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公開番号2024119553
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-09-03
出願番号2023026543
出願日2023-02-22
発明の名称乱流風況判定装置、乱流風況判定方法および乱流風況判定プログラム
出願人株式会社東芝,東芝エネルギーシステムズ株式会社
代理人個人,個人,個人
主分類F03D 17/00 20160101AFI20240827BHJP(液体用機械または機関;風力原動機,ばね原動機,重力原動機;他類に属さない機械動力または反動推進力を発生するもの)
要約【課題】乱流風況を適切に容易に判定することができる乱流風況判定装置を提供する。
【解決手段】実施の形態による乱流風況判定装置は、所定の判定時間が経過する間に複数回取得された風速値に基づいて風速変動率を算出し、風速変動率が変動率閾値以上である回数を示すカウント数を算出するカウント部と、判定時間が経過した後、カウント数が第1カウント閾値以上であるか否かを判定する乱流判定部と、を備えている。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
所定の判定時間が経過する間に複数回取得された風速値に基づいて風速変動率を算出し、前記風速変動率が変動率閾値以上である回数を示すカウント数を算出するカウント部と、
前記判定時間が経過した後、前記カウント数が第１カウント閾値以上であるか否かを判定する乱流判定部と、
を備えた、乱流風況判定装置。
続きを表示（約 1,200 文字）【請求項２】
前記乱流判定部により前記カウント数が前記第１カウント閾値以上であると判定された場合、風力発電設備に出力抑制指令を発する出力抑制指令部を更に備えた、
請求項１に記載の乱流風況判定装置。
【請求項３】
出力抑制指令部は、
出力抑制指令値を決定する指令値決定部と、
前記指令値決定部により決定された前記出力抑制指令値を、前記風力発電設備の風力発電制御装置に発信する指令値発信部と、を含む、
請求項２に記載の乱流風況判定装置。
【請求項４】
前記指令値決定部は、風速に基づく値を変数として設定された複数の出力抑制プリセット値のうちのいずれかの出力抑制プリセット値を前記出力抑制指令値と決定し、
前記変動率閾値は、前記出力抑制プリセット値毎に設定され、
前記カウント部は、前記風速変動率が、対応する前記変動率閾値以上である回数を示す前記カウント数を前記変動率閾値毎に算出し、
前記乱流判定部は、各々の前記カウント数が前記第１カウント閾値以上であるか否かを判定する、
請求項３に記載の乱流風況判定装置。
【請求項５】
前記指令値決定部は、前記第１カウント閾値以上である前記カウント数に対応する前記出力抑制プリセット値のうち前記風力発電設備の発電出力を最も低下させることができる前記出力抑制プリセット値を前記出力抑制指令値と決定する、
請求項４に記載の乱流風況判定装置。
【請求項６】
前記出力抑制指令部が前記風力発電設備に前記出力抑制指令を発した後、前記出力抑制指令を解除する解除指令部を更に備え、
前記解除指令部は、前記カウント部に処理を実行させて得られた前記カウント数が、前記第１カウント閾値以下である第２カウント閾値よりも小さいと判定された場合、前記出力抑制指令を解除する、
請求項２または３に記載の乱流風況判定装置。
【請求項７】
所定の判定時間が経過する間に複数回取得された風速値に基づいて風速変動率を算出し、前記風速変動率が変動率閾値以上である回数を示すカウント数を算出するステップと、
前記判定時間が経過した後、前記カウント数が第１カウント閾値以上であるか否かを判定するステップと、
を備えた、乱流風況判定方法。
【請求項８】
乱流風況判定方法をコンピュータに実行させる乱流風況判定プログラムであって、
前記乱流風況判定方法は、
所定の判定時間が経過する間に複数回取得された風速値に基づいて風速変動率を算出し、前記風速変動率が変動率閾値以上である回数を示すカウント数を算出するステップと、
前記判定時間が経過した後、前記カウント数が第１カウント閾値以上であるか否かを判定するステップと、
を備えた、乱流風況判定プログラム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明の実施の形態は、乱流風況判定装置、乱流風況判定方法および乱流風況判定プログラムに関する。
続きを表示（約 1,500 文字）【背景技術】
【０００２】
将来の主要電源と言われている風力発電設備は、山岳地帯の高原や尾根などに設置される場合がある。この場合、事業計画に見合った発電電力量を見込める風況が期待できる地点が選択される。山岳地帯では、発電電力量を見込める風速を得やすく、とりわけ、風速が増大し得る気圧配置が続くような地点は、風力発電設備の設置に好適である。一方、周囲の地形によっては、台風などの接近がなくても風が乱れて乱流風況を形成する場合がある。
【０００３】
このような乱流風況下では、風車ブレードに不均一な風荷重が頻繁に与えられる。このため、風車の過速度保護トリップまたはナセル振動保護トリップなどの一般的な保護機構が動作し、運転と停止が繰り返される。停止後には再起動されるが、再起動過程では、運転が不安定になりやすい。そして、不安定な運転を乱流風況下で繰り返すことになる。このため、風力発電設備の機器に損傷を与える恐れがある。例えば、ナセルに内蔵された変速機の寿命、または風車の回転を発電機に伝達するロータを支持する主軸受の寿命などが短くなり得る。
【０００４】
このことに対処するためには、乱流風況下で風力発電設備の発電出力を抑制することが考えられる。このため、乱流風況を適切に判定することが望まれている。このことは、風力発電設備に限られることではなく、安全性を確保するという観点で、鉄道または道路などの交通機関においてもニーズがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特許第３９６２６４５号公報
特許第６４２１１３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
実施の形態は、このような点を考慮してなされたものであり、乱流風況を適切に容易に判定することができる乱流風況判定装置、乱流風況判定方法および乱流風況判定プログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
実施の形態による乱流風況判定装置は、所定の判定時間が経過する間に複数回取得された風速値に基づいて風速変動率を算出し、風速変動率が変動率閾値以上である回数を示すカウント数を算出するカウント部と、判定時間が経過した後、カウント数が第１カウント閾値以上であるか否かを判定する乱流判定部と、を備えている。
【０００８】
実施の形態による乱流風況判定方法は、所定の判定時間が経過する間に複数回取得された風速値に基づいて風速変動率を算出し、風速変動率が変動率閾値以上である回数を示すカウント数を算出するステップと、判定時間が経過した後、カウント数が第１カウント閾値以上であるか否かを判定するステップと、を備えている。
【０００９】
実施の形態による乱流風況判定プログラムは、乱流風況判定方法をコンピュータに実行させるプログラムである。乱流風況判定方法は、所定の判定時間が経過する間に複数回取得された風速値に基づいて風速変動率を算出し、風速変動率が変動率閾値以上である回数を示すカウント数を算出するステップと、判定時間が経過した後、カウント数が第１カウント閾値以上であるか否かを判定するステップと、を備えている。
【発明の効果】
【００１０】
実施の形態によれば、乱流風況を適切に容易に判定することができる。
【図面の簡単な説明】
（【００１１】以降は省略されています）

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