风力发电装置的偏航控制系统及偏航控制方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种风力发电装置的偏航控制系统及偏航控制方法，即使在偏航方向传感器的异常时也能取得准确的偏航方向值。具有能够通过偏航驱动机构而偏航回旋的机舱的风力发电装置的偏航控制系统具备：偏航方向传感器，用于检测所述机舱的当前的偏航方向值；移动量计算部，用于基于所述机舱的偏航回旋速度及偏航回旋时间，算出规定期间的所述机舱的偏航回旋移动量；偏航方向推定部，基于由所述移动量计算部算出的所述规定期间的所述偏航回旋移动量和所述规定期间的开始时刻的所述偏航方向值，通过推定值计算逻辑，算出所述规定期间的结束时刻的所述机舱的偏航方向的推定值；及偏航驱动控制部，用于控制所述偏航驱动机构。

【技术实现步骤摘要】

本公开涉及一种以接受风力而进行发电的方式构成的。
技术介绍
近年来，从环境的保护的观点出发，利用风力的风力发电装置受到注目。风力发电装置通常具有将多个叶片安装于轮毂的转子。转子搭载于机舱，该机舱位于在陆地上或海洋上竖立设置的塔架上。在这种风力发电机中，叶片接受到风而转子旋转，转子的旋转向收纳在机舱内的发电机传递，在发电机中生成电力。在这样的风力发电装置中，通常，为了将风能高效地向转子的旋转能量转换，而根据风向使转子的方向变化。因此，已知有一种风力发电装置，其具备用于使支承转子的机舱偏航回旋的偏航驱动机构。例如，在专利文献I中记载有一种偏航回旋控制方法，其基于机舱的方向与实际的风向之间的风向偏差，以使转子旋转面与风向正对的方式控制机舱的偏航方向。另外，在专利文献2中公开了一种结构，其通过检测风力发电装置的偏航方向的电位计，检测风力发电装置的偏航方向从动作范围偏离的情况，而使偏航回旋停止。【在先技术文献】【专利文献】【专利文献I】国际公开第2011/092810号【专利文献2】日本实开平3-99875号公报【专利技术的概要】【专利技术要解决的课题】 然而，如专利文献2记载那样，在具备电位计的风力发电装置中，在电位计发生故障或误动作等时，有时无法检测出准确的偏航方向值。当在偏航方向值无法检测的状态下机舱的偏航回旋持续进行时，在塔架与机舱之间延伸的各种线缆可能会超过极限而扭转。其结果是，可能会产生这些线缆的损伤或切断这样的与风力发电装置的安全性相关的重大的不适合。另一方面，在电位计成为异常的时刻使风力发电装置的运行停止时，可认为例如在深夜时间带等维护作业员从现场离开的情况下或海洋上风力发电装置等那样不能容易地接近风力发电装置的情况下等难以进行迅速的维护作业的情况下，风力发电装置的运转率会显著恶化。
技术实现思路
本专利技术的至少几个实施方式鉴于上述的情况，目的在于提供一种即使在偏航方向传感器的异常时也能取得准确的偏航方向值的。【解决方案】本专利技术的几个实施方式的风力发电装置的偏航控制系统，所述风力发电装置具有能够通过偏航驱动机构而偏航回旋的机舱，所述风力发电装置的偏航控制系统的特征在于，具备:偏航方向传感器，用于检测所述机舱的当前的偏航方向值；移动量计算部，用于基于所述机舱的偏航回旋速度及偏航回旋时间，算出规定期间的所述机舱的偏航回旋移动量；偏航方向推定部，基于由所述移动量计算部算出的所述规定期间的所述偏航回旋移动量和所述规定期间的开始时刻的所述偏航方向值，通过推定值计算逻辑，算出所述规定期间的结束时刻的所述机舱的偏航方向的推定值；及偏航驱动控制部，用于控制所述偏航驱动机构，所述偏航驱动控制部在所述偏航方向传感器正常时，基于所述偏航方向传感器产生的所述偏航方向值的检测结果来决定所述机舱的回旋方向，并且在所述偏航方向传感器发生异常时，基于由所述偏航方向推定部算出的所述推定值来决定所述机舱的回旋方向。在上述风力发电装置的偏航控制系统中，在偏航方向传感器正常时使用偏航方向传感器来决定机舱的回旋方向。另一方面，在偏航方向传感器发生异常时，使用由偏航方向推定部算出的偏航方向的推定值来决定机舱的回旋方向。因此，即使在例如因故障或误动作等的偏航方向传感器的异常而无法准确地检测机舱的当前的偏航方向值的情况下，也能够通过使用偏航方向的推定值而决定适当的机舱的回旋方向。由此，能够防止机舱超过偏航极限而回旋的情况，并能够防止在机舱与塔架之间延伸的各种线缆超过极限而扭转的情况，从而能够进行风力发电装置的持续的稳定运行。另外，在偏航方向推定部中，基于根据机舱的偏航回旋速度及偏航回旋时间而算出的规定期间的偏航回旋移动量和规定期间的开始时刻的偏航方向值，来算出规定期间的结束时刻的机舱的偏航方向的推定值。因此，即使在偏航方向传感器未多路复用的风力发电装置中，也能够在偏航方向传感器的故障.异常发生时为了取得偏航方向值而利用偏航方向推定部来取代偏航方向传感器，能够实现恰如使偏航方向传感器多路复用那样的具有冗余性的系统。由此，不需要以多路复用为目的的偏航方向传感器的追加设置用的费用或空间，能够提高风力发电装置的运行的安全性、可靠性、运转率等。几个实施方式的风力发电装置的偏航控制系统还具备风向传感器，所述风向传感器用于检测作用于所述风力发电装置的风的风向，所述偏航驱动控制部基于所述风向传感器的检测结果，以所述机舱追随由所述风向传感器检测到的所述风向的方式，使所述机舱沿所述回旋方向回旋。如此，在以追随风向的方式进行机舱的回旋控制时，根据风向的变化的方式的不同而存在机舱的回旋方向偏向右回旋或左回旋，而机舱超过偏航极限而回旋的可能性。尤其是在偏航方向传感器发生异常时，无法得到偏航方向值的检测结果，因此机舱的风向追随控制的结果是可能使机舱超过偏航极限。关于这一点，上述偏航控制系统如上述那样，通过偏航回旋控制部，在偏航方向传感器发生异常时基于偏航方向的推定值来决定回旋方向，因此即使在进行机舱的风向追随控制的情况下，也能够避免超过偏航极限那样的机舱的回旋。几个实施方式中的风力发电装置的偏航控制系统还具备逻辑修正部，所述逻辑修正部基于在所述偏航方向传感器正常时由所述偏航方向传感器检测到的所述偏航方向值与在所述偏航方向传感器正常时由所述偏航方向推定部算出的所述偏航方向的推定值之间的比较结果，来修正所述偏航方向推定部的所述推定值计算逻辑。偏航方向推定部中的偏航方向的推定值有时包含偏航驱动机构的个体差异或时效变化等引起的积分误差。因此，如上述那样，利用在偏航方向传感器正常时取得的偏航方向传感器的检测结果来修正偏航方向推定部的推定值计算逻辑，由此能够提高偏航方向推定部的偏航方向的推定精度。由此，在偏航方向传感器发生异常时，基于通过偏航方向推定部算出的偏航方向的准确的推定值，能够决定机舱的回旋方向。在一个实施方式中，所述偏航方向推定部根据所述规定期间的开始时刻的所述偏航方向值及所述规定期间的所述偏航回旋移动量与所述规定期间的结束时刻的偏航方向值之间的关系式，算出所述偏航方向的所述推定值，所述逻辑修正部基于所述比较结果对所述关系式进行修正。由此，能够通过关系式的修正实现适当的推定值计算逻辑，能够提高偏航方向推定部的偏航方向的推定精度。在几个实施方式中，所述偏航方向推定部根据所述规定期间的开始时刻的所述偏航方向值及所述规定期间的所述偏航回旋移动量与所述规定期间的结束时刻的偏航方向值之间的关系式，算出所述偏航方向的所述推定值，所述关系式根据所述机舱的回旋方向而设定。如此，上述关系式对应于右回旋或左回旋而分别设定，因此即使在例如偏航驱动机构的特性在右回旋和左回旋中不同的情况下，也能够算出与回旋方向对应的适当的偏航方向的推定值。几个实施方式的风力发电装置的偏航控制系统还具备推定值校正部，所述推定值校正部用于在所述偏航方向传感器发生异常时对由所述偏航方向推定部算出的所述推定值进行校正，所述推定值校正部基于通过与所述风力发电装置具有风况的类似性且具有健全的偏航方向传感器的其他风力发电装置的所述健全的偏航方向传感器检测的基准偏航方向值，对所述推定值进行校正。通常，偏航驱动控制部例如根据由风向传感器检测到的风向等风况来控制机舱的偏航回旋。因此，可认为放置在相互类似的风况下的多个风本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种风力发电装置的偏航控制系统，所述风力发电装置具有能够通过偏航驱动机构而偏航回旋的机舱，所述风力发电装置的偏航控制系统的特征在于，具备：偏航方向传感器，用于检测所述机舱的当前的偏航方向值；移动量计算部，用于基于所述机舱的偏航回旋速度及偏航回旋时间，算出规定期间的所述机舱的偏航回旋移动量；偏航方向推定部，基于由所述移动量计算部算出的所述规定期间的所述偏航回旋移动量和所述规定期间的开始时刻的所述偏航方向值，通过推定值计算逻辑，算出所述规定期间的结束时刻的所述机舱的偏航方向的推定值；及偏航驱动控制部，用于控制所述偏航驱动机构，所述偏航驱动控制部在所述偏航方向传感器正常时，基于所述偏航方向传感器产生的所述偏航方向值的检测结果来决定所述机舱的回旋方向，并且在所述偏航方向传感器发生异常时，基于由所述偏航方向推定部算出的所述推定值来决定所述机舱的回旋方向。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：城井努，马场满也，
申请(专利权)人：三菱重工业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP