NL8004597A - METHOD AND APPARATUS FOR THE OPTIMAL USE OF VARIABLE NON-MANAGABLE SOURCES OF ENERGY. - Google Patents

METHOD AND APPARATUS FOR THE OPTIMAL USE OF VARIABLE NON-MANAGABLE SOURCES OF ENERGY. Download PDF

Info

Publication number
NL8004597A
NL8004597A NL8004597A NL8004597A NL8004597A NL 8004597 A NL8004597 A NL 8004597A NL 8004597 A NL8004597 A NL 8004597A NL 8004597 A NL8004597 A NL 8004597A NL 8004597 A NL8004597 A NL 8004597A
Authority
NL
Netherlands
Prior art keywords
energy
electric
generators
network
synchronous
Prior art date
Application number
NL8004597A
Other languages
Dutch (nl)
Original Assignee
Stichting Energie
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Stichting Energie filed Critical Stichting Energie
Priority to NL8004597A priority Critical patent/NL8004597A/en
Priority to EP81106185A priority patent/EP0046530A1/en
Priority to GR65774A priority patent/GR75309B/el
Priority to ZA815577A priority patent/ZA815577B/en
Priority to PT73520A priority patent/PT73520B/en
Priority to ES504745A priority patent/ES504745A0/en
Publication of NL8004597A publication Critical patent/NL8004597A/en

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03DWIND MOTORS
    • F03D9/00Adaptations of wind motors for special use; Combinations of wind motors with apparatus driven thereby; Wind motors specially adapted for installation in particular locations
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/38Arrangements for parallely feeding a single network by two or more generators, converters or transformers
    • H02J3/381Dispersed generators
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P9/00Arrangements for controlling electric generators for the purpose of obtaining a desired output
    • H02P9/42Arrangements for controlling electric generators for the purpose of obtaining a desired output to obtain desired frequency without varying speed of the generator
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B3/00Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
    • F02B3/06Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05BINDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2220/00Application
    • F05B2220/61Application for hydrogen and/or oxygen production
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2300/00Systems for supplying or distributing electric power characterised by decentralized, dispersed, or local generation
    • H02J2300/10The dispersed energy generation being of fossil origin, e.g. diesel generators
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2300/00Systems for supplying or distributing electric power characterised by decentralized, dispersed, or local generation
    • H02J2300/20The dispersed energy generation being of renewable origin
    • H02J2300/22The renewable source being solar energy
    • H02J2300/24The renewable source being solar energy of photovoltaic origin
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2300/00Systems for supplying or distributing electric power characterised by decentralized, dispersed, or local generation
    • H02J2300/20The dispersed energy generation being of renewable origin
    • H02J2300/28The renewable source being wind energy
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P2101/00Special adaptation of control arrangements for generators
    • H02P2101/15Special adaptation of control arrangements for generators for wind-driven turbines
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/56Power conversion systems, e.g. maximum power point trackers
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70Wind energy
    • Y02E10/72Wind turbines with rotation axis in wind direction
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70Wind energy
    • Y02E10/76Power conversion electric or electronic aspects
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30Hydrogen technology
    • Y02E60/36Hydrogen production from non-carbon containing sources, e.g. by water electrolysis
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P80/00Climate change mitigation technologies for sector-wide applications
    • Y02P80/10Efficient use of energy, e.g. using compressed air or pressurized fluid as energy carrier

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
  • Control Of Eletrric Generators (AREA)
  • Stand-By Power Supply Arrangements (AREA)

Abstract

A method and an installation are described for the optimum use of at least one variable power source which is difficult to control. In known power systems with a power source which is difficult to control, it is normal to couple to it one or more synchronous A.C. generators which can be connected with a rectifier and an inverter to an autonomous A.C. network. In this arrangement, the A.C. network is connected to a second synchronous A.C. generator which is mechanically connected, such that it can be disconnected therefrom, to a controllable auxiliary machine, such as e.g. a diesel generating set. To keep the frequency of the network constant if too much power is offered or, above all, if the power offered drops, such an amount of power is supplied from the autonomous A.C. network (5) to an additional usable load (2) that the frequency of the network (5) remains constant. The excess power to be diverted can be used, for example, for the preparation of hot water or for the electrolysis of water, combined with the use of fuel cells, or for battery charging or for pumping water to increased heights. <IMAGE>

Description

-...... Λ» * V» - 1 --...... Λ »* F» - 1 -

Ten name van: Stichting Energieonderzoek Centrum Nederland te 's-Cravenhage.In the name of: Stichting Energieonderzoek Centrum Nederland in The Hague.

Titel : Werkwijze en inrichting voor het optimaal benutten van variabele niet beheersbare energiebronnen·Title: Method and structure for optimal use of variable non-controllable energy sources

De uitvinding hééft betrekking op een werkwijze voor het optimaal benutten van één of meer variabele niet beheersbare energiebronnen, doordat men een energiesysteem toepast, dat omvat ëên of meer van deze variabele energiebronnen (1), één of meer hiermee gekoppelde elec-5 trische wisselstroomgeneratoren (3), een mutator wisselrichter (8), een op deze mutator aangesloten wisselstroomnet (5) met één of meer electrische wisselstroomgeneratoren (6), die gekoppeld zijn met één of meer beheersbare energiebronnen (7).The invention relates to a method for optimally utilizing one or more variable uncontrollable energy sources, by using an energy system comprising one or more of these variable energy sources (1), one or more electric alternators (5) coupled thereto. 3), a mutator inverter (8), an alternating current network (5) connected to this mutator with one or more electric alternating current generators (6), which are coupled to one or more controllable energy sources (7).

De bovengenoemde werkwijze levert in het algemeen geen problemen op, 10 indien een groot wisselstroomnet aanwezig is, dat de door de variabele energiebronnen opgewekte energie op kan vangen.The above-mentioned method generally does not present any problems, if a large alternating current network is present, which can absorb the energy generated by the variable energy sources.

De aanpassing aan het fluctuerende electrische vermogen en de compensatie van het eventueel vereiste reactieve vermogen worden in dit geval immers overgelaten aan de conventionele centrales in het net.After all, the adaptation to the fluctuating electrical power and the compensation of any required reactive power are left to the conventional power stations in the grid.

13 De situatie is echter geheel anders wanneer een dergelijk groot net niet aanwezig is en meer in het bijzonder als men een klein autonoom net vrijwel geheel door middel van windenergie wil bedrijven. Bij gunstige windcondities wil men namelijk graag een net vrijwel geheel door middel van windenergie van vermogen voorzien. In verband met de prijs 20 van fossiele brandstoffen en meer in het bijzonder van dieselolie wenst men graag, reeds gedurende lange tijd zo min mogelijk hiervan te gebruiken en hierbij dan tevens het door-de wind of een andere variabele energiebron geleverde vermogen op de meest optimale wijze te benutten. Het probleem van hoge brandstofprijzen en het niet aanwezig 25; zijn van een groot gekoppeld electrisch wisselstroomnet doet zich vooral voor op geïsoleerde plaatsen, waarvoor het niet economisch is om lange verbindingskabels aan te leggen en koppelstations voor een electrisch net te bouwen.13 However, the situation is completely different if such a large network is not present and more particularly if one wants to operate a small autonomous network almost entirely by means of wind energy. In favorable wind conditions, people would like to supply a grid almost entirely by means of wind energy. In connection with the price of fossil fuels and more particularly of diesel oil, it is desired to use as little of this as possible for a long time and then also use the power supplied by the wind or another variable energy source at the most optimal way to use. The problem of high fuel prices and the absence 25; Being of a large coupled AC electric grid mainly occurs in insulated places, for which it is not economical to lay long connecting cables and to build coupling stations for an electrical grid.

De uitvinding beoogt deze reeds lang gevoelde technische behoefte te 3D bevredigen. De gevonden oplossing blijkt technisch bijzonder betrouw- O 80 04 59 7The object of the invention is to satisfy this long-felt technical need in 3D. The solution found proves to be technically very reliable. O 80 04 59 7

VV

- 2 - **ν baar te zijn, wat voor de deskundige gezien de geringe netstabiliteit van kleine autonome electrische netten verrassend is.- 2 - ** ν to be visible, which is surprising to the expert in view of the low grid stability of small autonomous electrical grids.

Volgens de uitvinding laat men deze niet beheersbare variabele energiebronnen (1) energie leveren in een energiesysteem waarin boven-5 dien: a) alle electrische generatoren (3, 6) synchroon zijn; b) het wisselstr-oomnet (5) autonoom is; c) de commutatie-energie geleverd wordt door de bij de beheersbare energiebronnen (7) behorende (synchrone) electrische generatoren 10 (6); d) de beheersbare energiebronnen (7) gekoppeld worden met de generatoren (3, 6) en hierbij volledig ontkoppelbaar zijn; e) het energiesysteem voorzien is van een extra nuttige electrische belasting (2).According to the invention, these uncontrollable variable energy sources (1) are made to supply energy in an energy system in which, moreover: a) all electric generators (3, 6) are synchronous; b) the alternating current network (5) is autonomous; c) the commutation energy is supplied by the (synchronous) electric generators 10 (6) associated with the controllable energy sources (7); d) the controllable energy sources (7) are coupled to the generators (3, 6) and are thereby completely disconnectable; e) the energy system has an additional useful electrical load (2).

15 De uitvinding heeft eveneens betrekking op een energiesysteem waarin de eerder genoemde werkwijze wordt toegepast en waarin meer in het bijzonder de commutatie-energie geleverd wordt door de aan de variabele beheersbare energiebronnen (1) gekoppelde synchrone generatoren, doordat een hoog rendementomzetter (net-gecommuteerd) (8) gekoppeld is 20 aan het wisselstrooranet (5).The invention also relates to an energy system in which the aforementioned method is applied and in which, in particular, the commutation energy is supplied by the synchronous generators coupled to the variable controllable energy sources (1), because a high efficiency converter (grid-commutated ) (8) is linked to the alternating network (5).

De voordelen van de uitvinding zijn: 1. Een grote besparing van brandstof, bijvoorbeeld dieselolie.The advantages of the invention are: 1. A great saving of fuel, for example diesel oil.

2. Het voorkomen van nullast van een dieselmotor of andere vloeibare brandstofmotor, waardoor vervuiling kan optreden.2. Preventing no-load from a diesel engine or other liquid fuel engine, which can cause pollution.

25 3. Een hoog rendement van de variabele, als het ware voor niets ver kregen energie, door het gebruik van een net-gecommuteerde inverter met behoud van de goede spanning en frequentie van het autonome net. Hierbij maakt men gebruik van het feit dat er een synchrone condensator wordt gevormd door de synchrone machine (6) en de 30 omzetter van de commutator (8).25 3. A high efficiency of the variable, as it were, energy obtained for nothing, through the use of a grid-commutated inverter while retaining the good voltage and frequency of the autonomous grid. Here, use is made of the fact that a synchronous capacitor is formed by the synchronous machine (6) and the converter of the commutator (8).

Opgemerkt wordt dat onder autonoomnet (5) begrepen wordt een net dat zijn vermogen geheel of grotendeels ontleent aan de variabele energiebronnen (1).It is noted that an autonomous network (5) is understood to mean a network that derives all or most of its power from the variable energy sources (1).

Het nieuwe energiesysteem kan als volgt worden begrepen, de varia-35 bele energiebronnen (1) leveren gezien de aanwezige omstandigheden al tijd een maximum aan energie, welke met een hoog rendement door middel 80 04 5 9 7 * 4 - 3 - % t van de commutator (8) wordt toegevoerd aan het autonome net (5). Indien het net (5) een te veel aan energie krijgt toegevoerd vanuit de variabele energiebronnen (1) zou dit zonder afdoende regeling tot gevolg hebben dat de netfrequentie toeneemt. Deze ongewenste frequentie-5 toename wordt nu voorkomen door het teveel aan energie af te voeren door middel van een regelbare nuttige electrische belasting (2). Uiteraard is in dit geval de variabele beheersbare energiebron (7) geheel losgekoppeld van de synchrone generatoren (6), welke in dit geval mede de commutatie-energie leveren, die in dit geval zeer laag blijkt 10 te zijn; verlies in de commutatie (8) minder dan 10%.The new energy system can be understood as follows: the variable energy sources (1) always provide a maximum of energy in view of the circumstances present, which with a high efficiency through 80 04 5 9 7 * 4 - 3 -% t of the commutator (8) is supplied to the autonomous network (5). If the grid (5) is supplied with too much energy from the variable energy sources (1), this would result in an increase in the grid frequency without adequate regulation. This undesired frequency-5 increase is now prevented by dissipating the excess energy by means of an adjustable useful electrical load (2). Obviously in this case the variable controllable energy source (7) is completely disconnected from the synchronous generators (6), which in this case also supply the commutation energy, which in this case turns out to be very low; loss in commutation (8) less than 10%.

In veel gevallen zal men als variabele energiebron ëên of meer windturbines toepassen. Een eigenschap van veel windturbines is dat deze, indien de bladstand zoveel raogelijk op maximale energieafgifte wordt afgesteld, niet zelfstartend zijn. In een aan de beschrijving toege-15 voegde appendix getiteld: "Turbine-eigenschappen" met bijbehorende fi guur 3, wordt een en ander nader toegelicht.In many cases one or more wind turbines will be used as the variable energy source. A property of many wind turbines is that, if the blade position is adjusted to maximum energy output as much as possible, they are not self-starting. In an appendix added to the description entitled: "Turbine properties" with accompanying figure 3, this is further elucidated.

- Een voorkeursuitvoering van het nieuwe energiesysteem past als energiebron één of meer windturbines (1) toe, 'die dan hiervoor voorzien zijn van hiermee gekoppelde electrische synchrone generatoren (3) met 20 middelen om deze door middel van een draaistroomverbinding tussen de met de beheersbare energiebronnen (7) gekoppelde synchrone generatoren (6) asynchroon te doen starten. Hierbij zijn de synchrone generatoren (3) dan bijvoorbeeld voorzien van een extra kooi.- A preferred embodiment of the new energy system uses as the energy source one or more wind turbines (1), which are then previously provided with electric synchronous generators (3) coupled thereto by means of a three-phase connection between the controllable energy sources. (7) start coupled synchronous generators (6) asynchronously. The synchronous generators (3) are then provided with, for example, an extra cage.

Door deze extra voorziening bereikt men dat windturbinebladen altijd 25 in de voor energiewinning meest optimale stand staan.This additional provision ensures that wind turbine blades are always in the optimum position for energy recovery.

De windturbines worden in dit geval na stilstand tengevolge van windstilte of bescherming tegen storm weer gestart door middel van de electrische generatoren (6), die op hun beurt verbonden zijn met de beheersbare energiebronnen (7). De beheersbare energiebron (7) start 30·..' in dit geval dan de windturbines (1).In this case, the wind turbines are restarted after standstill due to wind or storm protection by means of the electric generators (6), which in turn are connected to the controllable energy sources (7). The controllable energy source (7) starts 30 · .. 'in this case the wind turbines (1).

De extra nuttige belasting (2) bevindt zich in een voorkeursuitvoering op kleine schaal in het autonome electrische net (5).The additional payload (2) is in a preferred embodiment on a small scale in the autonomous electrical network (5).

Een andere plaats voor de extra nuttige electrische belasting (2) is plaatsing in de commutator (8).Another place for the extra useful electrical load (2) is placement in the commutator (8).

355 Weer een andere denkbare plaats voor de extra nuttige belasting (2) 80 04 59 7355 Yet another conceivable place for the additional payload (2) 80 04 59 7

* V* V

- 4 - \ is plaatsing tussen de commutator (8) en de met de niet-beheersbare energiebronnen (1) verbonden generatoren. Dit heeft het voordeel dat de energieverliezen in de commutator minimaal zijn (3).- 4 - \ is placement between the commutator (8) and the generators connected to the non-controllable energy sources (1). This has the advantage that the energy losses in the commutator are minimal (3).

Het is, zoals reeds eerder vermeld is, mogelijk om de extra nuttige 5 belasting (2) in het net (5) te plaatsen. De verkregen extra energie kan men in dit geval en de andere gevallen gebruiken voor de productie van heet water of voor de electrolyse van water, waarbij waterstof en zuurstof worden gevormd. Het is vanzelfsprekend mogelijk om de voor de beheersing van het systeem noodzakelijke extra belasting (2) te ge-10 bruiken voor andere nuttige toepassingen. Men kan hier denken aan het laden van accu's, wat in het algemeen minder interessant is, omdat hiervoor uitgebreide beschermingsapparatuur nodig is.As mentioned before, it is possible to place the extra useful load (2) in the net (5). The additional energy obtained can be used in this case and the other cases for the production of hot water or for the electrolysis of water, whereby hydrogen and oxygen are formed. It is of course possible to use the additional load (2) necessary for the control of the system for other useful applications. One can think of charging batteries, which is generally less interesting, because it requires extensive protection equipment.

Men kan eveneens denken aan de productie van bijvoorbeeld chloorbleek-loog.One can also think of the production of, for example, chlorine bleach lye.

15 De extra nuttige belasting (2) wordt in al deze gevallen aangepast aan de behoeften van het totale energiesysteem door middel van een regelbare gelijkrichter (10).15 The additional payload (2) in all these cases is adapted to the needs of the total energy system by means of an adjustable rectifier (10).

Hoewel andere inverters met lagere rendementen eveneens toepasbaar zijn, zal men bij voorkeur een net-gecommuteerde inverter (8) gebrui-20 ken voor toevoeren van de energie afkomstig van de variabele energie bron (1) van het autonome net (5).Although other inverters with lower efficiencies are also applicable, a grid-commutated inverter (8) will preferably be used for supplying the energy from the variable energy source (1) of the autonomous grid (5).

In dit geval is de met het net gecommuteerde inverter (8) een zes-thyristor-lijn gecommuteerde inverter (11), zoals weergegeven in figuur 2.In this case, the grid-commutated inverter (8) is a six-thyristor line commutated inverter (11), as shown in Figure 2.

25 Aangezien de windsnelheid in het algemeen zeer sterk fluctueert is het mogelijk dat bij onvoldoende dimensionering van het systeem, vooral bij het gebruik van de wind als enige energiebron, de netfrequentie soms te sterk varieert. Men kan dit voorkomen door, als met de beheersbare energiebronnen (7) verbonden generatoren (6), machines toe 3Q te passen met een groot traagheidsmoment. Eén en ander is nader toege licht in de aan het einde van de beschrijving toegevoegde appendix 2 getiteld: "Systeembeheersing".Since the wind speed generally fluctuates very sharply, it is possible that with insufficient dimensioning of the system, especially when the wind is used as the sole energy source, the mains frequency sometimes varies too much. This can be prevented by using machines 3Q with a high moment of inertia as generators (6) connected to the controllable energy sources (7). All this is further elucidated in appendix 2 added at the end of the description entitled: "System management".

Bij voorkeur zal men, als beheersbare variabele energiebronnen, één of meer dieselmachines (7) toepassen vanwege de goede regelkarakteris-353 tieken en betrouwbaarheid van deze machines.Preferably, as controllable variable energy sources, one or more diesel machines (7) will be used because of the good control characteristics and reliability of these machines.

Het in- en uitschakelen van deze machines (7), indien er te weinig of 80 04 59 7 ✓ 4 - 5 - te veel energieaanbod is, levert voor de vakman absoluut geen problemen op.Switching these machines on and off (7), if there is too little or 80 04 59 7 ✓ 4 - 5 - too much energy supply, is absolutely no problem for the skilled person.

Het energiesysteem volgens de uitvinding kan het beste voor een autonoom net (5), dat voornamelijk op windenergie draait, worden gerea-5 liseerd door het gelijktijdig toepassen van drie-regelsystemen en wel als volgt: a) Een regeling-van het toerental (12) van de windturbines (1), die aangesloten is op de aan deze windturbines gekoppelde electrische synchrone generatoren (3) en berustend op het door de wind aan deze 1Ό turbines (1) afgegeven vermogen Pw en de hoeksnelheid van de ro tor van deze turbines (13).The energy system according to the invention can best be realized for an autonomous network (5), which mainly runs on wind energy, by simultaneously applying three control systems as follows: a) A speed control (12 ) of the wind turbines (1), which is connected to the electric synchronous generators (3) coupled to these wind turbines and based on the power Pw delivered by the wind to these 1Ό turbines (1) and the angular speed of the rotor of these turbines (13).

b) Een frequentieregeling (14) van het electrische autonome net (5), welke aangesloten is op een regelbare gelijkrichter (10), via welke de extra nuttige electrische belasting (2) de energie vanuit het 15 autonome net (5) kan betrekken en berustend op het door de wind aan de turbines afgegeven vermogen Pw» de electrische belasting P^ van het autonome net (5) en de netfrequentie (15) van dit autonome net.b) A frequency control (14) of the electric autonomous network (5), which is connected to an adjustable rectifier (10), via which the extra useful electric load (2) can draw the energy from the autonomous network (5) and based on the power Pw »delivered by the wind to the turbines, the electrical load P ^ of the autonomous network (5) and the mains frequency (15) of this autonomous network.

c) Een spanningsregeling (16) van het autonome electrische net (5), 20 welke aangesloten is op de synchrone generatoren (16) in het auto nome net (5). en berustend op de netspanning (17).c) A voltage control (16) of the autonomous electric network (5), which is connected to the synchronous generators (16) in the autonomous network (5). and based on the mains voltage (17).

Bij voorkeur wordt bij het eerder gegeven regelsysteem de netspanning constant gehouden door veldbekrachtiging van de synchrone generatoren (6), al naar mate de gemeten netspanning dit vereist.Preferably, in the previously given control system, the mains voltage is kept constant by field energization of the synchronous generators (6), as required by the measured mains voltage.

25; De uitvinding wordt hieronder zonder bedoeling tot beperking toe gelicht in twee figuurbeschrijvingen 1 en 2 en twee appendices, "Turbine-eigenschappen" met bijbehorende figuur 3 en "Systeembeheersing".25; The invention is explained below without intention of limitation in two figure descriptions 1 and 2 and two appendices, "Turbine properties" with associated figure 3 and "System control".

In figuur 1 stelt 1 een tweebladige windturbine voor die bijvoor-30 beeld een horizontale as kan bezitten. Deze windturbine 1 is door mid del van een tandwielkast 18 gekoppeld aan een synchrone electrische generator 3. De opgewekte electrische energie wordt via een omzetter 8 als gelijkspanning toegevoerd aan een autonoom net 5. Het autonome net 5 kan indien de wind niet genoeg energie levert of, indien dit met 35 het oog op de stabiliteit van de netspanning en netfrequentie noodza- 80 04 59 7 X.In Figure 1, 1 represents a two-bladed wind turbine which may, for example, have a horizontal axis. This wind turbine 1 is coupled by means of a gearbox 18 to a synchronous electric generator 3. The generated electrical energy is supplied as direct voltage via a converter 8 to an autonomous network 5. The autonomous network 5 can, if the wind does not supply enough energy or , if this is necessary in view of the stability of the mains voltage and mains frequency 80 04 59 7 X.

- 6 - kelijk is, eveneens electrische energie ontvangen van een synchrone electrische generator 6, die door middel van een koppeling 9 aangedreven kan worden door een dieselmachine 7. De dieselmachine 7 kan hierbij geheel losgekoppeld worden van de bijbehorende electrische genera-5 tor 6. Indien de dieselmachine volledig losgekoppeld is, blijft de synchrone generator doordraaien en levert hierbij de mutatie-energie voor de omzetter 8, indien het systeem tevens van een regelbare electrische belasting 2 is voorzien. In figuur 1 krijgt de regelbare electrische belasting 2 zijn energie toegevoerd door middel van een regel-10 bare gelijkrichter 10, welke in dit geval in het autonome net 5 is ge plaatst. De commutator (8) bestaat uit een systeem van een aantal geil jkrichters 20 en omzetters 4. In figuur 1 is door middel van drie kleine schuine strepen aangegeven, dat de generatoren draaistroom leveren en tevens waar deze draaistroom respectievelijk wordt afgegeven 15 aan de commutator 8, het autonome net 5 en de regelbare gelijkrichter 10, die voor de regelbare electrische belasting 2 is geplaatst. In de commutator (8) bevindt zich een schematisch met 19 aangegeven zelfin-ductie. In het schema weergegeven in figuur 1 dient de electrische belasting (2) voor de productie van heet water, het is echter raogelijk 20 om de nuttige extra belasting 2 voor andere doeleinden te gebrui ken.It is also apparent that electrical energy is also received from a synchronous electric generator 6, which can be driven by means of a coupling 9 by a diesel machine 7. The diesel machine 7 can hereby be completely disconnected from the associated electric generator 6. When the diesel machine is completely disconnected, the synchronous generator continues to run and thereby supplies the mutation energy for the converter 8, if the system is also provided with an adjustable electrical load 2. In figure 1, the adjustable electric load 2 is supplied with its energy by means of an adjustable rectifier 10, which in this case is placed in the autonomous network 5. The commutator (8) consists of a system of a number of horn rectifiers 20 and converters 4. In figure 1 it is indicated by means of three small oblique stripes, that the generators supply three-phase current and also where this three-phase current is respectively delivered to the commutator 8 , the autonomous network 5 and the adjustable rectifier 10, which is placed in front of the adjustable electric load 2. The commutator (8) contains a self-induction schematically indicated by 19. In the diagram shown in figure 1 the electrical load (2) serves to produce hot water, however it is possible to use the useful additional load 2 for other purposes.

Figuur 2 geeft in details een regelschema weer; hierin worden tegelijkertijd drie regelsystemen toegepast, en wel: a) Een regelsysteem op het toerental van de windturbine 12, welke dus- 25 danig is ingestéld dat de bladen van de windturbine 1 altijd dus danig staan dat de maximale hoeveelheid energie uit de wind wordt betrokken. Dit wordt bereikt door dan tegelijkertijd op de electrische generator (3) een regeling (12) aan te brengen waarin als variabelen de hoeksnelheid (13) van de rotor van de windturbine (1) 30 en het door de wind geleverde vermogen Pw worden toegevoerd.Figure 2 shows a control scheme in detail; three control systems are simultaneously applied, namely: a) A control system at the speed of the wind turbine 12, which is set in such a way that the blades of the wind turbine 1 are always positioned in such a way that the maximum amount of energy is taken from the wind . This is achieved by simultaneously arranging on the electric generator (3) a control (12) in which the angular speed (13) of the rotor of the wind turbine (1) and the power Pw supplied by the wind are supplied as variables.

Eén en ander wordt nader toegelicht in de appendix "Turbine eigenschappen".This is further explained in the appendix "Turbine properties".

b) Een frequentieregeling 14 van het autonome het 5, welke in dit geval is aangesloten op de regelbare gelijkrichter (10), welke de 35 energie levert aan de regelbare nuttige electrische belasting (2).b) A frequency control 14 of the autonomous het 5, which in this case is connected to the adjustable rectifier (10), which supplies the energy to the adjustable useful electric load (2).

Als variabelen worden aan deze regeling (14) toegevoerd de netfre- 80 04 59 7 <- * - 7 - quentie (15) en. respectievelijk door het net afgegeven vermogen P^ en het door de wind geleverde vermogen Pw·The mains frequency 80 04 59 7 <- * - 7 - frequency (15) and are supplied as variables to this control (14). the power P ^ delivered by the network and the power Pw delivered by the wind, respectively

In deze regeling zit in de eerste plaats de netfrequentie en verder een verschil tussen het door de wind geleverde vermogen Pw en het 5 via het net afgenomen vermogen P^.In this regulation, first of all, the mains frequency and furthermore a difference between the power Pw supplied by the wind and the power P vermogen taken from the mains.

Indien de wind onvoldoende vermogen levert zal in de eerste plaats het door de extra nuttige belasting (2) afgenomen vermogen verminderd worden tot een minimale waarde en zal bij verdere vermindering de dieselmachine (7) uit figuur 1 ingeschakeld worden.If the wind does not supply enough power, the power consumed by the additional payload (2) will in the first place be reduced to a minimum value and the diesel machine (7) from figure 1 will be switched on in the event of a further reduction.

ZQ c) Een spanningsregeling (16) van het electrische autonome nat (5), waarbij de gemeten netspanning (17) als parameter wordt toegevoerd en welke is aangesloten op de wikkelingen van de electrische generator (6). De regeling werkt door meer of mindere veldbekrachtiging van de generator (6).ZQ c) A voltage control (16) of the electric autonomous wet (5), in which the measured mains voltage (17) is supplied as a parameter and which is connected to the windings of the electric generator (6). The control works by varying the field excitation of the generator (6).

15 De mutator. 8 uit figuur 1 is thans weergegeven in een meer uitge breide vorm 11. Het gelijkrichtgedeelte 20 uit figuur 1 is thans weergegeven door 21, terwijl het omzetgedeelte is weergegeven door 22. In 11 wordt op deze wijze toegepast een 6 thyristor-lijn gecommuteerde inverter. Het is hierbij mogelijk om het reactief vermogen van het om-20 zetgedeelte 22 te beperken door middel van uitdovingshoekbeper- king.15 The mutator. 8 from FIG. 1 is now shown in a more elaborate form 11. The rectifying portion 20 from FIG. 1 is now shown by 21, while the converting portion is shown by 22. In 11, a 6 thyristor line commutated inverter is used in this manner. It is hereby possible to limit the reactive power of the conversion portion 22 by means of extinction angle limitation.

Toepassing van een netgecommuteerde inverter 8 of 11, zoals reeds eerder vermeld, is een belangrijk onderdeel van het nieuwe systeem.The use of a grid commutated inverter 8 or 11, as mentioned earlier, is an important part of the new system.

Deze gelijkstroomschakel maakt het systeem zeer flexibel. De rotor-25 snelheid van de windturbine wordt hierbij onafhankelijk van de netfre quentie gekozen, zodanig dat deze altijd een maximale hoeveelheid energie levert. Meerdere windturbines of andere variabele energiebronnen kunnen parallel geschakeld worden in hetzelfde energiesysteem waarbij elke windturbine desgewenst afzonderlijk regelbaar is.This DC switching makes the system very flexible. The rotor speed of the wind turbine is hereby chosen independently of the grid frequency, so that it always delivers a maximum amount of energy. Multiple wind turbines or other variable energy sources can be connected in parallel in the same energy system, with each wind turbine being individually controllable if desired.

30 80 0 4 5 9 7 - 8 - ·. ·30 80 0 4 5 9 7 - 8 - ·. ·

Appendix 1, Turbine-eigenschappen.Appendix 1, Turbine Properties.

Het is bekend dat in het algemeen de windsnelheid bijzonder snel wisselt, hierbij zijn er zowel fluctuaties op zeer korte termijn als op langere termijn. Met de fluctuaties op korte termijn kan door middel van de zeer snelle regeleigenschappen van het systeem rekening 5 worden gehouden. De fluctuaties op wat langere termijn kunnen daaren tegen beter worden opgenomen door middel van de nuttige extra belasting (2). Het is mogelijk om bij verdere ontwikkeling van brandstofcellen deze extra belasting (2) in de toekomst in tijden van weinig aanbod van windenergie of piekbelasting in het autonome net (5), weer 10 op een later tijdstip in het net te brengen. Het is hierom van groot belang dat een systeem de aangeboden windenergie optimaal op kan nemen.It is known that in general the wind speed varies very quickly, with fluctuations in the very short term as well as in the longer term. The short-term fluctuations can be taken into account by means of the very fast control properties of the system. The longer-term fluctuations, on the other hand, can be better absorbed by means of the useful extra tax (2). With further development of fuel cells it is possible to bring this additional load (2) back into the network at a later time in times of little supply of wind energy or peak load in the autonomous network (5). It is therefore very important that a system can optimally absorb the offered wind energy.

De algemene formule voor het door de as van een windturbine afgegeven vermogen is: 15The general formula for the power delivered by the shaft of a wind turbine is: 15

Pw - Cp i TT R2 p v3 (a) 20 waarin v : de windsnelheid R : rotordiameter p : luchtdichtheidPw - Cp i TT R2 p v3 (a) 20 where v: the wind speed R: rotor diameter p: airtightness

Cp : vermogenscoëfficiënt die afhankelijk is van het quotiënt λ, van omtreksnelheid van de rotor en windsnel-25 heidCp: power coefficient that depends on the quotient λ, the rotor peripheral speed and the wind speed

De coëfficiënt is dus een functie van de grootheid λ, waarin: λ ; 30 7 waarin ω de hoeksnelheid voorstelt.The coefficient is therefore a function of the quantity λ, where: λ; 30 7 where ω represents the angular velocity.

In figuur 3 is een curve van het coëfficiënt Cp als functie van λ gegeven voor een twee-bladige windturbine met horizontale as. Uit 35 80 04 59 7 - 9 - v: t deze figuur blijkt dat bij een optimale waarde van λ de grootheid Cp een waarde 0.46 heeft. Bij andere turbines kunnen enigszins verschillende curven voorkomen, het algemene beeld is echter gelijk.In figure 3 a curve of the coefficient Cp as a function of λ is given for a two-bladed wind turbine with horizontal axis. From 35 80 04 59 7 - 9 - v: t this figure shows that with an optimal value of λ the quantity Cp has a value of 0.46. Slightly different curves may occur with other turbines, but the general picture is the same.

Uit figuur 3 blijkt dat het vermogen dat uit wind verkregen kan worden 5 klein is bij lage waarden van λ. Dit betekent dat de wind bij lage ro- torsnelheden een te klein koppel levert om de verliezen in het gehele energiesysteem te kunnen compenseren. Hierdoor is starten van de windturbine door uitsluitend de wind te gebruiken niet mogelijk.Figure 3 shows that the power that can be obtained from wind is small at low values of λ. This means that the wind provides too little torque at low rotor speeds to compensate for losses in the entire energy system. This makes it impossible to start the wind turbine by using only the wind.

De verliezen in het energiesysteem worden behandeld in de volgende 10 Appendix "Systeembeheersing''.The losses in the energy system are discussed in the following 10 Appendix "System Management".

De rotorsnelheid wordt in dat geval aangepast aan de windsnelheid teneinde de optimale waarde van λ zoveel mogelijk te bereiken. De synchrone generator (3) zal hierom in veel gevallen niet als synchrone generator worden gebruikt. Aangezien de windturbine niet zelfstartend 15 is kan men een voorziening als weergegeven in conclusie 3 gebruiken, indien men tenminste niet de beschikking heeft over andere energiebronnen dan een dieselmachine.In that case, the rotor speed is adjusted to the wind speed in order to achieve the optimum value of λ as much as possible. The synchronous generator (3) will therefore in many cases not be used as a synchronous generator. Since the wind turbine is not self-starting, a device as shown in claim 3 can be used if at least one does not have access to energy sources other than a diesel machine.

Uit formule (a) blijkt dat de afgegeven hoeveelheid energie Pw evenredig is met de derde macht van de windsnelheid en dus gezien de grote 20 fluctuaties hiervan nog veel sterker fluctueert.From formula (a) it appears that the amount of energy Pw delivered is proportional to the third power of the wind speed and therefore fluctuates even more strongly in view of the large fluctuations thereof.

Deze bijzonder grote fluctuaties van Pw kunnen onder meer worden opgevangen door een synchrone generator (6) in het autonome net (5) toe te passen met een groot traagsheidmoment J, wat besproken zal worden in de nu volgende Appendix "Systeembeheersing".These particularly large fluctuations of Pw can be compensated, inter alia, by applying a synchronous generator (6) in the autonomous network (5) with a great moment of inertia J, which will be discussed in the following Appendix "System control".

25 80 04 59 7 - 10-25 80 04 59 7 - 10-

Appendix 2, SysteembeheersingAppendix 2, System Management

De vermogensbalans van het systeem weergegeven in de figuren 1 en 2 wordt bij het gebruik van de dieselmachine (7) gegeven door: 5 ^diesel + + + J Ir <b> waarin: IQ ^diesel ^et verm08en· afgeleverd door de dieselmachine (7)The power balance of the system shown in Figures 1 and 2 when using the diesel engine (7) is given by: 5 ^ diesel + + + J Ir <b> where: IQ ^ diesel ^ et power 08 delivered by the diesel engine ( 7)

Pw het vermogen geleverd door de wind aan het autonome net (5) P' het vermogen vereist door het autonome net (5)Pw the power supplied by the wind to the autonomous network (5) P 'the power required by the autonomous network (5)

AfAf

Pv het vermogensverlies in de synchrone generator (6)PV power loss in the synchronous generator (6)

Pg het vermogen dat in de nuttige extra belasting gaat, heet wa- 15 terproductie, electrolyse van water en dergelijke J traagheidsmoment van de synchrone generator (6) ω* hoeksnelheid van de synchrone generator (6) in rad/s (ω1 is een andere hoeksnelheid dan w welke betrekking heeft op de windturbine (1)).Pg the power going into the useful extra load is called water production, electrolysis of water and the like J moment of inertia of the synchronous generator (6) ω * angular velocity of the synchronous generator (6) in rad / s (ω1 is another angular velocity then w which relates to the wind turbine (1)).

20 Indien P > P + P rw rv r % 25 kan men in principe de dieselmachine (7) uitschakelen. In dit geval is ^diesel * De win<* thans de enige energiebron voor het autonome net (5). De roterende synchrone generator (6) blijft echter een essentieel deel van het gehele energiesysteem. De generator (6) fun-30 geert thans als spanningsbron van het drie-fasennet (5) en neemt de commutatie in de omzetter (22) voor zijn rekening. Het reactief vermogen vereist door de netbelasting P^ en de omzetter (22) wordt geleverd door de synchrone generator (6). De synchrone generator (6) fungeert als synchrone condensator en de netspanning kan op een constante waar-35 de gehandhaafd worden door veldbekrachtigingen van de synchrone gene rator.20 If P> P + P rw rv r% 25, the diesel machine (7) can in principle be switched off. In this case, ^ diesel * De win <* is currently the only energy source for the autonomous network (5). However, the rotary synchronous generator (6) remains an essential part of the entire energy system. The generator (6) now functions as a voltage source of the three-phase network (5) and takes care of the commutation in the converter (22). The reactive power required by the grid load P ^ and the converter (22) is provided by the synchronous generator (6). The synchronous generator (6) functions as a synchronous capacitor and the mains voltage can be maintained at a constant value by field energies of the synchronous generator.

80 0 4 5 9 780 0 4 5 9 7

VV

- 11 - «- 11 - «

Alle windenergieovermaat welke niet op andere wijze nodig is voor de netbelasting Pj of voor het verlies Py in de synchrone generator (6) wordt zoveel mogelijk naar de nuttige extra belasting Pe gevoerd* Opgemerkt wordt dat men bij het starten van een windturbine (1) welke 5 stil heeft gestaan, rekening moet houden met deze Pv* Het is even eens om deze reden niet mogelijk om de windturbine alleen door middel van windenergie te starten.All wind energy excess which is not otherwise required for the grid load Pj or for the loss Py in the synchronous generator (6) is fed as much as possible to the useful additional load Pe * It is noted that when starting a wind turbine (1), 5 has stood still, must take this PV into account. It is also not possible for this reason to start the wind turbine only by means of wind energy.

Indien er echter een groot aanbod van windenergie is blijkt uit formule (b) dat men met behulp van de extra nuttige belasting (2) of Pe 10, de mogelijkheid heeft om de vermogensstroom naar het net (5) te be heersen. De draaisnelheid van de synchrone generator (6) die de frequentie van het autonome net bepaalt kan eveneens worden beïnvloed. Gezien de bijzonder snelle fluctuaties van het aanbod van windenergie, is het van belang om door middel van een groot traagheidsmoment J van 15. de synchrone generator (6) deze fluctuaties evenals fluctuaties door verschillende netbelasting P^ zoveel mogelijk af te vlakken.However, if there is a large supply of wind energy, formula (b) shows that, with the help of the additional payload (2) or Pe 10, it is possible to control the power flow to the network (5). The speed of rotation of the synchronous generator (6) which determines the frequency of the autonomous network can also be influenced. In view of the particularly rapid fluctuations in the supply of wind energy, it is important to smooth out these fluctuations as well as fluctuations due to different mains loads P ^ by means of a large moment of inertia J of 15. the synchronous generator (6).

De roterende massa van de generator (6) is in dit geval in staat om een zekere hoeveelheid energie op te slaan of te leveren. Zodra de hoeveelheid opgeslagen energie hierbij dan te groot of te klein dreigt 20 te worden zal er meer of minder energie aan de extra nuttige belasting (2) of Pe worden toegevoerd. Het is mogelijk om de dieselmachine (7) in te schakelen, indien er op een gegeven moment te weinig energie ten behoeve van het systeem geleverd wordt, door de wind om de energiebehoefte van het systeem op peil te houden.The rotating mass of the generator (6) in this case is able to store or deliver a certain amount of energy. As soon as the amount of stored energy threatens to become too large or too small, more or less energy will be supplied to the extra useful load (2) or Pe. It is possible to switch on the diesel machine (7), if at a certain moment too little energy is supplied for the system, due to the wind to maintain the energy requirement of the system.

255 80 04 53 7255 80 04 53 7

Claims (14)

1. Werkwijze voor het optimaal benutten van één of meer variabele niet beheersbare energiebronnen, doordat men een energiesysteem toegepast dat omvat één of meer van deze variabele energiebronnen (1), één of meer hiermee gekoppelde electrische wisselstroom gene-5 ratoren (3), een mutator (wisselrichter) (8), een op deze mutator aangesloten wisselstroomnet (5) met één of meer electrische wisselstroom generatoren (6), die gekoppeld zijn met één of meer beheersbare energiebronnen (7), met het kenmerk, dat men deze niet beheersbare energie bronnen (1) energie laat leveren in een 10 energiesysteem waarin: a) alle electrische generatoren (3, 6) synchroon zijn; b) het wisseistroomnet (5) autonoom is; c) de commutatie-energie geleverd wordt door de bij de beheersbare energiebronnen (7) behorende (synchrone) electrische generatoren 15 (6); d) de beheersbare energiebronnen (7) gekoppeld worden met de generatoren (3, 6) en hierbij volledig ontkoppelbaar zijn; e) het energiesysteem voorzien is van een extra nuttige electrisch belasting (2). 20Method for optimally utilizing one or more variable non-controllable energy sources, by using an energy system comprising one or more of these variable energy sources (1), one or more electric alternators (3) coupled thereto, a mutator (inverter) (8), an alternating current network (5) connected to this mutator with one or more alternating electric generators (6), which are coupled to one or more controllable energy sources (7), characterized in that these are not controllable energy sources (1) supplies energy in a 10 energy system in which: a) all electric generators (3, 6) are synchronous; b) the alternating current network (5) is autonomous; c) the commutation energy is supplied by the (synchronous) electric generators 15 (6) associated with the controllable energy sources (7); d) the controllable energy sources (7) are coupled to the generators (3, 6) and are thereby completely disconnectable; e) the energy system is equipped with an additional useful electrical load (2). 20 2« Energiesysteem voor het toepassen van de werkwijze volgens conclu sie 1, omvattend één of meer variabele niet beheersbare energiebronnen (1), één of meer hiermee gekoppelde electrische wisselstroom generatoren (3), een mutator (wisselrichter) (8), een op deze mutator (8) aangesloten electrisch wisselstroomnet (5) met 25 één of meer electrische wisselstroom generatoren (6) die gekoppeld zijn met één of meer beheersbare energiebronnen (7), met het kenmerk, dat: a) alle electrische generatoren (3, 6) synchroon zijn; b) het wisselstroomnet (5) autonoom is; 3Q c) een hoog rendement-omzetter (net-gecommuteerd) (8) gekoppeld is aan het wisselstroomnet (5); d) de beheersbare energiebronnen (7) voorzien zijn van koppelingen (9), die deze tijdens bedrijf van het systeem geheel kunnen loskoppelen van de bijbehorende generatoren (6); 35 e) het energiesysteem voorzien is van een zogenaamde extra nuttige belasting (2). 80 04 59 7 ' ' - 13 - ^ =Γ2 «Energy system for applying the method as claimed in claim 1, comprising one or more variable non-controllable energy sources (1), one or more associated alternating current electric generators (3), a mutator (inverter) (8), one of these mutator (8) connected electric alternating current network (5) with one or more electric alternating current generators (6) coupled to one or more controllable energy sources (7), characterized in that: a) all electric generators (3, 6) be in sync; b) the alternating current network (5) is autonomous; 3Q (c) a high efficiency converter (grid-commutated) (8) is coupled to the AC grid (5); d) the controllable energy sources (7) are provided with couplings (9), which can completely disconnect them during operation of the system from the associated generators (6); E) the energy system is equipped with a so-called extra useful load (2). 80 04 59 7 '' - 13 - ^ = Γ 3. Energiesysteem volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat als variabele energiebron één of meer windturbines (1) worden toegepast, die voorzien zijn van hiermee gekoppelde electrische synchrone generatoren (3) met middelen om deze door middel van een draaistroom verbin- 5 ding tussen de met de beheersbare energiebronnen (7) gekoppelde syn chrone generatoren (6) asynchroon te doen starten.Energy system according to claim 2, characterized in that the variable energy source is one or more wind turbines (1), which are provided with electric synchronous generators (3) coupled thereto, with means for connecting them by means of a three-phase connection start asynchronously between the synchronous generators (6) coupled to the controllable energy sources (7). 4. Energiesysteem volgens conclusie 2 of 3, met het kenmerk, dat de extra nuttige electrische belasting (2) zich in het net (5) bevindt.Energy system according to claim 2 or 3, characterized in that the additional useful electrical load (2) is located in the network (5). 5. Energiesysteem volgens conclusie 2 of 3 met het kenmerk, dat de extra nuttige belasting (2) zich in de commutator (8) bevindt.Energy system according to claim 2 or 3, characterized in that the additional payload (2) is located in the commutator (8). 6. Energiesysteem volgens conclusie 2 of 3 met het kenmerk, dat de extra nuttige belasting (2) zich tussen de commutator (8) en de met de niet beheersbare variabele energiebronnen (1) verbonden synchrone 15 generatoren (3) is geplaatst.Energy system according to claim 2 or 3, characterized in that the additional payload (2) is placed between the commutator (8) and the synchronous generators (3) connected to the uncontrollable variable energy sources (1). 7. Energiesysteem volgens conclusie 4, met het kenmerk, dat de extra nuttige belasting (2) een heetwater productie-eenheid of productie eenheid voor waterstof en zuurstof is, die electrische energie kan ontvangen door middel van een regelbare gelijkrichter (10).Energy system according to claim 4, characterized in that the additional payload (2) is a hot water production unit or hydrogen and oxygen production unit, which can receive electrical energy by means of an adjustable rectifier (10). 8. Energiesysteem volgens conclusie 2 t/m 7, met het kenmerk, dat voor het omvormen van de wisselspanning verkregen uit de met de variabele energiebronnen (1) verbonden synchrone generatoren (3) een net-ge-commuteerde inverter (8) wordt toegepast.Energy system according to Claims 2 to 7, characterized in that a mains-commutated inverter (8) is used for converting the alternating voltage obtained from the synchronous generators (3) connected to the variable energy sources (1). . 9. Energiesysteem volgens conclusie 8, met het kenmerk, dat deze net- 25 gecommuteerde inverter (8) een zes-thyristorlijn gecommuteerde in verter (11) is.Energy system according to claim 8, characterized in that this mains commutated inverter (8) is a six-thyristor line commutated in verter (11). 10. Energiesysteem volgens elk van de conclusies 2 t/m 9, met het kenmerk, dat de synchrone generatoren (6), die met de beheersbare energiebronnen (7) verbonden kunnen zijn een groot traagheidsmoment be- 30 zitten.Energy system according to any of claims 2 to 9, characterized in that the synchronous generators (6), which can be connected to the controllable energy sources (7), have a high moment of inertia. 11. Energiesysteem volgens elk van de conclusies 2 t/m 10, met het kenmerk, dat als variabele beheersbare energiebronnen (7) dieselma-chines worden toegepast.Energy system according to any one of claims 2 to 10, characterized in that diesel machines are used as variable controllable energy sources (7). 12. Energiesysteem volgens elk van de conclusies 2 t/m 4 en 7 t/m 11, 35 waarbij één of meer windturbines energie aan een electrisch net le veren, met het kenmerk, dat hierbij gelijktijdig drie regelsystemen kunnen worden toegepast, en wel: 80 04 59 7 S> Si 4 a) een regeling van het toerental (12) van de windturbines (1), die aangesloten is op de aan deze windturbines gekoppelde electrische synchrone generatoren (3) en berustend op het, door de wind aan deze turbines ( 1 ) afgegeven vermogen Pw en de hoeksnelheid 5 van de rotor van deze turbines (13); b) een frequentieregeling (14) van het electrische autonome net (5), welke aangestoken is op een regelbare gelijkrichter (10) via welke deze de extra nuttige electrische belasting (2) de energie van uit het autonome net (5) kan betrekken en berustend op het door 10 de wind aan de turbines afgegeven vermogen P^, de elec trische belasting P van het autonome net (5) en de net- frequentie (5) van dit autonome net; c) een spanningsregeling (16) van het autonome electrische net (5), welke aangesloten is op de synchrone generatoren (6) in het auto- 15. nome net (5) en berustend op de netspanning (17).Energy system according to any one of claims 2 to 4 and 7 to 11, wherein one or more wind turbines supply energy to an electric mains, characterized in that three control systems can be used simultaneously, namely: 80 04 59 7 S> Si 4 a) a control of the speed (12) of the wind turbines (1), which is connected to the electric synchronous generators (3) coupled to these wind turbines and based on the wind turbines (1) output power Pw and the angular velocity 5 of the rotor of these turbines (13); b) a frequency control (14) of the electric autonomous network (5), which is lit on an adjustable rectifier (10) through which it can draw the additional useful electric load (2) from the energy of the autonomous network (5) and based on the power P ^ delivered by the wind to the turbines, the electrical load P of the autonomous network (5) and the mains frequency (5) of this autonomous network; c) a voltage control (16) of the autonomous electric network (5), which is connected to the synchronous generators (6) in the autonomous network (5) and based on the mains voltage (17). 13. Energiesysteem volgens conclusie 12, met het kenmerk, dat de netspanning constant gehouden kan worden door veldbekrachtiging van de synchrone generatoren (6).Energy system according to claim 12, characterized in that the mains voltage can be kept constant by field energization of the synchronous generators (6). 14. De uitvinding zoals weergegeven in de beschrijving met tekeningen. 2Q 80 04 59 714. The invention as shown in the description with drawings. 2Q 80 04 59 7
NL8004597A 1980-08-14 1980-08-14 METHOD AND APPARATUS FOR THE OPTIMAL USE OF VARIABLE NON-MANAGABLE SOURCES OF ENERGY. NL8004597A (en)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL8004597A NL8004597A (en) 1980-08-14 1980-08-14 METHOD AND APPARATUS FOR THE OPTIMAL USE OF VARIABLE NON-MANAGABLE SOURCES OF ENERGY.
EP81106185A EP0046530A1 (en) 1980-08-14 1981-08-07 Method and device for the optimum use of at least one variable and hard to master power source
GR65774A GR75309B (en) 1980-08-14 1981-08-11
ZA815577A ZA815577B (en) 1980-08-14 1981-08-12 Method and system for the optimal utilization of a variable hardly controllable energy source
PT73520A PT73520B (en) 1980-08-14 1981-08-13 VERIFIEREN AND DEVICE FOR THE OPTIMAL USE AT LEAST ZINER VARIABLEN HEAVIER CONTROLLABLE ENERGY SOURCE
ES504745A ES504745A0 (en) 1980-08-14 1981-08-14 PROCEDURE AND DEVICE FOR THE OPTIMAL USE OF AT LEAST A VARIABLE SOURCE OF ENERGY DIFFICULTLY DOMINABLE

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL8004597A NL8004597A (en) 1980-08-14 1980-08-14 METHOD AND APPARATUS FOR THE OPTIMAL USE OF VARIABLE NON-MANAGABLE SOURCES OF ENERGY.
NL8004597 1980-08-14

Publications (1)

Publication Number Publication Date
NL8004597A true NL8004597A (en) 1982-03-16

Family

ID=19835735

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NL8004597A NL8004597A (en) 1980-08-14 1980-08-14 METHOD AND APPARATUS FOR THE OPTIMAL USE OF VARIABLE NON-MANAGABLE SOURCES OF ENERGY.

Country Status (6)

Country Link
EP (1) EP0046530A1 (en)
ES (1) ES504745A0 (en)
GR (1) GR75309B (en)
NL (1) NL8004597A (en)
PT (1) PT73520B (en)
ZA (1) ZA815577B (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL2000154C2 (en) * 2006-07-21 2008-01-22 Wind Energy Solutions Wes B V Greenhouse with climatic conditions control devices involving fans and air humidifiers, air being brought in from outside an fed to humidifiers for subsequent feed to interior of greenhouse to growing fruit, vegetables and flowers

Families Citing this family (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3603600A1 (en) * 1986-02-06 1987-08-13 Licentia Gmbh METHOD FOR CONTINUOUSLY PARALLEL RUNNING OF A SYNCHRONOUS WAVE GENERATOR WITH AT LEAST ONE DIESEL GENERATOR OF AN AUXILIARY DIESEL UNIT
DK172984B1 (en) * 1986-08-21 1999-11-01 Sulzer Ag Power plants for ships with electricity generator supplying the ship's grid
DK171201B1 (en) * 1994-02-17 1996-07-22 Soeren Qvist Vestesen Methods and systems for use in stand-alone systems, preferably a wind / diesel system
DE4437972A1 (en) * 1994-10-24 1996-04-25 Siemens Ag Permanent magnet excited wind power generator
DE19850565B4 (en) * 1998-11-03 2013-04-04 Fuhrländer Aktiengesellschaft Electric self-service consumer and load control method for such a consumer
EP1010891A1 (en) * 1998-12-14 2000-06-21 Samuel Bernard Wind turbine with wind channeling means
DE10014642A1 (en) * 2000-03-24 2001-10-18 Siemens Ag Power supply arrangement for autonomous network - includes wind generator connected to first current rectifier, diesel generator connected to second current rectifier, and third current rectifier connected with autonomous network
DE10044096A1 (en) * 2000-09-07 2002-04-04 Aloys Wobben Off-grid and method for operating an off-grid
DE10210099A1 (en) 2002-03-08 2003-10-02 Aloys Wobben Stand-alone grid and method for operating a stand-alone grid
DE10317422A1 (en) * 2003-04-15 2004-10-28 Abb Patent Gmbh Electricity supply device for a wind power unit has distributor to supply the electrical energy needs of the units components from a hydrogen energy store
WO2005071815A1 (en) 2004-01-23 2005-08-04 Stuart Energy Systems Corporation An energy network using electrolysers and fuel cells
DE102004046701A1 (en) 2004-09-24 2006-04-06 Aloys Wobben Regenerative energy system
CN101440783B (en) * 2008-12-22 2012-05-23 三一电气有限责任公司 Operation control method of wind power generation
DE102010016233A1 (en) * 2010-03-30 2011-10-06 Motiondrive Ag Storage system for storing electrical energy generated by e.g. solar plant to charge rechargeable battery of electric car, has power supply feeding electrical energy to charging module, which is coupled with power supply
DE102011054199A1 (en) 2011-10-05 2013-04-11 EnBW Energie Baden-Württemberg AG Power supply network and control method for distributing regeneratively generated electricity energy
RU2508472C1 (en) * 2012-10-25 2014-02-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Астраханский государственный университет" Wind-driven power plant
RU2579755C1 (en) * 2014-12-24 2016-04-10 Открытое акционерное общество "РАО Энергетические системы Востока" Electric power complex
RU2597248C1 (en) * 2015-05-22 2016-09-10 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" Diesel generator plant
RU2588613C1 (en) * 2015-06-22 2016-07-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А," (СГТУ имени Гагарина Ю.А.) Wind-diesel system for independent power supply
RU2638025C1 (en) * 2017-01-10 2017-12-11 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" Self-contained electric power supply system
RU2656357C1 (en) * 2017-07-18 2018-06-05 Руслан Анатольевич Травников Electrical load electrical supply system elements (equipment, devices) adaptive control system, connected to two and more electric energy sources (embodiments)
RU178096U1 (en) * 2017-07-24 2018-03-23 ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ КАЗЕННОЕ ВОЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ Военная академия Ракетных войск стратегического назначения имени Петра Великого МИНИСТЕРСТВА ОБОРОНЫ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ OFFLINE GENERATOR INSTALLATION
CN112152254A (en) * 2019-06-26 2020-12-29 北京金风科创风电设备有限公司 Control method and control system of double-winding converter
RU2726735C1 (en) * 2019-08-23 2020-07-15 Общество С Ограниченной Ответственностью "Вдм-Техника" Self-contained power supply system with combined energy storage unit
RU210557U1 (en) * 2021-12-27 2022-04-21 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" (ФГБОУ ВО "НИУ "МЭИ") Device for stabilizing the operation of an autonomous energy center during load surges

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DK145029A (en) * 1966-06-23
GB2006998B (en) * 1977-07-27 1982-09-29 Pope G I Power supply regulation

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL2000154C2 (en) * 2006-07-21 2008-01-22 Wind Energy Solutions Wes B V Greenhouse with climatic conditions control devices involving fans and air humidifiers, air being brought in from outside an fed to humidifiers for subsequent feed to interior of greenhouse to growing fruit, vegetables and flowers

Also Published As

Publication number Publication date
ZA815577B (en) 1982-08-25
PT73520B (en) 1983-01-17
PT73520A (en) 1981-09-01
EP0046530A1 (en) 1982-03-03
ES8302374A1 (en) 1983-01-01
GR75309B (en) 1984-07-13
ES504745A0 (en) 1983-01-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
NL8004597A (en) METHOD AND APPARATUS FOR THE OPTIMAL USE OF VARIABLE NON-MANAGABLE SOURCES OF ENERGY.
US7667343B2 (en) Hydrogen production system using wind turbine generator
JP4087701B2 (en) Isolated network and how to operate an isolated network
Elmitwally et al. Flexible operation strategy for an isolated PV-diesel microgrid without energy storage
CN107086597B (en) Control method of virtual generator
CN104836254B (en) A kind of power grid&#34;black-start&#34; system and the method for photovoltaic plant participation power grid&#34;black-start&#34;
CN110080944B (en) Wind power generation system and control method thereof
JP2004508795A5 (en)
JP2003339118A (en) Distributed power supply system
EP2684269A2 (en) Power generation unit driver, power generation unit and energy output equipment in power grid
US5886417A (en) Electrical power generating installation and method of operating same
US20150048623A1 (en) Method for operating an electric unit for a pumped-storage power plant
WO2011161692A2 (en) Reactive power management for wind turbine applications
Shah et al. Efficiency evaluation of three phase and single phase C2C self-excited induction generator for micro hydro power application
RU2262790C1 (en) Off-line no-break power supply system using renewable energy source
KR20030083705A (en) An Uninterruptible Power Supply System Using a Slip-Ring, Wound-Rotor-Type Induction Machine and a Method for Flywheel Energy Storage
CN208820625U (en) A kind of Width funtion commutator generator
RU2680642C1 (en) Wind and sun plant of autonomous power supply
CN114206655A (en) Power generation and distribution
Narayanan et al. Dual mode operation of a switched reluctance generator based wind energy conversion system and a battery integrated MG under abnormal utility grid conditions
RU2802054C1 (en) Autonomous power supply system
JPS5840440B2 (en) Ship shaft power generator
Rai et al. Power Management of Islanded Solar PV-Battery System for Submersible Pump Induction Motor and Local Loads
GB2095487A (en) Induction Generators
CN110729760B (en) Wind-solar hybrid power generation system

Legal Events

Date Code Title Description
A1B A search report has been drawn up
A85 Still pending on 85-01-01
BV The patent application has lapsed