動推定部５ｂは、現在時刻の風速ｃに対する発電出力変動Ｈの振幅Ｖを特定する。
【００３７】
本実施形態では、風速計１ｂは風の方向に対して風車１の上流に位置するように設けられているので、現在時刻の風速ｃは、風が実際に風車１の各羽根１ａに作用する前の時刻である。したがって、上述したように特定された発電出力変動Ｈの振幅Ｖに基づいて算出された高周波補正値ｊは、フライホイール装置３の回転制御系が固有に有する「制御遅れ」に抗して、特定周期Ｔの発電出力変動Ｈを効果的に抑制するように作用する。
【００３８】
ここで、風速計１ｂと風車１との距離は、上記「制御遅れ」との兼ね合いで最適な位置に設定しても良いが、ある程度適当な位置に設定して置き、かつ、現在時刻から過去一定期間の風速ｃを順次記憶しておくことにより特定周期Ｔの発電出力変動Ｈを最も効果的に抑制する過去時刻を特定して、当該過去時刻の風速ｃに対応する発電出力変動Ｈの振幅Ｖに基づいて高周波補正値ｊを算出するようにしても良い。
【００３９】
また、風速計１ｂは風の方向に対して風車１の上流に配置することは必須条件ではなく、下流に配置しても良い。この場合、高周波変動推定部５ｂは、現在時刻の風速ｃに対応する発電出力変動Ｈの振幅Ｖと過去一定期間の発電出力変動Ｈの振幅変化及び当該発電出力変動Ｈが特定周期Ｔの周期性を有することに基づいて、現在時刻の風速ｃとして風速計１ｂによって計測された風が風車１に作用する前の未来時刻における風速ｃに対応する発電出力変動Ｈの振幅Ｖを予測推定する。
【００４０】
この予測推定の方法としては、例えば図４に示す方法が考えられる。すなわち、現在時刻ｔnの風速ｃに対応する発電出力変動Ｈの振幅Ｖnと過去一定期間の発電出力変動Ｈの振幅変化Ｒ（太い曲線）とに基づいて現在時刻ｔnにおける当該振幅Ｖnの変化率（微分係数）を算出する。そして、この微分係数を傾きとすると共に現在時刻ｔnの風速ｃに対応する発電出力変動Ｈの振幅Ｖnを通過する直線Ｌを設定し、この直線Ｌから上記未来時刻ｔeの風速ｃに対応する発電出力変動Ｈの振幅Ｖeを特定（予測）する。
【００４１】
一方、このような高周波補正値ｊ以外の補正目標値ｎ及び電力補正値ｐは以下のように生成される。
【００４２】
まず、補正目標値ｎは、制御目標値ｋから回転補正値ｍを減算することにより生成される。一方の制御目標値ｋは、下式（１）に基づいて低周波成分ｈの重み付平均値ＡＪnとして算出される。
ＡＪn＝Ｓn／Ｂn                          （１）
ただし、Ｓn＝Ｓn-1・Ｊ＋Ｐn、Ｂn＝Ｂn-1・Ｊ＋１であり、Ｊは０〜１の範囲の任意の値を取る重付係数、ｎは発電出力ａのサンプリング順序を示す整数である。なお、初期条件として、Ｓ1＝Ｐ1、かつ、Ｂ1＝１とする。
【００４３】
なお、制御目標値ｋの算出方法として、下式（２）に示す移動平均ＡＭnを用いても良い。このような移動平均ＡＭnも比較的簡単な演算によって算出することができる。ただし、以下のＭはｎより小さな任意の整数である。
ＡＭn＝（Ｐn-M＋Ｐn+1-M＋……＋Ｐn）／Ｍ      （２）
【００４４】
このように低周波成分ｈの重み付平均値ＡＪnあるいは移動平均ＡＭnを制御目標値ｋとすることによって、低周波成分ｈに起因する電力変動に対して追従性良くフライホイール装置３の回転を制御することができる。
【００４５】
また、もう一方の回転補正値ｍは、フライホイール装置３の平均回転数と目標回転数との回転偏差に基づいて算出されるので、フライホイール装置３の回転は目標回転数を維持するように制御される。
【００４６】
このように、本実施形態によれば、高周波補正値ｊによって、発電出力ａに含まれる電力変動のうち、風車１の回転面内における風力偏差が風車１の各羽根１ａに作用して生じる特定周期Ｔ（＝１．３５Ｈｚ）の発電出力変動Ｈを効果的に抑制することができる。また、回転補正値ｍによって、フライホイール装置３の回転を正常回転に維持すると共に、電力補正値ｐ  によって、補正後電力ｆの電力異常が異常電力となることを防止することができる。
【００４７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係わる風力発電装置及び方法によれば、風速計と、風車の回転面内における風力偏差が風車の各羽根に作用して生じる特定周期Ｔの発電出力変動Ｈを抑制するものであって、風車の発電出力ａに含まれる出力変動の周波数成分を分析する周波数分析部を備え、該周波数分析部から出力される特定周期Ｔの発電出力変動Ｈと風速計から出力される風速ｃとを、予め記憶された風力ｆと発電出力ａとの関係を示す発電特性Ｃ及び発電出力ａと特定周期Ｔの発電出力変動Ｈの振幅Ｖとの相関関係Ｓに適用することにより上記振幅Ｖの推定値ｉを算出し、この推定値ｉに基づいて特定周期Ｔの発電出力変動Ｈを抑制する安定化制御装置とを具備するので、発電出力ａの変動のうち、特に風車の回転面内における風力偏差が風車の各羽根に作用して生じる特定周期Ｔの発電出力変動Ｈを効果的に抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の一実施形態の概要構成を示すシステム系統図である。
【図２】  本発明の一実施形態における安定制御用コンピュータ５の機能構成を示すブロック図である。
【図３】  本発明の一実施形態における発電特性Ｃを示す特性図である。
【図４】  本発明の一実施形態において、特定周期Ｔの発電出力変動Ｈの予測推定方法を示す説明図である。
【符号の説明】
１……風車
２……安定化制御装置
３……フライホイール装置（電力貯蔵装置）
４……インバータ
５……安定制御コンピュータ
５ａ……周波数分析部
５ｂ……高周波変動推定部
５ｃ……高周波補償出力演算部
５ｄ……目標値演算部
５ｅ，５ｆ……減算器
５ｇ……補償出力演算部
５ｈ……回転数補正部
５ｉ……制御演算部
５ｊ……減算器
５ｋ……補正値演算部
ａ……発電出力
ｂ……回転数（風車）
ｃ……風速
ｄ……回転速度（フライホイール装置）
ｅ……操作量
ｆ……補正後電力
ｇ……高周波成分
ｈ……低周波成分
ｉ……推定値
ｊ……高周波補正値
ｋ……制御目標値
ｍ……回転補正値
ｎ……補正目標値
ｐ……電力補正値
ｑ……制御誤差量
ｓ……電力偏差
【図１】
0004834929.tif 000002
【図２】
0004834929.tif 000003
【図３】
0004834929.tif 000004
【図４】
0004834929.tif 000005