DE102009015679A1 - Stationary power generation plant with control device and method for controlling the power generation plant - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine stationäre Energiegewinnungsanlage (1) mit einer Steuereinrichtung (7) und ein Verfahren zur Steuerung der Energiegewinnungsanlage (1). Dazu weist die Energiegewinnungsanlage (1) einen Rotor (2) und eine Gondel (3), in der weitere Komponenten der Energiegewinnungsanlage (1) zur Umwandlung von Windenergie in elektrische Energie angeordnet sind, auf. Die Energiegewinnungsanlage (1) ist in einem Windfeld (4) angeordnet und weist eine auf der Anlage montierte praeaktive Windmessvorrichtung (5) auf. Die praeaktive Windmessvorrichtung (5) erfasst aktuelle Windprofile (6) stromaufwärts beabstandet von der Energiegewinnungsanlage (1). Die Steuereinrichtung (7) weist eine Störgrößenaufschaltung (13) auf, welche die praeaktive Windprofilmessung (5) verwendet, um Belastungen an der Anlage beim Auftreffen des Windfelds zu minimieren. Verbleibende Belastungen werden gemessen und durch einen IPC-Regler weiter reduziert.The invention relates to a stationary energy production plant (1) with a control device (7) and a method for controlling the energy production plant (1). For this purpose, the energy production plant (1) has a rotor (2) and a nacelle (3), in which further components of the energy production plant (1) for converting wind energy into electrical energy are arranged. The energy production plant (1) is arranged in a wind field (4) and has a praeaktive wind measuring device (5) mounted on the plant. The praeaktive wind measuring device (5) detects current wind profiles (6) upstream spaced from the power plant (1). The control device (7) has a feedforward control (13) which uses the preactive wind profile measurement (5) in order to minimize loads on the system when the wind field impinges. Remaining loads are measured and further reduced by an IPC controller.
Description
Die Erfindung betrifft eine stationäre Energiegewinnungsanlage mit einer Steuereinrichtung und ein Verfahren zur Steuerung der Energiegewinnungsanlage. Dazu weist die Energiegewinnungsanlage einen Rotor und eine Gondel, in der weitere Komponenten der Energiegewinnungsanlage zur Umwandlung von Windenergie in elektrische Energie angeordnet sind, auf. Die Energiegewinnungsanlage ist in einem Windfeld angeordnet und weist eine auf der Anlage montierte praeaktiv wirkende Windmessvorrichtung auf. Die praeaktiv wirkende Windmessvorrichtung erfasst aktuelle Windprofile stromaufwärts beabstandet von der Energiegewinnungsanlage. Darüber hinaus weist die Energiegewinnungsanlage zusätzliche Sensorik auf, um Belastungen der Komponenten der Energiegewinnungsanlage zu erfassen.The The invention relates to a stationary power generation plant with a control device and a method for controlling the Energy recovery plant. This is indicated by the energy recovery plant a rotor and a nacelle, in the other components of the power plant arranged to convert wind energy into electrical energy are on. The power generation plant is arranged in a wind field and has a pre-operationally mounted wind measuring device mounted on the system on. The preactive wind measuring device detects current Wind profiles upstream spaced from the power plant. In addition, the power generation plant has additional Sensors on to loads the components of the power plant capture.
Aus
der Druckschrift
Aus
der Druckschrift
Ein Nachteil der bekannten Vorrichtungen und Verfahren zur elektrischen Energiegewinnung aus Windkraft besteht darin, dass die gemessenen Windfelder zur Belastungsreduktion und zur Leistungsoptimierung eingesetzt werden, wobei die Belastungen aber nicht erfasst werden, so dass zwar die Leistung optimiert, aber die Bruchgefahr der Komponenten der Energiegewinnungsanlage erhöht ist.One Disadvantage of the known devices and methods for electrical Energy production from wind power is that the measured wind fields used for load reduction and performance optimization but the burdens are not covered, so that Although the performance is optimized, but the risk of breakage of the components the power generation plant is increased.
Dieser Nachteil wirkt sich besonders aus, da sich der Wind verändert, bis er an der Anlage auftrifft. Dadurch entstehen stärkere bzw. schwächere Belastungen, als eigentlich aufgrund des gemessenen Windfeldes zu erwarten wären. Ebenfalls muss bei den bisherigen Verfahren eine Rechenmethode verwendet werden, um aus den gemessenen Windgeschwindigkeiten auf die Belastung der Anlage zu schließen. Auch diese Methode ist immer nur näherungsweise richtig. Eine Verstellung der Anstellwinkel der Rotorblätter bzw. des Pitch aufgrund der gemessenen Windparameter kann folglich nicht dazu verwendet werden, genaue Belastungsgrenzen der Komponenten einer Windkraftanlage einzuhalten.This Disadvantage has a special effect, as the wind changes, until it hits the plant. This creates stronger ones or weaker loads than actually due to the measured wind field would be expected. Likewise must in the previous methods, a calculation method can be used from the measured wind speeds on the load of To close the plant. Again, this method is only approximate right. An adjustment of the angle of attack of the rotor blades or the pitch due to the measured wind parameters can consequently not be used to exact load limits of the components to comply with a wind turbine.
Entweder muss mit großen Sicherheiten gerechnet und die Anlage überdimensioniert ausgelegt werden oder es muss in Kauf genommen werden, dass zulässige Belastungen überschritten werden können. Zwar ist es auch bekannt, eine Regelung der Anlage zur Belastungsreduktion auf der Basis von gemessenen Lasten an den Komponenten der Anlage wie z. B. Blattwurzelmomente, Momente an der Hauptwelle usw. einzusetzen, aber diese Verfahren haben den Nachteil, dass der Regler erst nach dem Messen einer Last reagieren kann, um reaktiv die Belastungen auszugleichen. Das bedeutet jedoch, dass starke Änderungen der Windge schwindigkeit weiterhin zu übermäßigen Belastungen und letztlich zu einer reduzierten Lebensdauer der Anlage führen.Either must be expected with great certainty and oversized the plant be interpreted or it must be accepted that permissible Loads can be exceeded. Though It is also known, a scheme of the plant to reduce stress based on measured loads on the components of the plant such as B. leaf root moments, moments on the main shaft, etc., but these methods have the disadvantage that the controller only after can react to measuring a load to reactive the loads compensate. However, that means strong changes the wind speed continues to be excessive Loads and ultimately to a reduced life of the system to lead.
Prinzipiell werden bisher einem Regler der Steuereinrichtung die gemessenen Belastungen der Energiegewinnungsanlage zugeführt. Diese werden umgerechnet, um das auf die Gondel vom Rotor aus wirkende Gier- und Nickmoment zu berechnen. Dazu sind üblicherweise zwei PID-Regler vorgesehen, die dann jeweils einen zusätzlichen Pitchwinkel berechnen, um das Gier- sowie das Nickmoment zu Null zu regeln. Die berechneten Zusatz-Pitchwinkel in Gier- und in Nick-Richtung werden mit einer entsprechenden Transformation in das rotierende Koordinatensystem des Rotors umgerechnet. Dadurch wird für jedes Rotorblatt ein zusätzlicher Pitchwinkel erhalten, der zu dem von einem Anlagenrechner, um die Drehzahl der Anlage konstant zu halten, als gemeinsamer Pitchwinkel berechneten Winkel für alle Blätter addiert wird. Die Rotorblätter werden dann auf den jeweils erforderlichen Pitchwinkel durch die entsprechenden Aktoren bzw. durch die aus dem Stand der Technik bekannten Rotorblatt-Pitch-Motoren gedreht.in principle So far, a controller of the control device, the measured Loads supplied to the power plant. These are converted to that acting on the nacelle from the rotor Yaw and pitch moment to calculate. These are usually provided two PID controller, which then each have an additional Calculate pitch angle to zero yawing and pitching moment to regulate. The calculated additional pitch angles in the yaw and pitch directions be with a corresponding transformation in the rotating Coordinate system of the rotor converted. This will be for each rotor blade receive an additional pitch angle, the to that of a plant calculator to keep the speed of the plant constant to hold, as a common pitch angle calculated angle for all leaves are added. The rotor blades are then to the respectively required pitch angle by the corresponding Actuators or by the known from the prior art rotor blade pitch motors turned.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine stationäre Energiegewinnungsanlage mit Steuereinrichtung und ein Verfahren zur Steuerung der Energiegewinnungsanlage zu schaffen, das die Belastungen weiter reduziert, indem das vor der Anlage vermessene Windfeld für eine IPC-Regelung (individuell pitch control) verwendet wird.task The invention is a stationary power generation plant with control device and a method for controlling the power generation plant to create, which further reduces the burden by the vor the wind field measured for an IPC control (individual pitch control) is used.
Diese Aufgabe wird mit dem Gegenstand der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.This task is with the subject of solved independent claims. Advantageous developments of the invention will become apparent from the dependent claims.
Erfindungsgemäß wird eine stationäre Energiegewinnungsanlage mit einer Steuereinrichtung und ein Verfahren zur Steuerung einer Energiegewinnungsanlage geschaffen. Dazu weist die Energiegewinnungsanlage einen Rotor und eine Gondel auf, wobei in der Gondel weitere Komponenten der Energiegewinnungsanlage zur Umwandlung von Windenergie in elektrische Energie angeordnet sind. Die Energiegewinnungsanlage ist in einem Windfeld angeordnet und weist eine auf der Anlage montierte praeaktiv wirkende Windmessvorrichtung auf. Die praeaktiv wirkende Windmessvorrichtung erfasst aktuelle Windprofile stromaufwärts beabstandet von der Energiegewinnungsanlage. Die Steuereinrichtung weist eine Störgrößenaufschaltung auf, welche die praeaktive Windprofilmessung derart verwendet, dass die Pitchwinkel der Rotorblätter individuell so voreingestellt sind, dass bei Auftreffen des praeaktiv gemessenen Windfeldes die Belastungen minimiert sind.According to the invention a stationary power generation plant with a control device and a method for controlling a power generation plant created. For this purpose, the power generation plant has a rotor and a nacelle on, where in the gondola other components of the power plant arranged to convert wind energy into electrical energy are. The power generation plant is arranged in a wind field and has a pre-operationally mounted wind measuring device mounted on the system on. The preactive wind measuring device captures current wind profiles upstream from the power plant. The control device has a feedforward control auf, which uses the praeaktive wind profile measurement such that the pitch angle of the rotor blades individually preset are that when hitting the pre-reactively measured wind field, the Loads are minimized.
Diese Energiegewinnungsanlage hat den Vorteil, dass der in der Steuereinrichtung bereits vorhandene bekannte Regelkreis zur Belastungsreduktion mittels einer individuellen Pitchwinkel-Verstellung nun um eine Störgrößenaufschaltung erweitert ist. Diese Störgrößenaufschaltung berechnet und stellt individuelle Pitchwinkel für jedes einzelne Rotorblatt basierend auf Kenngrößen, wie Windgeschwindigkeit, Windscherung, horizontale Windrichtung und vertikale Windrichtung, die von der Windmessvorrichtung ermittelt werden, zur Verfügung. Dadurch reagiert die erfindungsgemäße Energiegewinnungsanlage auf entsprechende Änderungen im Windprofil, noch bevor sich überhaupt Belastungen einstellen.These Energy recovery plant has the advantage that in the control device already existing known control circuit for load reduction means an individual pitch angle adjustment now by a feedforward control is extended. This disturbance variable connection calculates and sets individual pitch angles for each single rotor blade based on parameters, like wind speed, wind shear, horizontal wind direction and vertical wind direction detected by the wind measuring device will be available. As a result, the inventive reaction Energy production plant to appropriate changes in the wind profile, even before loads occur.
Windmessfehler werden durch die Steuereinrichtung bzw. durch den Regler in der Steuereinrichtung ausgeglichen, der als Eingangssignal die gemessenen Belastungen der Energiegewinnungsanlage verwendet. Geeignete, durch entsprechende Sensoren erfasste Messgrößen sind Schlag- oder Schwenkmomente der Rotorblätter, Nick- oder Giermomente der Gondel sowie Momente in und an dem Antriebsstrang. Die praeaktiven Windmessergebnisse werden der Störgrößenaufschaltung in der Steuereinrichtung zugeführt. Die Störgrößenaufschaltung berechnet für jedes Blatt einen weiteren Pitchwinkel, welcher zu den bereits vorhandenen Pitchwinkeln hinzuaddiert wird. Die Störgrößenumrechnung erfolgt wie folgt:
- – Messung des Windfeldes vor der Anlage beispielsweise im Abstand von ca. 200 m durch die auf der Anlage montierte Windmessvorrichtung, die eine Vielzahl von Punkten in einem Windfeld abtastet;
- – Filterung der gemessenen Geschwindigkeiten, um Hintergrundrauschen usw. zu unterdrücken;
- – Berechnung der mittleren Geschwindigkeit, mit der sich die Messebene auf die Energiegewinnungsanlage zu bewegt;
- – Verzögerung der Daten, um eine Totzeit ttot, die sich aus der mittleren Windfeldgeschwindigkeit und dem Abstand der Messebene von der Anlage berechnet;
- – Berechnung eines individuellen Pitchwinkels für jedes einzelne Rotorblatt.
- - Measuring the wind field in front of the plant, for example, at a distance of about 200 m by the windmill mounted on the system, which scans a plurality of points in a wind field;
- Filtering the measured velocities to suppress background noise, etc .;
- - Calculation of the average speed at which the measuring plane moves towards the energy recovery system;
- - Delay the data to a dead time t tot , which is calculated from the mean wind field velocity and the distance of the measuring plane of the plant;
- - Calculation of an individual pitch angle for each individual rotor blade.
Dazu wird eventuell ein iteratives Verfahren eingesetzt, wobei als Startwert für die Pitchwinkel β1, β2, β3 der aktuelle kollektive Pitchwinkel des Standardreglers vorgesehen ist, und anschließend
- – Berechnung der Schubkraft an Blattelementen aus den bekannten demnächst auftretenden Windgeschwindigkeiten sowie den Pitchwinkeln β1, β2 und β3;
- – Integration über das Blatt zur Berechnung des sich daraus ergebenden Blattwurzelmoments;
- – Berechnen des sich ergebenden Nick- und/oder Giermoments auf die Gondel;
- – Vergrößerung oder Verkleinerung der einzelnen Pitchwinkel β1, β2, β3, um die Nick- und/oder Giermomente zu Null zu bringen;
- – Nächste Iteration mit den neuen Pitchwinkeln β1, β2, β3 und schließlich
- – Abbruch der Iteration, wenn die sich ergebenden Nick- und/oder Giermomente nicht weiter minimierbar sind.
- - Calculation of the thrust on leaf elements from the known soon occurring wind speeds and the pitch angles β 1 , β 2 and β 3 ;
- Integration via the sheet for calculating the resulting leaf root moment;
- - Calculating the resulting pitch and / or yaw moment on the nacelle;
- Increasing or decreasing the individual pitch angles β 1 , β 2 , β 3 in order to bring the pitching and / or yawing moments to zero;
- - Next iteration with the new pitch angles β 1 , β 2 , β 3 and finally
- - Termination of the iteration, if the resulting pitch and / or yaw moments are not further minimized.
Aufgrund der Störgrößenaufschaltung mit Hilfe der praeaktiven Windmessvorrichtung sollte ein Großteil der sich aus dem Wind ergebenden Lasten bereits nicht mehr an der Anlage auftreten. Die verbleibenden Lasten durch Modellfehler und/oder Parameterfehler usw. werden dann durch den vorhandenen IPG-Regler durch Messung der Belastungen ausgeregelt. Dieses ergibt eine deutliche Verbesserung gegenüber den bisherigen Energiegewinnungsanlagen.by virtue of the feedforward control with help The praeactive wind measuring device should be a major part the resulting from the wind loads are no longer at the Plant occur. The remaining loads due to model errors and / or Parameter errors, etc. are then passed through the existing IPG controller corrected by measuring the loads. This gives a clear Improvement compared to the previous energy production plants.
Sollten die Pitch-Antriebe zur Verstellung der Rotorblätter zu langsam sein, um den Störgrößen zu folgen, kann möglicherweise eine Verbesserung des Verfahrens dadurch erzielt werden, wenn die Störgrößenaufschaltung Trajektorien für die Pitchwinkel generiert, welche über alle bereits gemessenen und kommenden Windgeschwindigkeitsverhältnisse den kleinsten Regelfehler bewirken.Should the pitch drives for adjusting the rotor blades too be slow to follow the disturbances May possibly improve the process by doing so be achieved when the feedforward Trajectories are generated for the pitch angles, which are over all already measured and upcoming wind speed conditions cause the smallest control error.
Dabei regelt die erfindungsgemäße Steuereinrichtung den Pitchwinkel so, dass die gemessenen Belastungen der Komponenten der Energiegewinnungsanlage minimiert werden. Durch den geschlossenen Regelkreis über die direkte Lastmessung kann der Regler bei einer fehlerhaften Wertmessung oder bei einem Umrechnungsfehler trotzdem genau auf die gewünschten Lastgrenzen regeln. Dadurch können vorgegebene Lastgrenzen genau eingehalten werden und trotzdem auch vollständig genutzt werden, so dass der Energieertrag nicht mehr als unbedingt notwendig eingeschränkt ist. Durch die Kombination der praeaktiven Windmessung und der Belastungsmessungen wird die höchstmögliche Lebensdauer bei gleichzeitig höchstmöglicher Leistungsabgabe für eine Energiegewinnungsanlage erreicht.In this case, the control device according to the invention controls the pitch angle so that the measured loads of the components of the power generation plant are minimized. Due to the closed control loop via the direct load measurement, the controller can despite a value measurement or a conversion error despite exactly to the desired load limits. As a result, predetermined load limits can be met accurately and still be fully utilized, so that the energy yield is not limited more than absolutely necessary. The combination of the preactive wind measurement and the load measurements achieves the highest possible service life with the highest possible power output for an energy recovery system.
Dazu weist in einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung die Windmessvorrichtung als praeaktiv wirkendes Windsensorsystem ein LIDAR-System (light detection and ranging Anemometer) oder ein SODAR-System (Sound detection and ranging Anemometer) auf.To in a preferred embodiment of the invention the wind measuring device as a reactive wind sensor system a LIDAR system (light detection and ranging anemometer) or a SODAR system (sound detection and ranging anemometer).
Um die vorgegebenen Belastungsgrenzwerte für die belasteten Komponenten der Energiegewinnungsanlage nicht zu überschreiten, weist diese Sensoren auf, welche die Belastungen der Komponenten erfassen. Dabei stehen die Sensoren mit der Steuereinrichtung elektrisch und/oder optisch über Signaltransfereinrichtungen in Verbindung.Around the predetermined load limits for the loaded Components of the power generation plant not to exceed has these sensors, which are the loads of the components to capture. The sensors are electrically connected to the control device and / or optically via signal transfer devices.
Außerdem weist die Steuereinrichtung mit der Störgrößenaufschaltung ein Filter in Bezug auf Messwerte der Windgeschwindigkeiten auf, um ein Messrauschen zu unterdrücken. Um Grenzwerte für die maximale Belastung einzuhalten, kann bei praeaktiv gemessenen extremen Böen ein Anstellwinkel bzw. ein Pitch vorgegeben werden, der die Rotorblätter in Segelstellung verbringt, wobei ein Antriebsstrang in der Gondel keine Rotation mehr aufweist. Dieses kann durch eine zusätzliche Bremseinrichtung und/oder durch eine entsprechende Kupplung im Antriebsstrang erreicht werden.Furthermore has the control device with the feedforward control a filter with respect to wind speed readings, to suppress a measurement noise. To set limits for the To comply with maximum load, can be extreme when measured proportionally Gusts a pitch or a pitch are given, which spends the rotor blades feathered, wherein a drive train in the nacelle has no more rotation. This can by an additional braking device and / or by a corresponding clutch in the drive train can be achieved.
Darüber hinaus ist es vorgesehen, dass die Energiegewinnungsanlage einen Rechner aufweist, der mit Hilfe der praeaktiven Windmessvorrichtung eine mittlere Windgeschwindigkeit und Windrichtung ermittelt, mit der sich das Windprofil auf die Energiegewinnungsanlage zu bewegt und eine Totzeit ttot berechnet, bis zu der das beabstandet gemessene Windprofil die Energiegewinnungsanlage erreicht.In addition, it is envisaged that the power generation plant has a computer which determines a mean wind speed and wind direction with the aid of the reactive wind measuring device, with which moves the wind profile to the power plant and calculates a dead time t tot , up to the wind profile measured at a distance reached the power generation plant.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Rotorblätter einen von dem Steuergerät vorgegebenen aktuellen kollektiven Anstellwinkel aufweisen und die Störgrößenaufschaltung in Abhängigkeit der praeaktiven Windprofilmessung individuelle Anstellwinkel für jedes einzelne Rotorblatt vorsieht, so dass in Reaktion auf eine praeaktive Windprofilmessung der Nick- und Gierwinkel der Gondel derart eingestellt wird, dass Nick- und Giermomente minimal sind.In A further embodiment of the invention is intended that the rotor blades one from the control unit have predetermined current collective angle of attack and the Feedforward control depending on the preaactive wind profile measurement individual angle of attack for every single rotor blade provides, so that in response to a praeactive Wind profile measurement of the pitch and yaw angles of the nacelle adjusted is that pitching and yawing moments are minimal.
Ferner ist es vorgesehen, dass die Energiegewinnungsanlage eine Bremsvorrichtung in einem Antriebsstrang zur Abbremsung des Rotors und/oder der Wellen des Antriebsstrangs aufweist und die Steuereinrichtung in Reaktion auf eine Windprofilmessung die Rotorblätter in Segelstellung einstellt und den Rotor abbremst. Ferner sind Dämpfungsvorrichtungen zur Dämpfung von Schwingungen in dem Antriebsstrang der Windenergievorrichtung vorgesehen, wobei die Steuereinrichtung in Reaktion auf eine Windprofilmessung die Dämpfung von Schwingungen in dem Antriebsstrang verändern kann.Further it is envisaged that the power generation plant a braking device in a drive train for braking the rotor and / or the waves of the drive train and the controller in response on a wind profile measurement the rotor blades feathered adjusts and slows down the rotor. Furthermore, damping devices for damping vibrations in the drive train of Wind energy device provided, wherein the control device in Response to a wind profile measurement the damping of vibrations in the drive train can change.
Ein Verfahren zur Steuerung einer Energiegewinnungsanlage, weist die folgenden Verfahrensschritte auf. Zunächst wird ein Windprofil in einem Abstand stromaufwärts der Energiegewinnungsanlage erfasst. Anschließend wird eine Totzeit bis zum Eintreffen des Windfeldes an der Energiegewinnungsanlage berechnet. Eine Steuereinrichtung nutzt die Messergebnisse des Windfeldes in einer Störgrößenaufschaltung, wobei die Störgrößenaufschaltung die Windprofilmessung derart verwendet, dass die Pitchwinkel der Rotorblätter individuell so eingestellt werden, dass bei Auftreffen des Windes die Belastungen minimiert werden. Außerdem erfolgen ein Messen von noch verbleibenden Belastungen an der Energiegewin nungsanlage. Diese Belastungen beruhen im wesentlichen auf Fehlern in den Annahmen der Störgrößenaufschaltung.One Method for controlling an energy recovery plant, the following steps on. First, a wind profile at a distance upstream of the power plant detected. Subsequently, a dead time until arrival calculated from the wind field at the power plant. A controller uses the measurement results of the wind field in a feedforward control, where the disturbance feedforward the Wind profile measurement used such that the pitch angle of the rotor blades individually adjusted so that when the wind hits the Loads are minimized. In addition, a measurement takes place of remaining charges at the energy recovery plant. These charges are essentially based on errors in the assumptions the feedforward control.
Vorzugsweise werden die Messwerte in einem Regler verwendet, welcher individuelle Pitchwinkel erzeugt, die zusätzlich an der Energiegewinnungsanlage eingestellt werden, um die verbliebenen Belastungen weiter zu reduzieren.Preferably the measured values are used in a controller, which individual Pitch angle generated in addition to the power plant be adjusted to further reduce the remaining loads.
In einer Ausführungsform werden sowohl Windrichtung als auch Windgeschwindigkeiten in dem Abstand stromaufwärts der Energiegewinnungsanlage gemessen, um ein möglichst informatives Windprofil zu erzeugen. Windrichtung und Windgeschwindigkeiten können in einem Vektorfeld abgelegt werden.In In one embodiment, both wind direction and Wind speeds in the distance upstream of the Energy production plant measured to be as informative as possible Wind profile to produce. Wind direction and wind speeds can stored in a vector field.
Schließlich werden verstellbare Komponenten der Energiegewinnungsanlage derart eingestellt, dass die Energiegewinnungsanlage bei optimaler Energieerzeugung vor Beschädigungen geschützt wird. Zur Unterdrückung des Messrauschens werden die Windprofilmesswerte mit Hilfe eines Filters in der Steuereinrichtung gefiltert. Außerdem wird zur Berechnung der Totzeit, die vergeht bis das Windprofil die Energiegewinnungsanlage erreicht, eine mittlere Windgeschwindigkeit des Windprofils ermittelt, mit der sich das Windprofil auf die Energiegewinnungsanlage zu bewegt. Dabei wird die Reaktion der Störgrößenaufschaltung auf das gemessene Windprofil um die Totzeit verzögert.After all become adjustable components of the power plant such adjusted that the power generation plant with optimal power generation is protected from damage. For suppression of measurement noise, the wind profile readings are calculated using a Filters filtered in the controller. In addition, will to calculate the dead time, which passes until the wind profile the power plant reached, a mean wind speed of the wind profile is determined, with which the wind profile moves towards the power generation plant. In this case, the reaction of the feedforward control delayed to the measured wind profile by the dead time.
In einer weiteren bevorzugten Durchführungsform der Erfindung wird für jedes einzelne Rotorblatt ein individueller Anstellwinkel bzw. Pitch mittels eines iterativen Verfahrens berechnet und bei Ablauf der Totzeit am Rotor eingestellt. Darüber hinaus werden für jedes Rotorblatt die zu erwartende Schubkraft und das zu erwartende Blattwurzelmoment aufgrund des praeaktiv gemessenen Windprofils ermittelt. Außerdem wird aufgrund des praeaktiven Windprofils das zu erwartende Nick- und/oder Giermoment ermittelt und präventiv die einzelnen Rotorblätter individuell nachgestellt.In a further preferred implementation In accordance with the invention, an individual pitch or pitch is calculated for each individual rotor blade by means of an iterative method and adjusted at the end of the dead time on the rotor. In addition, for each rotor blade, the expected thrust force and the expected blade root torque are determined on the basis of the preactively measured wind profile. In addition, the expected pitch and / or yaw moment is determined on the basis of the preactive wind profile and the individual rotor blades are adjusted as a precautionary measure.
Die Erfindung wird nun anhand der beigefügten Figuren näher erläutert.The The invention will now be more apparent from the accompanying drawings explained.
Der
IPC-Regler erhält als Eingangssignale gemessene Belastungen
der Energiegewinnungsanlage
Erfindungsgemäß wird
nun, wie
Diese
berechneten Pitchwinkel β1, β2 und β3 werden
nun von der Energiegewinnungsanlage
Ganz
lassen sich die Belastungen nicht vermeiden, da sich das Windfeld
bis zum Auftreffen an der Energiegewinnungsanlage
- 11
- EnergiegewinnungsanlageEnergy recovery plant
- 22
- Rotorrotor
- 33
- Gondelgondola
- 44
- WindfeldWindfeld
- 55
- praeaktive Windmessvorrichtungpraeaktive Wind measuring device
- 66
- Windprofilwind profile
- 77
- Steuereinrichtungcontrol device
- 99
- Komponente der Energiegewinnungsanlagecomponent the power generation plant
- 1010
- Sensorsensor
- 1111
- Rotorblattrotor blade
- 1212
- Rotorblattrotor blade
- 1313
- Störgrößenaufschaltungfeedforward
- 1414
- Anstellwinkelverstellungfeathering
- 1616
- Nabehub
- 1717
- Addiereradder
- 1818
- IPC-ReglerIPC controller
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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