DE244341T1 - Geschwindigkeitsvermeidungslogik fuer eine mit veraenderbarer geschwindigkeit betriebene windmuehle. - Google Patents
Geschwindigkeitsvermeidungslogik fuer eine mit veraenderbarer geschwindigkeit betriebene windmuehle.Info
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Claims (4)
1. Verfahren zum Vermeiden einer kritischen Drehzahl beim Steuern der Drehzahl eines drehzahlveränderlichen
Windturbogenerators mit hohem Wirkungsgrad, beinhaltend folgende Schritte:
Steuern des Generatordrehmoments zum Manövrieren der Rotorspitzengeschwindigkeit unter einem
Drehmomentgrenzwert der Windturbine bei einem gewählten konstanten Geschwindigkeitsverhältnis in bezug auf die
Windgeschwindigkeit;
Steuern des Generatordrehmoments zum Manövrieren der Ro.torspitzengeschwindigkeit oberhalb des
Drehmomentgrenzwertes bei Geschwindigkeiten, die größer sind als diejenigen, die durch das konstante
Geschwindigkeitsverhältnis diktiert werden, bis zu einem Drehzahl- oder Leistungsgrenzwert; und
Steuern des Generatordrehmoments zum Manövrieren der Rotorspitzengeschwindigkeit auf eine Weise, durch die
vermieden wird, die kritische Drehzahl zu verlangen.
2. Verfahren zum Vermeiden einer kritischen Drehzahl beim Steuern der Drehzahl einer drehzahlveränderlichen
Windturbine, beinhaltend folgende Schritte: Abfühlen der Ausgangsleistung des Windturbogenerators und
Liefern eines gefilterten Ausgangsleistungssignals (52a), das eine Größe hat, die die Ausgangsleistung angibt;
Abfühlen einer Generatorrotordrehzahl und Liefern eines Drehzahlsignals (48) , daß eine Größe hat, die diese angibt;
Berechnen eines Drehzahlführungssignals (60) gemäß einer
Kurve des berechneten Drehzahlführungssignals über dem abgefühlten Ausgangsleistungssignal (88, 94, 100, 102,
104) für gefilterte Ausgangsleistungssignalgrößen zwischen einem ersten und einem zweiten Leistungswert
(121a, 121) und für Turbinenrotordrehzahlen zwischen einem Paar gewählter erster und zweiter
Drehzahlgrenzwerte (121c, 121b) jeweils unterhalb der kritischen Drehzahl, wobei der erste Drehzahlgrenzwert
kleiner ist als der zweite Drehzahlgrenzwert, so daß die Steigung der Kurve des berechneten
Drehzahlführungssignals über dem abgefühlten Ausgangsleistungssignal (100) zwischen dem ersten und dem
zweiten Grenzwert (121, 121a) von der Steigung unterhalb des ersten Drehzahlgrenzwerts (121c) verschieden ist; und
Berechnen eines Drehzahlführungssignals (60) gemäß einer Kurve des berechneten Drehzahlführungssignals über dem
abgefühlten Ausgangsleistungssignal (88, 94, 100, 102,
104) für gefilterte Ausgangsleistungssignalgrößen zwischen dem ersten und dem zweiten Leistungswert (121,
121a) und für Rotordrehzahlen zwischen einem Paar gewählter dritter und vierter Drehzahlgrenzwerte (121d,
12Ie) jeweils oberhalb der kritischen Drehzahl, wobei der
dritte Drehzahlgrenzwert kleiner als der vierte Drehzahlgrenzwert ist, so daß die Steigung der Kurve des
berechneten Drehzahlführungssignals über dem abgefühlten Ausgangsleistungssignal (104) zwischen dem dritten und
dem vierten Grenzwert von der Steigung oberhalb des vierten Drehzahlgrenzwertes (12Id) verschieden ist.
3. Vorrichtung zum Steuern eines drehzahlveränderlichen
Windturbogenerators mit verbesserten Wirkungsgraden und bei Drehzahlen, die ungleich einer kritischen Drehzahl sind,
beinhaltend: einen Drehzahlsensor (50, 158), der entweder auf die Windturbinenrotor- oder auf die Generatorrotordrehzahl
anspricht, um ein abgefühltes
Turbogeneratordrehzahlsignal (48, 162) zu liefern; einen Leistungssensor (54), der auf die Ausgangsleistung
des Generators anspricht, um ein abgefühltes Leistungssignal (52) zu liefern;
eine Tiefpaßfiltereinrichtung (52b), die auf das
abgefühlte Leistungssignal anspricht, um eine Verzögerungszeitkonstantenfilterung erster Ordnung des
abgefühlten Leistungssignals als ein gefiltertes Leistungssignal (52a) zu liefern;
einen Regler (36), der auf die abgefühlten Drehzahlsignale (48, 162) und auf die abgefühlten und gefilterten Leistungssignale (52, 52a) anspricht, um ein Windturbogeneratordrehmomentsteuersignal (56) zu liefern, zum Steuern des Generatordrehmoments zum Manövrieren der Turbinenrotorspitzengeschwindigkeit unter dem Drehmomentgrenzwert der Windturbine bei einem gewählten konstanten Geschwindigkeitsverhältnis in bezug auf die Windgeschwindigkeit und bei Drehzahlen, die größer sind als diejenigen, die durch das konstante Geschwindigkeitsverhältnis diktiert werden, über dem Drehmomentgrenzwert bis zu einem Drehzahl- oder Leistungsgrenzwert, während das Drehmoment konstant gehalten wird; und
einen Regler (36), der auf die abgefühlten Drehzahlsignale (48, 162) und auf die abgefühlten und gefilterten Leistungssignale (52, 52a) anspricht, um ein Windturbogeneratordrehmomentsteuersignal (56) zu liefern, zum Steuern des Generatordrehmoments zum Manövrieren der Turbinenrotorspitzengeschwindigkeit unter dem Drehmomentgrenzwert der Windturbine bei einem gewählten konstanten Geschwindigkeitsverhältnis in bezug auf die Windgeschwindigkeit und bei Drehzahlen, die größer sind als diejenigen, die durch das konstante Geschwindigkeitsverhältnis diktiert werden, über dem Drehmomentgrenzwert bis zu einem Drehzahl- oder Leistungsgrenzwert, während das Drehmoment konstant gehalten wird; und
Steuern des Generatordrehmoments zum Manövrieren der Rotorspitzengeschwindigkeit über dem Drehmomentgrenzwert
auf eine Weise, durch die vermieden wird, eine kritische Drehzahl zu verlangen.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, wobei der Regler ein zweites Drehzahlführungssignal (60) gemäß einer Kurve des
berechneten Drehzahlführungssignals über dem abgefühlten Leistungssignal für gefilterte Leistungssignalgrößen
zwischen ersten und zweiten Leistungswerten (121, 121a) um den kritischen Drehzahlwert und für Drehzahlen
zwischen einem Paar gewählter erster und zweiter Drehzahlgrenzwerte (121b, 121c) jeweils unter der
kritischen Drehzahl (wobei der erste Drehzahlgrenzwert niedriger als der zweite Drehzahlgrenzwert ist) liefert, so daß die Steigung der
Kurve des berechneten Drehzahlführungssignals über dem
gefilterten Leistungssignal (100) zwischen dem ersten und dem zweiten Grenzwert (121b, 121c) von der Steigung unter
dem ersten Grenzwert (121c) verschieden ist; und wobei der Regler ein Drehzahlführungssignal (60) gemäß einer
Kurve des berechneten Drehzahlführungssignals über dem abgefühlten Leistungssignal für gefilterte
Leistungssignalgrößen zwischen dem ersten und dem zweiten Leistungswert (121, 121a) und für Drehzahlen zwischen
einem Paar gewählter dritter und vierter Drehzahlgrenzwerte (121e, 12Id) jeweils über der
kritischen Drehzahl (wobei der dritte Drehzahlgrenzwert niedriger als der vierte Drehzahlgrenzwert ist) liefert,
so daß die Steigung der Kurve des berechneten Drehzahlführungssignals über dem gefilterten
Leistungsausgangssignal (104) zwischen dem dritten und dem vierten Grenzwert von der Steigung über dem vierten
Drehzahlgrenzwert (12Id) verschieden ist.
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