[发明专利]控制装置及方法以及程序、具备该控制装置的浮体式风力发电装置

说明书

技术领域

本发明涉及控制装置及方法以及程序、具备该控制装置的浮体式风力发电装置。

背景技术

以往，在设于海洋上的风力发电装置中，提出了将风车叶片的回转面的朝向控制成接受风的方向的技术。

例如，在下述专利文献1中，提出了如下的技术：在浮体式海洋上风力发电装置中，检测基体的偏航角、涡轮与塔的相对角(偏航角)，以减少基体的偏航角的方式控制偏航驱动装置。

【在先技术文献】

【专利文献】

【专利文献1】美国专利第8053916号说明书

发明内容

【发明要解决的课题】

然而，在上述专利文献1的方法中，未记载相对于风车叶片的回转面而风从横向流入的情况下的控制方法，存在无法消除相对于风车叶片的回转轴的风向偏差这样的问题。

本发明为了解决上述问题而作出，目的在于提供一种对应于风向而能够高效地将风能转换成电能的控制装置及方法以及程序、具备该控制装置的浮体式风力发电装置。

【用于解决课题的方案】

为了实现上述目的，本发明提供以下的方案。

本发明的第一方案涉及一种浮体式风力发电装置的控制装置，所述浮体式风力发电装置具备：偏航驱动装置，使机舱相对于塔偏航旋转，所述塔在上端具备所述机舱，所述机舱设有由多个风车叶片接受风力而回转的转子头；及俯仰角控制部，驱动所述风车叶片而控制俯仰角，其中，

以使由第一传感器检测的信号距所述风车叶片的回转面的垂直方向成为规定范围内的角度的方式，通过基于由第二传感器和第三传感器检测到的信号而算出的俯仰角指令值来控制所述俯仰角控制部，通过基于由所述第二传感器和所述第三传感器检测到的信号而算出的偏航驱动指令值来控制所述偏航驱动装置，其中，所述第一传感器检测相对于所述风车叶片的回转面的垂直方向的风向偏差，所述第二传感器检测所述机舱与所述塔的相对角度，所述第三传感器检测所述塔距基准位置的偏航角度。

根据这样的结构，以使由第一传感器检测的信号距风车叶片的回转面的垂直方向成为规定范围内的角度的方式，通过基于由第二传感器和第三传感器检测到的信号而算出的俯仰角指令值来控制俯仰角控制部，通过基于由第二传感器和第三传感器检测到的信号而算出的偏航驱动指令值来控制偏航驱动装置，其中，所述第一传感器检测相对于风车叶片的回转面的垂直方向的风向偏差，所述第二传感器检测机舱与塔的相对角度，所述第三传感器检测塔距基准位置的偏航角度。

这样，将偏航驱动装置与风车叶片的俯仰角控制组合，进行风车叶片的回转面的偏航角度控制，由此将风车叶片的回转面与风向的偏差抑制得较小，能够将风能高效地转换成电能。

本发明的第二方案涉及一种浮体式风力发电装置的控制装置，所述浮体式风力发电装置具备驱动风车叶片而控制俯仰角的俯仰角控制部，并具有水平面与主轴之间的角度即倾斜角，其中，以使由第四传感器检测的信号成为规定范围内的角度的方式，通过控制各所述风车叶片的俯仰角的俯仰角指令值来进行控制，所述第四传感器检测相对于水平面的垂直轴与塔之间的角度即涡轮俯仰角，所述塔在上端具备机舱，所述机舱设有由多个风车叶片接受风力而回转的转子头。

根据这样的结构，以使由第四传感器检测的信号成为规定范围内的角度的方式，通过控制各风车叶片的俯仰角的俯仰角指令值来控制所述俯仰角控制部，所述第四传感器检测相对于水平面的垂直轴与塔之间的角度即涡轮俯仰角，所述塔在上端具备机舱，所述机舱设有由多个风车叶片接受风力而回转的转子头。

这样，独立地使风车叶片的俯仰角变动而产生力矩，由此将风车叶片的回转面与风向的偏差抑制得较小的情况下，能够将风能高效地转换成电能。

适用上述控制装置的所述浮体式风力发电装置可以设有浮在海洋上的浮体结构的基体和设置在所述基体上的塔。

风车叶片承受风，力作用在与风车叶片连接的转子上，因此即使通过偏航驱动装置使机舱转动，也能推定设置塔的基体的回转，但是根据本发明的控制装置，通过考虑转子的惯性及塔和浮体的惯性，能够准确地进行将风能高效地转换成电能的控制。

适用上述控制装置的所述浮体式风力发电装置可以设有浮在海洋上的塔。

在不具有基体的桅杆型的浮体式风力发电装置的情况下，与具有基体的浮体式风力发电装置相比，在稳定性的方面差，但是根据本发明的控制装置，即使是桅杆型的浮体式风力发电装置，也能够进行将风能高效地转换成电能的控制。

本发明的第三方案涉及一种风力发电场，具备：上述任一项记载的控制装置；及浮体式风力发电装置。