DE102007028582A1 - Verfahren und Vorrichtung für die Einspeisung und/oder die Aufnahme von Blindleistung - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung für die Einspeisung und/oder die Aufnahme von Blindleistung Download PDF

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Abstract

Eine Windkraftanlage (10) umfasst einen Rotor (14) mit einer Nabe (20), mindestens einen mit der Nabe verbundenen Rotorflügel (22) und eine mit der Nabe verbundene Rotorwelle (26, 28). Die Windkraftanlage umfasst ebenfalls einen mit der Rotorwelle verbundenen elektrischen Generator (24) und einen mit dem elektrischen Generator verbundenen generatorseitigen Frequenzwandler (36), um vom Generator erhaltene Wechselspannung variabler Frequenz in Gleichspannung umzuwandeln. Der generatorseitige Frequenzwandler ist elektrisch mit einer elektrischen Last (40) verbunden und so gestaltet, dass er zumindest eine dieser Funktionen erfüllt: Blindleistung in die elektrische Last einzuspeisen oder Blindleistung von der elektrischen Last aufzunehmen. Die Windkraftanlage umfasst ebenfalls einen netzseitigen Frequenzwandler (38), der mit dem generatorseitigen Frequenzwandler elektrisch verbunden ist, um die vom generatorseitigen Frequenzwandler empfangene Gleichspannung in festfrequente Wechselspannung umzuwandeln. Der netzseitige Frequenzwandler ist elektrisch mit der elektrischen Last verbunden und so gestaltet, dass er zumindest eine dieser Funktionen erfüllt: Blindleistung in die elektrische Last einzuspeisen oder Blindleistung von der elektrischen Last aufzunehmen.

Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Diese Erfindung bezieht sich generell auf Windturbinen und im Speziellen auf Verfahren und Vorrichtungen für die Einspeisung oder die Aufnahme von Blindleistung im Zusammenhang mit Windturbinen.
  • Windenergie wird manchmal dazu genutzt, um mit Hilfe einer Windturbine elektrische Energie zu erzeugen, wobei durch die Drehung eines Rotors ein elektrischer Generator angetrieben wird, der die Windenergie in Rotationsenergie umwandelt. Es kann jedoch vorkommen, dass nicht ausreichend Windenergie zum Antreiben des Rotors vorhanden ist, so dass die Windturbine keine elektrische Energie erzeugt.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
  • In einer Ausführungsform umfasst eine Windturbine einen Rotor mit einer Nabe, mindestens ein mit der Nabe verbundenes Rotorblatt und eine mit der Nabe drehfest verbundene Rotorwelle. Die Windturbine umfasst ebenfalls einen mit der Rotorwelle verbundenen elektrischen Generator und einen generatorseitigen Frequenzwandler, um vom Generator erhaltene Wechselspannung variabler Frequenz in Gleichspannung umzuwandeln. Der generatorseitige Frequenzwandler ist mit einer elektrischen Last elektrisch verbunden und so gestaltet, dass er zumindest eine dieser Funktionen erfüllt: Blindleistung in die elektrische Last einzuspeisen oder Blindleistung von der e lektrischen Last aufzunehmen. Die Windturbine umfasst ebenfalls einen netzseitigen Frequenzwandler, der elektrisch mit dem generatorseitigen Frequenzwandler verbunden ist, um die vom generatorseitigen Frequenzwandler empfangene Gleichspannung in Wechselspannung fester Frequenz umzuwandeln. Der netzseitige Frequenzwandler ist elektrisch mit der elektrischen Last verbunden und so gestaltet, dass er zumindest eine dieser Funktionen erfüllt: Blindleistung in die elektrische Last einzuspeisen oder Blindleistung von der elektrischen Last aufzunehmen.
  • In einer anderen Ausführungsform wird ein Verfahren geschaffen, um bei einer Windturbine mit einem elektrischen Generator, einem mit dem elektrischen Generator elektrisch verbundenen generatorseitigen Frequenzwandler und einem netzseitigen Frequenzwandler, der zwischen den generatorseitigen Frequenzwandler und einer elektrische Last gekoppelt ist, Blindleistung zur Verfügung zu stellen. Das Verfahren umfasst, Blindleistung unter Verwendung des generatorseitigen und des netzseitigen Frequenzwandlers simultan in die elektrische Last einzuspeisen.
  • In einer weiteren Ausführungsform wird ein Verfahren geschaffen, um bei einer Windturbine mit einem elektrischen Generator, einem mit dem elektrischen Generator verbundenen generatorseitigen Frequenzwandler und einem netzseitigen Frequenzwandler, der zwischen den generatorseitigen Frequenzwandler und eine elektrische Last gekoppelt ist, Blindleistung zur Verfügung zu stellen.
  • Das Verfahren umfasst, unter Verwendung des generatorseitigen und des netzseitigen Frequenzwandlers Blindleistung simultan von der elektrischen Last aufzunehmen.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN
  • 1 ist eine Perspektive einer exemplarischen Ausführungsform einer exemplarischen Windturbine.
  • 2 ist ein Schemadiagramm der in 1 und 2 dargestellten Windturbine.
  • 3 ist ein Flussdiagramm, das eine exemplarische Ausführungsform eines Verfahrens illustriert, auf eine Windturbine bezogen Blindleistung zu liefern wie z. B., aber nicht ausschließlich, die in 1 und 2 dargestellte Windturbine.
  • 4 ist ein Flussdiagramm, das eine weitere exemplarische Ausführungsform eines Verfahrens illustriert, bei einer Windturbine Blindleistung zu liefern wie z. B., aber nicht ausschließlich, die in 1 und 2 dargestellte Windturbine.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
  • Der Terminus „Rotorblatt" soll hier für jede Vorrichtung stehen, die Blindleistung erzeugt, wenn sie sich in Bewegung relativ zu einem sie umgebenden Fluid befindet. Der Terminus „Windturbine" soll hier für jede Vorrichtung stehen, die Rotationsenergie aus Windenergie erzeugt und die kinetische Windenergie in mechanische Energie umwandelt. Der Terminus „Windgenerator" soll hier für jede Windturbine stehen, die elektrische Energie aus vom Wind generierter Rotationsenergie erzeugt und die aus der kinetischen Windenergie umgewandelte mechanische Energie in elektrische Energie umwandelt.
  • 1 ist eine Perspektive einer exemplarischen Ausführungsform einer exemplarischen Windkraftanlage 10. Die hier beschriebene und dargestellte Windkraftanlage 10 ist ein Windgenerator für die Erzeugung von elektrischer Energie aus Windenergie. Die hier beschriebene und dargestellte Windkraftanlage 10 weist eine Horizontalachsen-Konfiguration auf. In einigen Ausführungsformen jedoch könnte die Windkraftanlage 10 zusätzlich oder alternativ zur Horizontalachsen-Konfiguration eine Vertikalachsen-Konfiguration (nicht dargestellt) enthalten. Die Windkraftanlage 10 ist mit einer elektrischen Last gekoppelt (in 1 nicht dargestellt) wie beispielsweise, aber nicht ausschließlich, einem Stromnetz, einer Energie-Speichervorrichtung, einer Wasserstoffelektrolysationsvorrichtung, und/oder einem Elektromotor, um von diesem Hilfsstrom zu erhalten und/oder von der Windkraftanlage 10 erzeugte elektrische Energie dort einzuspeisen. Obwohl nur eine einzige Windkraftanlage 10 dargestellt ist, kann in einigen Ausführungsformen eine Vielzahl von Windkraftanlagen zusammen gruppiert sein, was manchmal als „Windpark" bezeichnet wird.
  • Die Windkraftanlage 10 umfasst einen Körper 12, manchmal als „Maschinenhaus" bezeichnet, und einen Rotor (allgemein mit 14 bezeichnet), der drehfest mit dem Körper 12 um eine Drehsachse 16 drehbar verbunden ist. In der exemplarischen Ausführungsform ist das Maschinenhaus 12 auf einem Turm 18 montiert. In einigen Ausführungsformen umfasst die Windkraftanlage 10 ein Maschinenhaus 12 in der Nähe des Bodens oder einer Wasseroberfläche zusätzlich oder alternativ zum auf dem Turm montierten Maschinenhaus. Die Höhe des Turms 18 kann jede geeignete Höhe sein, die ermöglicht, dass die Windkraftanlage 10 wie hier beschrieben funktioniert. Rotor 14 umfasst eine Nabe 20 und eine Vielzahl von Rotorblättern 22, manchmal als „Flügel" bezeichnet, die radial von der Nabe 20 ausgehen, um die Windenergie in Rotationsenergie umzuwandeln. Obwohl der Rotor 14 hier mit drei Rotorblättern 22 beschrieben und dargestellt ist, kann Rotor 14 eine beliebige Anzahl Rotorblätter 22 haben. Jedes der Rotorblätter 22 kann jede beliebige Länge haben (egal, ob hier so beschrieben). Zum Beispiel sind in einigen Ausführungsformen ein oder mehrere Rotorblätter 22 ungefähr 0,5 m Meter lang, während in anderen Ausführungsformen ein oder mehrere Rotorblätter 22 ungefähr 50 Meter lang sind. Weitere Beispiele für die Länge der Rotorblätter 22 sind 10 Meter oder weniger, ungefähr 20 Meter, ungefähr 37 Meter und ungefähr 40 Meter. Weitere Beispiele sind Rotorblätter 22 mit einer Länge zwischen ungefähr 50 und ungefähr 100 Metern.
  • Unabhängig davon, wie die Rotorblätter 22 in 1 dargestellt sind, kann Rotor 14 Rotorblätter 22 jeder Form, jeden Typs und/oder jeder Konfiguration haben, egal, ob diese Form oder dieser Typ hier beschrieben und/oder dargestellt ist. Ein Beispiel für einen anderen Typ, eine andere Form und/oder eine andere Konfiguration von Rotorblättern 22 ist ein Mantelrotor (nicht dargestellt) mit einer Turbine (nicht dargestellt), die in einem Mantel versehen ist (nicht dargestellt.) Ein weiteres Beispiel eines weiteren Typs, einer weiteren Form und/oder Konfiguration der Rotorblätter 22 ist eine Darrieus-Windturbine, manchmal auch als „Schneebesen"-Turbine bezeichnet. Ein weiteres Beispiel eines weiteren Typs, einer weiteren Form und/oder Konfiguration der Rotorblätter 22 ist eine Savonius-Windturbine. Ein weiteres Beispiel eines weiteren Typs, einer weiteren Form und/oder Konfiguration der Rotorblätter ist eine traditionelle Windmühle zum Wasserpumpen wie beispielsweise, aber nicht ausschließlich, 4-Blatt-Rotoren mit Holzklappen und/oder Stoffsegeln.
  • Darüber hinaus kann die Windkraftanlage 10 in einigen Ausführungsformen eine Windkraftanlage sein, deren Rotor 14 hauptsächlich gegen die Windrichtung ausgerichtet ist, um die Windenergie nutzbar zu machen, und/oder kann eine Windkraftanlage sein, deren Rotor 14 hauptsächlich in Windrichtung ausgerichtet ist, um die Windenergie zu nutzen. In einigen Ausführungsformen kann der Rotor 14 nicht exakt in Windrichtung oder Gegenwindrichtung ausgerichtet sein, sondern hauptsächlich in einem Winkel (der variieren kann) zur Windrichtung ausgerichtet sein, um die Windenergie nutzbar zu machen.
  • Mit Bezug auf 2. umfasst die Windkraftanlage 10 einen mit einem Rotor 14 verbundenen elektrischen Generator 24 für die Erzeugung elektrischer Energie aus der von Rotor 14 erzeugten Rotationsenergie. Der Generator 24 kann jeder geeignete Typ eines elektrischen Generators sein, wie beispielsweise, aber nicht ausschließlich, ein Induktionsmotor mit Schleifringläufer, ein Permanentmagnetgenerator, ein Synchrongenerator, und/oder ein Käfigläufergenerator (Induktionsgenerator). Der Generator 24 umfasst einen Stator (nicht dargestellt) und einen Rotor (nicht dargestellt). Der Rotor 14 weit eine drehfest mit der Rotornabe 20 verbundene Rotorwelle 26 auf. Der Generator 24 ist derart mit der Rotorwelle 26 verbunden, dass die drehende Rotorwelle 26 den Generatorrotors drehend antreibt, und dadurch den Betrieb des Generators 24 bewirkt. In der beispielhaften Ausführungsform weist der Rotor des Generators eine mit ihm verbundenen Rotorwelle 28 auf, die ebenfalls mit dem Rotorwelle 26 verbunden ist, und zwar derart, dass die drehende Rotorwelle 26 den Generatorrotor drehend antreibt. In anderen Ausführungsformen ist der Generatorrotor direkt mit der Rotorwelle 26 verbunden, was manchmal als Windkraftanlage mit Direktantrieb bezeichnet wird. In der exemplarischen Ausführungsform ist die Genera torrotorwelle 28 mit der Rotorwelle 26 durch eine Kupplung 30 verbunden, obwohl in anderen Ausführungsformen die Generatorwelle 28 direkt mit der Rotorwelle 26 verbunden ist. In der exemplarischen Ausführungsform hat die Kupplung 30 eine mit der Rotorwelle 26 verbundene langsam drehende Seite 32 und eine mit der Generatorwelle 28 verbundene schnell drehende Seite 34. Das Drehmoment des Rotors 14 treibt den Generatorrotor an, um durch die Drehung des Rotors 14 Wechselspannung variabler Frequenz zu erzeugen.
  • In der exemplarischen Ausführungsform umfasst die Windkraftanlage 10 einen generatorseitigen Frequenzwandler 36 und einen netzseitigen Frequenzwandler 38, was manchmal auch als Doppelkonversions-Windkraftanlagengenerator bezeichnet wird. Der generatorseitige Frequenzwandler 36 ist elektrisch mit dem Generator 24 verbunden und wandelt von dem Generator 24 empfangene Wechselspannung variabler Frequenz in Gleichspannung um. Der netzseitige Frequenzwandler 38 ist mit dem generatorseitigen Frequenzwandler 36 verbunden und wandelt von dem generatorseitigen Frequenzwandler 36 empfangene Gleichspannung in festfrequente Wechselspannung um. Der netzseitige Frequenzwandler 38 ist außerdem mit einer elektrischen Last 40 wie beispielsweise, aber nicht ausschließlich, einem Stromnetz, einer Energiespeichervorrichtung, einem Hydrogenelektrolyseur und/oder einem Elektromotor elektrisch verbunden. Unter Bedingungen, bei denen die Windenergie ausreicht, um den Rotor 14 drehend anzutreiben und so durch den Betrieb des Generators 24 elektrische Energie zu erzeugen, speist der netzseitige Frequenzwandler 38 festfrequenten Wechselstrom in die Last 40 ein. Der netzseitige Frequenzwandler 38 kann auch elektrische Blindleistung von der Last 40 aufnehmen bzw. sie in diese einspeisen. Der generatorseitige Frequenzwandler 36 und der netzseitige Frequenzwandler 38 können jeweils irgend wo in der Windkraftanlage 10 oder von ihr entfernt angeordnet sein. Beispielsweise sind in der exemplarischen Ausführungsform der generatorseitige Frequenzwandler 36 und der netzseitige Frequenzwandler 38 beide in der Basis (nicht dargestellt) des Turms 18 angeordnet.
  • Wie oben erörtert, ist der netzseitige Frequenzwandler 38 elektrisch mit der elektrischen Last 40 verbunden, um Blindleistung in die elektrische Last 40 einzuspeisen, und um Blindleistung von ihr aufzunehmen. Zusätzlich ist der generatorseitige Frequenzwandler 36 elektrisch mit der elektrischen Last 40 verbunden, um Blindleistung in die elektrische Last 40 einzuspeisen und um Blindleistung von ihr aufzunehmen. Sowohl der netzseitige Frequenzwandler 38 und der generatorseitige Frequenzwandler 36 sind dafür konfiguriert, Blindleistung in die elektrische Last 40 einzuspeisen und um Blindleistung von der elektrischen Last 40 aufzunehmen, wenn die Windenergie unter einen vorher festgelegten Schwellenwert fällt, oder wenn der Wunsch besteht, die Einspeisung oder Aufnahme von Blindleistung durch den netzseitigen Frequenzwandler 38 während des Betriebes des Generators 24 durch den generatorseitigen Frequenzwandler 36 zu ergänzen. Der vorher festgelegte Schwellenwert kann jede beliebige Größe haben. Beispielsweise könnte der vorher festgelegte Windenergie-Schwellenwert ein Schwellenwert für die Situation sein, wenn die Windenergie nicht ausreicht, um den Rotor 14 drehend anzutreiben, und daher auch nicht ausreicht, um den elektrischen Generator 24 zur Erzeugung von elektrischer Energie zu betreiben. Dementsprechend können sowohl der netzseitige Frequenzwandler 38 als auch der generatorseitige Frequenzwandler 36 verwendet werden, um Blindleistung in die elektrische Last 40 einzuspeisen oder aus dieser aufzunehmen, wenn die Windenergie für die Erzeugung von elektrischer Energie bei Ver wendung des Generators 24 nicht ausreicht. Beispielsweise kann Blindleistung in die elektrischen Last 40 eingespeist oder aus dieser aufgenommen werden, um die Regulierung einer elektrischen Spannung der elektrischen Last 40 zu ermöglichen. In anderen Ausführungsformen kann der vorher festgelegte Schwellenwert als Wert gewählt werden, bei dem die Windenergie ausreicht, um den Rotor 14 drehend anzutreiben und dadurch unter Verwendung des Generators 24 elektrische Energie zu erzeugen, bei dem es aber wünschenswert ist, die vom netzseitigen Frequenzwandler 38 erzeugte Blindleistung durch die vom generatorseitigen Frequenzwandler 36 erzeugte Blindleistung zu ergänzen.
  • Der generatorseitige Frequenzwandler 36 und der netzseitige Frequenzwandler 38 können mit der elektrischen Last in jeder Art, Weise, Konfiguration und/oder Anordnung elektrisch verbunden sein und jegliche Struktur und/oder Mittel verwenden, die es ihnen ermöglichen, wie hier beschrieben und/oder dargestellt zu funktionieren. Beispielsweise sind in der exemplarischen Ausführungsform der generatorseitige Frequenzwandler 36 und der netzseitige Frequenzwandler 38 mit der elektrischen Last 40 parallel geschaltet wie in 2 dargestellt. Darüber hinaus ist in der exemplarischen Ausführungsform in der elektrischen Verbindung zwischen Generator 24 und generatorseitigem Frequenzwandler 36 ein Schalter 42 und in der elektrischen Verbindung zwischen generatorseitigem Frequenzwandler 36 und elektrischer Last 40 ein Schalter 46 elektrisch vorgesehen. Der Schalter 42 kann geöffnet werden, um den generatorseitigen Frequenzwandler 36 und folglich auch den netzseitigen Frequenzwandler 38 vom Generator 24 elektrisch zu trenne. Wenn der Schalter 42 geschlossen ist, kann elektrische Energie zwischen Generator 24 und generatorseitigem Frequenzwandler 36 fließen. In einigen Ausführungsformen ist ein Schalter 44 in der elektrischen Verbindung zwischen dem netzseitigen Frequenzwandler 38 und der elektrischen Last 40 angeordnet. Der Schalter 44 kann geöffnet werden, um den netzseitigen Frequenzwandler 38 und folglich den generatorseitigen Frequenzwandler 36 von der elektrischen Last elektrisch zu trennen. Wenn der Schalter 44 geschlossen ist, kann elektrische Energie zwischen der elektrischen Last 40 und dem netzseitigen Frequenzwandler 38 fließen. In anderen Ausführungsformen ist der Schalter 44 nicht enthalten. Der Schalter 46 kann geöffnet werden, um den generatorseitigen Frequenzwandler 36 von der elektrischen Last 40 elektrisch zu trennen. Wenn der Schalter 46 geschlossen ist und der Schalter 44, wenn vorhanden, ebenfalls geschlossen ist, kann elektrische Energie zwischen der elektrischen Last 40 und dem generatorseitigen Frequenzwandler 36 fließen. Wenn die Windenergie unter dem vorher festgelegten Schwellenwert liegt, können der generatorseitige Frequenzwandler 36 und der netzseitige Frequenzwandler 38 benutzt werden, um Blindleistung in die elektrische Last 40 einzuspeisen oder von ihr aufzunehmen, und zwar durch Öffnen oder Offenhalten des Schalters 42 und Schließen oder Geschlossenhalten des Schalters 46 sowie 44, wenn vorhanden. Die Schalter 44 und 46 sowie 44 können, wenn vorhanden, jeder geeignete Schalter sein wie beispielsweise, aber nicht ausschließlich, eine Leistungselektronik-Vorrichtung, eine Schaltvorrichtung, ein Trenner und/oder ein Ausschalter.
  • In einigen Ausführungsformen kann die Windkraftanlage 10 ein oder mehrere Steuersysteme 48 umfassen, die mit einer oder mehreren Komponenten der Windkraftanlage 10 zwecks allgemeiner Steuerung des Betriebes der Windkraftanlage 10 und/oder einiger oder aller ihrer Komponenten verbunden sind, und zwar ungeachtet ob solche Komponenten hier beschrieben und/oder dargestellt sind. In der exemplarischen Ausführungsform ist/sind das Steuersystem(e) 48 im Maschinenhaus 12 montiert. Zusätzlich oder alternativ können aber ein oder mehrere Steuerungssysteme 48 entfernt vom Maschinenhaus 12 und/oder anderen Komponenten der Windturbine 10 vorhanden sein. Das/die Steuerungssystem(e) 48 kann/können, ohne darauf beschränkt zu sein, für die gesamte Systemüberwachung und -Steuerung verwendet werden, eingeschlossen, aber ohne darauf beschränkt zu sein, für die Steuerung von Blattanstell- und Drehzahlregulierung, Hochdrehzahlwellen- und Azimutbremsenbetätigung, Gier- und Pumpenbetätigung und/oder Fehlerüberwachung. In einigen Ausführungsformen können alternative verteilte oder zentralisierte Steuerungsarchitekturen Anwendung finden.
  • Wie in 2 dargestellt, umfasst/umfassen in der exemplarischen Ausführungsform das/die Steuerungssystem(e) 48 einen Bus 50 oder andere Kommunikationsgeräte zur Informationsübermittlung. Ein oder mehrere Prozessoren 52 sind mit Bus 50 zwecks Informationsverarbeitung verbunden. Das/die Steuerungssystem(e) 48 kann/können auch einen oder mehrere RAM-Arbeitsspeicher 54 umfassen und/oder ein oder mehrere andere Speichergeräte 56. Die RAM-Arbeitsspeicher 54 und Speichergeräte 56 sind mit dem Bus 50 verbunden, um Informationen und Anweisungen zu speichern und zu übermitteln, die von dem/den Prozessor(en) 52 ausgeführt werden sollen. Die/der RAM-Arbeitsspeicher 54 (und/oder auch die Speichergeräte 56, falls vorhanden) können auch verwendet werden, um temporäre Variablen oder andere zwischenzeitliche Informationen während der Ausführung von Anweisungen durch den/die Prozessor(en) 52 zu speichern. Das/die Steuerungssystem(e) 48 kann auch einen oder mehrere Lesespeicher, ROM 58 enthalten und/oder andere mit dem Bus 50 verbundene statische Speichergeräte, um statische (d.h. nicht veränderliche) Informationen und Anweisungen für den/die Prozessor(en) 52 zu speichern und bereitzustellen. Das/die Eingabe/Ausgabegerät(e) 60 kann jede in der Technik bekannte Vorrichtung beinhalten, um Eingabedaten für das/die Steuerungssystem(e) 48 bereitzustellen wie beispielsweise, aber nicht ausschließlich, Eingabedaten bezüglich der elektrischen Last 40 und/oder Ausgabedaten bereitstellen wie beispielsweise, aber nicht ausschließlich, Giersteuerungs-Ausgabedaten, Blattanstellsteuerungs-Ausgabedaten und/oder Schaltersteuerungs-Ausgabedaten für die Steuerung der Schalter 42, 44 und/oder 46. Anweisungen an den Speicher können von einem Speichergerät geliefert werden wie beispielsweise, aber nicht darauf beschränkt, einer Magnetplatte, einem integriertem Lesespeicher-Schaltkreis (ROM), CD-ROM und/oder DVD, über eine entweder kabelgebundene oder kabellose Fernverbindung, die Zugang zu einem oder mehreren elektronisch zugänglichen Medium/Medien bietet, usw. In einigen Ausführungsformen können fest verdrahtete Schaltkreise anstatt oder in Verbindung mit Softwareanweisungen verwendet werden. Daher ist die Ausführung von Anweisungssequenzen nicht beschränkt auf irgendeine spezifische Kombination von Hardware-Schaltkreisen und Softwareanweisungen, egal, ob hier beschrieben und dargestellt.
  • Das/die Steuerungssystem(e) 48 kann/können auch ein Sensoreninterface 62 beinhalten, das es dem/den Steuerungssystem(en) 48 erlaubt, mit jeglichen Sensoren zu kommunizieren. Das Sensoreninterface 62 kann beispielsweise sein oder beinhalten: einen oder mehrere Analog-Digital-Wandler, die analoge Signale in digitale Signale umwandeln, die von dem/den Prozessor(en) 52 genutzt werden können. Das/die Steuerungssystem(e) 48 kann/können folgendermaßen, aber nicht darauf beschränkt, verbunden sein: elektrisch und/oder optisch mit sowohl dem generatorseitigen Frequenzwandler 36 als auch dem netzseiti gen Frequenzwandler 38 zwecks deren Steuerung, um elektrische Energie wie beispielsweise, aber nicht ausschließlich, Blindleistung, in die elektrische Last 40 einzuspeisen und/oder elektrische Energie wie beispielsweise, aber nicht ausschließlich, Blindleistung, von der elektrischen Last 40 aufzunehmen. In der exemplarischen Ausführungsform ist/sind Steuerungssystem(e) 48 elektrisch verbunden mit den Wandlern 36 und 38 sowie den Schaltern 42 und 46 (und 44, wenn vorhanden), um deren Betrieb zu steuern. In einigen Ausführungsformen ist/sind die Steuerungssystem(e) 48 elektrisch und/oder optisch, aber nicht darauf beschränkt, verbunden mit der elektrischen Last 40, um Informationen über Last 40 zu empfangen wie beispielsweise, aber nicht ausschließlich, operative Parameter und/oder Zustand von Last 40, um den Betrieb der Last 40 zu steuern. Beispielsweise empfängt/empfangen in einigen Ausführungsformen das/die Steuerungssystem(e) 48 Spannungsdaten oder andere auf die Last 40 bezogene Daten, um die Spannung der Last 40 unter Verwendung der Wandler 36 und/oder 38 zu regulieren, egal, ob derartige Daten durch eine direkte Verbindung zwischen Steuerungssystem(en) 48 und Last 40 empfangen werden wie in der exemplarischen Ausführungsform und/oder durch einen Sensor (nicht dargestellt) durch das Sensoreninterface 62.
  • Zusätzlich oder alternativ zu den Steuerungssystem(en) 48 können andere Steuerungssysteme (nicht dargestellt) benutzt werden, um den Betrieb der Last 40 und/oder den Betrieb der Wandler 36 und 38 zu steuern, um elektrische Energie wie beispielsweise, aber nicht ausschließlich, Blindleistung, in die elektrische Last 40 einzuspeisen und/oder elektrische Energie wie beispielsweise, aber nicht ausschließlich, Blindleistung, von der elektrischen Last 40 aufzunehmen. Derartige andere Steuerungssysteme beinhalten, ohne darauf beschränkt zu sein, ein oder mehrere mit anderen Windkraftanlagen (nicht dargestellt) verbundene Steuerungssysteme, ein oder mehrere zentralisierte Steuerungssysteme für einen Windpark und/oder ein oder mehrere mit der Last 40 verbundene Steuerungssysteme.
  • 3 ist ein Flussdiagramm, das eine exemplarische Ausführungsform eines Verfahrens 100 darstellt, um Blindleistung mit Bezug auf eine Windkraftanlage bereitzustellen wie beispielsweise, aber nicht ausschließlich, die Windkraftanlage 10, dargestellt in den 1 und 2. Obwohl das Verfahren 100 hier mit Bezug auf nur eine Windkraftanlage 10 beschrieben und dargestellt wird, ist das Verfahren 100 auf jeden Windgenerator anwendbar. Das Verfahren 100 umfasst die simultane Einspeisung 102 von Blindleistung in die elektrische Last 40, s. 2, unter Verwendung des generatorseitigen Frequenzwandlers (36, s. 2) und des netzseitigen Frequenzwandlers (38, s. 2), wenn die Windenergie unter dem oben erörterten vorher festgelegten Schwellenwert bezüglich 2 liegt oder wenn man die Einspeisung von Blindleistung durch den netzseitigen Frequenzwandler 38 während des Betriebes von Generator 24 durch Verwendung von Blindleistung vom generatorseitigen Frequenzwandler 36 ergänzen möchte. In einigen Ausführungsformen können ein oder mehrere Steuerungssystem(e) (48, s. 2) und/oder andere Steuerungssysteme wie beispielsweise, aber ausschließlich, ein oder mehrere mit anderen Windturbinen (nicht dargestellt) verbundene Steuerungssysteme, ein oder mehrere zentralisierte Steuerungssysteme für einen Windpark und/oder ein oder mehrere mit der Last 40 verbundene Steuerungssysteme benutzt werden, um die Einspeisung 102 von Blindleistung in die Last 40 zu ermöglichen. Obwohl das Verfahren 100 in der exemplarischen Ausführungsform Blindleistung in die Last 40 auf jede Art und Weise, in jeder Konfiguration und/oder Anordnung und/oder unter Verwendung jeglichen Verfahrens und/oder Struktur bzw. jeglichen Verfahrens und/oder Mittels einspeisen 102 kann, umfasst das Verfahren 100, den generatorseitigen Frequenzwandler 36 vom Generator (24, s. 2) elektrisch zu isolieren, indem der Schalter (42, s. 2) geöffnet oder offen gehalten wird. Der Schalter (46, s. 2) und der Schalter (44, s. 2), wenn vorhanden, sind geschlossen oder bleiben geschlossen, um Blindleistung in die Last 40 einzuspeisen. In einigen Ausführungsformen wird die in die elektrische Last 40 eingespeiste Blindleistung genutzt, um die Regulierung 104 einer Spannung der elektrischen Last 40 zu ermöglichen.
  • 4 ist ein Flussdiagramm, das eine weitere exemplarische Ausführungsform eines Verfahrens 200 für die Bereitstellung von Blindleistung bezogen auf eine Windkraftanlage darstellt, wie beispielsweise, aber nicht ausschließlich, die in 1 und 2 dargestellte Windkraftanlage 10. Obwohl das Verfahren 200 hier mit Bezug auf eine Windkraftanlage 10 beschrieben und dargestellt wird, ist es auf jeden Windgenerator anwendbar. Das Verfahren 200 umfasst die simultane Aufnahme 202 von Blindleistung von der elektrischen Last (40, s. 2) unter Verwendung des generatorseitigen Frequenzwandlers (36, s. 2) und des netzseitigen Frequenzwandlers (38, s. 2), wenn die Windenergie unter dem oben erörterten vorher festgelegten Schwellenwert bezogen auf 2 liegt oder wenn man die Aufnahme von Blindleistung durch den netzseitigen Frequenzwandler 38 während des Betriebes des Generators 24 durch Verwendung des generatorseitigen Frequenzwandlers 36 ergänzen möchte. In einigen Ausführungsformen können ein oder mehrere Steuerungssystem(e) (48, s. 2) und/oder andere Steuerungssysteme wie beispielsweise, aber nicht ausschließlich, ein oder mehrere mit anderen Windkraftanlagen (nicht dargestellt) verbundene Steuerungssysteme, ein oder mehrere zentralisierte Steuerungssysteme für einen Windpark und/oder ein oder mehrere mit Last 40 verbundene Steuerungssysteme benutzt werden, um die Einspeisung 102 von Blindleistung in Last 40 zu ermöglichen.
  • Obwohl das Verfahren 200 in der exemplarischen Ausführungsform Blindleistung von der Last 40 auf jede Art und Weise, in jeder Konfiguration und/oder Anordnung und/oder unter Verwendung jeglichen Verfahrens und/oder Struktur bzw. jeglichen Verfahrens und/oder Mittels aufnehmen 202 kann, umfasst das Verfahren 200, den generatorseitigen Frequenzwandler 36 vom Generator (24, s. 2) elektrisch zu isolieren, indem der Schalter (42, s. 2) geöffnet oder offen gehalten wird. Der Schalter (46, s. 2) und der Schalter (44, s. 2), wenn vorhanden, sind geschlossen oder bleiben geschlossen, um Blindleistung von der Last 40 aufzunehmen. In einigen Ausführungsformen wird die von der elektrischen Last 40 aufgenommene Blindleistung genutzt, um die Regulierung 204 einer Spannung der elektrischen Last 40 zu ermöglichen.
  • Exemplarische Ausführungsformen werden hier im Detail beschrieben und/oder dargestellt. Die Ausführungsformen sind nicht auf die hier beschriebenen spezifischen Ausführungsformen beschränkt, vielmehr können Komponenten und Ablaufschritte jeder Ausführungsform unabhängig und getrennt von anderen hier beschriebenen Komponenten und Ablaufschritten genutzt werden. Jede Komponente und jeder Ablaufschritt kann auch in Kombination mit anderen Komponenten und Ablaufschritten verwendet werden.
  • Eine Windkraftanlage 10 umfasst einen Rotor 14 mit einer Nabe 20, mindestens einen mit der Nabe verbundenes Rotorflügel 2 und eine mit der Nabe verbundene Rotorwelle 26, 28. Die Windkraftanlage umfasst ebenfalls einen mit der Rotorwelle verbundenen elektrischen Generator 24 und einen mit dem elektrischen Generator verbundenen generatorseitigen Frequenzwandler 36, um vom Generator erhaltene Wechselspannung variabler Frequenz in Gleichspannung umzuwandeln. Der generatorseitige Frequenzwandler ist elektrisch mit einer elektrischen Last 40 verbunden und so gestaltet, dass er zumindest eine dieser Funktionen erfüllt: Blindleistung in die elektrische Last einzuspeisen oder Blindleistung von der elektrischen Last aufzunehmen. Die Windkraftanlage umfasst ebenfalls einen netzseitigen Frequenzwandler 38, der mit dem generatorseitigen Frequenzwandler elektrische verbunden ist, um die vom generatorseitigen Frequenzwandler empfangene Gleichspannung in festfrequente Wechselspannung umzuwandeln. Der netzseitige Frequenzwandler ist elektrisch mit der elektrischen Last verbunden und so gestaltet, dass er zumindest eine dieser Funktionen erfüllt: Blindleistung in die elektrische Last einzuspeisen oder Blindleistung von der elektrischen Last aufzunehmen.
  • Wenn hier beschriebene oder dargestellte Elemente, Komponenten usw. vorgestellt werden, sollen die Wörter „ein", „das", „das genannte" und „zumindest ein" bedeuten, dass es sich um ein oder mehrere Elemente, Komponenten usw. handelt. Die Begriffe „umfassen", „beinhalten" und „haben" sind einschließend gemeint und bedeuten, dass es zusätzliche Elemente, Komponenten usw. außer den aufgeführten Elementen, Komponenten usw. geben kann.
  • Während die Erfindung bezogen auf verschiedene spezifische Ausführungsformen beschrieben wird, werden Fachleute erkennen, dass die Erfindung im Geist und Anwendungsbereich der Ansprüche modifiziert angewendet werden kann.
  • BEZUGSZEICHENLISTE
    Figure 00180001
  • Figure 00190001

Claims (21)

  1. Windkraftanlage, umfassend: einen Rotor, mit einer Nabe, mindestens einem mit dieser Nabe verbundenen Rotorflügel und einer mit der Nabe drehfest verbundenen Rotorwelle; einen mit der Rotorwelle verbundenen elektrischen Generator; einen mit dem elektrischen Generator verbundenen generatorseitigen Frequenzwandler für die Umwandlung von vom elektrischen Generator empfangenen Wechselspannung variabler Frequenz in Gleichspannung, wobei dieser generatorseitige Frequenzwandler elektrisch mit einer elektrischen Last verbunden und derart gestaltet ist, dass er zumindest eine der folgenden Funktionen erfüllt: Einspeisen von Blindleistung in die elektrische Last und Aufnehmen von Blindleistung von der elektrischen Last; einen mit dem generatorseitigen Frequenzwandler verbundenen netzseitigen Frequenzwandler für die Umwandlung von vom generatorseitigen Frequenzwandler empfangener Gleichspannung in festfrequente Wechselspannung, wobei der netzseitige Frequenzwandler mit der elektrischen Last elektrisch verbunden und derart gestaltet ist, dass er zumindest eine der folgenden Funktionen erfüllt: Einspeisen von Blindleistung in die elektrische Last und Aufnehmen von Blindleistung von der elektrischen Last.
  2. Windkraftanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der generatorseitige Frequenzwandler und der netzseitige Frequenzwandler mit der elektrischen Last parallel geschaltet sind.
  3. Windkraftanlage nach Anspruch 1, die ferner einen Schalter aufweist, der elektrisch in der elektrischen Verbindung zwischen dem elektrischen Generator und dem generatorseitigen Frequenzwandler angeordnet ist, um wahlweise den elektrischen Generator von dem generatorseitigen Frequenzwandler elektrisch zu trennen.
  4. Windkraftanlage nach Anspruch 1, die ferner einen Schalter aufweist, der elektrisch in der elektrischen Verbindung zwischen der elektrischen Last und dem generatorseitigen Frequenzwandler angeordnet ist, um wahlweise die elektrische Last von dem generatorseitigen Frequenzwandler elektrisch zu trennen.
  5. Windkraftanlage nach Anspruch 1, die ferner einen Prozessor aufweist, der mit dem generatorseitigen Frequenzwandler und dem netzseitigen Frequenzwandler verbunden ist.
  6. Windkraftanlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Prozessor für die simultane Einspeisung von Blindleistung von dem generatorseitigen Frequenzwandler und dem netzseitigen Frequenzwandler in die elektrische Last eingerichtet ist.
  7. Windkraftanlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Prozessor für die simultane Aufnahme von Blindleistung von der elektrischen Last unter Verwendung des generatorseitigen Frequenzwandlers und des netzseitigen Frequenzwandlers eingerichtet ist.
  8. Windkraftanlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Prozessor mit der elektrischen Last verbunden und so eingerichtet ist, dass er die Spannung der elektrischen Last unter Verwendung des generatorseitigen Frequenzwandlers und des netzseitigen Frequenzwandlers reguliert.
  9. Windkraftanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Last ein elektrisches Netz ist.
  10. Verfahren für die Bereitstellung von Blindleistung, bezogen auf eine Windkraftanlage mit einem elektrischen Generator, einem mit dem elektrischen Generator elektrisch verbundenen generatorseitigen Frequenzwandler und einem zwischen den generatorseitigen Frequenzwandler und eine elektrische Last angeordneten netzseitigen Frequenzwandler, dadurch gekennzeichnet, dass dieses Verfahren die simultane Einspeisung von Blindleistung in die elektrische Last unter Nutzung des generatorseitigen Frequenzwandlers und des netzseitigen Frequenzwandlers umfasst.
  11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die simultane Einspeisung von Blindleistung in die elektrische Last die simultane Einspeisung von Blindleistung in die elektrische Last, wenn die Windenergie unter einem vorher festgelegten Schwellenwert liegt, umfasst, oder die Ergänzung der Einspeisung von Blindleistung durch den netzseitigen Frequenzwandler bei Betrieb des elektrischen Generators unter Verwendung des generatorseitigen Frequenzwandlers.
  12. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die simultane Einspeisung von Blindleistung in die elektrische Last die simultane Einspeisung von Blindleistung in ein elektrisches Netz umfasst.
  13. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die simultane Einspeisung von Blindleistung in die elektrische Last unter Verwendung des generatorseitigen Frequenzwandlers und des netzseitigen Frequenzwandlers die parallele Einspeisung von Blindleistung in die elektrische Last vom generatorseitigen Frequenzwandler und vom netzseitigen Frequenzwandler umfasst.
  14. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Last ein elektrisches Netz ist, und dass die simultane Einspeisung von Blindleistung in die elektrische Last die Regulierung einer Spannung des elektrischen Netzes umfasst.
  15. Verfahren nach Anspruch 10, das ferner die elektrische Trennung des generatorseitigen Frequenzwandlers vom elektrischen Generator umfasst.
  16. Verfahren für die Bereitstellung von Blindleistung, bezogen auf eine Windkraftanlage mit einem elektrischen Generator, einem mit dem elektrischen Generator elektrisch verbundenen generatorseitigen Frequenzwandler und einem zwischen den generatorseitigen Frequenzwandler und eine elektrische Last angeordneten netzseitigen Frequenzwandler, dadurch gekennzeichnet, dass dieses Verfahren die simultane Aufnahme von Blindleistung von der elektrischen Last unter Verwendung des generatorseitigen Frequenzwandlers und des netzseitigen Frequenzwandlers umfasst.
  17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die simultane Aufnahme von Blindleistung von der elektrischen Last die simultane Aufnahme von Blindleistung von der elekt rischen Last, wenn die Windenergie unter einem vorher festgelegten Schwellenwert liegt, umfasst, oder die Ergänzung der Einspeisung von Blindleistung durch den netzseitigen Frequenzwandler bei Betrieb des elektrischen Generators unter Verwendung des generatorseitigen Frequenzwandlers.
  18. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die simultane Aufnahme von Blindleistung von der elektrischen Last die simultane Aufnahme von Blindleistung von einem elektrischen Netz umfasst.
  19. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die simultane Aufnahme von Blindleistung von der elektrischen Last unter Verwendung des generatorseitigen Frequenzwandlers und des netzseitigen Frequenzwandlers die parallele Aufnahme von Blindleistung von der elektrischen Last durch den generatorseitigen Frequenzwandler und den netzseitigen Frequenzwandler umfasst.
  20. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Last ein elektrisches Netz ist, und dass die simultane Aufnahme von Blindleistung von der elektrischen Last die Regulierung einer Spannung des elektrischen Netzes umfasst.
  21. Verfahren nach Anspruch 16, das ferner die elektrische Isolierung des generatorseitigen Frequenzwandlers von dem elektrischen Generator umfasst.
DE102007028582.7A 2006-06-19 2007-06-19 Verfahren und Vorrichtung für die Einspeisung und/oder die Aufnahme von Blindleistung Active DE102007028582B4 (de)

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ES (1) ES2340236B2 (de)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101483344A (zh) * 2007-12-27 2009-07-15 歌美飒创新技术公司 风力设备及其运行方法
DE102008034531A1 (de) 2008-02-20 2009-08-27 Repower Systems Ag Windenergieanlage mit doppelt gespeistem Asynchrongenerator und Umrichterregelung
DE102011007037A1 (de) 2010-04-14 2012-01-12 Peter Matthes Elektrische Stromerzeugungsanlage, insbesondere Windenergieanlage mit Synchrongenerator und Umrichter
ES2383430A1 (es) * 2009-09-21 2012-06-21 Gamesa Innovation & Technology, S.L Procedimiento y sistema de control para generadores de turbinas de viento
CN106059416A (zh) * 2015-03-13 2016-10-26 森维安有限公司 带有次同步振动抑制的风力发电设备
CN109672228A (zh) * 2017-10-17 2019-04-23 中车株洲电力机车研究所有限公司 一种风电机组无功功率控制方法

Families Citing this family (60)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10119624A1 (de) 2001-04-20 2002-11-21 Aloys Wobben Verfahren zum Betreiben einer Windenergieanlage
EP1384002B2 (de) * 2001-04-20 2021-08-18 Wobben Properties GmbH Verfahren zum betreiben einer windenergieanlage
US7504738B2 (en) * 2005-09-29 2009-03-17 General Electric Company Wind turbine and method for operating same
JP4872393B2 (ja) * 2006-03-14 2012-02-08 株式会社日立製作所 風力発電水素製造装置
US7629705B2 (en) * 2006-10-20 2009-12-08 General Electric Company Method and apparatus for operating electrical machines
US7417333B2 (en) * 2006-11-02 2008-08-26 General Electric Company Methods and apparatus for controlling current in an electrical machine
DE102006054667B4 (de) * 2006-11-17 2011-02-17 Windcomp Gmbh Kollisionswarnsystem für eine Windenergieanlage
JP4501958B2 (ja) * 2007-05-09 2010-07-14 株式会社日立製作所 風力発電システムおよびその制御方法
WO2009068035A2 (en) * 2007-11-30 2009-06-04 Vestas Wind Systems A/S A wind turbine, a method for controlling a wind turbine and use thereof
EP2232062B1 (de) * 2007-11-30 2017-06-14 Vestas Wind Systems A/S Windturbine und verfahren zum steuern einer windturbine sowie verwendung davon
ITTO20080324A1 (it) * 2008-04-30 2009-11-01 Trevi Energy S P A Convertitore modulare della potenza elettrica prodotta da generatori eolici e centrale eolica impiegante lo stesso.
US7839024B2 (en) * 2008-07-29 2010-11-23 General Electric Company Intra-area master reactive controller for tightly coupled windfarms
US8030791B2 (en) 2008-07-31 2011-10-04 Rockwell Automation Technologies, Inc. Current source converter-based wind energy system
US20100038192A1 (en) * 2008-08-15 2010-02-18 Culbertson Michael O Floating yaw brake for wind turbine
CA2748095A1 (en) 2009-01-16 2010-07-22 Core Wind Power, Inc. Segmented stator for an axial field device
US7804184B2 (en) * 2009-01-23 2010-09-28 General Electric Company System and method for control of a grid connected power generating system
US8222757B2 (en) * 2009-06-05 2012-07-17 General Electric Company Load identification system and method of assembling the same
US20110320052A1 (en) * 2009-06-05 2011-12-29 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Utility grid stabilization apparatus and method,as well as wind power generating system
US7750490B2 (en) * 2009-08-28 2010-07-06 General Electric Company Method and system for extracting inertial energy from a wind turbine
US7948103B2 (en) * 2009-09-03 2011-05-24 General Electric Company Method and system for verifying wind turbine operation
US8587160B2 (en) * 2009-09-04 2013-11-19 Rockwell Automation Technologies, Inc. Grid fault ride-through for current source converter-based wind energy conversion systems
US8352092B2 (en) 2009-11-17 2013-01-08 International Business Machines Corporation Method and system for workload balancing to assist in power grid load management
US8046109B2 (en) * 2009-12-16 2011-10-25 General Electric Company Method and systems for operating a wind turbine
US10137542B2 (en) 2010-01-14 2018-11-27 Senvion Gmbh Wind turbine rotor blade components and machine for making same
ES2794015T3 (es) 2010-01-14 2020-11-17 Siemens Gamesa Renewable Energy Service Gmbh Componentes de pala del rotor de la turbina eólica y métodos para hacer los mismos
JP5320311B2 (ja) * 2010-01-18 2013-10-23 三菱重工業株式会社 可変速発電装置及びその制御方法
US9154024B2 (en) 2010-06-02 2015-10-06 Boulder Wind Power, Inc. Systems and methods for improved direct drive generators
EP2577831B1 (de) * 2010-06-03 2019-03-06 Vestas Wind Systems A/S Verfahren und steueranordnung zur steuerung der zentralen kondensatoren bei windenergieanlagen
DE102010047652A1 (de) * 2010-10-06 2012-04-12 Adensis Gmbh Photovoltaikanlage mit Wechselrichterbetrieb in Abhängigkeit der Netzspannung
US8121739B2 (en) * 2010-12-29 2012-02-21 Vestas Wind Systems A/S Reactive power management for wind power plant internal grid
DE102011000459B4 (de) * 2011-02-02 2017-11-02 Universität Kassel Verfahren zur Lieferung von Blindstrom mit einem Umrichter sowie Umrichteranordnung und Energieversorgungsanlage
US9711964B2 (en) 2011-09-26 2017-07-18 General Electric Corporation Method and system for operating a power generation and delivery system
US8816625B2 (en) 2011-10-27 2014-08-26 Rockwell Automation Technologies, Inc. Integrated regenerative AC drive with solid state precharging
US9252596B2 (en) 2011-11-28 2016-02-02 General Electric Company System and method for reactive power compensation in power networks
US9046077B2 (en) * 2011-12-28 2015-06-02 General Electric Company Reactive power controller for controlling reactive power in a wind farm
US8848400B2 (en) 2012-02-15 2014-09-30 General Electric Company System and method for reactive power regulation
JP6021121B2 (ja) 2012-02-29 2016-11-09 三菱重工業株式会社 風力発電装置の制御装置、風力発電装置、ウインドファーム、及び風力発電装置の制御方法
US8536722B1 (en) 2012-02-29 2013-09-17 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Wind-turbine-generator control system, wind turbine generator, wind farm, and wind-turbine-generator control method
US8872372B2 (en) 2012-11-30 2014-10-28 General Electric Company Method and systems for operating a wind turbine when recovering from a grid contingency event
EP2741392A3 (de) * 2012-12-04 2016-12-14 ABB Research Ltd. Systeme und Verfahren zur Verwendung eines aktiven Kompensators zur Verstärkung eines Diodengleichrichters
US8736133B1 (en) 2013-03-14 2014-05-27 Boulder Wind Power, Inc. Methods and apparatus for overlapping windings
US9083274B2 (en) 2013-04-08 2015-07-14 Rockwell Automation Technologies, Inc. Power stage precharging and dynamic braking apparatus for multilevel inverter
US9041327B2 (en) 2013-06-12 2015-05-26 Rockwell Automation Technologies, Inc. Method and apparatus for overvoltage protection and reverse motor speed control for motor drive power loss events
DE102013211898A1 (de) * 2013-06-24 2014-12-24 Wobben Properties Gmbh Windenergieanlage
US9614457B2 (en) 2013-10-18 2017-04-04 Abb Schweiz Ag Modular thyristor-based rectifier circuits
US9334749B2 (en) * 2013-10-18 2016-05-10 Abb Technology Ag Auxiliary power system for turbine-based energy generation system
US9577557B2 (en) 2013-10-18 2017-02-21 Abb Schweiz Ag Turbine-generator system with DC output
EP2868919A1 (de) * 2013-11-05 2015-05-06 Openhydro IP Limited Turbulenzenschutzsystem und -verfahren für Windturbinengeneratoren
EP2868913B1 (de) * 2013-11-05 2017-10-04 Openhydro IP Limited Turbulenzenausgleichssystem und -verfahren für Turbinengeneratoren
DE102013222452A1 (de) 2013-11-05 2015-05-07 Wobben Properties Gmbh Verfahren zum Betreiben einer Windenergieanlage
US10177620B2 (en) 2014-05-05 2019-01-08 Boulder Wind Power, Inc. Methods and apparatus for segmenting a machine
CN106662073B (zh) * 2014-09-04 2019-01-04 Abb瑞士股份有限公司 用于在与公用电网断开期间协调对风电场的控制的方法和系统
US9787210B2 (en) 2015-01-14 2017-10-10 Rockwell Automation Technologies, Inc. Precharging apparatus and power converter
DE102016105662A1 (de) 2016-03-29 2017-10-05 Wobben Properties Gmbh Verfahren zum Einspeisen elektrischer Leistung in ein elektrisches Versorgungsnetz mit einem Windpark sowie Windpark
DE102016106215A1 (de) 2016-04-05 2017-10-05 Wobben Properties Gmbh Verfahren sowie Windenergieanlage zum Einspeisen elektrischer Leistung
US11025052B2 (en) 2018-01-22 2021-06-01 Rockwell Automation Technologies, Inc. SCR based AC precharge protection
CN110080944B (zh) 2018-01-26 2021-09-24 通用电气公司 风力发电系统及其控制方法
US11031784B2 (en) 2018-02-15 2021-06-08 General Electric Company Reactive current margin regulator for power systems
US10305283B1 (en) 2018-02-22 2019-05-28 General Electric Company Power angle feedforward signal for phase locked loop in wind turbine power systems
US11499524B2 (en) 2021-02-17 2022-11-15 General Electric Company System and method for controlling low-speed operations of a wind turbine

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4400659A (en) * 1980-05-30 1983-08-23 Benjamin Barron Methods and apparatus for maximizing and stabilizing electric power derived from wind driven source
DE3536448A1 (de) * 1984-06-27 1987-04-16 Licentia Gmbh Stromversorgungsanlage mit einem wellengenerator
US5083039B1 (en) * 1991-02-01 1999-11-16 Zond Energy Systems Inc Variable speed wind turbine
EP1284045A1 (de) * 2000-05-23 2003-02-19 Vestas Wind System A/S Windturbine variabler geschwindigkeit mit einem matrixwandler
US20020084655A1 (en) * 2000-12-29 2002-07-04 Abb Research Ltd. System, method and computer program product for enhancing commercial value of electrical power produced from a renewable energy power production facility
US6411067B1 (en) * 2001-02-20 2002-06-25 Abb Ab Voltage source converters operating either as back-to-back stations or as parallel static var compensators
FR2821391B1 (fr) * 2001-02-23 2003-06-27 Jeumont Ind Procede et dispositif de regulation d'une installation de production d'energie electrique comportant une eolienne
US20030071457A1 (en) * 2001-09-06 2003-04-17 Surpass Industry Co. Ltd. Fluid control apparatus and its manufacturing method
US7071579B2 (en) * 2002-06-07 2006-07-04 Global Energyconcepts,Llc Wind farm electrical system
JP2005538673A (ja) * 2002-09-10 2005-12-15 デヴィント ゲエムベーハー 超同期カスケード接続を備えた風力発電施設の運転方法
WO2004054065A1 (en) * 2002-12-06 2004-06-24 Electric Power Research Institute, Inc. Uninterruptable power supply and generator system
US6924991B2 (en) * 2003-01-23 2005-08-02 Spellman High Voltage Electronics Corporation Energy transfer multiplexer
US6924565B2 (en) * 2003-08-18 2005-08-02 General Electric Company Continuous reactive power support for wind turbine generators
DE10361443B4 (de) * 2003-12-23 2005-11-10 Voith Turbo Gmbh & Co. Kg Regelung für eine Windkraftanlage mit hydrodynamischem Getriebe
DE102004003657B4 (de) * 2004-01-24 2012-08-23 Semikron Elektronik Gmbh & Co. Kg Stromrichterschaltungsanordnung und zugehöriges Ansteuerverfahren für Generatoren mit dynamisch veränderlicher Leistungsabgabe
CN1926742B (zh) * 2004-03-12 2011-05-25 通用电气公司 用于操作发电机变频器的方法以及具有根据这种方法操作的发电机的风能涡轮机
WO2007027141A1 (en) * 2005-08-30 2007-03-08 Abb Research Ltd Wind mill power flow control with dump load and power converter
US7425771B2 (en) * 2006-03-17 2008-09-16 Ingeteam S.A. Variable speed wind turbine having an exciter machine and a power converter not connected to the grid

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101483344A (zh) * 2007-12-27 2009-07-15 歌美飒创新技术公司 风力设备及其运行方法
CN101483344B (zh) * 2007-12-27 2013-04-03 歌美飒创新技术公司 风力设备及其运行方法
DE102008034531A1 (de) 2008-02-20 2009-08-27 Repower Systems Ag Windenergieanlage mit doppelt gespeistem Asynchrongenerator und Umrichterregelung
DE102008034532A1 (de) 2008-02-20 2009-08-27 Repower Systems Ag Windkraftanlage mit Umrichterregelung
US8390139B2 (en) 2008-02-20 2013-03-05 Repower Systems Ag Wind energy installation having converter control
US8400003B2 (en) 2008-02-20 2013-03-19 Repower Systems Ag Wind energy installation having a double-energized asynchronous generator and converter control
ES2383430A1 (es) * 2009-09-21 2012-06-21 Gamesa Innovation & Technology, S.L Procedimiento y sistema de control para generadores de turbinas de viento
DE102011007037A1 (de) 2010-04-14 2012-01-12 Peter Matthes Elektrische Stromerzeugungsanlage, insbesondere Windenergieanlage mit Synchrongenerator und Umrichter
CN106059416A (zh) * 2015-03-13 2016-10-26 森维安有限公司 带有次同步振动抑制的风力发电设备
CN109672228A (zh) * 2017-10-17 2019-04-23 中车株洲电力机车研究所有限公司 一种风电机组无功功率控制方法

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