MARSTONの技術

風の力を、制御する。

青空の下、クレーンを使用して風力発電機を設置している様子。

ローターの動きから、利用できる電力へ。

風力発電機は、機械的な運動、制御判断、電力変換を組み合わせた設備です。各機能のつながり、部品の役割、プロジェクトの機器仕様を決める接続条件をご紹介します。

01電動ヨー制御

向きを決めるのは、制御。

ヨー動作は、タワーを中心としてナセルとローターの向きを変えます。電動ヨー方式では、制御指令に応じてモーターがこの動きを駆動します。ブレード自身の軸回りの角度を変えるピッチ動作とは別の機能です。技術的な検討では、検出、動作、運転状態がどう連携するかが重要です。風向だけでは制御仕様は決まりません。指令のタイミング、動作を許可する条件、信号を取得できない場合の対応も必要です。

FD14-50 kW / 構成

電動ヨー制御。永久磁石式ダイレクトドライブ。

現行のFD14-50 kWは、電動モーターでヨー機構を駆動します。この50 kWプラットフォームは、直径14 mの3枚翼ローターとブラシレス永久磁石式ダイレクトドライブ発電機を備えています。

50 kWプラットフォームの構造
電装箱を開いた風力発電機の発電機・ナセルアセンブリー。
01

検出

風向入力とその基準を特定します。センサー位置、信号の有効性、記録された測定値を確認することで、ヨー動作の指令を理解できます。

02

判断

いつ動かし、いつ待機するかを定義します。制御説明では、風向偏差、運転状態、選定機種の動作条件の関係を明確にします。

03

駆動

電動駆動装置がナセルを旋回させます。停止方法、位置確認方法、整備時の駆動部へのアクセスを確認します。

02電力変換

電力の流れをたどり、すべての接続条件を明確に。

発電機、コントローラー、変換器は、それぞれ異なる役割を担います。一体として選定するには、出力定格だけでなく、電気特性と運転要件を適合させる必要があります。

01

発電機

発電機はローターから伝わる機械的動力を電力に変換します。その電気特性が後段機器選定の出発点になります。FD14-50 kWは永久磁石式ダイレクトドライブ発電機を使用しています。発電機端子と変換器の交流出力は、別々の仕様確認点です。

02

コントローラー

制御部は測定信号を運転判断に結び付けます。制御説明では、入力、出力、状態遷移、各機器の役割を明確にし、風車コントローラーと電力変換機器がそれぞれ担当する機能を区別します。

03

変換器

電力変換は、目的の接続先に適合する電気出力を作ります。発電機側の入力特性を確認し、必要な出力電圧、周波数、接続構成を定めます。確認済みのFD14-50 kW系統連系構成では、変換器出力の線間電圧が380 Vとされています。その他の要件には、別途機器選定が必要です。

04

MPPT

最大電力点追従制御は、条件の変化に応じて有効な発電運転点を探る制御方式です。風力発電では、電気的負荷とローターの挙動が関係します。どの機器が制御を担い、どの機種別運転制限が適用されるかをご確認ください。MPPTの表記だけでは、機器間の適合性は判断できません。

03運転状態

対応を定義し、制御された復帰へ。

ブレーキは機器を表す言葉です。保護シーケンスは、事象、それに対する指令、運転復帰の条件を定義します。現行のFD14-50 kWは、電動ヨー駆動と油圧ディスクブレーキを採用しています。以下は採用機器の確認項目であり、すべての機種に標準装備される機能一覧ではありません。

01

起動・運転

ローターの回転と電気の発生を区別します。発電状態に移行する条件と、その確認に用いる測定値を定義します。ローターが回り始める風速だけでは、有効な発電が始まる風速は特定できません。

02

制御停止

停止を要求する機器と、風力発電機、電気負荷、ブレーキの協調動作を文書化します。最終状態と停止完了の確認表示も含めます。

03

強風・ローター回転速度

測定対象、平均化時間、しきい値、遅延時間を合わせて確認します。風速の数値だけでは、運転状態と復帰条件を含む完全な保護仕様にはなりません。

04

電気系統の遮断

系統、負荷、補助電源が利用できなくなった場合の動作を確認します。どの機器に電源が残り、どの機器が風力発電機の状態に責任を持つかを特定します。

05

信号・通信の喪失

測定できない状態と正常値を区別します。必要な信号・接続ごとに、検出方法、応答動作、故障診断のために保存する情報を定めます。

06

リセット・保守

再起動前に解消すべき条件と、確認操作を現地で行うか遠隔で行うかを定めます。点検、電源切離し、保守アクセスは、供給機種の運転・保守資料に適合させます。

04システム統合

接続条件から、機器を選ぶ。

系統連系、独立負荷、ハイブリッドエネルギーシステムでは、電気的接続部に求められる要件が異なります。電力の供給先から始め、変換、制御、風力発電機へと遡って検討します。単線結線図により、接続点と機器の責任範囲を明確にできます。

機器の供給範囲

風力発電機。コントローラー。変換器。

MARSTONでは、風力発電機、コントローラー、変換器の個別供給をご相談いただけます。必要に応じてタワー業者との調整にも対応します。ハイブリッドプロジェクトでは、他社製の太陽光発電、蓄電、統合監視機器を特定したうえで接続条件を評価します。MARSTONは現在、自社製の蓄電製品を提供していません。

ソリューションを見る
配線、端子台、回路保護部品を備えた電装盤。
系統との接続
接続電圧、周波数、相構成、予定連系点を明記します。電力会社の技術要件と停電時の動作も含めます。
負荷・運転パターン
連続需要とピーク需要、始動負荷、稼働時間、重要な設備を説明してください。独立電源では、風力発電量が不足した際の給電方法を明確にします。
設置場所・機器範囲
風況情報、タワー位置、ケーブル経路、保守アクセスをお知らせください。各部品の供給者と、設置・試運転・接続条件の責任者を明確にします。

05技術資料・記事

理解を深め、必要なことを確認する。

記事や機種別ページを、技術的な相談の準備にご活用ください。プロジェクト資料を請求する際は、対象の構成に合った情報をご用意できるよう、風力発電機の型式、予定する接続方式、機器の供給範囲をお知らせください。

技術相談

技術を、プロジェクトの条件に合わせて。

型式、現地条件、予定する電気接続方式をお知らせください。ご希望の機器範囲に対応した仕様、接続情報、運転資料をご請求いただけます。

技術 / 関連資料

技術ガイド

個別プロジェクトの機器検討を支える、設置場所の根拠資料、電気的接続条件、保守記録を確認します。

以下のガイドは現在、英語でご覧いただけます。