JP6976899B2

JP6976899B2 - Wind farm and its operation method and control device

Info

Publication number: JP6976899B2
Application number: JP2018074985A
Authority: JP
Inventors: 芳克井川; 和成井手; 篤湯下
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2018-04-09
Filing date: 2018-04-09
Publication date: 2021-12-08
Anticipated expiration: 2038-04-09
Also published as: JP2019183734A

Description

本開示は、ウィンドファーム並びにその運転方法及び制御装置に関する。 The present disclosure relates to a wind farm and its operation method and control device.

従来、複数の風力発電装置（以下、風車とする）で発電を行うウィンドファームでは、風上側に配置される前方風車に対して、風下側に配置される後方風車は通常、前方風車の後流すなわちウェイクの影響により前方風車と比較して発電出力が小さくなる。このため、各々の風車において創出される発電出力の合計であるウィンドファーム全体の出力を最適とするべく、種々の運転方法や制御方法が提案されている。 Conventionally, in a wind farm that generates electricity with a plurality of wind turbines (hereinafter referred to as wind turbines), the rear wind turbine arranged on the leeward side is usually the wake of the front wind turbine as opposed to the front wind turbine arranged on the wind side. That is, due to the influence of the wake, the power generation output becomes smaller than that of the front wind turbine. Therefore, various operation methods and control methods have been proposed in order to optimize the output of the entire wind farm, which is the total power generation output generated by each wind turbine.

例えば、特許文献１には、ウィンドファームのデジタルツインを用いたモデルにより、ウィンドファーム全体の出力最適化を図ることが記載されている。 For example, Patent Document 1 describes that the output of the entire wind farm is optimized by a model using a digital twin of the wind farm.

米国特許公開第２０１６／０３３３８５５号明細書U.S. Patent Publication No. 2016/0333855

ところで、特許文献１に開示されたデジタルツインの技術は、風車モデルへの入力（例えば風向や風速を含む風況）に計測値（実測値）を用いるため、最適化の設定値が計測精度に左右され、最適な調整結果を高精度に得ることが難しい、という問題がある。 By the way, since the digital twin technology disclosed in Patent Document 1 uses measured values (actually measured values) for input to the wind turbine model (for example, wind conditions including wind direction and speed), the optimized set value is used for measurement accuracy. There is a problem that it is difficult to obtain the optimum adjustment result with high accuracy.

上述した問題に鑑み、本開示の少なくとも一実施形態は、ウィンドファーム全体の最適化精度の向上を図ることを目的とする。 In view of the above problems, at least one embodiment of the present disclosure is intended to improve the optimization accuracy of the entire wind farm.

（１）本開示の少なくとも一実施形態に係るウィンドファームの運転方法は、
複数の風車を含むウィンドファームの運転方法であって、
複数の前記風車の各々から風向又は風速を含む風況若しくは発電出力の少なくとも一方を取得する取得ステップと、
各々の前記風車のピッチ角、ヨー角又は発電出力に関する設定値をウィンドファームモデルに入力して各々の前記風車に関する風況又は発電出力の予測値を算出する第１算出ステップと、
前記取得ステップで取得した前記風況又は前記発電出力と前記ウィンドファームモデルで算出された前記予測値との差分に基づき、前記ウィンドファーム全体における代表風況を推定する推定ステップと、を備えている。 (1) The method of operating the wind farm according to at least one embodiment of the present disclosure is as follows.
How to drive a wind farm that includes multiple wind turbines
An acquisition step of acquiring at least one of a wind condition or a power generation output including a wind direction or a wind speed from each of the plurality of wind turbines.
The first calculation step of inputting the set values related to the pitch angle, the yaw angle or the power generation output of each of the wind turbines into the wind farm model and calculating the predicted value of the wind conditions or the power generation output of each of the wind turbines.
It includes an estimation step for estimating a representative wind condition in the entire wind farm based on the difference between the wind condition or the power generation output acquired in the acquisition step and the predicted value calculated by the wind farm model. ..

上記（１）の方法によれば、複数の風車を含むウィンドファームの運転に際して、各々の風車のピッチ角、ヨー角又は発電出力に関する設定値をウィンドファームモデルに入力して演算することで各風車に関する風況又は発電出力の予測値が算出される。そして、このウィンドファームモデルで算出された予測値と実測により得られたウィンドファームの風況又は発電出力との差分に基づき、ウィンドファーム全体の代表風況を推定により求めることができる。推定ステップでは、一旦取得した各風車の風向、風速又は発電出力とウィンドファームモデルによる予測値との差分に基づき代表風況推定の最適化計算を行うことにより、各風車の風況又は発電出力を逐次リアルタイムに取得する必要がなくオフライン環境で最適化計算を行うことができる。よって、例えば、各風車の発電出力又は風況を実測値ベースで逐一取得してモデル計算を行ったり、特定の風車の風況や発電出力をウィンドファーム全体の風況や発電出力の代表として扱ったりするような従来の方法に比べて、より高い精度で代表風況を求めることができるから、ウィンドファーム全体の発電出力をより最適に管理して運転することができる。 According to the method (1) above, when operating a wind farm including a plurality of wind turbines, each wind turbine is calculated by inputting set values related to the pitch angle, yaw angle or power generation output of each wind turbine into the wind farm model. The predicted value of the wind condition or power generation output is calculated. Then, based on the difference between the predicted value calculated by this wind farm model and the wind condition or power generation output of the wind farm obtained by actual measurement, the representative wind condition of the entire wind farm can be obtained by estimation. In the estimation step, the wind condition or power output of each wind turbine is calculated by performing the optimization calculation of the representative wind condition estimation based on the difference between the wind direction, wind speed or power output of each wind turbine once acquired and the predicted value by the wind farm model. Optimization calculations can be performed in an offline environment without the need for sequential real-time acquisition. Therefore, for example, the power generation output or power generation output of each wind turbine is acquired one by one based on the measured value and model calculation is performed, or the wind condition or power generation output of a specific wind turbine is treated as a representative of the wind condition or power generation output of the entire wind farm. Since the representative wind condition can be obtained with higher accuracy than the conventional method such as the above, it is possible to more optimally manage and operate the power generation output of the entire wind farm.

（２）幾つかの実施形態では、上記（１）に記載の方法において、
前記推定ステップで推定された前記代表風況を前記ウィンドファームモデルに入力して各々の前記風車に対する前記設定値の最適値を求める第２算出ステップを備えていてもよい。 (2) In some embodiments, in the method described in (1) above,
The second calculation step may be provided in which the representative wind condition estimated in the estimation step is input to the wind farm model and the optimum value of the set value for each of the wind turbines is obtained.

上記（２）の方法によれば、推定ステップで求めた代表風況をウィンドファームモデルに入力することで、各風車に対するピッチ角、ヨー角又は発電出力に関する設定値の最適値を求めることができる。 According to the method (2) above, by inputting the representative wind condition obtained in the estimation step into the wind farm model, the optimum value of the set value regarding the pitch angle, yaw angle or power generation output for each wind turbine can be obtained. ..

（３）幾つかの実施形態では、上記（２）に記載の方法において、
前記第２算出ステップで求めた前記設定値に基づき各々の前記風車に指令を出す指令ステップを備えていてもよい。 (3) In some embodiments, in the method described in (2) above,
A command step for issuing a command to each of the wind turbines based on the set value obtained in the second calculation step may be provided.

上記（３）の方法によれば、第２算出ステップで算出された設定値の最適値に基づき各風車が運転されることにより、ウィンドファーム全体の発電出力をより最適化可能な運転方法を実現することができる。 According to the method (3) above, each wind turbine is operated based on the optimum value of the set value calculated in the second calculation step, thereby realizing an operation method capable of further optimizing the power generation output of the entire wind farm. can do.

（４）幾つかの実施形態では、上記（１）〜（３）の何れか１つに記載の方法において、
前記ウィンドファームモデルは、ウェイクの影響を考慮した物理モデルであってもよい。 (4) In some embodiments, in the method according to any one of (1) to (3) above,
The wind farm model may be a physical model in consideration of the influence of wake.

上記（４）の方法によれば、第１算出ステップでは風上に配置された風車の後流すなわちウェイクが風下に配置された風車の発電出力に及ぼす影響を考慮したウィンドファームモデルを用いて各風車に関する風況又は発電出力の予測値を算出することができるから、実際のウィンドファームにおける発電出力により近い予測値を求めることができる。 According to the method (4) above, in the first calculation step, each wind farm model is used in consideration of the influence of the wake of the wind turbine arranged on the windward side on the power generation output of the wind turbine arranged on the leeward side. Since it is possible to calculate the predicted value of the wind condition or the power generation output for the wind turbine, it is possible to obtain the predicted value closer to the power generation output in the actual wind farm.

（５）幾つかの実施形態では、上記（１）〜（４）の何れか一つに記載の方法において、
前記取得ステップでは、各々の前記風車の風向、風速及び発電出力を所定期間ごとに取得してもよい。 (5) In some embodiments, in the method according to any one of (1) to (4) above,
In the acquisition step, the wind direction, wind speed, and power generation output of each of the wind turbines may be acquired at predetermined intervals.

上記（５）の方法によれば、各々の前記風車の風向、風速等の風況と発電出力とが所定期間ごとに取得され、取得された風況及び発電出力が上記所定期間内にウィンドファームで取得される実測値として扱われる。つまり、ある時点においてウィンドファームから取得された風況及び発電出力を、その後の上記所定期間内おけるウィンドファームの風況及び発電出力として各風車に関する風況又は発電出力の予測値を算出することができるから、ウィンドファームモデルによる予測値の算出及びウィンドファーム全体の代表風況を推定する推定ステップをオフラインで実行することができる。 According to the method (5) above, the wind conditions such as the wind direction and speed of each of the wind turbines and the power generation output are acquired at predetermined intervals, and the acquired wind conditions and power generation output are obtained within the predetermined period. It is treated as the measured value obtained in. In other words, it is possible to calculate the predicted value of the wind condition or power generation output for each wind turbine as the wind condition and power generation output of the wind farm within the above predetermined period from the wind condition and power generation output acquired from the wind farm at a certain point in time. Therefore, it is possible to execute the estimation step of calculating the predicted value by the wind farm model and estimating the representative wind condition of the entire wind farm offline.

（６）本開示の少なくとも一実施形態に係るウィンドファームの制御装置は、
複数の風車を含むウィンドファームの制御装置であって、
複数の前記風車の各々から風向又は風速を含む風況若しくは発電出力の少なくとも一方を取得する取得部と、
各々の前記風車のピッチ角、ヨー角又は発電出力に関する設定値をウィンドファームモデルに入力して各々の前記風車に関する風況又は発電出力の予測値を算出する第１算出部と、
前記取得部で取得した前記風況又は前記発電出力と前記第１算出部で算出された前記予測値との差分に基づき、前記ウィンドファーム全体における代表風況を推定する推定部と、を備えている。 (6) The wind farm control device according to at least one embodiment of the present disclosure is
A wind farm controller that includes multiple wind turbines
An acquisition unit that acquires at least one of a wind condition or a power generation output including a wind direction or a wind speed from each of the plurality of wind turbines.
A first calculation unit that inputs a set value for the pitch angle, yaw angle, or power generation output of each of the wind turbines to the wind farm model and calculates a predicted value of the wind condition or power generation output for each of the wind turbines.
It is provided with an estimation unit that estimates a representative wind condition in the entire wind farm based on the difference between the wind condition or the power generation output acquired by the acquisition unit and the predicted value calculated by the first calculation unit. There is.

上記（６）の構成によれば、上記（１）で述べたように、例えば、各風車の発電出力又は風況を実測値ベースで逐一取得してモデル計算を行ったり、特定の風車の風況や発電出力をウィンドファーム全体の風況や発電出力の代表として扱ったりするような従来の方法に比べて、より高い精度で代表風況を求めることができるから、ウィンドファーム全体の発電出力をより最適に管理して運転することができる。 According to the configuration of the above (6), as described in the above (1), for example, the power generation output or the wind condition of each wind turbine is acquired one by one based on the measured value and the model calculation is performed, or the wind of a specific wind turbine is used. Compared to the conventional method that treats the condition and power generation output as a representative of the wind condition and power generation output of the entire wind farm, the representative wind condition can be obtained with higher accuracy, so the power generation output of the entire wind farm is more optimal. Can be managed and operated.

（７）幾つかの実施形態では、上記（６）に記載の構成において、
前記推定部で推定された前記代表風況をウィンドファームモデルに入力して各々の前記風車に対するピッチ角、ヨー角又は発電出力の少なくとも一つを含む設定値を求める第２算出部さらに備えていてもよい。 (7) In some embodiments, in the configuration described in (6) above,
It also has a second calculation unit that inputs the representative wind condition estimated by the estimation unit to the wind farm model and obtains a set value including at least one of the pitch angle, yaw angle, or power generation output for each of the wind turbines. May be good.

上記（７）の構成によれば、上記（２）で述べたように、推定部で求めた代表風況をウィンドファームモデルに入力することで、各風車に対するピッチ角、ヨー角又は発電出力に関する設定値の最適値を求めることができる。 According to the configuration of (7) above, as described in (2) above, by inputting the representative wind condition obtained by the estimation unit into the wind farm model, the pitch angle, yaw angle or power generation output for each wind turbine is related. The optimum value of the set value can be obtained.

（８）本開示の少なくとも一実施形態に係るウィンドファームは、
複数の風車と、
前記複数の風車の運転制御を行うように構成された上記（６）又は（７）に記載の制御装置と、
を備えている。 (8) The wind farm according to at least one embodiment of the present disclosure is
With multiple windmills,
The control device according to (6) or (7) above, which is configured to control the operation of the plurality of wind turbines.
It is equipped with.

上記（８）の方法によれば、全体の発電出力をより最適化可能なウィンドファームを提供することができる。 According to the method (8) above, it is possible to provide a wind farm capable of further optimizing the overall power generation output.

本発明の少なくとも一実施形態によれば、ウィンドファーム全体の最適化精度の向上を図ることができる。 According to at least one embodiment of the present invention, it is possible to improve the optimization accuracy of the entire wind farm.

本開示の少なくとも一実施形態に係るウィンドファームの構成例を示す概略図である。It is a schematic diagram which shows the structural example of the wind farm which concerns on at least one Embodiment of this disclosure. 幾つかの実施形態における風車の構成例を示す概略図である。It is a schematic diagram which shows the structural example of the wind turbine in some embodiments. 幾つかの実施形態に係るウィンドファームの制御装置における制御系の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the control system in the control apparatus of the wind farm which concerns on some embodiments. 幾つかの実施形態におけるウィンドファームの制御方法を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the control method of the wind farm in some embodiments. 幾つかの実施形態に係るウィンドファームの制御装置による処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the process by the control device of the wind farm which concerns on some Embodiments.

以下、添付図面に従って本開示の幾つかの実施形態について説明する。ただし、以下の実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、特定的な記載がない限り本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。 Hereinafter, some embodiments of the present disclosure will be described with reference to the accompanying drawings. However, the dimensions, materials, shapes, relative arrangements, etc. of the components described in the following embodiments are not intended to limit the scope of the present invention unless otherwise specified, and are merely explanatory examples. It's just that.

図１はウィンドファームの構成例を示す図である。図２はウィンドファームを構成する風車の一例を示す図である。 FIG. 1 is a diagram showing a configuration example of a wind farm. FIG. 2 is a diagram showing an example of a wind turbine constituting a wind farm.

図１に示すように、幾つかの実施形態に係るウィンドファーム１は、複数の風車Ｔと、ウィンドファーム・コントローラ１０（ウィンドファームの制御装置）と、を備えている。ウィンドファーム・コントローラ１０は、複数の風車Ｔ１〜Ｔｎを備えたウィンドファーム１の運転制御を司る。以下、ウィンドファーム１を構成する風車Ｔ１〜Ｔ３の例を挙げた後、ウィンドファーム・コントローラ１０の詳細について説明する。なお、図１では複数の風車として３台の風車Ｔ１〜Ｔ３を例示しているが、ウィンドファーム１を構成する風車の数はこれに限定されず、任意の数（例えば、ｎ又はＮ）であってよい。 As shown in FIG. 1, the wind farm 1 according to some embodiments includes a plurality of wind turbines T and a wind farm controller 10 (wind farm control device). The wind farm controller 10 controls the operation of the wind farm 1 provided with a plurality of wind turbines T1 to Tn. Hereinafter, the details of the wind farm controller 10 will be described after giving an example of the wind turbines T1 to T3 constituting the wind farm 1. Although three wind turbines T1 to T3 are illustrated as a plurality of wind turbines in FIG. 1, the number of wind turbines constituting the wind farm 1 is not limited to this, and any number (for example, n or N) can be used. It may be there.

幾つかの実施形態において、ウィンドファーム１の各風車Ｔ１〜Ｔ３は、図２に示すように、複数のブレード１０２及びそれらが取り付けられるハブ１０４で構成されるロータ１０５と、ハブ１０４に連結された主軸１０６と、主軸１０６の回転力を受けて駆動される発電機１１０とを備えている。幾つかの実施形態において、主軸１０６と発電機１１０とはドライブトレイン１０８及びその出力軸１０９を介して連結されていてもよい。ドライブトレイン１０８は、主軸１０６の回転を増速するギア式の増速機を備えていてもよい。また、ドライブトレイン１０８は、ギア式の増速機に替えて、油圧トランスミッションを備えていてもよい。他の実施形態では、ドライブトレイン１０８に代えて、主軸１０６と発電機１１０とが直接接続されたダイレクトドライブ方式であってもよい。 In some embodiments, the wind turbines T1 to T3 of the wind farm 1 are coupled to the hub 104 with a rotor 105 composed of a plurality of blades 102 and a hub 104 to which they are attached, as shown in FIG. It includes a main shaft 106 and a generator 110 driven by receiving the rotational force of the main shaft 106. In some embodiments, the spindle 106 and the generator 110 may be connected via a drive train 108 and its output shaft 109. The drive train 108 may include a gear-type speed increaser that speeds up the rotation of the spindle 106. Further, the drive train 108 may be provided with a hydraulic transmission instead of the gear type speed increaser. In another embodiment, instead of the drive train 108, a direct drive system in which the spindle 106 and the generator 110 are directly connected may be used.

ドライブトレイン１０８及び発電機１１０は、主軸軸受１０７を介して主軸１０６を回転自在に支持するナセル１１２に収納されていてもよい。ナセル１１２の底部を構成するナセル台板１１４は、ヨー旋回軸受１１８を介してタワー１１６によって支持されていてもよい。なお、ナセル台板１１４には、ヨーモータ２１（図３参照）及びピニオンギアを有するヨー旋回機構１１９が固定されていてもよく、タワー１１６側に設けられたリングギアにヨー旋回機構１１９のピニオンギアを噛み合わせた状態でヨーモータ２１を駆動することでナセル１１２をタワー１１６に対して旋回可能になっていてもよい。さらに、各ブレード１０２は、翼旋回軸受（不図示）を介してハブ１０４に支持されており、ハブ１０４内に設けられたピッチ駆動アクチュエータ２３（図３参照）によってピッチ角が調節可能になっていてもよい。 The drive train 108 and the generator 110 may be housed in a nacelle 112 that rotatably supports the spindle 106 via a spindle bearing 107. The nacelle base plate 114 constituting the bottom of the nacelle 112 may be supported by the tower 116 via a yaw swivel bearing 118. The yaw motor 21 (see FIG. 3) and the yaw swivel mechanism 119 having a pinion gear may be fixed to the nacelle base plate 114, and the pinion gear of the yaw swivel mechanism 119 may be fixed to the ring gear provided on the tower 116 side. The nacelle 112 may be able to turn with respect to the tower 116 by driving the yaw motor 21 in a state where the gears are meshed with each other. Further, each blade 102 is supported by the hub 104 via a blade swivel bearing (not shown), and the pitch angle can be adjusted by a pitch drive actuator 23 (see FIG. 3) provided in the hub 104. You may.

なお、図２に示した構成例の風車Ｔにおいて、各種部品の損傷状態又は劣化状態を示す状態値が状態値検出センサ（例えば、図３に示す荷重センサ３３等を含む）によって取得され、ウィンドファーム・コントローラ１０に報告されるようになっている。 In the wind turbine T of the configuration example shown in FIG. 2, a state value indicating a damaged state or a deteriorated state of various parts is acquired by a state value detection sensor (including, for example, a load sensor 33 shown in FIG. 3) and is windowed. It is to be reported to the farm controller 10.

次に、ウィンドファーム・コントローラ１０の詳細について説明する。
図３は、幾つかの実施形態に係るウィンドファーム・コントローラ１０（ウィンドファームの制御装置）における制御系の構成を示すブロック図である。
図３に非限定的に例示するように、ウィンドファーム・コントローラ１０は、例えば、コンピュータであり、ＣＰＵ１１、該ＣＰＵ１１が実行する各種プログラムやテーブル等のデータを記憶するための記憶部としてのＲＯＭ（ＲｅａｄＯｎｌｙＭｅｍｏｒｙ）１３、各プログラムを実行する際の展開領域や演算領域としてのワーク領域として機能するＲＡＭ（ＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓＭｅｍｏｒｙ）１２の他、図示しない大容量記憶装置としてのハードディスクドライブ（ＨＤＤ）、通信ネットワークに接続するための通信インターフェース、及び外部記憶装置が装着されるアクセス部などを備えていてもよい。幾つかの実施形態では、ウィンドファーム・コントローラ１０は、後述する制御設定を更新する工程で得られた最適な制御設定を風況パラメータと関連付けて保存するデータベース１７を含んでもよく、データベース１７には例えば発電出力分配テーブル１８等が格納されていてもよい。これらは全て、バス１４を介して接続されており、バス１４は信号線２（図１参照）を介してウィンドファーム１の各風車Ｔ１〜Ｔ３と接続されている。更に、ウィンドファーム・コントローラ１０は、例えば、キーボードやマウス等からなる入力部（図示省略）及びデータを表示する液晶表示装置等からなる表示部（図示省略）等と接続されていてもよい。 Next, the details of the wind farm controller 10 will be described.
FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of a control system in the wind farm controller 10 (wind farm control device) according to some embodiments.
As illustrated in FIG. 3 without limitation, the window farm controller 10 is, for example, a computer, and a ROM as a storage unit for storing data such as a CPU 11 and various programs and tables executed by the CPU 11. Read Only Memory) 13, RAM (Random Access Memory) 12 that functions as a work area as an expansion area and calculation area when executing each program, a hard disk drive (HDD) as a large-capacity storage device (not shown), and communication. It may be provided with a communication interface for connecting to a network, an access unit to which an external storage device is mounted, and the like. In some embodiments, the wind farm controller 10 may include a database 17 that stores the optimal control settings obtained in the step of updating the control settings described below in association with the wind condition parameters. For example, the power generation output distribution table 18 and the like may be stored. All of these are connected via the bus 14, and the bus 14 is connected to the wind turbines T1 to T3 of the wind farm 1 via the signal line 2 (see FIG. 1). Further, the wind farm controller 10 may be connected to, for example, an input unit consisting of a keyboard, a mouse or the like (not shown), a display unit consisting of a liquid crystal display device for displaying data (not shown), or the like.

幾つかの実施形態において、ウィンドファーム・コントローラ１０には、各風車Ｔ１〜Ｔ３に設けられた風向センサ３１、風速センサ３２及び荷重センサ３３の各々から、それぞれ風向、風速及び荷重に関する検知信号が送信されてもよい。上記の荷重センサ３３は、例えば、主軸軸受１０７やタワー１１６等、装置荷重や風による負荷が作用する場所に１つ以上設置されていてもよい。幾つかの実施形態において、ウィンドファーム・コントローラ１０は、バス１４及び信号線２を介してヨーモータ２１、ヨーブレーキ駆動アクチュエータ２２、ピッチ駆動アクチュエータ２３及びピッチブレーキ駆動アクチュエータ２４と電気的に接続されていてもよい。 In some embodiments, the wind farm controller 10 transmits detection signals relating to the wind direction, wind speed, and load from each of the wind direction sensor 31, the wind speed sensor 32, and the load sensor 33 provided on the wind turbines T1 to T3, respectively. May be done. One or more of the load sensors 33 may be installed in a place where a device load or a load due to wind acts, such as a spindle bearing 107 or a tower 116. In some embodiments, the wind farm controller 10 is electrically connected to the yaw motor 21, the yaw brake drive actuator 22, the pitch drive actuator 23 and the pitch brake drive actuator 24 via the bus 14 and the signal line 2. May be good.

幾つかの実施形態において、ＲＯＭ１３には、各風車Ｔ１〜Ｔ３の発電量からウィンドファーム１の全体出力を算出する出力算出プログラム１５や、ウィンドファーム１の全体出力を最適化するための出力最適化プログラム１６（運転制御プログラム）が格納されていてもよい。 In some embodiments, the ROM 13 includes an output calculation program 15 that calculates the overall output of the wind farm 1 from the amount of power generated by each of the wind turbines T1 to T3, and an output optimization for optimizing the overall output of the wind farm 1. The program 16 (operation control program) may be stored.

図４は、幾つかの実施形態におけるウィンドファームの制御方法を示す模式図である。
図４に非限定的に例示するように、本開示の少なくとも一実施形態に係るウィンドファームの制御装置としてのウィンドファーム・コントローラ１０は、複数の風車Ｔの各々から風向又は風速を含む風況若しくは発電出力の少なくとも一方を取得する取得部５０と、各々の風車Ｔのピッチ角、ヨー角又は発電出力に関する設定値をウィンドファームモデル５２に入力して各々の風車Ｔに関する風況又は発電出力の予測値を算出する第１算出部（ウィンドファームモデル５２）と、取得部５０で取得した風況又は発電出力とウィンドファームモデル５２で算出された予測値との差分に基づき、ウィンドファーム１全体における代表風況を推定する推定部５４と、を備えている。 FIG. 4 is a schematic diagram showing a wind farm control method in some embodiments.
As illustrated in FIG. 4 without limitation, the wind farm controller 10 as a control device for the wind farm according to at least one embodiment of the present disclosure is a wind condition including a wind direction or a wind speed from each of a plurality of wind turbines T. The acquisition unit 50 that acquires at least one of the power generation outputs and the set values for the pitch angle, yaw angle, or power generation output of each wind turbine T are input to the wind farm model 52 to predict the wind condition or power generation output for each wind turbine T. Representative of the entire wind farm 1 based on the difference between the first calculation unit (wind farm model 52) that calculates the value, the wind condition or power generation output acquired by the acquisition unit 50, and the predicted value calculated by the wind farm model 52. It includes an estimation unit 54 for estimating wind conditions.

上記構成によれば、複数の風車Ｔを含むウィンドファーム１の運転に際して、各々の風車Ｔのピッチ角、ヨー角又は発電出力に関する設定値をウィンドファームモデル５２に入力して演算することで各風車Ｔに関する風況又は発電出力の予測値が算出される。そして、このウィンドファームモデル５２で算出された予測値と実測により得られたウィンドファーム１の風況（実測値）又は発電出力（実測値）との差分に基づき、ウィンドファーム１全体の代表風況を推定により求めることができる。
ここで、ウィンドファーム１等の風力発電プラントは、再生可能エネルギーを利用した発電プラントであり、例えば、風向、風速、温度、湿度、空気密度…、等の風況が刻々と変化するため、制御対象を明確に特定することは一般に困難とされる。
この点、上記構成によれば、推定部５４では、一旦取得した各風車Ｔの風向、風速又は発電出力とウィンドファームモデル５２による予測値との差分に基づき代表風況推定の最適化計算を行うことにより、各風車Ｔの風況又は発電出力を逐次リアルタイムに取得する必要がなくオフライン環境で最適化計算を行うことができる。よって、例えば、各風車Ｔの発電出力又は風況を実測値ベースで逐一取得してモデル計算を行ったり、特定の風車Ｔの風況や発電出力をウィンドファーム１全体の風況や発電出力として代表させたりするような従来の方法に比べて、代表風況をより高い精度で求めることができるから、ウィンドファーム１全体の発電出力をより最適に管理して運転することができる。 According to the above configuration, when operating the wind farm 1 including a plurality of wind turbines T, each wind turbine is calculated by inputting the set values related to the pitch angle, yaw angle or power generation output of each wind turbine T into the wind farm model 52. The predicted value of the wind condition or the power generation output with respect to T is calculated. Then, based on the difference between the predicted value calculated by the wind farm model 52 and the wind condition (actual measurement value) or the power generation output (actual measurement value) of the wind farm 1 obtained by the actual measurement, the representative wind condition of the entire wind farm 1 Can be obtained by estimation.
Here, a wind power generation plant such as Wind Farm 1 is a power generation plant using renewable energy, and for example, wind conditions such as wind direction, wind speed, temperature, humidity, air density, etc. change every moment, so that control is performed. It is generally difficult to clearly identify the subject.
In this regard, according to the above configuration, the estimation unit 54 performs the optimization calculation of the representative wind condition estimation based on the difference between the wind direction, the wind speed or the power generation output of each wind turbine T once acquired and the predicted value by the wind farm model 52. As a result, it is not necessary to sequentially acquire the wind conditions or power generation output of each wind turbine T in real time, and the optimization calculation can be performed in an offline environment. Therefore, for example, the power generation output or power generation output of each wind turbine T is acquired one by one based on the measured value and model calculation is performed, or the wind condition or power generation output of a specific wind turbine T is represented as the wind condition or power generation output of the entire wind farm 1. Since the representative wind condition can be obtained with higher accuracy than the conventional method such as the wind farm 1, the power generation output of the entire wind farm 1 can be managed and operated more optimally.

なお、上記実測値と予測値との差分は、例えば、二乗平均平方根（Σ１／Ｎ（ｘｉ−ｘｉ＿ｅｓｔ）＾２）による実効値（ｒｏｏｔｍｅａｎｓｑｕａｒｅｖａｌｕｅ：ＲＭＳ）を用いて最適化の評価値としてもよい。
また、上記最適化計算の手法は特に限定されず、例えば、従来の最適化手法の１つである同時摂動確率近似法（ＳＰＳＡ：ＳｉｍｕｌｔａｎｅｏｕｓＰｅｒｔｕｒｂａｔｉｏｎＳｔｏｃｈａｓｔｉｃＡｐｐｒｏｘｉｍａｔｉｏｎ）や、これを発展させた多解像度同時摂動確率近似法（ＭＲ−ＳＰＳＡ：Ｍｕｌｔｉ−ＲｅｓｏｌｕｔｉｏｎＳｉｍｕｌｔａｎｅｏｕｓＰｅｒｔｕｒｂａｔｉｏｎＳｔｏｃｈａｓｔｉｃＡｐｐｒｏｘｉｍａｔｉｏｎ）を用いてもよい。これらの手法については周知であるため、ここでは詳しい説明を省略する。 The difference between the measured value and the predicted value is, for example, an effective value (root mean square value: RMS) based on the root mean square (Σ1 / N (xi-xi_est) ^ 2) as an evaluation value for optimization. May be good.
Further, the method of the optimization calculation is not particularly limited, and for example, a simultaneous perturbation probability approximation method (SPSA: Simultaneus Perturbation Stochastic Approximation), which is one of the conventional optimization methods, and a multi-resolution simultaneous perturbation method developed from the method are used. Probability approximation method (MR-SPSA: Multi-Resolution Simultaneus Perturbation Stochastic Approximation) may be used. Since these methods are well known, detailed description thereof will be omitted here.

幾つかの実施形態では、上記構成において、推定部５４で推定された代表風況をウィンドファームモデル５２に入力して各々の風車Ｔに対するピッチ角、ヨー角又は発電出力の少なくとも一つを含む設定値を求める第２算出部（ウィンドファームモデル５２）さらに備えていてもよい。
すなわち、上記ウィンドファームモデル５２は、推定部５４で推定された代表風況に基づき、新たに各々の風車Ｔに対するピッチ角、ヨー角又は発電出力の少なくとも一つを含む設定値を求める第２算出部として機能し得る。このように構成すれば、推定部５４で求めた代表風況をウィンドファームモデル５２に入力することで、各風車Ｔに対するピッチ角、ヨー角又は発電出力に関する設定値の最適値を求めることができる。 In some embodiments, in the above configuration, the representative wind conditions estimated by the estimation unit 54 are input to the wind farm model 52 to include at least one of pitch angle, yaw angle or power generation output for each wind turbine T. A second calculation unit (wind farm model 52) for obtaining a value may be further provided.
That is, the wind farm model 52 newly obtains a set value including at least one of the pitch angle, the yaw angle, and the power generation output for each wind turbine T based on the representative wind condition estimated by the estimation unit 54. Can function as a department. With this configuration, by inputting the representative wind conditions obtained by the estimation unit 54 into the wind farm model 52, it is possible to obtain the optimum values of the pitch angle, yaw angle, or power generation output for each wind turbine T. ..

図５は、本開示の少なくとも一実施形態に係るウィンドファームの制御装置による処理を示すフローチャートであり、本開示の少なくとも一実施形態に係るウィンドファームの運転方法を示す図である。
図５に非限定的に例示するように、本開示の少なくとも一実施形態に係るウィンドファームの運転方法は、複数の風車Ｔを含むウィンドファーム１の運転方法であって、複数の風車Ｔの各々から風向又は風速を含む風況若しくは発電出力の少なくとも一方を取得する取得ステップ（ステップＳ１０）と、各々の風車Ｔのピッチ角、ヨー角又は発電出力に関する設定値をウィンドファームモデル５２に入力して各々の風車Ｔに関する風況又は発電出力の予測値を算出する第１算出ステップ（ステップＳ２０）と、取得ステップＳ１０で取得した風況又は発電出力とウィンドファームモデル５２で算出された予測値との差分に基づき、ウィンドファーム１全体における代表風況を推定する推定ステップ（ステップＳ３０）と、を備えている。 FIG. 5 is a flowchart showing processing by the wind farm control device according to at least one embodiment of the present disclosure, and is a diagram showing an operation method of the wind farm according to at least one embodiment of the present disclosure.
As illustrated in FIG. 5 without limitation, the operation method of the wind farm according to at least one embodiment of the present disclosure is the operation method of the wind farm 1 including a plurality of wind turbines T, and each of the plurality of wind turbines T. The acquisition step (step S10) for acquiring at least one of the wind condition or the power generation output including the wind direction or the wind speed from the wind turbine T, and the setting values regarding the pitch angle, the yaw angle or the power generation output of each wind turbine T are input to the wind farm model 52. The first calculation step (step S20) for calculating the predicted value of the wind condition or the power generation output for each wind turbine T, the wind condition or the power generation output acquired in the acquisition step S10, and the predicted value calculated by the wind farm model 52. An estimation step (step S30) for estimating a representative wind condition in the entire wind farm 1 based on the difference is provided.

このような方法によれば、上述したように、例えば、各風車Ｔの発電出力又は風況を実測値ベースで逐一取得してモデル計算を行ったり、特定の風車Ｔの風況や発電出力をウィンドファーム１全体の風況や発電出力として代表させたりするような従来の方法に比べて、より高い精度で代表風況を求めることができるから、ウィンドファーム１全体の発電出力をより最適に管理して運転することができる。 According to such a method, as described above, for example, the power generation output or the wind condition of each wind turbine T is acquired one by one based on the measured value and the model calculation is performed, or the wind condition or the power generation output of the specific wind turbine T is windowed. Compared to the conventional method of representing the wind condition and power generation output of the entire farm 1, the representative wind condition can be obtained with higher accuracy, so the power generation output of the entire wind farm 1 can be managed more optimally. You can drive.

幾つかの実施形態では、上記の方法において、推定ステップＳ３０で推定された代表風況をウィンドファームモデル５２に入力して各々の風車Ｔに対する設定値の最適値を求める第２算出ステップ（ステップＳ４０）を備えていてもよい。
すなわち、上記ウィンドファームモデル５２により、推定ステップＳ３０で推定された代表風況に基づき、新たに各々の風車Ｔに対するピッチ角、ヨー角又は発電出力の少なくとも一つを含む設定値を求める第２算出ステップＳ４０が実現され得る。 In some embodiments, in the above method, a second calculation step (step S40) in which the representative wind condition estimated in the estimation step S30 is input to the wind farm model 52 and the optimum value of the set value for each wind turbine T is obtained. ) May be provided.
That is, the second calculation for newly obtaining a set value including at least one of the pitch angle, the yaw angle, and the power generation output for each wind turbine T based on the representative wind condition estimated in the estimation step S30 by the wind farm model 52. Step S40 can be realized.

上記方法によれば、推定ステップＳ３０で求めた代表風況をウィンドファームモデル５２に入力することで、各風車Ｔに対するピッチ角、ヨー角又は発電出力に関する設定値の最適値を求めることができる。 According to the above method, by inputting the representative wind condition obtained in the estimation step S30 into the wind farm model 52, the optimum value of the pitch angle, yaw angle or power generation output for each wind turbine T can be obtained.

幾つかの実施形態では、上記の方法において、取得ステップＳ１０で取得した風況又は発電出力とウィンドファームモデル５２で算出された予測値との差分がゼロになるように、第１算出ステップＳ２０と推定ステップＳ３０とを繰り返し実行するように構成されてもよい（図４及び図５参照）。 In some embodiments, in the above method, in the first calculation step S20 so that the difference between the wind condition or power generation output acquired in the acquisition step S10 and the predicted value calculated by the wind farm model 52 becomes zero. It may be configured to repeatedly execute the estimation step S30 (see FIGS. 4 and 5).

上記方法によれば、取得ステップＳ１０で取得した風況又は発電出力と第１算出ステップＳ２０で算出された予測値との差分がゼロになるように（すなわち、取得ステップＳ１０で取得した風況又は発電出力と第１算出ステップＳ２０で算出された予測値とが一致するように）、第１算出ステップＳ２０と推定ステップＳ３０とが繰り返し実行される。その際、ウィンドファームモデル５２による計算を真とし、推定ステップＳ３０で用いるパラメータを修正することで上記差分をゼロに近づける演算が行われ得る。ステップ３０には、取得ステップＳ１０で取得した風況又は発電出力と第１算出ステップＳ２０で算出された予測値とが一致するか否かを判断する判断ステップが含まれ得る。このような方法により、既存の確立されたウィンドファームモデル５２を用いつつ、現状により則した代表風況を求めて、ウィンドファーム１を構成する各風車Ｔへのより最適な設定値を求めることができる。 According to the above method, the difference between the wind condition or power generation output acquired in the acquisition step S10 and the predicted value calculated in the first calculation step S20 becomes zero (that is, the wind condition or the wind condition acquired in the acquisition step S10). The first calculation step S20 and the estimation step S30 are repeatedly executed (so that the power generation output and the predicted value calculated in the first calculation step S20 match). At that time, the calculation by the wind farm model 52 is made true, and the calculation for making the difference close to zero can be performed by modifying the parameter used in the estimation step S30. The step 30 may include a determination step of determining whether or not the wind condition or power generation output acquired in the acquisition step S10 and the predicted value calculated in the first calculation step S20 match. By such a method, while using the existing established wind farm model 52, it is possible to obtain a representative wind condition according to the current situation and to obtain a more optimum set value for each wind turbine T constituting the wind farm 1. can.

幾つかの実施形態では、上記の方法において、第２算出ステップＳ４０で求めた設定値に基づき各々の風車Ｔに指令を出す指令ステップ（ステップＳ５０）を備えていてもよい。 In some embodiments, the above method may include a command step (step S50) for issuing a command to each wind turbine T based on the set value obtained in the second calculation step S40.

上記方法によれば、第２算出ステップＳ４０で算出された設定値の最適値に基づき各風車Ｔが運転されることにより、ウィンドファーム１全体の発電出力をより最適化可能な運転方法を実現することができる。 According to the above method, each wind turbine T is operated based on the optimum value of the set value calculated in the second calculation step S40, thereby realizing an operation method capable of further optimizing the power generation output of the entire wind farm 1. be able to.

幾つかの実施形態では、上記何れかに記載の方法において、ウィンドファームモデル５２は、ウェイクの影響を考慮した物理モデルであってもよい。
このようなウェイクの影響を考慮したウィンドファームモデル５２としては、例えば、種々の風況の全てを一次式で近似して代数演算を可能にするモデル（線形シミュレータ）であるＷＡｓＰやＦｕｇａなどを採用してもよい。 In some embodiments, in any of the above methods, the wind farm model 52 may be a physical model that takes into account the effects of wake.
As the wind farm model 52 considering the influence of such a wake, for example, WAsP and Fuga, which are models (linear simulators) that enable algebraic operations by approximating all of various wind conditions with a linear equation, are adopted. You may.

上記の方法によれば、第１算出ステップＳ２０では風上に配置された風車Ｔの後流すなわちウェイクが風下に配置された風車Ｔの発電出力に及ぼす影響を考慮したウィンドファームモデル５２を用いて各風車Ｔに関する風況又は発電出力の予測値を算出することができるから、実際のウィンドファーム１における発電出力により近い予測値を求めることができる。 According to the above method, in the first calculation step S20, the wind farm model 52 considering the influence of the wake of the wind turbine T arranged upwind on the power generation output of the wind turbine T arranged downwind is used. Since the predicted value of the wind condition or the power generation output for each wind turbine T can be calculated, the predicted value closer to the power generation output in the actual wind farm 1 can be obtained.

幾つかの実施形態では、上記何れかに記載の方法において、取得ステップＳ１０では、各々の風車Ｔの風向、風速及び発電出力を所定期間ごとに取得してもよい。
上記所定期間としては、例えば、１分又は数分であってもよいし、１又は数時間であってもよいし、１又は数日…等であってもよい。 In some embodiments, in the method described in any of the above, in the acquisition step S10, the wind direction, the wind speed, and the power generation output of each wind turbine T may be acquired at predetermined intervals.
The predetermined period may be, for example, one minute or several minutes, one or several hours, one or several days, and the like.

上記方法によれば、各々の風車Ｔの風向、風速等の風況と発電出力とが所定期間ごとに取得され、取得された風況及び発電出力が上記所定期間内にウィンドファーム１で取得される実測値として扱われる。つまり、ある時点においてウィンドファーム１から取得された風況及び発電出力を、その後の上記所定期間内おけるウィンドファーム１の風況及び発電出力として各風車Ｔに関する風況又は発電出力の予測値を算出することができるから、ウィンドファームモデル５２による予測値の算出及びウィンドファーム１全体の代表風況を推定する推定ステップＳ３０をオフラインで実行することができる。 According to the above method, the wind conditions such as the wind direction and speed of each wind turbine T and the power generation output are acquired at predetermined intervals, and the acquired wind conditions and power generation output are acquired at the wind farm 1 within the predetermined period. It is treated as an actual measurement value. That is, the wind condition and the power generation output acquired from the wind farm 1 at a certain point in time are used to calculate the predicted value of the wind condition or the power generation output for each wind turbine T as the wind condition and the power generation output of the wind farm 1 within the predetermined period thereafter. Therefore, the estimation step S30 for calculating the predicted value by the wind farm model 52 and estimating the representative wind condition of the entire wind farm 1 can be executed offline.

そして、上記何れかの実施形態に記載の構成を備えたウィンドファーム１により、全体の発電出力をより最適化可能なウィンドファーム１を提供することができる。 Then, the wind farm 1 having the configuration described in any one of the above embodiments can provide the wind farm 1 in which the overall power generation output can be further optimized.

上述した幾つかの実施形態において実現されるウィンドファーム１の運転方法は、ウィンドファーム・コントローラ１０が出力最適化プログラム１６を実行して行われる出力最適化制御（出力最適化処理）により実現される。 The operation method of the wind farm 1 realized in some of the above-described embodiments is realized by output optimization control (output optimization processing) performed by the wind farm controller 10 executing the output optimization program 16. ..

幾つかの実施形態において、複数の風車Ｔを含むウィンドファーム１のウィンドファーム・コントローラ１０は、ＲＯＭ１３に格納された出力最適化プログラム１６を読み出してＲＡＭ１２に展開し、これを実行することにより、例えば、各風車Ｔの発電出力又は風況を実測値ベースで逐一取得してモデル計算を行ったり、特定の風車Ｔのウィンドファーム１全体の風況や発電出力を代表させたりするような従来の方法に比べて、より高い精度で代表風況を求めることができる。 In some embodiments, the wind farm controller 10 of the wind farm 1 including the plurality of wind turbines T reads the output optimization program 16 stored in the ROM 13 and deploys it in the RAM 12, for example, by executing this. , A conventional method such as acquiring the power generation output or wind condition of each wind turbine T one by one based on the measured value and performing model calculation, or representing the wind condition or power generation output of the entire wind farm 1 of a specific wind turbine T. In comparison, the representative wind conditions can be obtained with higher accuracy.

なお、上述した幾つかの実施形態に係るウィンドファームの運転方法は、複数の情報処理装置を備えてもよく、これらの情報処理装置は、各処理を分散して行ってもよい。
また、上述した幾つかの本実施形態の各処理を実行するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、当該記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより、上述した種々の処理を行ってもよい。 The wind farm operation method according to some of the above-described embodiments may include a plurality of information processing devices, and these information processing devices may perform each process in a distributed manner.
Further, by recording a program for executing each of some of the above-described processes of the present embodiment on a computer-readable recording medium, and causing the computer system to read and execute the program recorded on the recording medium. , The various processes described above may be performed.

なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳ（ＯｐｅｒａｔｉｎｇＳｙｓｔｅｍ）や周辺機器等のハードウェアを含むものであってもよい。また、「コンピュータシステム」は、ＷＷＷ（ＷｏｒｌｄＷｉｄｅＷｅｂ）システムを利用している場合であれば、ホームページ提供環境（あるいは表示環境）も含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ−ｏｎｌｙＭｅｍｏｒｙ）、フラッシュメモリ等の書き込み可能な不揮発性メモリ、ＣＤ（ＣｏｍｐａｃｔＤｉｓｃ）−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。 The "computer system" referred to here may include hardware such as an OS (Operating System) and peripheral devices. Further, the "computer system" includes a homepage providing environment (or a display environment) if a WWW (World Wide Web) system is used. The "computer-readable recording medium" is a flexible disk, a photomagnetic disk, a ROM (Read-only Memory), a writable non-volatile memory such as a flash memory, and a portable CD (Compact Disc) -ROM or the like. A storage device such as a medium or a hard disk built in a computer system.

さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムが送信された場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリ（例えばＤＲＡＭ（ＤｙｎａｍｉｃＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓＭｅｍｏｒｙ））のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。また、上記プログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピュータシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク（通信網）や電話回線等の通信回線（通信線）のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよい。さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であってもよい。 Further, the "computer-readable recording medium" is a volatile memory inside a computer system that serves as a server or client when a program is transmitted via a network such as the Internet or a communication line such as a telephone line (for example, DRAM (Dynamic)). It also includes those that hold the program for a certain period of time, such as Random Access Memory)). Further, the program may be transmitted from a computer system in which this program is stored in a storage device or the like to another computer system via a transmission medium or by a transmission wave in the transmission medium. Here, the "transmission medium" for transmitting a program refers to a medium having a function of transmitting information, such as a network (communication network) such as the Internet or a communication line (communication line) such as a telephone line. Further, the above program may be for realizing a part of the above-mentioned functions. Further, a so-called difference file (difference program) may be used, which can realize the above-mentioned function in combination with a program already recorded in the computer system.

上述した本開示の少なくとも一実施形態によれば、ウィンドファーム１全体の最適化精度の向上を図ることができる。 According to at least one embodiment of the present disclosure described above, it is possible to improve the optimization accuracy of the entire wind farm 1.

本発明は上述した実施形態に限定されることはなく、上述した実施形態に変更を加えた形態や、これらの形態を組み合わせた形態も含む。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and includes a modified form of the above-mentioned embodiment and a combination of these embodiments.

１ウィンドファーム
２信号線
１０ウィンドファーム・コントローラ（ウィンドファームの制御装置）
１１ＣＰＵ
１２ＲＡＭ
１３ＲＯＭ
１４バス
１５出力算出プログラム
１６出力最適化プログラム（運転制御プログラム）
１７データベース
１８発電出力分配テーブル（分配テーブル）
２１ヨーモータ
２２ヨーブレーキ駆動アクチュエータ
２３ピッチ駆動アクチュエータ
２４ピッチブレーキ駆動アクチュエータ
３１風向センサ
３２風速センサ
３３荷重センサ
５０取得部
５２ウィンドファームモデル（第１取得部／第２取得部）
５４推定部
１０２ブレード
１０４ハブ
１０５ロータ（回転翼）
１０６主軸
１０７主軸軸受
１０８ドライブトレイン
１０９出力軸
１１０発電機
１１２ナセル
１１４ナセル台板
１１６タワー
１１８ヨー旋回軸受
１１９ヨー旋回機構
Ｔ，Ｔ１〜Ｔｎ風車 1 Wind farm 2 Signal line 10 Wind farm controller (Wind farm controller)
11 CPU
12 RAM
13 ROM
14 Bus 15 Output calculation program 16 Output optimization program (operation control program)
17 Database 18 Power generation output distribution table (distribution table)
21 Yaw motor 22 Yaw brake drive actuator 23 Pitch drive actuator 24 Pitch brake drive actuator 31 Wind direction sensor 32 Wind speed sensor 33 Load sensor 50 Acquisition unit 52 Wind farm model (1st acquisition unit / 2nd acquisition unit)
54 Estimator 102 Blade 104 Hub 105 Rotor (rotor)
106 Spindle bearing 108 Drivetrain 109 Output shaft 110 Generator 112 Nacelle 114 Nacelle base plate 116 Tower 118 Yaw swivel bearing 119 Yaw swivel mechanism T, T1 to Tn Wind turbine

Claims

How to drive a wind farm that includes multiple wind turbines
An acquisition step of acquiring at least one of a wind condition or a power generation output including a wind direction or a wind speed from each of the plurality of wind turbines.
The first calculation step of inputting the set values related to the pitch angle, the yaw angle or the power generation output of each of the wind turbines into the wind farm model and calculating the predicted value of the wind conditions or the power generation output of each of the wind turbines.
An estimation step for estimating a representative wind condition in the entire wind farm based on the difference between the wind condition or the power generation output acquired in the acquisition step and the predicted value calculated by the wind farm model.
How to operate a wind farm with.

The operation of the wind farm according to claim 1, further comprising a second calculation step of inputting the representative wind condition estimated in the estimation step into the wind farm model and obtaining the optimum value of the set value for each of the wind turbines. Method.

The method for operating a wind farm according to claim 2, further comprising a command step for issuing a command to each of the wind turbines based on the set value obtained in the second calculation step.

The method for operating a wind farm according to any one of claims 1 to 3, wherein the wind farm model is a physical model in consideration of the influence of wake.

The method for operating a wind farm according to any one of claims 1 to 4, wherein in the acquisition step, the wind direction, wind speed, and power generation output of each of the wind turbines are acquired at predetermined intervals.

A wind farm controller that includes multiple wind turbines
An acquisition unit that acquires at least one of a wind condition or a power generation output including a wind direction or a wind speed from each of the plurality of wind turbines.
A first calculation unit that inputs a set value for the pitch angle, yaw angle, or power generation output of each of the wind turbines to the wind farm model and calculates a predicted value of the wind condition or power generation output for each of the wind turbines.
An estimation unit that estimates a representative wind condition in the entire wind farm based on the difference between the wind condition or the power generation output acquired by the acquisition unit and the predicted value calculated by the first calculation unit.
Wind farm controller with.

A second calculation unit further provided with a second calculation unit for inputting the representative wind condition estimated by the estimation unit into the wind farm model and obtaining a set value including at least one of the pitch angle, the yaw angle or the power generation output for each of the wind turbines. Item 6. The wind farm control device according to item 6.

With multiple windmills,
The control device according to claim 6 or 7, which is configured to control the operation of the plurality of wind turbines.
Wind farm with.