[发明专利]风力发电装置

说明书

技术领域

本发明涉及风力发电装置。

背景技术

在风车连接的电力系统中若发生故障则系统电压会在瞬间降低。该情况下，在电力系统侧断开发生了故障的系统，再仅复原健全的系统。该期间最长3秒左右。

系统电压降低时，在风车中发生以下的现象。

1)发电机输出瞬时降低，产生超速。

2)在发电机中过渡性地流过大电流。

3)在辅机的电动机中也过渡性地流过大电流。

对于这种现象，为了使风车安全运转，例如提出有非专利文献1、非专利文献2所公开的技术。

例如在非专利文献1中，公开了为了抑制超速的产生而利用叶片的桨距控制的方案(参照非专利文献1的180页第6行、及181页的第14行)。

此外，非专利文献1中公开了如下技术：为了避免过渡性地向发电机转子绕组流过大电流而使控制转子电流的转换器损伤的可能性，使转换器暂时停止。具体而言，公开了在向发电机转子绕组流过规定值以上的电流时使转换器的开关为关的技术。此外，在非专利文献1中公开了如下技术：在产生上述现象时，通过使转子绕组短路，而进行与通常的感应发电机相同的动作，失去转换器的控制能力。

此外，在非专利文献2中，公开了在电压降低时从不间断电源装置(UPS：Uninterruptible Power Supply)向驱动电路等供给电源的事项。

非专利文献1：Vladislav Akhmatov，“Variable-speed Wind Turbines with Doubly-fed Induction Generators Part II：Power system Stability”，Wind Engineering Vol.26，No.3，2002，pp.171-188

非专利文献2：Eric M.Sisa，“Power Outages And Power Dip Ride-Through”，IEEE Annual Texile，Fiber and Film Industry Conference，1995，pp.37-43

但是在上述非专利文献1及2中未提示系统电压降低时的具体的应对方法。此外，也没有考虑辅机的使用。

发明内容

本发明的目的在于，提供在系统产生故障时也能够继续进行辅机的运转的风力发电装置。

本发明提供一种风力发电装置，具有发电机、在连接所述发电机和电力系统的电力线上设置的主断路器、及在连接辅机和该电力系统的电力线上设置的辅机断路器，所述辅机断路器具有允许在低电压现象中流过的电流且不超过所述辅机具备的电动机的容许电流的范围的耐电流性能，所述主断路器具有比所述辅机断路器的耐电流性能优良且不超过所述发电机的容许电流的范围的耐电流性能。

根据本发明，辅机断路器具有能经受低电压现象产生的电压的下降所引起的过电流的产生的耐电流性能，此外，主断路器具有比辅机断路器优良的耐电流性能。因此，即使产生低电压现象，任一个断路器均不会解列，而能够维持电力系统和辅机断路器的连接状态及电力系统和发电机的连接状态。由此，即使在产生低电压现象时，也能够维持辅机的运转。

所谓主断路器的耐电流性能比辅机断路器的耐电流性能优良，是指例如主断路器的电流容许值设定得大于辅机断路器的电流容许值。

上述风力发电装置可以具备多个叶片和控制所述多个叶片的桨距角的叶片控制部，所述叶片控制部在被供给可动作的驱动电力的期间，进行所述叶片的桨距角控制。

根据该构成，只要对叶片控制部供给可动作的驱动电力，就能够进行叶片控制部执行的叶片的桨距角控制，因此，不管低电压现象是否产生，都继续进行根据相同控制逻辑的叶片的桨距角控制。由此，不需要在产生和不产生低电压现象的情况下切换控制内容，能够实现控制的简化。

上述风力发电装置可以具备将所述发电机转子的输出从三相交流电力变换成直流电力的转换器、将从所述转换器输出的直流电力变换成三相交流电力的逆变器、及控制所述转换器及所述逆变器的控制部，所述控制部监视所述发电机的转子电流或由所述转换器转换来的直流电压，在该转子电流或所述直流电压超过既定的电流阈值或电压阈值时，停止所述转换器及所述逆变器的动作。

这样，对于转换器及逆变器，不管辅机、电力系统的状态，根据发电机的转子电流或由所述转换器转换来的直流电压的状态而决定动作的停止。该控制是一直以来一般进行的控制。因此，不需要为了低电压现象而追加新的功能或设定新的判断基准，能够直接使用通常的控制。