DE102010054632A1 - Method and device for controlling a drive train of a wind turbine - Google Patents

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Abstract

Ein Verfahren zur Steuerung eines Triebstrangs einer Windkraftanlage, die einen Rotor (101) mit mindestens einem Rotorblatt, eine mit dem Rotor verbundene Welle (205) und einen mit der Welle direkt oder über ein Getriebe (208) verbundenen Generator (209) aufweist, umfasst einen Schritt des Bestimmens einer die Drehzahl des Rotors (101) beeinflussenden Stellgröße basierend auf den Blattbiegemomenten des mindestens einen Rotorblatts.A method for controlling a drive train of a wind power plant, which comprises a rotor (101) with at least one rotor blade, a shaft (205) connected to the rotor and a generator (209) connected to the shaft directly or via a gear (208) a step of determining a manipulated variable influencing the rotational speed of the rotor (101) based on the blade bending moments of the at least one rotor blade.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung eines Triebstrangs einer Windkraftanlage.The present invention relates to a method and apparatus for controlling a driveline of a wind turbine.

Windenergieanlagen treiben einen Generator über eine mit einem Rotor verbundene Welle an. Ein Triebstrang der Windenergieanlage besteht aus einer Rotorhauptwelle und – falls vorhanden – einem Getriebe. Eine Drehgeschwindigkeit des Rotors kann über ein Generatormoment des Generators und eine kollektive Blattverstellung der Rotorblätter des Rotors gesteuert werden.Wind turbines drive a generator via a shaft connected to a rotor. A drive train of the wind energy plant consists of a rotor main shaft and - if available - a transmission. A rotational speed of the rotor can be controlled via a generator torque of the generator and a collective pitch of the rotor blades of the rotor.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein verbessertes Verfahren und eine verbesserte Vorrichtung zur Steuerung eines Triebstrangs einer Windkraftanlage zu schaffen.It is the object of the present invention to provide an improved method and apparatus for controlling a driveline of a wind turbine.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung eines Triebstrangs einer Windkraftanlage gemäß den Hauptansprüchen gelöst.This object is achieved by a method and a device for controlling a drive train of a wind turbine according to the main claims.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Erkenntnis zu Grunde, dass aus einem antreibenden Moment, das von den Rotorblättern auf den Triebstrang der Windkraftanlage wirkt, sowohl Rückschlüsse auf die Torsionsbelastung des Treibstrangs als auch auf die Drehbeschleunigung des Rotors gezogen werden können. Das antreibende Moment kann wiederum aus Messwerten bestimmt werden, die bei einer Windkraftanlage üblicherweise ohnehin erfasst werden.The present invention is based on the finding that from a driving moment, which acts from the rotor blades on the drive train of the wind turbine, both conclusions about the torsional load of the drive train and on the rotational acceleration of the rotor can be drawn. The driving torque can in turn be determined from measured values that are usually detected anyway in a wind turbine.

Der erfindungsgemäße Ansatz kann beispielsweise bei einer Windenergieanlage mit horizontaler Achse und drei Rotorblättern eingesetzt werden, bei der durch eine synchrone Verstellung der Blattwinkel die Drehzahl oberhalb der Nennwindgeschwindigkeit so geregelt werden kann, dass durch die Änderung des Anstellwinkels der aerodynamische Auftrieb und somit das Antriebsmoment in solcher Weise verändert wird, dass die Anlage im Bereich der Nenndrehzahl gehalten wird. Dabei wird das Generatormoment des Generators der Windenergieanlage entweder konstant gehalten oder so eingestellt, dass die Anlage eine konstante elektrische Leistung abgibt.The inventive approach can be used, for example, in a wind turbine with horizontal axis and three rotor blades, in which by a synchronous adjustment of the blade angle, the speed above the rated wind speed can be controlled so that the change in the pitch aerodynamic lift and thus the drive torque in such The system is kept in the range of the rated speed. In this case, the generator torque of the generator of the wind turbine is either kept constant or adjusted so that the system delivers a constant electrical power.

Ein Großteil der aktuellen Windkraftanlagen verwendet ein Getriebe, um die niedrige Drehzahl des Rotors in eine höhere Drehzahl auf der Generatorseite zu übersetzen. Aufgrund des schwankenden Moments durch sich ändernde Windverhältnisse auf der Seite des Rotors, wird das Getriebe sich ständig wechselnden Belastungen ausgesetzt.Most of the current wind turbines use a gearbox to translate the low speed of the rotor into a higher speed on the generator side. Due to the fluctuating moment due to changing wind conditions on the side of the rotor, the transmission is exposed to constantly changing loads.

Bei der kollektiven Blattverstellung ergeben sich aufgrund asymmetrischer aerodynamischer Lasten Nick- und Giermomente auf die Gondel. Die asymmetrischen Lasten entstehen z. B. durch Windscherungen in vertikaler Richtung (Grenzschichten), Gierwinkelfehler, Böen und Turbulenzen, Aufstauung der Strömung am Turm etc. Ein bekannter Ansatz, diese asymmetrischen aerodynamischen Lasten zu reduzieren, ist, den Anstellwinkel der Blätter individuell zu verstellen (engl.: Individual Pitch Control, IPC). Dabei werden typischerweise Sensoren in oder an den Rotorblättern angebracht, um die Blattwurzelbiegemomente zu messen. Daraus wird dann, mit Hilfe des bekannten Pitchwinkels des Rotorblattes, das Schlagbiegemoment bestimmt. Es handelt sich dabei um das Moment, welches aus der Rotorebene hinaus wirkt. Dieses dient dann als Regelgrößen für die individuelle Blattverstellung.In the collective pitch adjustment arise due to asymmetric aerodynamic loads pitching and yawing moments on the nacelle. The asymmetric loads arise z. As by wind shear in the vertical direction (boundary layers), yaw angle errors, gusts and turbulence, impoundment of the flow at the tower, etc. A known approach to reduce these asymmetric aerodynamic loads is to adjust the pitch of the leaves individually (English: Individual Pitch Control, IPC). Typically, sensors are mounted in or on the rotor blades to measure the blade root bending moments. From this, then, with the help of the known pitch angle of the rotor blade, determines the impact bending moment. It is the moment that acts out of the rotor plane. This then serves as a control variable for the individual blade adjustment.

Der erfindungsgemäße Ansatz ermöglicht eine verbesserte Einstellung oder Regelung des Generatormoments des von der Welle direkt oder über ein Getriebe angetriebenen Generators der Windkraftanlage, so dass schwankende Torsionsbelastung auf die Welle und den gesamten Antriebsstrang reduziert werden. Dadurch werden auf die Welle wirkende Ermüdungslasten reduziert. Weist der Antriebsstrang ein Getriebe auf, so kann eine Schädigung des Getriebes durch häufige Lastwechsel verhindert werden.The inventive approach allows for improved adjustment or regulation of the generator torque of the generator of the wind turbine driven directly by the shaft or via a transmission, so that fluctuating torsional load on the shaft and the entire drive train are reduced. As a result, fatigue loads acting on the shaft are reduced. If the drive train has a transmission, damage to the transmission due to frequent load changes can be prevented.

Zudem wird eine verbesserte Einstellung oder Regelung des kollektiven Anstellwinkels ermöglicht, so dass eine Drehzahlabweichung des Rotors von einer Nenndrehzahl verkleinert wird. Im Unterschied zur alleinigen Messung der Drehgeschwindigkeit des Rotors erlaubt der erfindungsgemäße Ansatz einen schnelleren Eingriff in die Drehzahlregelung des Rotors durch eine direkte Messung des beschleunigenden Antriebsmoments.In addition, an improved adjustment or control of the collective angle of attack is made possible so that a speed deviation of the rotor is reduced from a rated speed. In contrast to the sole measurement of the rotational speed of the rotor, the inventive approach allows a faster intervention in the speed control of the rotor by a direct measurement of the accelerating drive torque.

Die vorliegende Erfindung schafft ein Verfahren zur Steuerung eines Triebstrangs einer Windkraftanlage, die einen Rotor mit mindestens einem Rotorblatt, eine mit dem Rotor verbundene Welle und einen mit der Welle direkt oder über ein Getriebe verbundenen Generator aufweist, wobei das Verfahren den folgenden Schritt umfasst:
Bestimmen einer die Drehzahl des Rotors beeinflussenden Stellgröße basierend auf den Blattbiegemomenten des mindestens einen Rotorblatts.
The present invention provides a method for controlling a drive train of a wind turbine, comprising a rotor with at least one rotor blade, a shaft connected to the rotor and a with the shaft directly or via a gear-connected generator, the method comprising the following step:
Determining a manipulating variable influencing the rotational speed of the rotor based on the sheet bending moments of the at least one rotor blade.

Eine Drehung des Rotors kann über die Welle auf den Generator übertragen und zur Erzeugung elektrischer Energie genutzt werden. Der Rotor kann starr mit der Welle verbunden sein. Die Drehung des Rotors kann über die Welle direkt oder über ein zwischengeschaltetes Getriebe auf den Generator übertragen werden. Die Drehzahl kann durch eine Veränderung aerodynamischer Eigenschaften am Rotor beeinflusst werden. Beispielsweise kann eine Stellung des Rotors oder der Rotorblätter zum Wind verändert werden. Insbesondere kann ein kollektiver Anstellwinkel der Rotorblätter verändert werden, um die Drehzahl zu beeinflussen. Zusätzlich oder alternativ kann die Drehzahl durch eine Veränderung an der Welle beeinflusst werden. Dabei kann eine der Drehung der Welle und somit des Rotors entgegenwirkendes Moment verändert werden. Insbesondere kann ein der Drehung entgegenwirkendes Generatormoment verändert werden, um die Drehzahl zu beeinflussen. Demnach kann die Stellgröße einen Wert für eine entsprechende Veränderung umfassen oder einen Wert repräsentieren, der selbst verändert wird, um die Veränderung am Rotor oder an der Welle zu bewirken. Beispielsweise kann der Stellwert einen Wert umfassen, um den der kollektive Anstellwinkel der Rotorblätter oder um den das Generatormoment verändert wird. Ebenso kann der Stellwert einen Wert umfassen, auf den der kollektive Anstellwinkel oder auf den das Generatormoment eingestellt wird. Unter einem Blattbiegemoment kann dasjenige Biegemoment verstanden werden, das am Übergangsbereich zwischen einem Rotorblatt und der Rotorwelle in der Rotorebene von dem Rotorblatt auf die Rotorwelle wirkt. Die Blattbiegemomente bewirken eine Drehung des Rotors um die Rotorachse. Dabei addieren sich die Blattbiegemomenten zu einem auf die Welle wirkenden antreibenden Moment. Jedes der Blattbiegemomente kann aus Blattwurzelbiegemomenten des jeweiligen Rotorsblatts ermittelt werden. Demnach kann die Stellgröße basierend auf den Blattwurzelbiegemomenten des mindestens einen Rotorblatts bestimmt werden. Unter einem Blattwurzelbiegemoment kann dasjenige Biegemoment verstanden werden, das am Übergangsbereich zwischen einem Rotorblatt und der Rotorwelle entlang einer die Rotorebene aufspannenden Achse von dem Rotorblatt auf die Rotorwelle wirkt. Jedes der Blattwurzelbiegemomente kann durch einen oder mehrere entsprechend angeordnete und geeignete Sensoren gemessen werden. Die Stellgröße kann aus den Biegemomenten unter Durchführung einer entsprechenden Bestimmungsvorschrift bestimmt werden. Zur Bestimmung der Stellgröße kann ferner die aktuelle Drehzahl des Rotors oder der Welle herangezogen werden. Somit kann die Stellgröße ferner basierend auf der aktuellen Drehzahl bestimmt werden. Die Drehzahl kann gemessen werden.A rotation of the rotor can be transmitted via the shaft to the generator and used to generate electrical energy. The rotor may be rigidly connected to the shaft. The rotation of the rotor can be transmitted via the shaft directly or via an intermediate gear to the generator. The speed can be influenced by changing the aerodynamic properties of the rotor. For example, a position of the rotor or the rotor blades can be changed to the wind. In particular, a collective angle of attack of the rotor blades can be changed in order to influence the rotational speed. Additionally or alternatively, the rotational speed can be influenced by a change on the shaft. In this case, one of the rotation of the shaft and thus the rotor counteracting moment can be changed. In particular, a generator torque counteracting the rotation can be changed in order to influence the rotational speed. Thus, the manipulated variable may include a value for a corresponding change or represent a value that is itself changed to cause the change on the rotor or on the shaft. For example, the manipulated variable may include a value by which the collective angle of attack of the rotor blades or by which the generator torque is changed. Likewise, the manipulated variable may include a value to which the collective angle of attack or to which the generator torque is set. A blade bending moment can be understood as the bending moment that acts on the rotor shaft from the rotor blade at the transition region between a rotor blade and the rotor shaft in the rotor plane. The blade bending moments cause the rotor to rotate about the rotor axis. The sheet bending moments add up to a driving moment acting on the shaft. Each of the leaf bending moments can be determined from leaf root bending moments of the respective rotor blade. Accordingly, the manipulated variable can be determined based on the blade root bending moments of the at least one rotor blade. A blade root bending moment can be understood to mean that bending moment which acts on the rotor shaft from the rotor blade at the transition region between a rotor blade and the rotor shaft along an axis spanning the rotor plane. Each of the blade root bending moments may be measured by one or more appropriately located and suitable sensors. The manipulated variable can be determined from the bending moments using a corresponding determination rule. To determine the manipulated variable can also be used the current speed of the rotor or the shaft. Thus, the manipulated variable can be further determined based on the current speed. The speed can be measured.

Gemäß einer Ausführungsform kann die Stellgröße ein Generatormoment des von der Welle direkt oder über ein Getriebe angetriebenen Generators repräsentieren. Die Beeinflussung der Drehzahl durch das Generatormoment ist insbesondere in Betriebspunkten der Windkraftanlage vorteilhaft, die unterhalb der Nennwindgeschwindigkeit der Windkraftanlage liegen. Bei diesen Betriebspunkten werden die Anstellwinkel der Rotorblätter möglichst auf einem optimalen Wert gehalten. Bei dem optimalen Wert kann es sich um einen Wert handeln, bei dem die auf den Rotor wirkende Windenergie bestmöglich zum Antrieb des Rotors genutzt werden kann. Demnach ist in diesen Betriebspunkten eine Veränderung der Anstellwinkel zur Beeinflussung der Drehzahl nicht sinnvoll.According to one embodiment, the manipulated variable may represent a generator torque of the generator driven by the shaft directly or via a transmission. The influencing of the speed by the generator torque is particularly advantageous in operating points of the wind turbine, which are below the rated wind speed of the wind turbine. At these operating points, the angles of incidence of the rotor blades are kept as optimal as possible. The optimum value may be a value at which the wind energy acting on the rotor can best be used to drive the rotor. Accordingly, a change in the angle of attack for influencing the speed is not useful in these operating points.

Das Generatormoment kann aus einem an einen aktuellen Betriebspunkt der Windkraftanlage angepassten festen Wert des Generatormoments und aus einem von den Blattbiegemomenten abhängigen veränderlichen Wert des Generatormoments bestimmt werden. Der Betriebspunkt kann von einer aktuellen Windgeschwindigkeit des auf den Rotor wirkenden Winds abhängen. Der feste Wert kann einem für den aktuellen Betriebspunkt optimalen Generatormoment entsprechen. Beispielsweise kann mittels des festen Werts des Generatormoments eine optimale Schnelllaufzahl der Windkraftanlage, d. h. ein optimales Verhältnis aus Windgeschwindigkeit und Drehgeschwindigkeit des Rotors eingestellt werden. Bei einer Veränderung des Betriebspunktes, beispielsweise aufgrund einer Veränderung der Windstärke, kann auch der feste Wert des Generatormoments angepasst werden. Der veränderliche Wert des Generatormoments kann sich durch eine Veränderung der Blattbiegemomente verändern. Beispielsweise kann der veränderliche Wert von dem festen Wert des Generatormoments subtrahiert werden, um das Generatormoment zu bestimmen. Das auf diese Weise bestimmte Generatormoment kann an dem Generator eingestellt werden.The generator torque can be determined from a fixed value of the generator torque adapted to a current operating point of the wind turbine and from a variable value of the generator torque which is dependent on the blade bending moments. The operating point may depend on an actual wind speed of the wind acting on the rotor. The fixed value may correspond to an optimum generator torque for the current operating point. For example, by means of the fixed value of the generator torque, an optimal high-speed number of the wind turbine, i. H. an optimal ratio of wind speed and rotational speed of the rotor can be adjusted. When the operating point changes, for example as a result of a change in the wind strength, the fixed value of the generator torque can also be adjusted. The variable value of the generator torque may change due to a change in the sheet bending moments. For example, the variable value may be subtracted from the fixed value of the generator torque to determine the generator torque. The generator torque determined in this way can be set on the generator.

Der veränderliche Wert des Generatormoments kann ausgebildet sein, um einer Veränderung eines auf einen die Welle umfassenden Antriebsstrang wirkenden Torsionsmoments entgegenzuwirken. Auf diese Weise kann eine Verdrehung des Triebstranges konstant oder nahezu konstant gehalten werden. Dadurch kann einer Materialermüdung oder Beschädigung von Elementen des Triebstranges entgegengewirkt werden.The variable value of the generator torque may be configured to counteract a change in a torsional moment acting on a drive train comprising the shaft. In this way, a rotation of the drive train can be kept constant or nearly constant. As a result, material fatigue or damage to elements of the drive train can be counteracted.

Beispielsweise kann der veränderliche Wert des Generatormoments neben den Biegemomenten ferner von einer Drehträgheit einer Nabe des Rotors, zusätzlich oder alternativ von einer Drehträgheit der Welle, zusätzlich oder alternativ von einer oder mehreren Drehträgheiten von einzelnen oder allen rotierenden Getriebeteilen, zusätzlich oder alternativ von einer Drehträgheit des Generators und zusätzlich oder alternativ von einer Getriebeübersetzung des Getriebes abhängig sein. Damit können die Wesentlichen Parameter, die die Drehung des Antriebstrangs beeinflussen berücksichtigt werden. For example, the variable value of the generator torque in addition to the bending moments of a rotational inertia of a hub of the rotor, additionally or alternatively of a rotational inertia of the shaft, additionally or alternatively of one or more rotational inertia of individual or all rotating transmission parts, additionally or alternatively by a rotational inertia of the Generator and additionally or alternatively be dependent on a transmission ratio of the transmission. This allows the main parameters that influence the rotation of the drive train to be taken into account.

Gemäß einer Ausführungsform, bei der das mindestens eine Rotorblatt einen verstellbaren Anstellwinkel aufweist, kann die Stellgröße den Anstellwinkel des mindestens einen Rotorblatts repräsentieren. Dies kann zusätzlich oder alternativ zu der Repräsentation des Generatormoments durch die Stellgröße erfolgen. Dabei kann die Stellgröße einen Wert für einen kollektiven Anstellwinkel aller Rotorblätter repräsentieren. Die Beeinflussung der Drehzahl durch die Anstellwinkel ist insbesondere in Betriebspunkten der Windkraftanlage vorteilhaft, die oberhalb der Nennwindgeschwindigkeit der Windkraftanlage liegen. Bei diesen Betriebspunkten werden die Anstellwinkel der Rotorblätter nicht auf einem optimalen Wert sondern auf einen Wert eingestellt, bei dem die auf den Rotor wirkende Windenergie nur teilweise zum Antrieb des Rotors genutzt wird, so dass eine zu hohe Belastung der Anlage vermieden wird. Demnach kann in diesen Betriebspunkten eine Veränderung der Anstellwinkel zur Beeinflussung der Drehzahl genutzt werden. Auch kann in diesen Betriebspunkten das Generatormoment bereits einen maximalen Wert aufweisen, so dass das Generatormoment für eine weitere Drosselung der Drehzahl nicht mehr genutzt werden kann.According to an embodiment in which the at least one rotor blade has an adjustable angle of attack, the manipulated variable may represent the angle of attack of the at least one rotor blade. This can be done additionally or alternatively to the representation of the generator torque by the manipulated variable. The manipulated variable can represent a value for a collective angle of attack of all rotor blades. The influencing of the speed by the angle of attack is particularly advantageous in operating points of the wind turbine, which are above the rated wind speed of the wind turbine. At these operating points, the pitch of the rotor blades are not set to an optimum value but to a value at which the wind energy acting on the rotor is only partially used to drive the rotor, so that an excessive load on the system is avoided. Accordingly, a change in the angle of attack for influencing the speed can be used in these operating points. Also, in these operating points, the generator torque already have a maximum value, so that the generator torque for further throttling the speed can no longer be used.

Beispielsweise können die Anstellwinkel basierend auf den Blattbiegemomenten und einer aktuellen Drehzahl der Windkraftanlage bestimmt werden. Dies ist möglich, da das antreibende Moment, dass sich aus der Summe der Biegemomente ergibt, von der den Anstellwinkeln abhängig ist. Über eine solche Bestimmung der Anstellwinkel können Drehzahlschwankungen sehr gut verhindert werden, da auf ein sich änderndes antreibendes Moment reagiert werden kann, noch bevor dieses eine Drehzahländerung bewirkt.For example, the angle of attack can be determined based on the sheet bending moments and a current speed of the wind turbine. This is possible because the driving moment that results from the sum of the bending moments depends on the angles of attack. About such a determination of the angle of attack speed fluctuations can be very well prevented, since it can be reacted to a changing driving torque, even before this causes a speed change.

Gemäß einer Ausführungsform können in einem Schritt des Einstellens das Generatormoments des Generators und zusätzlich oder alternativ die Anstellwinkel des mindestens einen Rotorblatts basierend auf der Stellgröße eingestellt werden. Auf diese Weise kann das Verfahren vorteilhaft genutzt werden, um eine Triebstrangregelung einer Windkraftanlage durchzuführen.According to one embodiment, in a step of setting, the generator torque of the generator and additionally or alternatively the angle of attack of the at least one rotor blade can be adjusted based on the manipulated variable. In this way, the method can be advantageously used to perform a powertrain control of a wind turbine.

Die vorliegende Erfindung schafft ferner eine Vorrichtung zur Steuerung eines Triebstrangs einer Windkraftanlage, die einen Rotor mit mindestens einem Rotorblatt, eine mit dem Rotor verbundene Welle und einen mit der Welle direkt oder über ein Getriebe verbundenen Generator aufweist, mit folgendem Merkmal:
einer Einrichtung zum Bestimmen einer die Drehzahl des Rotors beeinflussenden Stellgröße basierend auf den Blattbiegemomenten des mindestens einen Rotorblatts.
The present invention further provides an apparatus for controlling a power train of a wind turbine having a rotor with at least one rotor blade, a shaft connected to the rotor and a generator connected directly to the shaft or via a gearbox, with the following feature:
a device for determining a variable influencing the rotational speed of the rotor based on the sheet bending moments of the at least one rotor blade.

Die Vorrichtung kann ausgebildet sein, um die Schritte des Verfahrens zur Steuerung eines Triebstrangs einer Windkraftanlage auszuführen. Unter einer Vorrichtung kann vorliegend ein elektrisches Gerät verstanden werden, das Sensorsignale verarbeitet und in Abhängigkeit davon Steuersignale ausgibt. Die Vorrichtung kann eine Schnittstelle aufweisen, die hard- und/oder softwaremäßig ausgebildet sein kann. Die Vorrichtung kann Sensorwerte empfangen, daraus die Biegemomente und die Stellgröße bestimmen und die Stellgröße an eine Stelleinrichtung ausgeben oder zum direkten Einstellen eines Elements der Windkraftanlage nutzen.The apparatus may be configured to perform the steps of the method for controlling a driveline of a wind turbine. In the present case, a device can be understood as meaning an electrical device which processes sensor signals and outputs control signals in dependence thereon. The device may have an interface, which may be formed in hardware and / or software. The device can receive sensor values, determine the bending moments and the manipulated variable therefrom, and output the manipulated variable to an adjusting device or use it to directly set an element of the wind turbine.

Von Vorteil ist auch ein Computerprogrammprodukt mit Programmcode, der auf einem maschinenlesbaren Träger wie einem Halbleiterspeicher, einem Festplattenspeicher oder einem optischen Speicher gespeichert sein kann und zur Durchführung des Verfahrens nach einer der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen verwendet wird, wenn das Programm auf einem, einem Computer entsprechenden Gerät ausgeführt wird.A computer program product with program code which can be stored on a machine-readable carrier such as a semiconductor memory, a hard disk memory or an optical memory and is used to carry out the method according to one of the embodiments described above if the program is on a computer corresponding to a computer is also of advantage Device is running.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der beigefügten Zeichnungen beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:The invention will now be described by way of example with reference to the accompanying drawings. Show it:

1 eine schematische Darstellung eines Rotors gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung; 1 a schematic representation of a rotor according to an embodiment of the invention;

2 eine schematische Darstellung einer Windkraftanlage gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung; 2 a schematic representation of a wind turbine according to an embodiment of the invention;

3 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung; und 3 a flowchart of a method according to an embodiment of the invention; and

4 ein Ablaufdiagramm eines weiteren Verfahrens gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. 4 a flowchart of another method according to an embodiment of the invention.

Gleiche oder ähnliche Elemente können in den nachfolgenden Figuren durch gleiche oder ähnliche Bezugszeichen versehen sein. Ferner enthalten die Figuren der Zeichnungen, deren Beschreibung sowie die Ansprüche zahlreiche Merkmale in Kombination. Einem Fachmann ist dabei klar, dass diese Merkmale auch einzeln betrachtet werden oder sie zu weiteren, hier nicht explizit beschriebenen Kombinationen zusammengefasst werden können.The same or similar elements may be provided in the following figures by the same or similar reference numerals. Furthermore, the figures of the drawings, the description and the claims contain numerous features in combination. It is clear to a person skilled in the art that these features are also considered individually or that they can be combined to form further combinations not explicitly described here.

1 zeigt eine schematische Darstellung eines Rotors 101 einer Windkraftanlage gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Der Rotor 101 weist drei Rotorblätter auf, deren Anstellwinkel β1, β2, β3 eingestellt werden können. Eine Einstellung eines der Anstellwinkel β1, β2, β3 bewirkt eine Drehung des jeweiligen Rotorblatts um die Längsachse des Rotorblatts. 1 shows a schematic representation of a rotor 101 a wind turbine according to an embodiment of the invention. The rotor 101 has three rotor blades whose angle of attack β 1 , β 2 , β 3 can be adjusted. A setting of one of the angles of incidence β 1 , β 2 , β 3 causes a rotation of the respective rotor blade about the longitudinal axis of the rotor blade.

2 zeigt eine schematische Darstellung einer Windkraftanlage mit einer Vorrichtung 203 zur Steuerung eines Triebstrangs der Windkraftanlage. Die Windkraftanlage weist eine auf einem Turm angeordnete Gondel mit einem Rotor 101 auf. Der Rotor 101 kann ein oder mehrere oder entsprechend zu 1 drei Rotorblätter aufweisen. Der Rotor 101 ist mit einer nahezu horizontal ausgerichteten Welle 205 über eine Nabe 207 verbunden. Die Nabe 207 ist der drehende Teil außerhalb der Gondel, an welcher die Rotorblätter befestigt sind. Die Welle 205 kann in einem Lager drehbar gelagert sein und direkt oder über ein Getriebe 208 einen Generator 209 antreiben. Ist das Getriebe 208 vorhanden, so sind zwei einzelne Wellen 205 vorgesehen. Eine im Betrieb langsam drehende Welle 205 verbindet den Rotor 101 mit dem Getriebe 208 und eine im Betrieb schnell drehende Welle 205 verbindet das Getriebe 208 mit dem Generator 209. 2 shows a schematic representation of a wind turbine with a device 203 for controlling a drive train of the wind turbine. The wind turbine has a tower arranged on a nacelle with a rotor 101 on. The rotor 101 may be one or more or corresponding to 1 have three rotor blades. The rotor 101 is with a nearly horizontal wave 205 over a hub 207 connected. The hub 207 is the rotating part outside the nacelle to which the rotor blades are attached. The wave 205 can be rotatably mounted in a bearing and directly or via a transmission 208 a generator 209 drive. Is the transmission 208 present, so are two individual waves 205 intended. A slowly rotating shaft during operation 205 connects the rotor 101 with the gearbox 208 and a fast rotating shaft during operation 205 connects the transmission 208 with the generator 209 ,

Durch einen auf den Rotor 101 wirkenden Wind wirken Kräfte auf die Rotorblätter des Rotors 101 die wiederum Blattwurzelbiegemomente an den Blattwurzeln der Rotorblätter bewirken. Beispielhaft ist ein an einem Rotorblatt angeordnetes Koordinatensystem eingezeichnet, das mit dem Rotor 101 rotiert. Die z-Achse zeigt dabei in Längsrichtung des Blattes. In x-Richtung wirkende Blattwurzelbiegemomente bewirken für jedes Rotorblatt i ein Biegemoment in der Rotorebene MBL,i. Die Summe der Biegemomente in der Rotorebene MBL,i entsprechen einem antreibenden Moment, das zu einer Drehung O des Rotors 101 und somit zu einer Drehung der Welle 205 führt. Die Drehung O und die Biegemomente in der Rotorebene MBL,i sind gleichgerichtet. Der Drehung der Nabe wirkt das Generatormoment MGen des Generators 209 entgegen. Somit ist das Generatormoment MGen der Drehung O des Rotors 101 und den Schwenkbiegemomenten MBL,i entgegen gerichtet. Die Biegemomente in der Rotorebene MBL,i an einem Ende des Antriebstrangs 205 und das Generatormoment MGen an dem gegenüberliegenden Ende des Antriebstrangs 205 führen zu einer Torsion des Antriebstrangs 205. Eine Größe der Biegemomente in der Rotorebene MBL,i kann bei gleich bleibendem Wind durch einen Anstellwinkel der Rotorblätter zum Wind verändert werden. Die Anstellwinkel können durch an den Blattwurzeln der Rotorblätter angeordnete Stelleinrichtungen eingestellt werden. Die an den Blattwurzeln wirkenden Blattwurzelbiegemomente können durch geeignete an den Blattwurzeln angeordnete Messeinrichtungen, beispielsweise Dehnungsmessstreifen, erfasst werden.Through one on the rotor 101 acting wind forces act on the rotor blades of the rotor 101 which in turn cause blade root bending moments on the blade roots of the rotor blades. By way of example, a coordinate system arranged on a rotor blade is shown, which is connected to the rotor 101 rotates. The z-axis points in the longitudinal direction of the sheet. Leaf root bending moments acting in the x direction cause a bending moment in the rotor plane M BL, i for each rotor blade i . The sum of the bending moments in the rotor plane M BL, i correspond to a driving moment that leads to a rotation O of the rotor 101 and thus to a rotation of the shaft 205 leads. The rotation O and the bending moments in the rotor plane M BL, i are rectified. The rotation of the hub acts on the generator torque M Gen of the generator 209 opposite. Thus, the generator torque M Gen is the rotation O of the rotor 101 and the pivotal bending moments M BL, i directed against. The bending moments in the rotor plane M BL, i at one end of the drive train 205 and the generator torque M Gen at the opposite end of the powertrain 205 lead to a twist of the drive train 205 , A magnitude of the bending moments in the rotor plane M BL, i can be changed by a pitch angle of the rotor blades to the wind while the wind remains the same. The angle of attack can be adjusted by arranged on the blade roots of the rotor blades actuators. The blade root bending moments acting on the blade roots can be detected by suitable measuring devices arranged on the blade roots, for example strain gauges.

Die Vorrichtung 203 ist ausgebildet, um aus den von den Messeinrichtungen erfassten Werten der an den Blattwurzeln wirkenden Blattwurzelbiegemomente eine die Drehzahl des Rotors 101 beeinflussende Stellgröße zu bestimmen. Dazu kann die Vorrichtung 203 ausgebildet sein, um die relevanten Messwerte über eine Schnittstelle von den Messeinrichtungen zu empfangen. Die Vorrichtung 203 kann ferner eine Schnittstelle zum Ausgeben der Stellgröße aufweisen. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel kann die Stellgröße zum einen das Generatormoment MGen und zum anderen den Anstellwinkel der Rotorblätter betreffen. Somit ist die Vorrichtung 203 ausgebildet, das Generatormoment MGen entsprechend der Stellgröße einzustellen. Ferner ist die Vorrichtung 203 ausgebildet, um die Anstellwinkel der Rotorblätter einzustellen. Dabei kann die Vorrichtung 203 ausgebildet sein, um entweder nur das Generatormoment MGen, nur die Anstellwinkel oder gleichzeitig das Generatormoment MGen und die Anstellwinkel zu beeinflussen oder einzustellen. Neben den Blattwurzelbiegemomenten kann die Vorrichtung 203 weitere Parameter zur Bestimmung der Stellgröße einsetzen. Die Vorrichtung 203 kann mit einer bekannten Pitchregelung zur Einstellung der Anstellwinkel der Rotorblätter kombiniert werden oder eine solche Pitchregelung umfassen.The device 203 is configured to determine the rotational speed of the rotor from the values of the blade root bending moments acting on the blade roots from the values detected by the measuring devices 101 determine influencing manipulated variable. This can be done by the device 203 be formed to receive the relevant measured values via an interface of the measuring devices. The device 203 may further comprise an interface for outputting the manipulated variable. According to this embodiment, the manipulated variable on the one hand relate to the generator torque M gene and on the other hand, the angle of attack of the rotor blades. Thus, the device is 203 designed to set the generator torque M gene according to the manipulated variable. Furthermore, the device 203 designed to adjust the angle of attack of the rotor blades. In this case, the device 203 be configured to either affect only the generator torque M gene , only the angle of attack or at the same time the generator torque M gene and the angle of attack or set. In addition to the leaf root bending moments, the device 203 use further parameters to determine the manipulated variable. The device 203 can be combined with a known pitch control for adjusting the pitch of the rotor blades or include such a pitch control.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird die Vorrichtung 203 oder eine andere geeignete Vorrichtung eingesetzt, um eine verbesserte Triebstrangregelung der Windkraftanlage mittels Sensorik, wie sie auch für die individuelle Pitchregelung eingesetzt wird, zu ermöglichen.According to one embodiment, the device 203 or any other suitable device used to allow improved driveline control of the wind turbine by means of sensors, as it is also used for the individual pitch control.

Dazu werden aus den für die individuelle Pitchregelung gemessenen Blattwurzelbiegemomenten die Biegemomente MBL,i, d. h. die Biegemomente der Rotorblätter in der x-y-Rotorebene bestimmt und daraus wiederum durch Summation das vom Rotor 101 auf den Antriebsstrang wirkende Moment berechnet. Aus der Kenntnis dieses Drehmoments kann das Generatordrehmoment MGen passend gewählt werden, so dass die Torsionsbelastung des Antriebsstranges reduziert wird. For this purpose, the bending moments M BL, i , ie the bending moments of the rotor blades in the xy rotor plane are determined from the blade root bending moments measured for the individual pitch control, and from this, in turn, by summation that from the rotor 101 calculated torque acting on the drivetrain. From the knowledge of this torque, the generator torque M gene can be chosen appropriately, so that the torsional load of the drive train is reduced.

Der Treibstrang einer Windkraftanlage muss das Drehmoment vom Rotor 101 auf den Generator 209 übertragen. Als erste Näherung kann der Treibstrang als Zwei-Massen-Schwinger modelliert werden. Die Differentialgleichung des Triebstrangs lautet dann

Figure 00090001
The drive train of a wind turbine needs the torque from the rotor 101 on the generator 209 transfer. As a first approximation, the drive train can be modeled as a two-mass oscillator. The differential equation of the drive train is then
Figure 00090001

Hier beschreibt e die Auslenkung des Antriebstrangs, d. h. die Verdrillung aufgrund der Belastung durch das übertragene Drehmoment. Die Auslenkung ist negativ, wenn der Generator 209 vom Rotor 101 angetrieben wird. JHub ist die Drehträgheit der Nabe 207, JGen die Drehträgheit des Generators 209, umgerechnet auf die langsam drehende Welle 205, d. h. JGen = i2 GB·J*Gen wobei J*Gen die tatsächliche Trägheit des Generators 209 an der schnellen Welle ist. Die langsame Welle, ist die vom Rotor angetriebene Welle 205 vor dem Getriebe 208. Die schnelle Welle ist die schnelldrehende Welle 205 nach dem Getriebe 208. CDr und DDr sind die Steifigkeit und die Dämpfung des Antriebstranges und iGB beschreibt die Getriebeübersetzung. MGen ist das vom Generator wirkende Moment. MBL,i ist das von den Blättern auf die Nabe 207 wirkende Biegemoment in der Rotorebene. Dieses Moment MBL,i lässt sich aus den gemessenen Blattwurzelbiegemomenten berechnen, da es nur um den Pitchwinkel β des Rotorblattes gedreht ist. Es gilt also MBL,i = Mx,icosβi + My,isinβi wobei Mx,i und My,i die am Rotorblatt durch entsprechende Sensorik gemessenen Biegemomente sind.Here e describes the displacement of the drive train, ie the twist due to the load by the transmitted torque. The deflection is negative when the generator 209 from the rotor 101 is driven. J Hub is the rotational inertia of the hub 207 , J gene the rotational inertia of the generator 209 , converted to the slowly rotating shaft 205 , J Gen ie = i 2 · GB * J Gen wherein J * gene the actual inertia of the generator 209 is on the fast wave. The slow wave is the shaft driven by the rotor 205 in front of the gearbox 208 , The fast wave is the fast-spinning wave 205 after the transmission 208 , C Dr and D Dr are the stiffness and damping of the drive train and i GB describes the gear ratio. M gene is the moment acting on the generator. M BL, i is that of the leaves on the hub 207 acting bending moment in the rotor plane. This moment M BL, i can be calculated from the measured blade root bending moments, since it is only rotated by the pitch angle β of the rotor blade. So it applies M BL, i = M x, i cosβ i + M y, i sinβ i where M x, i and M y, i are the bending moments measured on the rotor blade by means of corresponding sensors.

Die Drehzahl Ω . des Rotors gehorcht der Differentialgleichung

Figure 00100001
wobei unter normalen Betriebsbedingungen e < 0 ist, d. h. der Rotor treibt den Generator an. Basierend auf den gegebenen Gleichungen bestehen nun mehrere Varianten einer verbesserten Regelung.The speed Ω. of the rotor obeys the differential equation
Figure 00100001
under normal operating conditions e <0, ie the rotor drives the generator. Based on the given equations, there are now several variants of improved control.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung erfolgt eine Reduktion von Triebstrangschwingungen.According to an embodiment of the present invention, a reduction of driveline vibrations occurs.

Aus Gleichung (1) ist ersichtlich, dass die Anregung von Schwingungen des Triebstranges verhindert werden kann, indem das Generatormoment folgendermaßen gewählt wird

Figure 00110001
From equation (1) it can be seen that the excitation of vibrations of the drive train can be prevented by selecting the generator torque as follows
Figure 00110001

Für konstante Mfix wird dadurch erreicht, dass die rechte Seite der Differentialgleichung konstant wird. Da die Differentialgleichung für den Triebstrang stabil ist, wird ein konstantes e erhalten. Dadurch wird die Verdrehung des Triebstrangs konstant gehalten, wodurch keine Ermüdungslasten mehr eingebracht werden. Insbesondere die Drehmomentschwankungen, die aufgrund des Turmstaus in den Antriebsstrang eingebracht werden (3p Anregungsfrequenz bei Anlagen mit drei Rotorblättern) können durch dieses Verfahren keine Schädigung des Getriebes mehr bewirken.For constant M fix is achieved by the fact that the right side of the differential equation is constant. Since the differential equation for the drive train is stable, a constant e is obtained. As a result, the rotation of the drive train is kept constant, whereby no more fatigue loads are introduced. In particular, the torque fluctuations that are introduced due to the tower jam in the drive train (3p excitation frequency in systems with three rotor blades) can cause no damage to the transmission by this method more.

Dabei wird Mfix an den aktuellen Betriebspunkt der Windkraftanlage angepasst. In Region 2, unterhalb der Nenndrehzahl der Windkraftanlage, wird Mfix laufend angepasst. Eine Windkraftanlage kann üblicherweise im optimalen Arbeitspunkt betrieben werden, wenn Mfix in quadratischer Abhängigkeit von der Anlagendrehzahl eingestellt wird. Mfix wird in diesem Betriebsbereich also laufend verändert. Dies kann aber in einer Form geschehen, die möglichst wenige Belastungen für den Triebstrang bewirkt, indem die Drehzahl gefiltert wird, so dass Änderungen von Mfix langsam erfolgen. In Region 3, oberhalb der Nennwindgeschwindigkeit wird Mfix konstant gehalten.Here, M fix is adapted to the current operating point of the wind turbine. In region 2, below the rated speed of the wind turbine, M fix is constantly being adjusted. A wind turbine can usually be operated at the optimum operating point, if M fix is set in quadratic dependence on the system speed. M fix is thus constantly changed in this operating area. However, this can be done in a form that causes the least possible load on the drive train by the speed is filtered, so changes of M fix take place slowly. In region 3, above the rated wind speed, M fix is kept constant.

3 zeigt ein Ablaufdiagramm eines entsprechenden Verfahrens zur Steuerung eines Triebstrangs einer Windkraftanlage, gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. In einem ersten Schritt 311 werden die relevanten Blattwurzelbiegemomente gemessen. Aus den Blattwurzelbiegemomenten werden in einem Schritt 313 die Blattbiegemomente bestimmt, die als antreibende Momente für den Rotor wirken. Abhängig von den Blattbiegemomenten wird in einem Schritt 315 gemäß einer Bestimmungsvorschrift ein Wert für das Generatormoment bestimmt. In einem Schritt 317 wird der im Schritt 315 bestimmte Wert für das Generatormoment als Stellgröße zum Einstellen des Generators verwendet. 3 shows a flowchart of a corresponding method for controlling a drive train of a wind turbine, according to an embodiment of the invention. In a first step 311 the relevant leaf root bending moments are measured. From the leaf root bending moments are in one step 313 determines the blade bending moments that act as driving torques for the rotor. Depending on the sheet bending moments is in one step 315 determined according to a determination rule, a value for the generator torque. In one step 317 will be the one in the step 315 used certain value for the generator torque as a manipulated variable for setting the generator.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung erfolgt eine verbesserte Drehzahlregelung.According to a further embodiment of the invention, an improved speed control takes place.

Wird dazu Gleichung (2) betrachtet, so kann durch die Messung der Biegemomente in der Rotorebene MBL,i eine bessere Drehzahlregelung oberhalb der Nennwindgeschwindigkeit für die Windkraftanlage implementiert werden.If equation (2) is considered, a better speed control above the nominal wind speed for the wind turbine can be implemented by measuring the bending moments in the rotor plane M BL, i .

Das antreibende Moment M einer Windkraftanlage, d. h. die Summe der Biegemomente in der Rotorebene MBL,i der Rotorblätter, hängt ab von der aktuellen Schnelllaufzahl λ und dem Pitchwinkel β der Rotorblätter.The driving moment M of a wind turbine, ie the sum of the bending moments in the rotor plane M BL, i of the rotor blades, depends on the current speed coefficient λ and the pitch angle β of the rotor blades.

Figure 00120001
Figure 00120001

Üblicherweise wird oberhalb der Nennwindgeschwindigkeit die Anlagendrehzahl Ω . gemessen und bei Abweichungen von der Solldrehzahl durch Änderung des Pitchwinkels β der Rotorblätter das antreibende Moment so beeinflusst, dass die Drehzahlabweichungen wieder kleiner werden. Kann nun das antreibende Moment, d. h. die Summe der Biegemomente in der Rotorebene MBL,i der Rotorblätter, direkt gemessen werden, so erlaubt dies einen schnelleren Eingriff der Drehzahlregelung. Die Regelung kann sofort eingreifen, wenn das gemessene antreibende Moment vom gewünschten Sollmoment abweicht. Dadurch können Drehzahlabweichungen der Anlage verhindert werden. Anlagenregler nach dem Stand der Technik könnten erst reagieren, nachdem die aus dem Moment resultierende Beschleunigung zu einer Drehzahlabweichung aufintegriert ist.Usually, the system speed Ω is above the rated wind speed. measured and deviations from the target speed by changing the pitch angle β of the rotor blades, the driving torque influenced so that the speed deviations become smaller again. If the driving moment, ie the sum of the bending moments in the rotor plane M BL, i of the rotor blades, can now be measured directly, this allows faster intervention of the speed control. The control can intervene immediately if the measured driving torque deviates from the desired setpoint torque. As a result, speed deviations of the system can be prevented. Prior art system controllers could only react after the acceleration resulting from the moment has been integrated into a speed deviation.

Der Vorteil des beschriebenen Verfahrens ist, dass die Störgröße im Regelkreis direkt gemessen wird. Durch die schnellere Reaktion der Regelung können beispielsweise Überdrehzahlen im Falle von extremen Windböen besser verhindert werden.The advantage of the method described is that the disturbance in the control loop is measured directly. Owing to the faster reaction of the regulation, for example, overspeeds in the case of extreme gusts of wind can be better prevented.

Zur Umsetzung der erfindungsgemäßen Verfahren kann auf bekannte Sensorik zur Messung von Blattwurzelbiegemomenten zurückgegriffen werden, wie sie beispielsweise zur individuelle Pitchregelung eingesetzt wird. Die gemessenen Größen können für die Regelung des Generatormoments und der Pitchwinkel verwendet werden, wodurch geringere Drehmomentschwankungen im Triebstrang erzielt werden und die Drehzahlabweichungen des Rotors ebenfalls reduziert sind.To implement the method according to the invention, recourse may be had to known sensor systems for measuring blade root bending moments, as used, for example, for individual pitch control. The measured quantities can be used to control the generator torque and pitch angles, thereby achieving lower torque fluctuations in the driveline and also reducing rotor speed deviations.

Eine solche Regelung kann auch als Zusatz für bestehende Anlagenregelungen eingesetzt werden. Durch die hier beschriebene Regelung kann eine erhebliche Reduzierung der Belastungen der Getriebe von Windkraftanlagen erzielt werden.Such a regulation can also be used as an addition to existing plant regulations. By the regulation described here, a significant reduction of the loads of the transmission of wind turbines can be achieved.

4 zeigt ein Ablaufdiagramm eines entsprechenden Verfahrens zur Steuerung eines Triebstrangs einer Windkraftanlage, gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. In einem ersten Schritt 311 werden dabei die relevanten Blattwurzelbiegemomente gemessen. Aus den Blattwurzelbiegemomenten werden in einem Schritt 313 die Blattbiegemomente bestimmt, die als antreibende Momente für den Rotor wirken. Abhängig von den Blattbiegemomenten wird in einem Schritt 415 gemäß einer Bestimmungsvorschrift ein Wert für einen kollektiven Pitchwinkel der Rotorblätter bestimmt. In einem Schritt 417 wird der im Schritt 415 bestimmte Wert für den kollektiven Pitchwinkel als Stellgröße zum Einstellen der Anstellwinkel der einzelnen Rotorblätter verwendet. 4 shows a flowchart of a corresponding method for controlling a drive train of a wind turbine, according to an embodiment of the invention. In a first step 311 The relevant leaf root bending moments are measured. From the leaf root bending moments are in one step 313 determines the blade bending moments that act as driving torques for the rotor. Depending on the sheet bending moments is in one step 415 determined according to a determination rule, a value for a collective pitch angle of the rotor blades. In one step 417 will be the one in the step 415 used certain value for the collective pitch angle as a manipulated variable for adjusting the angle of attack of the individual rotor blades.

Die gezeigten Ausführungsbeispiele sind nur beispielhaft gewählt und können miteinander kombiniert werden. Insbesondere kann der erfindungsgemäße Ansatz auch bei Windkraftanlagen eingesetzt werden, die einen andersartigen Rotor und einen andersartigen Triebstrang, beispielsweise mit einer vertikal angeordneten Welle aufweisen.The exemplary embodiments shown are chosen only by way of example and can be combined with one another. In particular, the inventive approach can also be used in wind turbines having a different type of rotor and a different drive train, for example with a vertically arranged shaft.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

101101
Rotorrotor
203203
Vorrichtungcontraption
205205
Wellewave
207207
Nabehub
208208
Getriebetransmission
209209
Generatorgenerator
311311
Verfahrensschrittstep
313313
Verfahrensschrittstep
315315
Verfahrensschrittstep
317317
Verfahrensschrittstep
415415
Verfahrensschrittstep
417417
Verfahrensschrittstep

Claims (10)

Verfahren zur Steuerung eines Triebstrangs einer Windkraftanlage, die einen Rotor (101) mit mindestens einem Rotorblatt, eine mit dem Rotor verbundene Welle (205) und einen mit der Welle direkt oder über ein Getriebe (208) verbundenen Generator (209) aufweist, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: Bestimmen (315) einer die Drehzahl des Rotors beeinflussenden Stellgröße basierend auf den Blattbiegemomenten des mindestens einen Rotorblatts.Method for controlling a drive train of a wind turbine, comprising a rotor ( 101 ) with at least one rotor blade, a shaft connected to the rotor ( 205 ) and one with the shaft directly or via a transmission ( 208 ) connected generator ( 209 ), the method comprising the steps of: determining ( 315 ) of the rotational speed of the rotor influencing manipulated variable based on the sheet bending moments of the at least one rotor blade. Verfahren gemäß Anspruch 1, bei dem die Stellgröße ein Generatormoment des von der Welle (205) direkt oder über ein Getriebe (208) angetriebenen Generators (209) repräsentiert.Method according to Claim 1, in which the manipulated variable has a generator torque from that of the shaft ( 205 ) directly or via a gearbox ( 208 ) driven generator ( 209 ). Verfahren gemäß Anspruch 2, bei dem das Generatormoment aus einem an einen aktuellen Betriebspunkt der Windkraftanlage angepassten festen Wert des Generatormoments und aus einem von den Blattbiegemomenten abhängigen veränderlichen Wert des Generatormoments bestimmt wird.Method according to Claim 2, in which the generator torque is determined from a fixed value of the generator torque adapted to a current operating point of the wind turbine and from a variable value of the generator torque which is dependent on the blade bending moments. Verfahren gemäß Anspruch 3, bei dem der veränderliche Wert des Generatormoments ausgebildet ist, um einer Veränderung eines auf einen die Welle (205) umfassenden Antriebsstrang wirkenden Torsionsmoments entgegenzuwirken.Method according to Claim 3, in which the variable value of the generator torque is designed to allow a change in one of the shafts ( 205 ) To counteract comprehensive powertrain torsional torque acting. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 3 oder 4, bei dem der veränderliche Wert des Generatormoments ferner von einer Drehträgheit einer Nabe (207) des Rotors und/oder einer Drehträgheit der Welle (205) und/oder einer oder mehrerer Drehträgheiten von einzelnen oder allen rotierenden Getriebeteilen und/oder einer Drehträgheit des Generators (209) und/oder einer Getriebeübersetzung des Getriebes (208) abhängig ist.Method according to one of claims 3 or 4, in which the variable value of the generator torque is further determined by a rotational inertia of a hub ( 207 ) of the rotor and / or rotational inertia of the shaft ( 205 ) and / or one or more rotational inertias of individual or all rotating gear parts and / or rotational inertia of the generator ( 209 ) and / or a transmission ratio of the transmission ( 208 ) is dependent. Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das mindestens eine Rotorblatt verstellbare Anstellwinkel (β1, β2, β3) aufweist und bei dem die Stellgröße den Anstellwinkel des mindestens einen Rotorblatts repräsentiert.Method according to one of the preceding claims, wherein the at least one rotor blade adjustable pitch (β 1 , β 2 , β 3 ) and in which the manipulated variable represents the angle of attack of the at least one rotor blade. Verfahren gemäß Anspruch 6, bei dem die Anstellwinkel basierend auf den Blattbiegemomenten und einer aktuellen Drehzahl der Windkraftanlage bestimmt wird.The method of claim 6, wherein the angle of attack is determined based on the sheet bending moments and a current speed of the wind turbine. Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, mit einem Schritt des Einstellens des Generatormoments des Generators (209) und/oder der Anstellwinkel (β1, β2, β3) des mindestens einen Rotorblatts basierend auf der Stellgröße.Method according to one of the preceding claims, comprising a step of adjusting the generator torque of the generator ( 209 ) and / or the angle of attack (β 1 , β 2 , β 3 ) of the at least one rotor blade based on the manipulated variable. Vorrichtung (203) zur Steuerung eines Triebstrangs einer Windkraftanlage, die einen Rotor (101) mit mindestens einem Rotorblatt, eine mit dem Rotor verbundene Welle (205) und einen mit der Welle direkt oder über ein Getriebe (208) verbundenen Generator (209) aufweist, mit folgendem Merkmal: einer Einrichtung zum Bestimmen einer die Drehzahl des Rotors beeinflussenden Stellgröße basierend auf den Blattbiegemomenten der mindestens zwei Rotorblätter.Contraption ( 203 ) for controlling a drive train of a wind turbine, which has a rotor ( 101 ) with at least one rotor blade, a shaft connected to the rotor ( 205 ) and one with the shaft directly or via a transmission ( 208 ) connected generator ( 209 ), having the following feature: a device for determining a variable influencing the rotational speed of the rotor based on the sheet bending moments of the at least two rotor blades. Computer-Programmprodukt mit Programmcode zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wenn das Programm auf einer Vorrichtung ausgeführt wird. Computer program product with program code for carrying out the method according to one of claims 1 to 8, when the program is executed on a device.
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