[发明专利]发电装置和发电系统

说明书

技术领域

本发明涉及发电装置和发电系统。

背景技术

传统上广泛已知螺旋桨型发电装置，其通过利用诸如风和洋流的流体旋转螺旋桨来产生电力。风力发电装置例如利用发电机将通过捕获风力而旋转的螺旋桨的机械能转换为电能。

近年来，为了消除螺旋桨型发电装置中的桨叶之间的推力和力矩的差异，已经开发了一种用于检测每个桨叶上的负载以根据这样检测到的负载单独地控制每个桨叶的桨距角。例如，在日本专利申请特开No.2003-113769中公开了现有技术。

然而，在日本专利申请特开No.2003-113769中公开的技术未能根据每个桨叶的位置单独地改变每个桨叶的桨距角。

鉴于上述缺点，实施方式的方面的目的在于提供一种能够根据每个桨叶的位置单独地改变每个桨叶的桨距角的发电装置和发电系统。

发明内容

根据实施方式的方面的发电装置包括：螺旋桨、位置检测器和桨距控制器。螺旋桨包括多个桨叶，其桨距角可改变并且由流体旋转。位置检测器检测螺旋桨的旋转位置。桨距控制器执行用于根据由螺旋桨的旋转位置指定的每个桨叶的位置改变桨距角的桨距控制处理。

根据实施方式的方面，能够根据每个桨叶的位置单独地改变每个桨叶的桨距角。

附图说明

参考下面的附图和实施方式的描述能够更完全地了解本发明并且能够容易地理解其优点。

图1是根据第一实施方式的风力发电装置的构造的示意图。

图2A是解释地表面附近的风速与上空的风速之间的差异的示意图。

图2B是根据第一实施方式的桨距控制处理的示例性操作的示意图。

图3是桨距控制器中存储的旋转位置和桨距角转换信息的示例的示意图。

图4是桨距驱动单元的构造的示意图。

图5是用于移除桨叶的螺旋桨位置控制处理和桨距控制处理的示例性操作的示意图。

图6是用于移除桨叶的处理与桨距角之间的关系的示例的示意图。

图7A和图7B是螺旋桨位置控制处理中的桨距控制处理的另一示例性操作的示意图。

图8是根据第一示例性实施方式的风力发电装置的构造的框图。

图9是电力转换单元的示例性构造的框图。

图10是扭矩命令生成单元的构造的框图。

图11是根据第二实施方式的风力发电厂的构造的示意图。

具体实施方式

下面参考附图详细描述本申请中公开的发电装置和发电系统的示例性实施方式。将注意的是，下面的实施方式不意在限制本发明。

图1是根据第一实施方式的风力发电装置的构造的示意图。如图1中所示，根据第一实施方式的风力发电装置1包括风力发电单元10和电力转换装置20，并且将电力提供给电力系统30。为了解释的方便起见，构造的一部分没有在图1中示出。将参考图8和其它附图描述没有示出的构造。

风力发电单元10包括风车14，其具有塔体11、机舱12和螺旋桨13。机舱12由塔体11可旋转地支撑。螺旋桨13包括毂13a和附接到毂13a上的不同位置的多个桨叶13b。桨叶13b的桨距角能够改变。

这里，桨距角表示螺旋桨13的旋转平面与桨叶13b的弦之间的角度。随着桨距角变小，桨叶13b上捕获风的面积增加，即，桨叶13b上由于风引起的拖拽力增加。结果，能够从风提取更多的能量。

下面，能够最有效地从风提取能量的桨距角（例如，0度）被称为“好角度”，而最小程度地从风提取能量的桨距角（例如，90度）被称为“顺桨角”。

在第一实施方式中，将对其中三个桨叶13b以相等间隔（即，120度的间隔）附接到毂13a的示例进行说明。然而，附接到毂13a的桨叶13b的数目不限于三个。

机舱12容纳经由轴17（主轴）连接到螺旋桨13的发电机15。发电机15是还能够用作马达的旋转电动机，并且例如是永磁旋转电动机。轴17连接到螺旋桨13的毂13a。

此外，机舱12容纳检测由风力旋转的螺旋桨13的旋转位置的位置检测器16。位置检测器16例如是绝对值编码器，并且通过检测轴17的旋转位置来检测螺旋桨13的旋转位置。由位置检测器16检测到的螺旋桨13的旋转位置被输出到将在下面进行描述的集中控制器40。

电力转换装置20包括电力转换单元21、转换控制器22和操作单元23。电力转换装置20布置在塔体11中。