DE2922972C2 - Wind turbine control system - Google Patents

Wind turbine control system

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Description

Die Erfindung betrifft ein Windturbinenregelsystem der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art.The invention relates to a wind turbine control system as specified in the preamble of claim 1 Art.

Das Grundproblem bei mit Windturbinen erzeugter Leistung besteht darin, die erzeugte Leistung in einer Form zu liefern, in der sie für öffentliche Stromversorgungsnetze oder für isolierte Stromversorgungsstationen nutzbar ist. Die Menge an verfügbarer Leistung wird durch die Windgeschwindigkeit und durch Windböen beeinflußt. Wenn elektrische Wechselstromleistung über einen durch eine Windturbine angetriebenen Synchrongenerator erzeugt wird, müssen sowohl die Frequenz als auch die Phase der Wechselstromleistung sowie die Wechselstromleistung selbst geregelt werden, bevor die Wechselstromleistung an Benutzer abgegeben oder in vorhandene Stromversorguiigsnetze eingespeist werden kann.The basic problem with power generated with wind turbines is that the power generated in a Supplied in the form in which it is used for public power supply networks or for isolated power supply stations is usable. The amount of available power is determined by wind speed and gusts of wind influenced. When alternating current electrical power is powered by a wind turbine Synchronous generator is generated, must have both the frequency and the phase of the AC power and the AC power itself can be regulated before the AC power is delivered to users or fed into existing power supply networks can be.

Es hat sich gezeigt, daE die Regelung, die zum Erzeugen von elektrischer Leistung durch einen durch eine Windturbine angetriebenen Synchrongenerator erforderlich ist, erfolgen kann, indem der Anstellwinkel der Rotorblätter in einer Weise verändert wird, die der Blattanstellwinkelregelung für einen Flugzeugpropeller analog ist. Die US-PS 23 63 850 beschreibt einen durch eine Windturbine angetriebenen Wechselstromgenerator mit einer durch einen Drehzahlregler gesteuerten Vorrichtung zum Verändern des Blattanstellwinkels zwischen voller Fahnen- oder Segelstellung und Volleistungsstellung. Außerdem sind Einrichtungen zum Regeln der elektrischen Ausgangsfrequenz, der Phase , und der Leistung und zum Abschalten des elektrischen Generators bei Windgeschwindigkeiten, die zum Erzeugen der gewünschten Leistung zu hoch oder zu niedrig sind, beschrieben. Die US-PS 25 47 636 beschreibt eine automatische Drehzahlregelung für eine Windturbine zum Regeln der Ladegeschwindigkeit einer Speicherbatterie, wobei die Drehzahlregelung aus mechanischen Vorrichtungen besteht, die auf die Windgeschwindigkeit ansprechen und den Blattanstellwinkel ändern. Die US-PS 25 83 369 beschreibt eine ähnliche Regelung zum mechanischen Verstellen des Blattanstellwinkeiä.It has been shown that the regulation that is used to generate of electrical power required by a synchronous generator driven by a wind turbine is, can be done by changing the angle of attack of the rotor blades in a way that the Blade pitch control for an aircraft propeller is analogous. The US-PS 23 63 850 describes a through a wind turbine driven alternator with one controlled by a speed controller Device for changing the blade angle between full vane or flag position and full power position. In addition, there are devices for regulating the electrical output frequency, the phase , and the power and to switch off the electrical generator at wind speeds that are used to generate are too high or too low for the desired output. The US-PS 25 47 636 describes a automatic speed control for a wind turbine to regulate the charging speed of a storage battery, where the speed control consists of mechanical devices that respond to the wind speed respond and change the blade pitch. The US-PS 25 83 369 describes a similar scheme for mechanical adjustment of the blade pitch angle.

um eine relativ konstante Drehzahl des elektrischen Generators und damit eine relativ konstante Wechselstromausgangsfrequenz aufrechtzuerhalten.around a relatively constant speed of the electrical generator and thus a relatively constant alternating current output frequency maintain.

Die US-PS 27 95 285 beschreibt eine Regelung zum Verändern der Änderungsgeschwindigkeit der BeIastung, der Drehzahl oder der Spannung eines durch eine Windturbine angetriebenen Motors durch Verändern des Anstellwinkels der Rotorblätter der Windturbine nach Art eines geschlossenen Regelkreises. Die US-PS 28 32 895 beschreibt eine weitere Einrichtung zum Einstellen des Blattanstellwinkels einer Windturbine, wobei die Einrichtung auf eine vorbestimmte Belastung einer Batterie oder auf plötzliche Windböen anspricht.The US-PS 27 95 285 describes a scheme for changing the rate of change of the load, the speed or the voltage of a motor driven by a wind turbine by changing it the angle of incidence of the rotor blades of the wind turbine in the manner of a closed control loop. The US PS 28 32 895 describes a further device for adjusting the blade pitch angle of a wind turbine, wherein the device is responsive to a predetermined load on a battery or to sudden gusts of wind.

Nachteilig ist bei diesen bekannten Regelsystemen.These known control systems have the disadvantage.

daß sie nicht schnell genug oder nicht mit ausreichender Genauigkeit ansprechen, um die Beanspruchungen in den Blättern und anderen mechanischen Teilen auf zulässige Werte zu begrenzen. Auc^rdem werden die bekannten Regelsysteme durch Windbuen und Turbulenz übermäßig beeinflußt und können keine zufriedenstellende Leistungsregelung in einem weiten Bereich von Windgeschwindigkeiten aufrechterhalten, um eine Verbindung mit einem üblichen Stromversorgungsnetz zu gestatten. Bei hohen Windgeschwindigkeiten erzeugt sogar schwache Turbulenz beträchtliche Leistungs-Schwankungen und kann bewirken, daß der Generator vom Netz abgeschaltet wird.that they do not respond quickly enough or with sufficient accuracy to cope with the stresses in to limit the blades and other mechanical parts to permissible values. Also, the known control systems are overly influenced by windbusters and turbulence and cannot be satisfactory Power control maintained over a wide range of wind speeds to a Allow connection to a standard power supply network. Generated at high wind speeds even weak turbulence can cause considerable fluctuations in power and the generator is disconnected from the grid.

Aufgabe der Erfindung ist es. bei einem Windturbinenregelsystem der gattungsgemäßen Art die Ansprechempfindlichkeit und -Schnelligkeit zu verbessern.It is the object of the invention. in the case of a wind turbine control system of the generic type, the response sensitivity and speed.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.According to the invention, this object is achieved by what is stated in the characterizing part of claim 1 Features solved.

Das Windturbinenregelsystem nach der Erfindung hält eine Betriebsvariable, z. B. die elektrische Wechselstromfrequeriz, die Phase, die Drehzahl, das Drehmoment und die Leistung, innerhalb gewünschter Toleranzen, indem sie den Blattanstellwinkel der Rotorblätter automatisch so beeinflußt, daß die Auswirkungen von Windböen und Turbulenz minimiert werden.The wind turbine control system according to the invention maintains an operating variable, e.g. B. the electrical alternating current frequency, the phase, the speed, the torque and the power, within the desired tolerances, by automatically influencing the blade pitch angle of the rotor blades in such a way that the effects wind gusts and turbulence are minimized.

Außerdem verringert sie die Beanspruchung der Rotorblätter und anderer mechanischer Teil.;. Erfindungsgemäß läßt sich der Blattanstellwinkel z. B. als Funktion der Generatordrehzahl oder der Generatorleistung in Abhängigkeit von der Verbindung des Generators mit einem Stromübertragungsnetz regeln. Das Windturbinenregelsystem nach der Erfindung ist adaptiv, da es die jeweilige Größe oer Windgeschwindigkeit und Änderungen der Windgeschwindigkeit berücksichtigt. Das Windturbinenrcgelsystem arbeitet elektronisch, ist deshalb schnellwirkend und kann mit Digitalrechnern oder Mikroprozessoren preisgünstig implemertiert wenden. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung bilden den Gegenstand der Unteransprüche.
In der Ausgestaltung der Ei-findung nach den Ansprüchen 2 Ks 5 enthält das Windturbinenregelsystem einen Blattanstellwinkelreglev, welcher P-, I- und D-Rege!signale erzeugt, wobei die Regelverstärkungen in Abhängigkeit von der Windgeschwindigkeit kontinuierlich verändert werden.
It also reduces the stress on the rotor blades and other mechanical parts.;. According to the invention, the blade angle z. B. regulate as a function of the generator speed or the generator power depending on the connection of the generator to a power transmission network. The wind turbine control system according to the invention is adaptive, since it takes into account the respective size or wind speed and changes in the wind speed. The wind turbine lock system works electronically, is therefore fast acting and can be implemented inexpensively with digital computers or microprocessors. Advantageous refinements of the invention form the subject of the subclaims.
In the embodiment of the invention according to claims 2 and 5, the wind turbine control system contains a blade pitch control which generates P, I and D control signals, the control gains being continuously changed as a function of the wind speed.

In der Ausgestaltung der Erfindung nach Anspruch 6 enthält das Windtarbinenregelsystem einen Integrator, der dem Blattanstellwinkel selbst dann folgt, wenn die Regelung inaktiv ist.In the embodiment of the invention according to claim 6, the wind turbine control system contains an integrator, which follows the blade pitch even when the control is inactive.

In der Ausgestaltung der Erfindung nach den Ansprüchen 7 und 8 wird durch Vorgabeeinrichtungen der Blattanstellwinkel so vorgegeben, daß sich die Blattbeanspruchung und Wellendrehmomentänderungen während Anlauf- und Abschaltübergangsvorgängen minimieren lassen. Dabei werden die Regelverstärkungen in Abhängigkeit von der Windgeschwindigkeit kontinuierlich verändert, um die Stabilität und das Einschwingverhalten zu optimieren.In the embodiment of the invention according to claims 7 and 8, default devices the blade pitch angle is specified so that the blade stress and shaft torque changes can be minimized during startup and shutdown transitions. The control gains are thereby continuously changed as a function of the wind speed to improve stability and transient response to optimize.

In der Ausgestaltung der Erfindung nach den Ansprüchen 12 und 13 ist der Blattanstellwinkelregler für Windböen sehr ansprechempfindlich und spricht über ein Vorwegnahmeregelsignal schnell an, das während schneller Änderungen der Windzustände zu den Regelsignalen addiert wird, um mechanische Beanspruchungen zu minimieren.In the embodiment of the invention according to claims 12 and 13, the blade pitch controller is very sensitive to wind gusts and responds quickly via an anticipatory control signal, which during faster changes in the wind conditions are added to the control signals to reduce mechanical loads to minimize.

In der Ausgestaltung der Erfindung nach Anspruch 14 hält das Windturbinenregelsystem die Ausgangsleistung des Synchrongenerators auf einem vorbestimmten Wert und auf einer vorbestimmten Frequenz und regelt das Einspeisen der Wechselstromleistung in ein Stromversorgungsnetz automatisch.In the embodiment of the invention according to claim 14, the wind turbine control system maintains the output power of the synchronous generator at a predetermined value and at a predetermined frequency and regulates the feeding of the alternating current power into a power supply network automatically.

Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigtSeveral embodiments of the invention are described below with reference to the drawings described in more detail. It shows

Fig. 1 ein Beispiel einer Windturbine,1 shows an example of a wind turbine,

Fig. 2 einen Schaltplan, der die gegenseitige Beziehung zwischen den Rotorblättern, dem elektrischen Stromerzeugungssystem und dem Windturbinenregelsystem zeigt,Fig. 2 is a circuit diagram showing the mutual relationship between the rotor blades, the electrical Power generation system and the wind turbine control system shows

Fig. 3 einen Schaltplan des Regelsystems von Fig. 2,Fig. 3 is a circuit diagram of the control system of Fig. 2,

Fig. 4 ein Diagramm der Beschleunigungsvorgabe für den Blattanstellwinkel,4 shows a diagram of the acceleration specification for the blade angle of attack,

Fig. 5 ein Diagramm der Verzögerungsvorgabe für den Blattanstellwinkel.5 shows a diagram of the default delay for the blade pitch angle.

Fig. 6 ein Blockschaltbild der Rotordrehzahlvorgabeeinrichtung. 6 shows a block diagram of the rotor speed setting device.

Fig. 7 ein Blockschaltbild der Windvorwegnahmevorgabeeinrichtung, 7 shows a block diagram of the wind anticipation specification device,

Fig. 8 ein Blockschaltbild der Wellendrehmomentvorgabeeinrichtung, 8 shows a block diagram of the shaft torque setting device,

Fig. 9 ein Blockschaltbild von Verstärkungsvorgaben für die Vorgabeeinrichtung von Fig. 6 und 8,9 shows a block diagram of gain specifications for the specification device from FIGS. 6 and 8,

Fig. 10 ein Blockschaltbild einer Änderung der in Fig. 9 gezeigten Verstärkungsvorgaben unter Verwendung einer angenommenen Windgeschwindigkeit undFIG. 10 is a block diagram showing a change in the gain setting shown in FIG. 9 using an assumed wind speed and

Fig. 11 ein Blockschaltbild von weiteren Vorgabeeinrichtungen für den Blattanstellwinkel.11 shows a block diagram of further setting devices for the blade pitch angle.

Fig. 1 zeigt ein Beispiel für eine Windturbinenkonstruktion, die aus zwei diametral entgegengesetzten, gleichen Rotorblättern 10 besteht, die typisch im Durchmesser insgesamt 30,5 m bis 91 m betragen, und auf einem offenen Gitterturm 12 montiert ist, der für einen ausreichenden Bodenabstand der Blätter sorgt und diese dabei in ein Gebiet relativ hoher Windgeschwindigkeit bringt. Die Rotorblätter 10 sind im allgemeinen aus Aluminium, Stahl oder Fiberglas hergestellt. Die elektrische Stromerzeugungseinheit und weitere mechanische Teile sind in einer Zelle 14 enthalten und auf einer nicht gezeigten Auflageplatte montiert. Die Rotorblätter 10 sind am Ende der Zelle 14 windabwärts des Turms 12 angeordnet, damit sie nicht den Turm berühren können, wenn sie unter Stoßbelastung schlagen. Eine Gierregelung (nicht gezeigt) kann vorgesehen sein, um die Zelle 14 zu drehen und die Rotorblätter 10 bei langsamen Änderungen einer Wetterfront windabwärts zu halten, start den Rotorblättern zu gestatten, sich frei um die Gierachse zu bewegen und plötzlichen Verlagerungen der Windrichtung zu folgen. Die Zelle 14 enthält die Nabe für die Rotorblätter 10, ein Getriebe, eine hydraulische Verstelleinrichtung für die Rotorblätter, einen Synchrongenerator zum Erzeugen von elektrischem Strom und die notwendigen Zahnradantriebe und Regeleinrichtungen.Fig. 1 shows an example of a wind turbine construction, which consists of two diametrically opposed, the same rotor blades 10, which are typically 30.5 m to 91 m in diameter, and is mounted on an open lattice tower 12, which ensures a sufficient ground clearance of the leaves and brings them into an area with relatively high wind speeds. The rotor blades 10 are generally made of aluminum, steel or fiberglass. The electric power generation unit and others mechanical parts are contained in a cell 14 and mounted on a platen, not shown. The rotor blades 10 are arranged at the end of the cell 14 downstream of the tower 12 so that they do not Can touch the tower if they hit under shock load. Yaw control (not shown) can be provided be in order to rotate the cell 14 and the rotor blades 10 in the event of slow changes in a weather front Holding downwind, start allowing the rotor blades to move freely about the yaw axis and to follow sudden shifts in wind direction. The cell 14 contains the hub for the rotor blades 10, a transmission, a hydraulic adjustment device for the rotor blades, a synchronous generator for generating of electricity and the necessary gear drives and control equipment.

Fig. 2 zeigt die Rotorblätter 10, die an einer Nabe 16 befestigt sind, und das elektrische Stromerzeugungssystem sowie das Windturbinenregelsystem, die in der Zelle 14 von Fig. 1 enthalten sind. Das elektrische Stromerzeugungssystem, das als ein Synchrongenerator 26 dargestellt ist, und der mechanische Teil des Windturbinenregelsystems für die Rotorblätter 10 sind allgemein bekannt und werden deshalb nicht ausführlich beschrieben.Figure 2 shows the rotor blades 10 attached to a hub 16 and the electrical power generation system and the wind turbine control system contained in cell 14 of FIG. The electric Power generation system shown as a synchronous generator 26 and the mechanical part of the wind turbine control system for the rotor blades 10 are generally known and will therefore not be discussed in detail described.

Eine Welle 18 ist an einem Ende mit der Nabe 16 und an dem anderen Ende mit einem Getriebe 20 verbunden, das die Drehbewegung der Windturbine in einem Verhältnis übersetzt, das von der Polnaaryahl in dem Synchrongenerator 26 und von der gewünschten Ausgangsfrequenz des Synchrongenerators abhängig ist. In einer typischen Anlage wird eine Windturbinendrehgeschwindigkeit von 40 U/min von dem Getriebe 20 in eine Drehgeschwindigkeit von 1800 U/min umgesetzt, um mit einem Standardsynchrongenerator einen 60 Hz-Wechselstrom zu erzeugen.A shaft 18 is connected at one end to the hub 16 and at the other end to a gear 20, which translates the rotary motion of the wind turbine in a ratio that of the Polnaaryahl in the Synchronous generator 26 and is dependent on the desired output frequency of the synchronous generator. In In a typical installation, a wind turbine speed of 40 RPM will be used by the gearbox 20 in FIG implemented a rotational speed of 1800 rpm in order to generate a 60 Hz alternating current with a standard synchronous generator to create.

Die Abtriebswelle 22 des Getriebes 20 ist an ihrem anderen 5.nde mit dem Synchrongenerator 26 verbunden. Eine herkömmliche Schlupfkupplung kann zwisehen die Abtriebswelle 22 und den Synchrongenerator eingefügt sein. Der Synchrongenerator 26 hat typischerweise ein konstantes Magnetfeld t.-,nd einen Anker, der Wechselstrom synchron mit der Ankerdrehung und mit einer Frequenz liefert, die das Produkt der Polpaarzahl in dem Synchrongenerator und der Drehgeschwindigkeit in Umdrehungen pro Minute ist. Die elektrische Ausgangsleistung des. Generators 26 wird über eine Leitung 28, einen Schalter 40 und eine Leitung 34 an eine Belastung (nicht gezeigt) abgegeben. Der Generator 26 kann einen einphasigen oder einen dreiphasigen Ausgang haben. Die Belastung kann eine Speicherbatterie oder ein anderer Energiespeicher sein, in welchem Fall ein Umsetzen in Gleichstrom erforderlich sein kann, oder die Leitung kann direkt an eine entfernte Anlage abgegeben werden, in welchem Fall die Frequenz und die Phase der Ausgangsleistung kritisch sein können. Im typischen Fall wird jedoch die Wechselstromleistung des Generators 26 in ein Netz einer öffentlichen Stromversorgung eingespeist und mittels Stromübertragungsleitungen zu einem entfernten Ort übertragen. In diesem Fall ist die Phasenbezitjung zwischen dem Stromversorgungsnetz und der Generatorausgangsleistung ziemlich kritisch, da die Phasenbeziehung ein Maß der von einem zum anderen übertragenen Leistung ist und eine Phasenfehlanpassung zwischen dem Ausgang des Synchrongenerators 26 und dem Stromübertragungsnetz nicht nur den Wirkungsgrad des Systems verringert, sondern tatsächlich dazu führen kann, daß dem Stromübertragungsnetz Leistung entnommen statt zugeführt wird. Leistungsänderungen können zur Überhitzung und Schädigung des Synchrongenerators 26 führen. Deshalb ist mit dem Synchrongenerator 26 eine automatische Frequenz- und Phasensynchronisierschaltung 30 verbunden, deren Ausbau bekannt ist. Die Synchronisierschaltung 30 gewährleistet, daß die Frequenz/und die Phase α des Synchrongenerators 26 denen der Belastung oder des Netzes angepaßt werden, bevor der Synchrongenerator züge-The output shaft 22 of the transmission 20 is connected to the synchronous generator 26 at its other 5th end. A conventional slip clutch can be inserted between the output shaft 22 and the synchronous generator. The synchronous generator 26 typically has a constant magnetic field t .-, nd an armature which supplies alternating current in synchronism with the armature rotation and at a frequency which is the product of the number of pole pairs in the synchronous generator and the rotational speed in revolutions per minute. The electrical output power of the generator 26 is output via a line 28, a switch 40 and a line 34 to a load (not shown). The generator 26 may have a single phase or a three phase output. The load can be a storage battery or other energy storage, in which case conversion to direct current may be required, or the line can be delivered directly to a remote facility, in which case the frequency and phase of the output power can be critical. Typically, however, the AC power from generator 26 is fed into a public utility network and transmitted to a remote location by power transmission lines. In this case the phase relation between the utility grid and the generator output power is quite critical as the phase relationship is a measure of the power being transferred from one to the other and a phase mismatch between the output of the synchronous generator 26 and the power transmission grid not only reduces the efficiency of the system, it actually does can lead to the fact that power is taken from the power transmission network instead of supplied. Changes in performance can lead to overheating and damage to the synchronous generator 26. Therefore, an automatic frequency and phase synchronization circuit 30 is connected to the synchronous generator 26, the structure of which is known. The synchronization circuit 30 ensures that the frequency / and the phase α of the synchronous generator 26 are adapted to those of the load or the network before the synchronous generator pulls

schaltet wird. Signale, die die Frequenz/und die Phase α am Synchrongeneratorausgang anzeigen, werden der Synchronisierschaltung 30 über eine Signalleitung 32 zugeführt. Eine Signalleitung 36 liefert außerdem der Synchronisierschaltung 30 die Frequenz/und die Phase α der Belastung oder des Netzes, die bei geöffnetem Schalter 40 auf einer Leitung 34 erscheinen. Die automatische Synchronisierschaltung 30 vergleicht die Frequenz und die Phase des Synchrongenerators 26 mit denen der Belastung, und, wenn Synchronismus vorliegt, wird ein diskretes Signal durch die Synchronisierschaltung 30 über eine Leitung 38 abgegeben, das den Schalter 40 schließt und den Synchrongenerator zuschaltet. Das diskrete Signal auf der Leitung 38 wird außerdem dem im folgenden beschriebenen Blattanstellwinkelregler 46 zugeführt.is switched. Signals which indicate the frequency / and the phase α at the synchronous generator output are fed to the synchronization circuit 30 via a signal line 32. A signal line 36 also supplies the synchronization circuit 30 with the frequency / and the phase α of the load or of the network, which appear on a line 34 when the switch 40 is open. The automatic synchronizing circuit 30 compares the frequency and the phase of the synchronous generator 26 with those of the load and, if synchronism is present, a discrete signal is emitted by the synchronizing circuit 30 over a line 38 which closes the switch 40 and activates the synchronous generator. The discrete signal on line 38 is also fed to the blade pitch controller 46 described below.

Wenn der Synchrongenerator 26 mit der gewünschten Frequenz arbeitet, aber nicht mit der Belastung in Phase ist, wird von der Synchronisierschaltung 30 ein Signal über eine Signaiieitung 42 an den Biaüaiisicilwinkelregler 46 abgegeben, der die Rotorzahl und damit die Frequenz und die Phase am Ausgang des Synchrongenerators verstellt, um die im folgenden in Verbindung mit Fig. 6 beschriebene Synchronisierung vorzunehmen. When the synchronous generator 26 operates at the desired frequency, but not with the load in Phase is, a signal is sent from the synchronizing circuit 30 via a signal line 42 to the bias angle controller 46 output, which is the number of rotors and thus the frequency and phase at the output of the synchronous generator adjusted in order to carry out the synchronization described below in connection with FIG.

Da die Ausgangsfrequenz des Synchrongenerators 26 durch die Drehgeschwindigkeit der Windturbine gesteuert wird, erfordert das Aufrechterhalten einer vorbestimmten elektrischen Ausgangsfrequenz, die beispielsweise 60 Hz betragen kann, eine präzise Regelung der Windturbinendrehgeschwindigkeit. Die praktischste Art und Weise des Regeins der Windturbinendrehgeschwindigkeit und damit der Generatordrehzahl und -ausgangsfrequenz besteht darin, den Anstellwinkel der Rotorblätter zu verändern, um die Windturbine daran zu hindern, bei zunehmender Windgeschwindigkeit zu beschleunigen oder bei abnehmender Windgeschwindigkeit langsamer zu werden. Um Drehzahlschwankungen zu verhindern, die mit unvorhersagbaren Windböen auftreten, muß die Regelung sehr ansprechempfindlich sein.Since the output frequency of the synchronous generator 26 is controlled by the rotational speed of the wind turbine requires maintaining a predetermined electrical output frequency, e.g. 60 Hz, a precise regulation of the wind turbine speed of rotation. The most practical Way of regulating the wind turbine speed and thus the generator speed and -output frequency consists in changing the angle of attack of the rotor blades in order to attach the wind turbine to it to prevent accelerating with increasing wind speed or with decreasing wind speed to slow down. To prevent speed fluctuations with unpredictable gusts of wind occur, the regulation must be very sensitive.

Gemäß Fig. 2 ist ein Anstellwinkelstellantrieb 44 vorgesehen, der bekannte hydraulische Stellantriebe und Verbindungen ähnlich denjenigen, wie sie bei Flugzeugpropellern benutzt werden, enthält, aber in einem größeren Maßstab. Ein Steuerventil in dem Hydraulikteil des Anstellwinkelstellantriebs 44 spricht auf ein elektrisches Signal aus dem Blattanstellwinkelregler 46 an, das über eine Leitung 48 übertragen wird. Als Steuerventil enthält der Anstellwinkelstellantrieb 44 eine zweistufige Hydraulikeinheit mit einer hohen Stellgeschwindigkeit, die die Rotorblätter 10 über nicht gezeigte Verbindungen und Hebel bewegt. Das Signal auf der Leitung 48 ist zu dem Blattanstellwinkelfehler ßE proportional, der die Differenz zwischen dem Solloder Referenzblattanstellwinkel ßR, der durch den Blattanstellwinkelregler 46 (Fig. 3) nach einem Plan vorgesehen wird, und dem Istblattanstellwinkel ßA darstellt. Der Istblattanstellwinkel ßA wird durch einen Meßwandler 50 gemessen, der in dem Anstellwinkel-Stellantrieb 44 angeordnet ist, und ein den Istblattanstellwinkel darstellendes elektrisches Signal wird über eine Signalleitung 52 an den Blattanstellwinkelregler 46 abgegeben.Referring to Figure 2, a pitch actuator 44 is provided which includes known hydraulic actuators and connections similar to those used on aircraft propellers, but on a larger scale. A control valve in the hydraulic part of the pitch actuator 44 responds to an electrical signal from the blade pitch controller 46, which is transmitted via a line 48. As a control valve, the angle of attack actuator 44 contains a two-stage hydraulic unit with a high adjusting speed, which moves the rotor blades 10 via connections and levers (not shown). The signal on line 48 is proportional to the blade pitch error ß E , which is the difference between the target or reference blade pitch angle ß R , which is provided by the blade pitch controller 46 (Fig. 3) according to a plan, and the actual blade pitch angle ß A. The actual blade angle of attack β A is measured by a transducer 50, which is arranged in the angle of attack actuator 44, and an electrical signal representing the actual blade angle of attack is output via a signal line 52 to the blade angle of attack controller 46.

Der Blattanstellwinkelregler 46 wird benutzt, um den Anstellwinkel der Blätter 10 so zu beeinflussen, daß mechanische Beanspruchungen während des Anlaufs und des Abschaltens und während Windböen minimiert werden. Er wird außerdem als Teil eines geschlossenen Regelkreises benutzt, um die Windturbinenrotordrehzahl und somit die elektrische Ausgangsfrequenz in einer Regelbetriebsart oder die Generatorausgangsieistung oder das Wellendrehmoment in einer anderen Regelbetriebsart, je nach Art der Belastung, zu regeln. Wenn beispielsweise die Windturbine und der Generator 26 als eine isolierte Generatorstation benutzt werden, ist die Windturbinenrotordrehzahlregelung im allgemeinen ausreichend. Wenn jedoch der Generator 26 auf ein Netz geschaltet wird, ist eine Wellendrehmoment- oder Generatorleistungsregelung erforderlich. In jedem Fall muß das Regelsystem auf Windturbulenz ansprechen, um eine angemessen konstante Generatorausgangsleistung aufrechtzuerhalten. Der Blattanstellwinkelregler 46 gibt den Sollblattanstellwinkel ßR unter Berücksichtigung von ausgewählten Betriebszuständen und Referenzsignalen vor und sorgt für eine schnelle Verstellung des Blattanstellwinkels aus einer vollen Fahnenstcüung vor. i 90 in είπε Voüeistungssteüung von 0°. Da die Rotorblätter 10 nicht eben sind, sondern eine gewisse Verdrehung haben, wird der Anstellwinkel in Grad auf die Steigung des Blattes in V» des äußeren Abstandes längs des Blattes von der Nabe 16 bezogen.The blade angle of attack controller 46 is used to influence the angle of attack of the blades 10 so that mechanical stresses during start-up and shutdown and during gusts of wind are minimized. It is also used as part of a closed loop to control the wind turbine rotor speed and thus the electrical output frequency in one control mode or the generator output or shaft torque in another control mode, depending on the type of load. For example, when the wind turbine and generator 26 are used as an isolated generator station, the wind turbine rotor speed control is generally sufficient. However, when the generator 26 is switched to a mains, shaft torque or generator power control is required. In either case, the control system must respond to wind turbulence in order to maintain a reasonably constant generator output. The blade pitch controller 46 specifies the target blade pitch angle β R , taking into account selected operating states and reference signals, and provides for a quick adjustment of the blade pitch angle from a full flag stcüung. i 90 in είπε power steering of 0 °. Since the rotor blades 10 are not flat, but rather have a certain twist, the angle of attack in degrees is related to the pitch of the blade in V »of the outer distance along the blade from the hub 16.

Zum Versorgen des Blattanstellwinkelregisters 46 mit den notwendigen Daten wird die Drehgeschwindigkeit des Windturbinenrotors durch einen mit der Nabe 16 verbundenen Meßwandler 54 abgefühlt, bei dem es sich beispielsweise um ein Zahnrad handelt, dem ein magne-The speed of rotation is used to provide the blade pitch register 46 with the necessary data of the wind turbine rotor is sensed by a transducer 54 connected to the hub 16, which is for example a gearwheel to which a magnetic

tischer Aufnehmer zugeordnet ist, welcher über eine Leitung 56 ein zu der Rotordrehzahl NR proportionales elektrisches Signal liefert. Ein ähnlicher Meßwandler 58 ist mit der Welle des Synchrongenerators 26 verbunden, um ein elektrisches Signal über eine Leitung 60 zu liefern, das zu der Drehzahl Nc des Synchrongenerators proportional ist. Ein Meßwandler 62, beispielsweise ein Dehnungsmeßstreifen oder mehrere Dehnungsmeßstreifen mit unterschiedlichen Ausrichtungen, ist mit einer Welle in dem Getriebe 20 oder mit der Welle 18 oder 22 verbunden, um das Wellendrehmoment Q abzufühlen und dem Blattanstellwinkelregler 46 ein dazu proportionales Signal über eine Leitung 64 zuzuführen. Die Ausgangsleistung (oder der Ausgangsstrom) Pc des Synchrongenerators 26 kann gemessen und dem Blattanstellwinkelregler 46 über eine Signalleitung 66 zugeführt werden, die mit der Ausg^ngsleitung 28 des Synchrongenerators verbunden ist. Weitere Signalgeber, Verstärker und/oder Dämpfer können erforderlich sein, sind aber der Einfachheit halber nicht dargestellt worden.table sensor is assigned, which supplies an electrical signal proportional to the rotor speed N R via a line 56. A similar transducer 58 is connected to the shaft of the synchronous generator 26 to provide an electrical signal over a line 60 which is proportional to the speed N c of the synchronous generator. A transducer 62, for example a strain gauge or several strain gauges with different orientations, is connected to a shaft in the transmission 20 or to the shaft 18 or 22 in order to sense the shaft torque Q and to supply the blade pitch controller 46 with a signal proportional thereto via a line 64. The output power (or the output current) P c of the synchronous generator 26 can be measured and fed to the blade pitch controller 46 via a signal line 66 which is connected to the output line 28 of the synchronous generator. Further signal transmitters, amplifiers and / or attenuators may be required, but have not been shown for the sake of simplicity.

Weiter sind mit dem Blattanstellwinkelregler 46 mehrere Quellen für feste oder variable Referenzsignale verbunden, bei welchen es sich um einfache Spannungspcgel im Analogformat oder um ein Digitalwort imIn addition, the blade pitch controller 46 provides several sources for fixed or variable reference signals connected, which are simple voltage packs in analog format or a digital word in

Digitalformat handeln kann. Ein Rotordrehzahlreferenzsignal NR REF wird in einem Block 69 erzeugt und dem Regler 46 über eine Leitung 70 zugeführt. Ein Drehmomentreferenzsignal β i?£Fwird in einem Block 67 erzeugt und dem Regler 46 über eine Leitung 68Digital format can act. A rotor speed reference signal N R REF is generated in a block 69 and fed to the controller 46 via a line 70. A torque reference signal β i? £ F is generated in a block 67 and sent to the controller 46 via a line 68

zugeführt. Ein mit ANR REF bezeichnetes Referenzsignal, das zur Überdrehzahlkontrolle benutzt wird, wird in einem Block 71 erzeugt und dem Regler 46 über eine Signalleitung 72 zugeführt. Ein mit FAHNENSTELLUNG bezeichnetes Signal, das benutzt wird, um die Windturbinenrotorblätter in Fahnenstellung zu bringen.fed. A reference signal denoted by AN R REF , which is used for overspeed control, is generated in a block 71 and fed to the controller 46 via a signal line 72. A signal labeled FLAG POSITION which is used to bring the wind turbine rotor blades into the flag position.

wird in einem Block 73 erzeugt und dem Regler 46 über eine Signalleitung 74 und einen Schalter 76 zugeführt.is generated in a block 73 and fed to the controller 46 via a signal line 74 and a switch 76.

Die Windgeschwindigkeit wird durch einen WedgeThe wind speed is determined by a wedge

schwindigkeitsfühler 78 abgefühlt, der an der Zelle 14 von Fig. 1 oder an irgendeinem anderen Ort, wo er nicht durch die Drehung der Windturbine beeinflußt wird, angebracht ist. Der Windgeschwindigkeitsfühler 78 mißt die Ist-Windgeschwindigkeit und gibt ein diese anzeigendes Signal über eine Signalleitung 80 an eine Mittelwertbilduni?,sschaltung 82 ab, bei der es sich um einen elektronischen Integrator oder um eine Digitaloder Mikroelelflronikeinheit handelt, welche eine statistische Verarbeitung vornimmt und die mittlere Windgeschwindigkeit über einer vorgewählten Zeitspanne bestimmt. Das die mittlere Windgeschwindigkeit darstellende Ausgangssignal VWA der Mittelwertbildungsschaltung 82 wird an den Regler 46 über eine Signalleitung 84 abgegeben.speed sensor 78 is sensed which is attached to the cell 14 of Fig. 1 or some other location where it is not affected by the rotation of the wind turbine. The wind speed sensor 78 measures the actual wind speed and outputs a signal indicating this via a signal line 80 to an averaging circuit 82 , which is an electronic integrator or a digital or microelectronic unit which carries out statistical processing and the average Wind speed determined over a selected period of time. The output signal V WA of the averaging circuit 82 , which represents the mean wind speed, is output to the controller 46 via a signal line 84.

Für die Zwecke der vorliegenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels wird angenommen, daß der Synchrongenerator 26 beginnt, nutzbare Leistung bei einer Windgeschwindigkeit von 12,9 km/h zu erzeugen, und seine Nennausgangsleistung von beispielsweise 100 kW bei einer Windgeschwindigkeit von 29 km/h liefert. Es wird weiter angenommen, daß die Nennrotordrehzahl 40 U/min beträgt, bei der durch den Generator 26 ein Ausgangswechselstrom mit einer Frequenz von 60 Hz erzeugt wird.For the purposes of the present description of an exemplary embodiment, it is assumed that the synchronous generator 26 begins to generate usable power at a wind speed of 12.9 km / h and delivers its nominal output power of, for example, 100 kW at a wind speed of 29 km / h. It is further assumed that the nominal rotor speed is 40 rpm, at which the generator 26 generates an output alternating current with a frequency of 60 Hz.

Die Einzelheiten einer Ausführungsform des Blattanstellwinkelreglers 46 von Fig. 2 sind in Form eines Bloc' liagramms in Fig. 3 gezeigt. Der Regler 46 besteht aus einer Beschleunigungsvorgabeeinrichtung 86, einer Rotordrehzahlvorgabeeinrichtung 88, einer Windvorwegnahmevorgabeeinrichtung 90, einer Drehmomentvorgabeeinrichtung 92 und einer Verzögerungsvorgabeeinrichtung 94. Der Betrieb der Windturbine kann in vier Betriebsarten unterteilt werden, nämlich Anlauf, Rotordrehzahlregelung, Drehmomentregelung (oder Leistungsregelung), wenn die Windturbine an ein öffentliches Stromversorgungsnetz angeschlossen ist, und Fahnenstellung oder Abschaltung. Der Regler 46 nimmt eine rückführungslose Steuerung des Rotorblattanstellwinkels während des Anlaufens und Abschaltens und eine Regelung des Rotorblattanstellwinkels in einem geschlossenen Regelkreis (d. h. mit Rückführung) für die Drehzahl- ".nd Drehmoment (oder Leistungs)-Regelung vor. Darüber hinaus werden die Verstärkungen in der Rotordrehzahlvorgabeeinrichtung 88 und der Drehmomentvorgabeeinrichtung 92 unter Berücksichtigung der Windgeschwindigkeit durch eine Verstärkungsvorgabeeinrichtung 95 über eine Signaileitung 97 verändert.The details of an embodiment of the blade pitch regulator 46 of FIG. 2 are shown in the form of a block diagram in FIG. 3. The controller 46 consists of an acceleration setting device 86, a rotor speed setting device 88, a wind anticipation setting device 90, a torque setting device 92 and a deceleration setting device 94. The operation of the wind turbine can be divided into four operating modes, namely start-up, rotor speed control, torque control (or power control) when the wind turbine is running is connected to a public power supply network, and flagging or disconnection. The controller 46 provides open loop control of the rotor blade angle of attack during start-up and shutdown and a closed-loop control of the rotor blade angle of attack (ie with feedback) for the speed and torque (or power) control. In addition, the gains in the rotor speed setting device 88 and the torque setting device 92 are changed by a gain setting device 95 via a signal line 97, taking into account the wind speed.

Jede der fünf Vorgabeeinrichtungen 86, 88, 90, 92 und 94 liefert ein Ausgangssignal, das einen Sollblattanstellwinkel für die besonderen Betriebszustände der Windturbine darstellt und als Blattanstellwinkelreferenzsignal bezeichnet wird. Das Ausgangssignal der Beschleunigungsvorgabeeinrichtung 86, d. h. ein Beschleunigungsblattanstellwinkelreferenzsignal ßs erscheint auf einer Signalleitung 96 und wird einer Größtwertwählschaltung 98 als ein Eingangssignal zugeführt. Das Ausgangssignal der Rotordrehzahlvorgabeeinrichtung 88, d. h. ein Rotordrehzahlregehingsblattanstellwinkelreferenzsignal ßN erscheint auf einer Signalleitung 100 und wird einem Summierpunkt 102 zugeführt. Das Ausgangssignal der Windvorwegnahmevorgabeeinrichtung 90, d. h. ein Windvorwegnahmeblattanstellwinkelreferenzsignal ßANT erscheint auf einer Signalleitung 104 und wird ebenfalls dem .Summierpunkt 102 zugeführt, wo es zu dem Rotordrehzahlregelungsblattanstellwinkelreferenzsignal ßN addiertEach of the five setting devices 86, 88, 90, 92 and 94 provides an output signal which represents a nominal blade pitch angle for the particular operating conditions of the wind turbine and is referred to as a blade pitch angle reference signal. The output signal of the acceleration specification device 86, that is to say an acceleration blade pitch angle reference signal β s, appears on a signal line 96 and is fed to a maximum value selection circuit 98 as an input signal. The output signal of the rotor speed setting device 88, ie a rotor speed regulating blade pitch angle reference signal β N appears on a signal line 100 and is fed to a summing point 102. The output signal of the wind anticipation setting device 90, ie a wind anticipation blade pitch angle reference signal β ANT appears on a signal line 104 and is also fed to the summing point 102 , where it is added to the rotor speed control blade pitch angle reference signal β N

wird. Das Ausgangssignal des Summierpunktes 102 auf einer Signalleitung 106 ist daher die Summe aus dem Roturdrehzahlregelungsblattanstellwinkelreferenzsignal ßN und dem Windvorwegnahmeblattanstellwinkelreferenzsignal ßA^T. Das Signal auf der Leitung 106 wird ebenfalls der Größtwertwählschaltung 98 als ein Eingangssignal zugeführt.will. The output signal of the summing point 102 on a signal line 106 is therefore the sum of the rotor speed control blade pitch angle reference signal β N and the wind anticipation blade pitch angle reference signal β A ^ T. The signal on line 106 is also provided to the maximum value selection circuit 98 as an input signal.

Das Ausgangssignal der Drehmomentvorgabeeinrichtung 92, d. h. ein Drehmomentregelungsblattanstell-Winkelreferenzsignal ßQ erscheint auf einer Leitung 108 und wird einem Summierpunkt 110 zugeführt, wo es ebenfalls zu dem Windvorwegnahmeblattanstellwinkelreferenzsignal ßANT auf der Leitung 104 addiert wird. Das Ausgangssignal des Summierpunktes 110 wird über eine Leitung 112 als drittes Eingangssignal an die Größtwertwählschaltung 98 abgegeben.The output signal of the torque setting device 92, ie a torque control blade pitch angle reference signal β Q appears on a line 108 and is fed to a summing point 110 , where it is also added to the wind anticipation blade pitch angle reference signal β ANT on the line 104 . The output signal of the summing point 110 is output via a line 112 as a third input signal to the maximum value selection circuit 98.

Die Größtwertwählschaltung 98 wählt dasjenige Signal auf den Leitungen 96, 106 oder 112, das den größten Blattanstellwinkel verlangt, d. h. den BlattanstHiwinke! der FahnensteUung oder 90° am nächsten festlegt, aus und läßt dieses Signal durch. Während des Anlaufs der Windturbine wird das ausgewählte Signal normalerweise das Beschleunigungsblattanstellwinkelreferenzsignal ßs auf der Leitung 96 sein und, wenn die Rotordrehzahl zunimmt und sich der Nenndrehzahl nähert, wird das ausgewählte Signal normalerweise entweder das Signal auf der Leitung 106 oder das Signal auf der Leitung 112 sein, je nachdem, ob der Synchrongenerator 26 zugeschaltet ist oder nicht.The maximum value selection circuit 98 selects the signal on lines 96, 106 or 112 which requires the greatest blade pitch angle, ie the blade pitch angle! the flag control or 90 ° closest to it and lets this signal through. During the start of the wind turbine, the selected signal will normally be the acceleration blade pitch reference signal β s on line 96 and, as the rotor speed increases and approaches rated speed, the selected signal will normally be either the signal on line 106 or the signal on line 112 be, depending on whether the synchronous generator 26 is connected or not.

Das Ausgangssignal der Größtwertwählschaltung 98 auf einer Leitung 114 wird einem Summierpunkt 116 als Eingangssignal zugeführt. Außerdem wird dem Summierpunkt 116 als ein Eingangssignal das FAHNEN-STELLUNG-Referenzsignal auf der Leitung 74 zugeführt. Wenn jedoch der Schalter 76 in der Leitung 74 offen ist, erscheint kein Signal auf der Leitung 74 und das Ausgangssignal des Summierpunktes auf einer Leitung 118 ist mit dem auf der Leitung 114, d. h. mit dem Ausgangssignal der Größtwertwählschaltung 98 identisch. The output signal of the maximum value selection circuit 98 on a line 114 is fed to a summing point 116 as an input signal. The FLAG POSITION reference signal on line 74 is also provided as an input to summing point 116. If, however, the switch 76 in the line 74 is open, no signal appears on the line 74 and the output signal of the summing point on a line 118 is identical to that on the line 114, ie with the output signal of the maximum value selection circuit 98.

Das Ausgangssignal der Verzögerungsvorgabeeinrichtung 94, d. h. ein Verzögerungsblattanstr Uwinkelreferenzsignal ßD erscheint auf einer Signalleitung 120 und wird als das andere Eingangssignal zusammen mit dem Signal auf der Leitung 118 einer Kleinstwertwählschaltung 122 zugeführt. Die Kleinstwertwählschaltung wählt das Signal auf den Leitungen 118 oder 120 aus und läßt dasjenige Signal durch, das den kleinsten Blattanstellwinkel verlangt, d. h. diejenige Blattstellung, die sich der Volleistungsstellung oder 0° am nächsten befindet. Während des normalen Betriebes ist das durch die Kleinstwertwählschaltung 122 ausgewählte Signal dasjenige auf der Leitung 118. Wenn jedoch die Windturbine schnell abgeschaltet werden soll, wird der Fahnenstellung-Schalter 76 geschlossen und das FAHNENSTEL-LUNG-Referenzsignal erscheint auf der Leitung 74. Dieses Signal verlangt einen sehr großen Blattanstellwinkel. Zu dieser Zeit legt das Signal auf der Leitung 120, d. h. das Beschleunigungsblattwinkelreferenzsignal ßD einen kleineren Blattanstellwinkel fest und ist dasjenige Signal, das durch die Kleinstwertwählschaltung 122 ausgewählt wird. Die Auswahl des Signals ßn gestattet, die Geschwindigkeit, mit der die Blätter 10 in FahnensteUung gebracht werden, zu begrenzen, um die Beanspruchungen der Blätter beim Verzögern zu mini-Tiieren und das durch den Rotor erzeugte negative Drehmoment zu begrenzen.The output signal of the delay setting device 94, ie a delay sheet signal ß D appears on a signal line 120 and is fed as the other input signal together with the signal on the line 118 to a minimum value selection circuit 122. The minimum value selection circuit selects the signal on lines 118 or 120 and lets through the signal which requires the smallest blade angle of attack, ie the blade position which is closest to the full power position or 0 °. During normal operation, the signal selected by the minimum value selector circuit 122 is that on line 118. However, if the wind turbine is to be shut down quickly, the vane switch 76 is closed and the VANISH LUNG reference signal appears on line 74. This signal is requested a very large blade angle. At this time, the signal on line 120, ie the acceleration blade angle reference signal β D , defines a smaller blade angle of attack and is the signal which is selected by the smallest value selection circuit 122. The selection of the signal β n makes it possible to limit the speed with which the blades 10 are brought into flag control in order to minimize the stresses on the blades during deceleration and to limit the negative torque generated by the rotor.

Das Ausgangssignal der KleinstwertwählschaltungThe output signal of the minimum value selection circuit

122 auf einer Leitung 124 wird als resultierendes Blattanstellwinkelreferenzsignal ßR bezeichnet und einem Summierpunkt 126 zugeführt und mit dem Istblattanstellwinkekignal ßA auf der Leitung 52 verglichen, um das Blattanstellwinkelfehlersignal ßE auf dej Leitung 48 zu erzeugen. Das letztgenannte Signal wird dem Anstellwinkelstellantrieb 44 von Fig. 2 zugeführt. 122 on a line 124 is referred to as the resulting blade pitch angle reference signal β R and fed to a summing point 126 and compared with the actual blade pitch angle signal β A on line 52 in order to generate the blade pitch angle error signal β E on line 48. The latter signal is fed to the angle of attack actuator 44 of FIG.

Das resultierende Blattanstellwinkelreferenzsignal ßR auf der Leitung 124 wird außerdem zum Integratornachführen in der Rotordrehzahlvorgabeeinrichtung 88 und in der Drehmomentvorgabeeinrichtung 92 benutzt und beiden Vorgabeeinrichtungen über eine Signalleitung 128 zugeführt.The resulting blade pitch angle reference signal β R on the line 124 is also used to track the integrator in the rotor speed setting device 88 and in the torque setting device 92 and fed to both setting devices via a signal line 128.

Die Vorgabeeinrichtungen 86, 88, 90, 92 und 94 werden unter Bezugnahme auf die Fig. 4 bis 8 jeweils ausführlich btschrieben.The default devices 86, 88, 90, 92 and 94 are described with reference to FIGS. 4 through 8, respectively described in detail.

Zum Starten der Windturbine wird der Fahnenstellung-Schalter 76 geöffnet, wodurch das FAHNEN-STELLUNG-Referenzsignal auf der Leitung 74 abgeschaltet wird. Das Signal ß*. das auf der Leitung 96 durch die ßeschleunigungsvorgabeeinrichtung 86 erzeugt wirr' - ist das zu dieser Zeit ausgewählte Signal und es bewirkt, daß der Anstellwinkel der Rotorblätter 10 aus einer Fahnenstellung von +90°, in welcher kein Auftrieb und deshalb kein Drehmoment erzeugt wird, herausbewegt und zu der Volleistungsstellung von 0c bewegt wird. Wenn die Drehzahl des Rotors zunimmt, nimmt das von dem Rotor gelieferte Drehmoment bei gewissen Zuständen des Blattansiellwinkels und der Rotordrehzahl zu. Es gibt einige Zustände der Rotordrehzahl und des Rotorblattansiellwinkels, in denen ein negatives Drehmoment oder eine Verzögerung auftritt. Infolgedessen ist die Geschwindigkeit der Blattanstellwinkeländerung während des Anlaufs nicht beliebig, sondern muß in Übereinstimmung mit den besonderen Kenndaten der Windturbine vorgegeben werden. Wenn der Blattanstellwinkel zu schnell aus der Fahnenstellung heraus geändert wird, kann die Strömung am Rotorblatt abreißen. Infolgedessen ist eine kontrollierte Blattanstellwinkeländerung erforderlich. Das Verändern des Anstellwinkels mit einer festen Geschwindigkeit aus der Blattfahnenstellung heraus, bis der Windturbinenrotor seine Nenndrehzahl erreicht, ist eine Alternative, die sich als nützlich erwiesen hat, solange die Anstellgeschwindigkeit schnell verändert wird, um das Rotorblatt daran zu hindern, bei Drehzahlen zu verweilen, die Systemresonanzen anregen. Mit zunehmender Windgeschwindigkeit nimmt die Anlaufzeit der Windturbine ab. Ein Rotor mit größerer Trägheit braucht zum Beschleunigen mehr Zeit. Die Beschleunigung des Blattes nimmt mit der Drehgeschwindigkeit schnell zu.To start the wind turbine, the flag position switch 76 is opened, whereby the flag position reference signal on the line 74 is switched off. The signal ß *. that generated on line 96 by acceleration presetting device 86 is the signal selected at this time and it causes the angle of attack of rotor blades 10 to move out of a feathered position of + 90 °, in which no lift and therefore no torque is generated and is moved to the full power position of 0 c . As the speed of the rotor increases, the torque delivered by the rotor increases under certain conditions of the blade angle and rotor speed. There are some rotor speed and blade angle conditions in which negative torque or deceleration occurs. As a result, the speed of the blade pitch change during start-up is not arbitrary, but must be specified in accordance with the particular characteristics of the wind turbine. If the blade angle is changed too quickly out of the plume position, the flow on the rotor blade can stall. As a result, a controlled change in the blade pitch angle is required. Changing the pitch angle at a fixed speed from the vane position until the wind turbine rotor reaches its rated speed is an alternative that has proven useful as long as the pitch speed is changed quickly to prevent the rotor blade from dwell at speeds, stimulate the system resonances. The start-up time of the wind turbine decreases with increasing wind speed. A rotor with greater inertia will take more time to accelerate. The acceleration of the blade increases rapidly with the speed of rotation.

Es ist zwar eine ausreichende Leistung während der Beschleunigung der Windturbine dadurch erzielbar, daß die Änderung des Rotorblattanstellwinkels von der Fahnenstellung bis icr vollen Leistung mit einer festen Geschwindigkeit erfolgt, eine beträchtlich bessere Leistung, die eine schnellere Beschleunigung und eine geringere Beanspruchung bei allen Windgeschwindigkeiten ergibt, kann jedoch erzielt werden, indem der Blattanstellwinkel als Funktion der mittleren Windgeschwindigkeit VWA und der Rotordrehzahl NR vorgegeben wird. Fig. 4 zeigt in Form eines Diagramms eine bivariante Beschleunigungsvorgabe, wobei der optimale Beschleunigungsblattanstellwinkel über der Windgeschwindigkeit für verschiedene Rotordrehzahlen aufgetragen ist. Der Mindestanlaufblaltanstellwinkel wird so als eine Funktion der mittleren Windgeschwindigkeit VWA und der Rotordrehzahl NR vorgegeben. Die Vorgabe nach Fig. 4 ist in der BeschlcunigungsvorgabeeiJirichtung 86 von Fig. 3 implementiert, in welcher die beiden Eingangssignale VWA und NR auf den Signalleitungen 84 bzw. 56 erscheinen und das Ausgangssignal auf der Leitung 96 das Beschleunigungsblattanstellwinkelreferenzsignal ßs ist, welches entsprechend Fig. 4 vorgegeben wird. Die Implementierung erlolg? ata einfachsten digital über einen Festwertspeicher, es können aber auch Analogschaltungen benutzt werden. GemäßAdmittedly, sufficient power can be achieved during the acceleration of the wind turbine by changing the rotor blade angle of attack from the feathered position to full power at a fixed speed, considerably better power, which results in faster acceleration and less stress at all wind speeds, can, however, be achieved by specifying the blade pitch as a function of the mean wind speed V WA and the rotor speed N R. 4 shows, in the form of a diagram, a bivariate acceleration specification, the optimal acceleration blade angle of attack being plotted against the wind speed for various rotor speeds. The minimum starting angle of attack is specified as a function of the mean wind speed V WA and the rotor speed N R. The specification according to FIG. 4 is implemented in the acceleration presetting device 86 of FIG. 3, in which the two input signals V WA and N R appear on the signal lines 84 and 56 and the output signal on the line 96 is the acceleration blade pitch angle reference signal β s , which accordingly Fig. 4 is specified. Successful implementation? ata the simplest digital via a read-only memory, but analog circuits can also be used. According to

ίο Fig. 4 ist für den Start oder 0 U/min ein Blattanstellwinkel von +70° oder darüber festgelegt, je nach Windgeschwindigkeit. Wenn die Rotordrehzahl zunimmt und dem Synchrongenerator 26 ein Drehmoment geliefert wird, wird der Blattanstellwinkel allmählich auf 0 verringert, bis der Windturbinenrotor seine Nermdrehzahl erreicht. Die in Fig. 4 gezeigten Kurven beinhalten Mindestblattanstellwinkelgrenzen, die den Windturbinenrotor daran hindern. Beschleunigungsmomente zu erzeugen, welche größer als ungefähr 200% (oder irgendein anderer gewünschter Grenzwert) des normalen Nennmoments sind, so daß die Blattbeanspruchungen und das über die Anordnung aus Rotorwelle 18 und Getriebe 20 übertragene Drehmoment minimiert werden. Während des Anlaufes der Windturbine wird somit der Rotorblattanstellwinkel ausschließlich durch die Beschleunigungsvorgabeeinrichtung 86 festgelegt.ίο Fig. 4 is a blade pitch angle for the start or 0 rpm of + 70 ° or more, depending on the wind speed. When the rotor speed increases and the synchronous generator 26 is supplied with a torque, the blade pitch angle is gradually reduced to 0, until the wind turbine rotor reaches its Nerm speed. The curves shown in Fig. 4 include Minimum blade pitch limits that prevent the wind turbine rotor from doing so. Acceleration torques produce which is greater than about 200% (or any other desired limit) of normal Nominal torque are, so that the blade loads and the arrangement of rotor shaft 18 and Transmission 20 transmitted torque can be minimized. During the start-up of the wind turbine the rotor blade pitch angle exclusively through the Acceleration specification device 86 set.

In den Figuren ist es zwar nicht gezeigt, das Rotordrehzahleingangssignal .VR der Beschleunigungsvorgabeeinrichtung 86 von Fig. 3 kann jedoch mit nur geringen Systemänderungen durch das Generatordrehzahlsignal Nc ersetzt werden, da es ein direktes Verhältnis zwischen der Rotordrehzahl und der Generatordrehzahl über das Getriebe 20 gibt. Die Gesamtform der Kurven von Fig. 4 wird sich nicht ändern.In the figures, although it is not shown, the rotor speed input signal .V R acceleration setting means 86 of FIG. 3 may be replaced with only minor system changes by the generator speed signal N c, as there is a direct relationship between rotor speed and generator speed via the gear 20 gives. The overall shape of the curves of Figure 4 will not change.

Wenn die Windturbinendrehzahl entsprechend der Beschleunigungsvorgabeeinrichtung 86 zunimmt, nähert sich die Rotordrehzahl dem in der Rotordrehzahlvorgabeeinrichtung 88 durch das Signal NR REF auf der Leitung 7ö vorgegebenen Wen. Während des Anlaufs wird die Istrotordrehzahl NR auf der Leitung 56 immer kleiner als die Soiirotordrehzahl NR REF sein, und das Ausgangssignal ßN der Rotordrehzahlvorgabeeinrichtung 88 auf der Leitung 100 wird einen kleinen Blattanstellwinkel verlangen, d. h., wenn eine Unterdrehzahl abgefühlt wird, wird die Rotordrehz.;'üvorgabeeinrichtung 88 einen kleinen Blattanstellwinkel vorgeben, um zu versuchen, die Drehzahl zu erhöhen und den Rotor sowie den Synchrongenerator 26 auf die Solldrehzahl zu bringen. Die Größtwertwählschaltung 98 wird zu dieser Zeit das Signal auf der Leitung 106 nicht durchlassen, da ein größerer Blattanstellwinkel durch das Signal ßs auf der Leitung 96 verlangt wird. Wenn die Rotordrehzahl NR zunimmt und sich dem durch das Signal NR REF gewählten Wert nähert, verlangt das Signal ßN einen größeren Blattanstellwinkel, während das Signal ßs einen kleineren Blattanstellwinkel verlangt, und es wird ein Punkt erreicht, an dem die Regelung des Blattanstellwinkels durch die Rotordrehzahlvorgabeeinrichtung 88 übernommen wird.When the wind turbine speed increases in accordance with the acceleration presetting device 86, the rotor speed approaches the value preset in the rotor speed presetting device 88 by the signal N R REF on the line 70. During start-up, the Istrotordrehzahl N R on the line 56 will always be less than the Soiirotordrehzahl N R REF , and the output signal ß N of the rotor speed setting device 88 on the line 100 will require a small blade angle, that is, if an underspeed is sensed, the Rotor speed; 'ü-presetting device 88 specify a small blade pitch angle in order to try to increase the speed and bring the rotor and the synchronous generator 26 to the target speed. The maximum value selection circuit 98 will not let the signal on the line 106 through at this time, since a larger blade pitch angle is required by the signal β s on the line 96. When the rotor speed N R increases and approaches the value selected by the signal N R REF , the signal ß N requires a larger blade pitch angle, while the signal ß s requires a smaller blade pitch angle, and a point is reached at which the control of the Blade angle of attack is taken over by the rotor speed setting device 88.

Gemäß Fig. 3 empfängt die Rotordrehzahlvorgabeeinrichtung 88 als Eingangssignale die Soiirotordrehzahl NR REF auf der Leitung 70, die Istrotordrehzahl NR auf der Leitung 56 und das Spitzendrehzahlreferenzsignal ANR REF auf der Leitung 72. Signale werden der Rotordrehzahlvorgabeeinrichtung 88 außerdem von der automatischen Synchronisierschaltung 30 (Fig. 2) über die Leitungen 38 und 42 geliefert. Die Rückkoppelung des Blattwinkelreferenzsignais ßR erfolgt über die Lei-According to FIG. 3, the rotor speed setting device 88 receives as input signals the steering rotor speed N R REF on the line 70, the actual rotor speed N R on the line 56 and the peak speed reference signal AN R REF on the line 72.Signals are also sent to the rotor speed setting device 88 by the automatic synchronization circuit 30 (Fig. 2) via lines 38 and 42 supplied. The feedback of the blade angle reference signal ß R takes place via the line

tung 128, und Verstärkungen für die Vorgabeeinrichtung 88 werden über die Leitung 97 geliefert.device 128, and reinforcements for the default device 88 are delivered over line 97.

Grundsätzlich vergleicht die Rotordrehzahlvorgabeeinrichtung 88 die Istrotordrehzahl NR mit der Solrrotordrehzahl NR REF und erzeugt ein Rotordrehzahlfehlersignal, anhand dessen durch P-, I- und D-Regler der Blattanstellwinkel ßs vorgegeben wird, damit sich ein stabiles, schnell ansprechendes System ergibt, welches Abweichungen in der Rotordrehzahl und damit in der Wechselstromausgangsfrequenz, die durch Windböen oder durch Verlust an elektrischer Belastung verursacht werden, minimiert. Die Änderungsgeschwindigkeit der Rotordrehzahl wird für eine zusätzliche Voreilkompensation ebenfalls überwacht. Das Spitzen- oder Oberdrehzahlsignal ANR REF wird nur benutzt, wenn der Synchrongenerator 26 zugeschaltet ist. Die ausführliche Implemen jerung der Rotordrehzahlvorgabeeinrichtung 88 ist in Fig. 6 gezeigt.In principle, the rotor speed setting device 88 compares the actual rotor speed N R with the solr rotor speed N R REF and generates a rotor speed error signal, on the basis of which the blade pitch angle ß s is specified by the P, I and D controllers, so that a stable, quickly responding system results Deviations in the rotor speed and thus in the alternating current output frequency, which are caused by gusts of wind or by loss of electrical load, are minimized. The rate of change of the rotor speed is also monitored for an additional lead compensation. The peak or overspeed signal AN R REF is only used when the synchronous generator 26 is connected. The detailed implementation of the rotor speed setting device 88 is shown in FIG.

Gemäß Fig. 6 wird das Istrotordrehzahlsignal NR auf der Leitung 56 mit dem Sollrotordrehzahlsignal NR REF auf dci Leitung 70 in einem Summierpunkt 130 verglichen und ein Drehzahlfehlersignal, das zu der Differenz zwischen den beiden Signalen proportional ist, wird auf einer Signalleitung 132 erzeugt. Zu dem Signal NR REF auf der Leitung 70 kann mittels eines Summierpunktes 131 das Signal auf der Leitung 42 addiert werden, um Phasensynchronismus zwischen dem Generator 26 und der Belastung herzustellen, was im folgenden noch näner beschrieben ist. Das Signal NR auf der Leitung 56 wird außerdem einer Differential- oder D-Schaltung 134 zugeführt, und das Ausgangssignal der D-Schaltung 134. e:in Vorteilsignal, wird über eine Leitung 136 an eine Verstärkungsmultiplizierschaltung 138 angelegt. Die Verstärkung der Multiplizierschaltung 138 ist in Abhängigkeit von der Windgeschwindigkeit veränderlich und ist als Signa] ΚΛ auf einer Signalleitung 97a gezeigt. Die veränderliche Verstärkung wird in Verbindung mit Fig. 9 näher beschrieben. Das Ausgangssignal der Multiplizierschaltung 138 wird an den Summierpunkt 130 über eine Signalleitung 142 in derselben Richtung wie das Signal NR angelegt, so daß das auf der Leitung 132 erscheinende Signal tatsächlich der Rotordrehzahlfehler plus einer Konstanten mal der Rotordrehzahländerungsgeschwindigkeit ist.6, the Istrotor speed signal N R on line 56 is compared with the target rotor speed signal N R REF on line 70 at a summing point 130 and a speed error signal proportional to the difference between the two signals is generated on a signal line 132. The signal on the line 42 can be added to the signal N R REF on the line 70 by means of a summing point 131 in order to establish phase synchronism between the generator 26 and the load, which is described in more detail below. The signal N R on the line 56 is also fed to a differential or D-circuit 134, and the output signal of the D-circuit 134. e: in advantage signal, is applied to a gain multiplier circuit 138 via a line 136. The gain of the multiplier circuit 138 is variable as a function of the wind speed and is shown as Signa] Κ Λ on a signal line 97a. The variable gain is described in more detail in connection with FIG. The output of multiplier 138 is applied to summing junction 130 over signal line 142 in the same direction as signal N R so that the signal appearing on line 132 is actually the rotor speed error plus a constant times the rotor speed change rate.

In der Leitung 72 ist ein Schalter 144 vorgesehen, der normalerweise offen ist und dadurch verhindert, daß das Überdrehzahlsignal ANR REF an dem Summierpunkt 130 anliegt. Wenn jedoch dei Synchrongenerator 26 an ein Stromversorgungsnetz angeschlossen ist, wird die Blattanstellwinkelregelung auf die Drehmomentvorgabeeinrichtung 92 (Fig. 3) umgeschaltet und der Schalter 144 wird durch das diskrete Signal auf der Leitung 38 geschlossen, damit das Signal ANR REF an den Summierpunkt 130 angelegt wird. Das Signal ANR REF hat eine solche Größe und Richtung, daß es zu dem Signal NR REF addiert und dadurch die Sollgeneratordrehzahl auf einen Wert oberhalb der Nenndrehzahl von 1800 U/min erhöht wird, je nach der Größe des Signals ANR REF Da jedoch das Signal ANR REF nur dann benutzt wird, wenn der Synchrongenerator 26 zugeschaltet ist und wenn die Blattanstellwinkelregelung auf die Drehmomentvorgabeeinrichtung 92 von Fig. 3 umgeschaltet worden ist, wirkt das Signal ANR REF als ein Überdrehzahlschutz.A switch 144 is provided in line 72, which is normally open and thereby prevents the overspeed signal AN R REF from being applied to summing point 130. However, if the synchronous generator 26 is connected to a power supply network, the blade pitch control is switched to the torque specification device 92 (Fig. 3) and the switch 144 is closed by the discrete signal on the line 38, so that the signal AN R REF is applied to the summing point 130 will. The signal AN R REF has such a magnitude and direction that it is added to the signal N R REF , thereby increasing the nominal generator speed to a value above the nominal speed of 1800 rpm, depending on the magnitude of the signal AN R REF Da, however the signal AN R REF is only used when the synchronous generator 26 is connected and when the blade pitch control has been switched to the torque specification device 92 of FIG. 3, the signal AN R REF acts as an overspeed protection.

Ein Signal erscheint auf der Leitung 42, wenn der Synchrongenerator 26 von Fig. 2 die Sollfrequenz hat, aber nicht mit der Belastung in Phase ist, wobei dieses Signal eine derartige Größe und Richtung hat, daß die RotorreferenzdrehzaM NR REF auf der Leitung 70 vorübergehend erhöht oder verringert wird. Das Vorhandensein des Signals auf der Leitung 42, das zu dem Signal NR REF in dem Summierpunkt 131 addiert wird, wird die Rotordrehzahl geringfügig verstellen, bis Phasensynchronismus erreicht ist, zu welcher Zeit das Signal auf der Leitung 42 null wird.A signal appears on line 42 when the synchronous generator 26 of Fig. 2 is at the desired frequency but is not in phase with the load, this signal being of such magnitude and direction that the rotor reference speed N R REF on line 70 is temporary is increased or decreased. The presence of the signal on line 42 which is added to the signal N R REF at summing point 131 will adjust the rotor speed slightly until phase synchronism is achieved, at which time the signal on line 42 becomes zero.

Es sei angenommen, daß der Schalter 144 offen ist und daß kein Signal auf der Leitung 42 erscheint. DasAssume that switch 144 is open and that no signal appears on line 42. That

ίο Signal auf der Leitung 132, das den Rotordrehzahlfehler plus einer Konstanten mal der Änderungsgeschwindigkeit der Rotordrehzahl darstellt, wird dann P-, I- und D-Reglern zugefühnt, die gemeinsam das Signal ßx auf der Leitung 100 erzeugen. Der P-Regler enthält eine Verstärkungsmultiplizierschaltung 146, die eine veränderliche Verstärkung KNP hat, welche über eine Signalleitung 97b vorgegeben wird. Das Ausgangssignal der Multiplizierschaltung 146 wird als ein Eingangssignal an einen Summierpunkt 150 angelegt. Der I-Regler enthält eine Multiplizierschaltung 152, die eine veränderliche Verstärkung Kn, hat, weiche über eine Leitung 97c vorgegeben wird. Das Ausgangssignal der Multiplizierschaltung 152 wird über eine Leitung 156 als ein Eingangssignal an einen Summierpunkt 158 angelegt. Das Ausgangssignal des Summierpunktes 158 wird über eine Leitung 160 an einen Integrator 162 angelegt, dessen Ausgangssignal über eine Leitung 164 an den Summierpunkt 150 angelegt wird, wo es zu dem Proportionalregelsignal addiert wird.The signal on line 132, which represents the rotor speed error plus a constant times the rate of change of the rotor speed, is then fed to P, I and D controllers, which together generate the signal β x on line 100. The P controller contains a gain multiplier circuit 146 which has a variable gain K NP which is specified via a signal line 97b. The output of the multiplier circuit 146 is applied as an input to a summing junction 150. The I controller contains a multiplier circuit 152 which has a variable gain K n , which is specified via a line 97c. The output of multiplier circuit 152 is applied over line 156 as an input to summing junction 158. The output signal of the summing point 158 is applied via a line 160 to an integrator 162, the output signal of which is applied via a line 164 to the summing point 150, where it is added to the proportional control signal.

Weiter wird eine Integratornachsteuerung benutzt, um den Integrator Iii2 bei inaktiver Regelung nahe dem resultierenden Referenzblattanstellwinkel ßR zu halten. Das Integratorausgangssignal auf der Leitung 164 wird an einen Summierpunkt 166 angelegt und mit dem Rückkopplungssignal ßR auf der Leitung 128 verglichen. Das Ausgangssigna! des Suimnierpunkies 166, bei welchem es sich um e:in Blattanstellwinkelfehlersignal handelt, wird über die Leitung 168 an eine Verstärkungsschaltung 170 angelegt, die eine tote Zone hat, wie sie in Fig. 6 gezeigt ist. Die Verstärkungsschaltung 170 hat die Aufgabe, das Integralregelsignal zu zwingen, dem Blattanstellwinkelreferenzsignal ßR nur dann zu folgen, wenn der durch den Integrator 162 vorgegebene Blattanstellwinkel bei der Rotordrehzahlregelung beträchtlieh von dem resultierenden Referenzblattanstellwinkel ßR abweicht. Die tote Zone stellt sicher, daß keine Nachführung stattfindet, wenn sich der vorgegebene Blattanstellwinkel auf der Leitung 164 nahe demjenigen befindet, den der resultierende Referenzblattanstellwinkel ßR angibt. Das Ausgangssignal der Verstärkungsschaltung 170 wird über eine Leitung 172 an den Summierpunkt 158 angelegt und zu dem Integratoreingangssignal auf der Leitung 156 addiert wobei das Signal auf der Leitung 172 null ist, wenn der Blattan-Stellwinkelfehler innerhalb der toten Zone liegt, und ungleich null ist und zu dem Integratoreingangssignal addiert oder von demselben subtrahiert wird, wenn der Blattanstellwinkelfehler außerhalb der toten Zone liegt.Furthermore, an integrator readjustment is used in order to keep the integrator Iii2 close to the resulting reference blade angle of attack β R when the control is inactive. The integrator output signal on line 164 is applied to a summing point 166 and compared with the feedback signal β R on line 128. The initial signa! Suction point 166, which is e: in blade pitch error signal, is applied via line 168 to an amplification circuit 170 having a dead zone as shown in FIG. The amplification circuit 170 has the task of forcing the integral control signal to follow the blade pitch angle reference signal β R only if the blade pitch angle predetermined by the integrator 162 deviates considerably from the resulting reference blade pitch angle β R in the rotor speed control. The dead zone ensures that no tracking takes place if the predetermined blade angle of attack on line 164 is close to that indicated by the resulting reference blade angle of attack β R. The output of gain circuit 170 is applied over line 172 to summing junction 158 and added to the integrator input signal on line 156, the signal on line 172 being zero if the blade pitch error is within the dead zone and not equal to zero and is added to or subtracted from the integrator input if the blade pitch error is outside the dead zone.

Der D-Regler umfaßt eine Multiplizierschaltung 174.The D controller includes a multiplier circuit 174.

die eine veränderliche Verstärkung Km hat. welche über eine Signalleitung 97<i vorgegeben wird. Das Ausgangssignal der Multiplizierschaltung 174 wird über eine Signalleitung an eine Differenzierschaltung 180 abgegeben. Das Ausgangssignal der Differenzierschaltung wird über eine Leitung 182 an einen Summierpunkt 184 angelegt, wo es mit den Integral- und Proportionalregelsignalcn aus dem Summierpunkt 150 verknüpft wird, die auf einer Leitung 186 erscheinen. Das Ausgangssi-which has a variable gain K m . which is specified via a signal line 97 <i. The output signal of the multiplier circuit 174 is output to a differentiation circuit 180 via a signal line. The output signal of the differentiating circuit is applied via a line 182 to a summing point 184, where it is combined with the integral and proportional control signals from the summing point 150, which appear on a line 186. The initial

gnal des Summierpunktes 184 ist das Rotordrehzahlregelungsblattanstellwinkelreferenzsignal ßN auf der Leitung 100.The signal of the summing point 184 is the rotor speed control blade pitch angle reference signal β N on the line 100.

In einigen Fällen sind die D-Schaltungen 134 und 180 von Fig. 6 nicht erforderlich und können weggelassen werden oder die betreffenden Verstärkungen Kn auf der Leitung 97a und ΚΝΟ auf der Leitung 97d können auf null verringert werden. Das Erfordernis einer Voreflkompensation hängt von der Art der abgefühlten Betriebsvariablen ab.In some cases the D-circuits 134 and 180 of FIG. 6 are not required and can be omitted or the respective gains K n on line 97a and Κ ΝΟ on line 97d can be reduced to zero. The need for pre-compensation depends on the type of operating variable being sensed.

Die Drehmomentvorgabeeinrichtung 92 (Fig. 3) wird benutzt um Rotorwellendrehmomentänderungen und Rotorblattbeanspruchungen aufgrund von Windböen und Turbulenz zu minimieren, wenn der Synchrongenerator 26 mit einem elektrischen Netz verbunden ist. Es wird das Drehmoment Q an der die Windturbine mit dem Synchrongenerator 26 verbindenden Welle als Hauptsteuervariable gemessen. Das Istwellendrehmomentsignal Q erscheint auf der Signalleitung.64 und das Sollbetriebsdrehmomentsignal Q REF erscheint auf der Signalleitung 68 Die Drehmomentvorgabeeinrichtung 92 gleicht der Rotordrehzahlvorgabeeinrichtung 88 dahin gehend, daß das Istdrehmoment Q mit dem Solldrehmoment Q REF verglichen wird und daß das resultierende Differenz- oder Fehlersignal benutzt wird, um den Rotorblattwinkel über PID-Regler zu beeinflussen, so daß ein stabiler, schnell ansprechender Regelkreis vorhanden ist, welcher Drehmomentänderungen minimiert. Die richtige Auswahl der Regelverstärkungen in Verbindung mit einer schnell wirkenden Anstellwinkelsteuervorrichtung sorgt für eine Dämpfung der Torsionsresonanz, die aus der Trägheit der Windturbine und der Federkonstante der Welle resultiert. Die Regelverstärkungen werden ebenfalls so ausgewählt, daß auf Windböen zurückzuführende Drehmomentabweichungen minimiert werden. Das Dämpfen der Torsionsresonanz des Windturbinenrotors hilft. Blattbeanspruchungen, Getriebebelastungen und Wellendrehmomente zu verringern, und gestattet die Verwendung eines schneller ansprechenden Drehmomentregelkreises. Das Ausgangssignal der Drehmomentvorgabeeinrichtung 92 ist das Drehmomentregelungsblattanstellwinkelreferenzsignal /J0, das auf der Leitung 108 erscheint. Die Rückkopplung des Blattanstellwinkelreferenzsignals ßR erfolgt über die Leitung 128, und das Vorgeben der Verstärkung erfolgt über die Leitung 97.The torque specification device 92 (FIG. 3) is used to minimize rotor shaft torque changes and rotor blade stresses due to gusts of wind and turbulence when the synchronous generator 26 is connected to an electrical network. The torque Q at the shaft connecting the wind turbine to the synchronous generator 26 is measured as the main control variable. The actual shaft torque signal Q appears on the signal line 64 and the desired operating torque signal Q REF appears on the signal line 68. The torque setting device 92 is similar to the rotor speed setting device 88 in that the actual torque Q is compared with the setpoint torque Q REF and that the resulting difference or error signal is used to influence the rotor blade angle via a PID controller, so that a stable, fast-responding control loop is available, which minimizes changes in torque. The correct selection of the control gains in connection with a fast acting angle of attack control device ensures a damping of the torsional resonance, which results from the inertia of the wind turbine and the spring constant of the shaft. The control gains are also selected so that torque deviations due to gusts of wind are minimized. Damping the torsional resonance of the wind turbine rotor helps. Reduce blade stresses, gear loads, and shaft torques, and allows a faster responsive torque control loop to be used. The output of the torque specification device 92 is the torque control blade pitch reference signal / J 0 which appears on line 108. The blade pitch angle reference signal β R is fed back via line 128, and the gain is specified via line 97.

Die Drehmomentvorgabeeinrichtung 92 erzeugt das Drehmomentregelungsblattanstell Winkelreferenzsignal βQ auf der Leitung 108 nur dann, wenn der Synchrongenerator 26 zugeschaltet ist, d. h. nur dann, wenn die Ausgangsfrequenz und die Phase des Synchrongenerators nit denen des Stromversorgungsnetzes innerhalb der durch die Synchronisierschaltung 30 von Fig. 2 festgelegten Grenzen synchron sind. Gleicnzeitig mit dem Zuschalten des Synchrongenerators 26 wird die Rotordrehzahlvorgabeeinrichtung 88 in eine Drehzahlspitzen- oder Überdrehzahlregeleinrichtung umgewandelt. Wenn der Generator 26 zugeschaltet ist, wird nämlich die Windturbine bezüglich der Sollrotordrehzahl. NR REF plus ANR REF, immer Unterdrehzahl haben und daSfRotordrehzahlregelungsblattanstellwinkelreferenzsignal ßN auf der Leitung 100 wird einen niedrigeren Blattanstellwinkel verlangen, damit die Rotordrehzahl erhöht wird. Die Drehmomentvorgabeeinrichtung 92 begrenzt den Blattansteilwinkel in Übereinstimmung mit den Drehmomentgrenzwerten des Systems und wird unter den meisten Umständen einen höheren Blattanstellwinkel verlangen, der sich näher bei der Fahnenstellung befindet. Da die Größtwertwählschaltung 98 von Fig. 3 das höchste Blattanstellwinkelsignal durchläßt, wird das Drehmomentregelungsblattanstellwinkelreferenzsignal ßQ dasjenige sein, das durchgelassen wird, und die Rotordrehzahlvorgabeeinrichtung 88 wird nur in Notsituationen wirksam, wenn der Rotor Oberdrehzahl erreicht, zu welcher Zeit das Rctordrehzahlregelungsblattanstellwinkelreferenzsignal ßN dasjenige Signal sein wird, das den höheren Blattanstellwinkel verlangt.The torque setting device 92 generates the torque control sheet adjustment angle reference signal βQ on the line 108 only when the synchronous generator 26 is connected, ie only when the output frequency and the phase of the synchronous generator match those of the power supply network within the limits set by the synchronizing circuit 30 of FIG are in sync. Simultaneously with the connection of the synchronous generator 26, the rotor speed setting device 88 is converted into a speed peak or overspeed control device. When the generator 26 is switched on, namely the wind turbine with respect to the target rotor speed. N R REF plus AN R REF, always have underspeed and the rotor speed control blade pitch angle reference signal β N on line 100 will require a lower blade pitch angle so that the rotor speed is increased. The torque setting device 92 limits the blade pitch angle in accordance with the system torque limits and will, in most circumstances, require a higher blade pitch angle closer to vane position. Since the maximum value selection circuit 98 of Fig. 3 passes the highest blade pitch signal, the torque control blade pitch reference signal β Q will be the one that is passed, and the rotor speed setting device 88 is only effective in emergency situations when the rotor reaches upper speed, at which time the rotor speed control blade pitch reference signal β N is the signal will be that requires the higher blade angle.

Fig. 8 zeigt die Einzelheiten der Drehmomentvorgabeeinrichtung 92 von Fig. 3. Das Signal Q für das gemessene Drehmoment auf der Leitung 64 und das Solldrehmomentsignal Q REF auf der Leitung 68 werden in einem Summierpunkt 188 verglichen und es wird ein Drehmomentfehlersignal auf einer Signalleitung 190 erzeugt. Die Proportionalregelung erfolgt öjch eine Multipliziersclialtung 192, die eine veränderliche Ver-Stärkung KQP hat, weiche über eine Leitung 97e vorgegeben wird. Die Integralregelung erfolgt durch eine Multiplizierschaltung 196, die eine veränderliche Verstärkung Kq, hat, welche über eine Leitung 97/vorgegeben wird. Das Ausgangssignal der Mulaplizierschahung 196 wird über eine Leitung 198 an einen Summierpunkt 200 angelegt, dessen Ausgangssignal über eine Leitung 202 an einen Integrator 204 angelegt wird. Das Integratorausgangssignal wird dann über eine Leitung 206 an einen Summierpunkt 208 angelegt, wo es zu dem Ausgangssignal der Multiplizierschaltung 192 auf einer Leitung 210 addiert wird. Die Integratornachführung erfolgt wie in der Rotordrehzahlvorgabeeinrichtung (Fig. 6) durch den Referenzblattanstellwinkel ßR auf der Leitung 128, der mit dem Integratorausgangssignal an einem Summierpunkt 212 verglichen wird. Das Differenzsignal wird über eine Leitung 214 und eine Verstärkungsschaltung 216 sowie eine Leitung 218 an den Summierpunkt 200 angelegt. Die Verstärkungsschaltung 216 hat eine tote Zone, die in Fig. 8 gezeigt ist.Fig. 8 shows the details of the torque setting device 92 of Fig. 3. The signal Q is the measured torque on the line 64 and the target torque signal Q REF on line 68 is compared in a summing junction 188 and it will generate a torque error signal on a signal line 190 . The proportional control takes place via a multiplier circuit 192, which has a variable gain K QP , which is specified via a line 97e. The integral control is carried out by a multiplier circuit 196 which has a variable gain Kq , which is specified via a line 97 /. The output signal of the multiplication circuit 196 is applied via a line 198 to a summing point 200, the output signal of which is applied to an integrator 204 via a line 202. The integrator output is then applied via line 206 to summing point 208 where it is added to the output of multiplier 192 on line 210. As in the rotor speed setting device (FIG. 6), the integrator tracking takes place through the reference blade angle of attack β R on the line 128, which is compared with the integrator output signal at a summing point 212. The difference signal is applied to summing point 200 via a line 214 and an amplification circuit 216 as well as a line 218. Boost circuit 216 has a dead zone shown in FIG.

damit der Integrator 204 nur dann nachgeführt wird, wenn sein Ausgangssignal beträchtlich von dem Referenzblattanstellwinkel ßR abweicht.so that the integrator 204 is only tracked when its output signal deviates considerably from the reference blade angle of attack β R.

Die Differentialregelung erfolgt durch eine Multiplizierschaltung 220, die eine veränderliche Verstärkung Kq0 hat, welche über eine Leitung 97g vorgegeben wird. Das Ausgangssignal der Multiplizierschaltung 220 wird über eine Signalleitung 224 an eine Differenzierschaltung 226 angelegt, und das Ausgangssignal der Differenzierschaltung 226 wird über eine Leitung 228 an einen Summierpunkt 230 angelegt, wo es mit dem PI-Ausgangssignal des Summierpunktes 208 auf einer Signalleitung 232 verknüpft wird.The differential control is carried out by a multiplier circuit 220 which has a variable gain Kq 0 which is specified via a line 97g. The output of the multiplier circuit 220 is applied to a differentiating circuit 226 via a signal line 224, and the output of the differentiating circuit 226 is applied to a summing point 230 via a line 228, where it is combined with the PI output of the summing point 208 on a signal line 232.

Das Ausgangssignal des Summierpunktes 230 auf der Leitung 108, bei welchem es sich um das PID-Drehmomentregelungsblattanstellwinkelreferenzsignal ßQ handelt, geht über einen Schalter 234. Der Schalter 234 wird nur dann geschlossen, um den Blattanstellwmkelreferenzsignal /3y den Durchgang zu gestatten, wenn der Synchrongenerator 26 zugeschaltet ist und ein diskretes Signal durch die Synchronisierschaltung 30 (Fig. 3) auf der Leitung 38 erzeugt wird. Das Signal auf der Leitung 38 schließt den Schalter 40 (Fig. 2), verbindet den Synchrongenerator 26 mit dem Stromversorgungsnetz und schließt gleichzeitig die Schalter 144 (Fig. 6) undThe output of summing point 230 on line 108, which is the PID torque control blade pitch reference signal β Q , passes through switch 234. Switch 234 is closed only to allow blade pitch reference signal / 3 y to pass when the Synchronous generator 26 is connected and a discrete signal is generated on line 38 by synchronizing circuit 30 (FIG. 3). The signal on line 38 closes switch 40 (FIG. 2), connects synchronous generator 26 to the power supply network and simultaneously closes switches 144 (FIG. 6) and

234 (Fig. 8), wodurch die Rotordrehzahlvorgabeeinrichtung 88 im eine Überdrehzahlregeleinrichtung umgewandelt wird, wie es oben beschrieben ist. und wodurch außerdem die Drehmomentvorgabeeinrichtung 92 in234 (Fig. 8), whereby the rotor speed setting device 88 is converted into an overspeed control device becomes as described above. and thereby also the torque setting device 92 in FIG

das System eingeschaltet wird. Wenn der Synchrongenerator 26 von dem Stromversorgungsnetz aus irgendeinem Grund getrennt wird oder wenn die Frequenz und/ oder die "base des Synchrongenerators von der des Stromversorgungsnetzes abweicht, wird das diskrete Signal auf der !Leitung 38 abgeschaltet, die Schalter 40, 144 und 234 werden geöffnet und die Windturbine kehrt zur Rotordrehzahlregelung zurück.the system is turned on. When the synchronous generator 26 is disconnected from the mains for any reason or if the frequency and / or the "base of the synchronous generator differs from that of the power supply network, the discrete Signal on line 38 is switched off, switches 40, 144 and 234 are opened and the wind turbine turns back to the rotor speed control.

Wenn der Generator 26 an das Netz angeschlossen ist and somit der Blattanstellwinkel unter der Kontrolle der Drehmomentvorgabeeinrichtung 92 steht, werden die Generatordrehzahl und somit die Ausgangsfrequenz durch das Stromversorgungsnetz angemessen konstant gehalten. Nach dem Zuschalten hält das Stromversorgungsnetz die Drehzahl des Synchrongenerators 26 auf der Netzfrequenz und mit derselben in Phase. Eine geringere Rotorwellensteifigkeit wird die Federkonstante der die Windturbine mit dem Synchrongenerator 26 verbindenden Welle verringern und helfen, Welkndrehmomentstön.'-3gen zu verringern.When the generator 26 is connected to the mains and thus the blade pitch angle is under control the torque specification device 92 is, the generator speed and thus the output frequency kept reasonably constant by the power supply network. After switching on, the power supply network holds the speed of the synchronous generator 26 at the line frequency and in phase with the same. One Lower rotor shaft stiffness is the spring constant of the wind turbine with the synchronous generator 26 reducing the connecting shaft and helping to reduce the torsional torque to reduce.

Außerdem ertuigt eine weitere Unterstützung bei der Verringerung von Wellendrehmomentabweichungen bei zugeschaltetem Generator 26 und bei der Verringerung von Drehzahlabweichungen bei vom Netz getrenntem Generator durch die Windvorwegnahmevorgabeeinrichtung 90 von Fig. 3, die ausführlich in Fig. 7 gezeigt ist. Die Windvorwegnahmevorgabeeinrichtung 90 erzeugt ein Signal ßANT auf der Leitung 104 für sich schnell ändernde Windzustände über einen Nominalverlauf des Blattanstellwinkels, Block 236, in Abhängigkeit von der Windgeschwindigkeit VWA, die als ein Eingangssignal an dem Block 236 auf der Leitung 84 erscheint, und durch eine differeniierende Obergangsvorwegnahmeschaltung in dem 31ock 237. Der Windvorwegnahmeplan in dem Block 2~6 wird erhalten, indem der Blattanstellwinkel berechnet wird, der benötigt wird, um für unterschiedliche Windgeschwindigkeiten eine konstante Ausgangsleistung zu erzeugen, und zwar unter der Annahme, daß die Generatordrehzahl konstant auf dem gewünschten Referenzwert ist. Es können zwei Windvorwegnahmepläne benutzt werden, von denen einer für 100% Leistung aufgestellt wird, wenn die Drehmomentregelung mit aufs Netz geschaltetem Generator 26 benutzt wird, und von denen die zweite für =0% Leistung aufgestellt wird, wenn der Generator nicht zugeschaltet ist. In jedem Fall ist das Signal ßANT auf der Leitung 104 nur während sich schnell ändernder Windzustände ungleich null. Das Signal wird zu dem RotordrehzahlregelungsblattansteU-winkelreferenzsignal ßN an dem Summierpunkt 102 addiert und außerdem zu dem Drehmomentregelungsblattanstellwinkelreferenzsignal ßQ in dem Summierpunkt 110. Wenn sich die Windgeschwindigkeit ändert, gibt das Vorwegnahmesignal ßANT eine Änderung des Blattwinkels vor, die vorübergehende Abweichungen in der Rotordrehzahl oder im Drehmoment minimiert, welche aus Windböen resultieren würden. Starke Windböen werden jedoch im allgemeinen das Drehmoment oder die Drehzahl ausreichend ändern und bewirken, daß der Generator 26 vom Netz abgeschaltet wird, bis r^die richtige Frequenz und die richtige Phase wiederher- >3tgestellt sind.In addition, the wind anticipation setting device 90 of FIG. 3, which is shown in detail in FIG. 7, provides further support in reducing shaft torque deviations when the generator 26 is switched on and in reducing speed deviations when the generator is disconnected from the mains. The wind anticipation setting device 90 generates a signal β ANT on the line 104 for rapidly changing wind conditions over a nominal profile of the blade angle of attack, block 236, as a function of the wind speed V WA , which appears as an input signal to the block 236 on the line 84, and through a differentiating transition anticipation circuit in 31ock 237. The wind anticipation schedule in block 2-6 is obtained by calculating the blade pitch required to produce constant output for different wind speeds, assuming that the generator speed is constant the desired reference value. Two wind anticipation plans can be used, one of which is set up for 100% power when the torque control is used with the generator 26 connected to the mains, and the second of which is set up for = 0% power when the generator is not connected. In any event, the β ANT signal on line 104 is only non-zero during rapidly changing wind conditions. The signal is added to the rotor speed control blade angle reference signal β N at the summing point 102 and also to the torque control blade pitch angle reference signal β Q at the summing point 110. If the wind speed changes, the anticipatory signal β ANT indicates a change in the blade angle, the temporary deviations in the rotor speed or minimized in torque, which would result from gusts of wind. However, strong gusts of wind will generally change the torque or speed sufficiently and cause the generator 26 to be disconnected from the mains until the correct frequency and phase are restored.

Statt dessen können Wellendrehmomentänderungen auch durch eine herkömmliche Schlupfkupplung zwischen der Windturbine und dem Synchrongenerator verringert werden.Instead, shaft torque changes can also be achieved through a conventional slip clutch between the wind turbine and the synchronous generator can be reduced.

Die Verwendung einer PID-Regelung, die in einem Integrator mit quadratischer Voreilkompensation vereinigt ist, sowohl in der Rotordrehzahlvorgabeeinrichtung 88 als auch in der Drehmomentvorgabeeinrichtung 92 verbessert die Stabilität und die Ansprechempfindlichkeit der Regelkreise beträchtlich.The use of a PID control, which is combined in an integrator with quadratic lead compensation is, both in the rotor speed setting device 88 and in the torque setting device 92 considerably improves the stability and responsiveness of the control loops.

Die Verzögerungsvorgabeeinrichtung 94 von Fig. 3 ist in Form eines Diagramms in Fig. 5 gezeigt. In dem Fall, in welchem die Windturbine schnell abgeschaltet werden muS, ist es wichtig, die Geschwindigkeit zu begrenzen, mit der der Blattanstellwinkel in FiJinenstellung gebracht wird, um die Beanspruchungen zu minimieren, die in den Blättern auftreten, wenn die Windturbine verlangsamt wird. Diese Grenze wird hier geschaffen, indem ein maximaler Blattanstellwinkelgrenzwert vorgesehen wird, der als Funktion der mittleren Windgeschwindigkeit VWA und der Rotordrehzahl NR vorgegeben wird. Die Vorgabe ist für eine typische Windturbine in Fig. 5 gezeigt, in welcher das Verzögerungsregelungsblattwinkelreferenzsignal ßB übir der Windgeschwindigkeit VWA für ausgewählte Rotordrehzahlen NR aufgetragen ist. Der Plan von Fig. 5 ist in Pi o_ "\ ΐΐηηΐί»ηΊί»ηΗί*τ+ Dabei werden EiH0Sn0SSi17HsIs der mittleren Windgeschwindigkeit VWA auf der Leitung 84 und der Rotordrehzahl NR auf der Leitung 56 der Verzögerungsvorgabeeinrichtung 94 zugeführt, bei weleher es sich um einen analogen oder digitalen Generator für eine bivariante Funktion handelt, der ein Ausgangssignal ßD auf der Leitung 120 erzeugt, das seinerseits als ein Eingangssignal an die Kleinstwertwählschaltung 122 angelegt wird. Während des normalen Betriebes der Windturbine erzeugt die Verzögerungsvorgabeeinrichtung 94 ein Blattanstellwinkelrefeienzsignal ßD, das einen Blattanstellwinkel verlangt, der größer ist als der durch die Rotordrehzahlvorgabeeinrichtung 88 oder durch die Drehmomentvorgabeeinrichtung 92 vorgegebene. Das Signal, das von der Kleinstwertwählschaltung 122 durchgelassen wird, wird daher dasjenige sein, das auf der Eingangsleitung 118 erscheint und den kleinsten Blattanstellwinkel verlangt. Wenn die Windgeschwindigkeit unter denjenigen Wert ?.bsink·., der erforderlich ist, um die Nennleistung oder Nenndrehzahl zu erzeugen, wird das Signal auf der Leitung 118 einen noch kleineren Blattanstellwinkel verlangen.The delay presetting device 94 of FIG. 3 is shown in the form of a diagram in FIG. 5. In the event that the wind turbine needs to be shut down quickly, it is important to limit the rate at which the blade pitch is brought into the finned position in order to minimize the stresses placed on the blades when the wind turbine is slowed down. This limit is created here by providing a maximum blade pitch limit value which is specified as a function of the mean wind speed V WA and the rotor speed N R. The specification is shown for a typical wind turbine in FIG. 5, in which the delay control blade angle reference signal β B is plotted against the wind speed V WA for selected rotor speeds N R. The plan of FIG. 5 is in Pi o_ "\ ΐΐηηΐί» ηΊί »ηΗί * τ + Here, EiH 0 Sn 0 SSi 17 HsIs are the mean wind speed V WA on line 84 and the rotor speed N R on line 56 of the delay setting device 94 which is an analog or digital generator for a bivariate function that generates an output signal β D on line 120, which in turn is applied as an input signal to minimum value selection circuit 122. During normal operation of the wind turbine, the delay setting device generates 94 a blade pitch angle reference signal β D , which requires a blade pitch angle which is greater than that specified by the rotor speed setting device 88 or by the torque setting device 92. The signal that is passed by the smallest value selection circuit 122 will therefore be that which appears on the input line 118 and requires the smallest blade angle of attack If the value is below that value? .bsink., which is required to generate the nominal power or nominal speed, the signal on the line 118 will require an even smaller blade angle of attack.

Die Verzögerungsvorgabeeinrichtung 94 wird allein die Kontrolle über den Blattanstellwinkel haben, wenn die Windturbine abgeschaltet werden soll. d. h. wenn der Schalter 76 in der Fahnenstellungssignalleitung 74 geschlossen wird. Durch Schließen des Schalters 76 erscheint ein Fahnenstellung-Signal auf der Leitung 74 und wird an den Summierpunkt 116 angelegt, wobei das Fahnenstellung-Signal eine derartige Größe hat. daß auf der Leitung 118 ein Signal erzeugt wird, welches einen sehr großen Blattanstellwinkel verlangt, ungeachtet des Signals auf der Leitung 114, dem anderen Eingangssignal des Summierpunktes 116. Zu dieser Zeit wird das Signal auf der Leitung 120 immer einen kleineren Blattanstellwinkel als das Signal auf der Leitung 118 verlangen, und die Kleinstwertwählschaltung 122 wird das Verzögerungsblattanstellwinkelreferenzsignal ßD auf der Leitung 120 durchlassen. Die Windturbine wird daher verzögert und gemäß dem Plan von Fig. 5 angehalten, der das negative Drehmoment, das durch den <;Rotor erzeugt wird, auf einen Wert begrenzt, welcher etwa gleich dem Zweifachen des normalen positiven Nenndrehmoments ist.The delay presetting device 94 will only have control over the blade pitch angle if the wind turbine is to be switched off. ie when the switch 76 in the flag position signal line 74 is closed. By closing switch 76, a flag position signal appears on line 74 and is applied to summing point 116, the flag position signal being of such magnitude. that a signal is generated on line 118 which requires a very large blade angle, regardless of the signal on line 114, the other input to summing point 116. At this time, the signal on line 120 will always be a smaller blade angle than the signal on line 118, and the minimum value selector circuit 122 will pass the retarder blade pitch reference signal β D on line 120. The wind turbine is therefore decelerated and stopped according to the schedule of Fig. 5 which limits the negative torque generated by the rotor to a value approximately equal to twice the normal positive torque rating.

Es ist klar, daß ebenso wie bei der Beschlcunigungsvorgabecinrichtung 86 die Generatordrehzahl N(; anstelle der Rotordrehzahl NH bei der Verzögerungsvorgabeeinrichtung 94 benutzt werden kann.It is clear that, as in the case of the acceleration setting device 86, the generator speed N (; instead of the rotor speed N H in the case of the deceleration setting device 94 can be used.

Der Fahnenstellungsschalter 76 ist als ein Handschalter dargestellt, der tatsächlich als Ein/AUS-Schalter arbeitet, da durch das Offnen des Schalters das Fahnenstellung-Signal abgeschaltet und bewirkt wird, daß die Windturbine beschleunigt. Der Fahnenstellungsschalter 76 kann automatisch geschlossen werden, wenn in der Windturbine eine Sicherheitsschaltung vorgesehen ist, beispielsweise mit Oberdrehzahl-, Überstrom- oder Übertemperaturfühlern, und wenn diese Schaltung mit dem Schalter 76 verbunden ist und dessen Schließung bewirkt, wenn ein unsicherer Betriebszustand abgefühlt wird. Andere mechanische Vorrichtungen, wie eine Wellenbremse, können in bekannter Weise ebenfalls vorgesehen werden.The flag position switch 76 is shown as a manual switch that actually functions as an on / off switch works because by opening the switch the flag position signal is switched off and causes the Wind turbine accelerates. The flag position switch 76 can be closed automatically when in the Wind turbine a safety circuit is provided, for example with overspeed, overcurrent or Overtemperature sensors, and if this circuit is connected to switch 76 and its closure causes when an unsafe operating condition is sensed. Other mechanical devices, such as a Shaft brake can also be provided in a known manner.

Wegen der nichtlinearen aerodynamischen Leistung der Windturbine ist es erwünscht, die Regelverstärkungen in den geschlossenen Regelkreisen in Abhängigkeit von Betriebszuständen zu verändern, um die Stabilität und das Einschwingverhalten zu optimieren. Die bevorzugte Implementierung ist in Fig. 9 gezeigt, in welcher das Signal VWA der mittleren Windgeschwindigkeit auf der Leitung 84 (Fig. 1) der Verstärkungsvorgabeeinrichtung 95 (Fig. 3) zugeführt wird, die mehrere Analog- oder Digitalfunktionbsgeneratoren 238, 240, 242, 244, 246, 248 und 250 enthält, welche ihrerseits Ausgangssignale auf den Leitungen 97b, 97c, 97d, 91a, 97e, 97/bzw. 97g erzeugen, die die vorgegebenen Regelverstärkungen KNP, Km, KND, KlW, KQp, Kq, bzw. KQD darstellen. Die Regelverstärkungen werden den passenden Verstärkungsmultiplizierschaltungen in den Fig. 6 und 8 zugeführt, um die Verstärkung der Multiplizierschaltungen in Abhängigkeit von der Windgeschwindigkeit festzulegen. Die Verstärkungskurven, die in den Funktionsgeneratoren von Fig. 9 gezeigt sind, dienen lediglich als Beispiel, da die tatsächlichen Verstärkungen von vielen Faktoren abhängig sein werden und ohne eine Analyse der spezifischen Konstruküun und Bauteile der Windturbine nicht genau festgelegt werden können.Because of the non-linear aerodynamic performance of the wind turbine, it is desirable to change the control gains in the closed control loops as a function of operating conditions in order to optimize the stability and the transient response. The preferred implementation is shown in FIG. 9, in which the signal V WA of the mean wind speed is fed to the line 84 (FIG. 1) of the gain setting device 95 (FIG. 3), the several analog or digital function generators 238, 240, 242 , 244, 246, 248 and 250, which in turn contain output signals on lines 97b, 97c, 97d, 91a, 97e, 97 / or. 97g, which represent the specified control gains K NP , Km, K ND , K lW , K Q p, Kq, or K QD . The control gains are fed to the appropriate gain multiplier circuits in FIGS. 6 and 8 in order to determine the gain of the multiplier circuits as a function of the wind speed. The gain curves shown in the function generators of Fig. 9 are only given as examples, as the actual gains will depend on many factors and cannot be precisely determined without an analysis of the specific design and components of the wind turbine.

Statt der Vorgabe der Regelverstärkungen in Abhängigkeit von der mittleren Windgeschwindigkeit, wie in Fig. 9, können die Regelverstärkungen in Abhängigkeit von einer angenommenen Windgeschwindigkeit vorgegeben werden, die eine Funktion des Blattanstellwinkels und des Wellendrehmoments ist. Eine dem entsprechende Imp!ementierung ir in Fig. 10 gezeigt, in welcher Signale, die den Istblattansteilwinkel ßA und das Wellendrehmoment Q auf den Leitungen 52 bzw. 64 (Fig. 1) darstellen, der Verstärkungsvorgabeeinrichtung 95 und darin einer;» Analog- oder Digitalgenerator 252 für eine bivariante Funktion zugeführt werden, in dem das Wellendrehmoment Q in Abhängigkeit von einer angenommenen Windgeschwindigkeit Vws für mehrere Rotorblattwinkel ßA variiert wird. Das Ausgangssignal des Funktionsgenerators 252, das die angenommene Windgeschwindigkeit Vws darstellt, erscheint auf der Leitung 260 und wird an die Funktionsgeneratoren 262, 264 angelegt, die die Regelverstärkungen KNP bzw. KqD auf den Leitungen 97Z> bzw. 97g vorgeben. Die anderen fünf Verstärkungsfunktionsgeneratoren, die in Fig. 9 gezeigt sind, sind in Fig. 10 der Einfachheit halber weggelassen worden. Auch die in den Funktionsgeneratoren von Fig. 10 gezeigten Kurven dienen lediglich zur Veranschaulichung, sie ähneln aber den in Fig. 9 gezeigten.Instead of specifying the control gains as a function of the mean wind speed, as in FIG. 9, the control gains can be specified as a function of an assumed wind speed which is a function of the blade angle of attack and the shaft torque. A corresponding implementation is shown in FIG. 10, in which signals which represent the actual blade pitch angle β A and the shaft torque Q on the lines 52 and 64 (FIG. 1), the gain setting device 95 and therein a; Analog or digital generator 252 are supplied for a bivariate function in which the shaft torque Q is varied as a function of an assumed wind speed V ws for several rotor blade angles β A. The output signal of the function generator 252, which represents the assumed wind speed V ws , appears on the line 260 and is applied to the function generators 262, 264, which specify the control gains K NP and Kq D on the lines 97Z> and 97g. The other five gain function generators shown in Fig. 9 have been omitted from Fig. 10 for the sake of simplicity. The curves shown in the function generators of FIG. 10 also serve only for the purpose of illustration, but they are similar to those shown in FIG. 9.

Es können auch andere Kombinationen der Windgeschwindigkeit, des Blattanstellwinkels und des Wellendrehmoments sowie andere Parameter zum Vorgeben der veränderlichen Regelverstärkungen benutzt werden. Die meisten bekannten Regelsysteme benutzen konstante Verstärkungen in den Regelkreisen, mit dem Aufkommen der preisgünstigen digitalen Mikrocomputer ist es aber einfach und billig geworden, in dem Regelsystem veränderliche Verstärkungen vorzusehen. Fig. 11 zeigt eine Modifizierung des BlattansteUwinkelreglers 46 von Fig. 13, in welcher die Rotordrehzahlvorgabeeinrichtung 88 durch eine Generatordrehzahlvorgabeeinrichtung 266 und die Drehmomentvorgabeeinrichtung 92 durch eine Generatorleistungsvorgabeeinrichtung 268 ersetzt worden ist. In der Generatordrehzahlvorgabeeinrichtung 266 wird die Istgeneratordrehzahl NG auf der Signalleitung 60 mit einer Sollgeneratordrehzahl NG REF, die in einem Block 269 erzeugt wird und auf einer Signalleitung 270 erscheint, verglichen, um ein Fehlersignal zu erzeugen, und PED-Regler mit veränderlichen Verstärkungen bind in der Generatordrehzahlvorgabeeinrichtung 266 in ähnlicher Weise, wie es mil Bezug auf Fig. 6 beschrieben worden ist, enthalten, um ein Generatordrehzr <ölattar»stellwinkelreferenzsignai β Vc auf einer Signaiieinr g 272 zu erzeugen. Die Überdrehzahlregelung erfolgt dadurch, daß zu dem Signal Nc REF ein Signal ANC REF addiert wird.It is also possible to use other combinations of the wind speed, the blade angle of attack and the shaft torque as well as other parameters for specifying the variable control gains. Most known control systems use constant gains in the control loops, but with the advent of inexpensive digital microcomputers it has become easy and cheap to provide variable gains in the control system. FIG. 11 shows a modification of the blade contact angle controller 46 from FIG. 13, in which the rotor speed setting device 88 has been replaced by a generator speed setting device 266 and the torque setting device 92 has been replaced by a generator power setting device 268. In the generator speed setting device 266, the actual generator speed N G on the signal line 60 is compared with a setpoint generator speed N G REF, which is generated in a block 269 and appears on a signal line 270, in order to generate an error signal, and PED controller with variable gains bind in the generator rotational speed setting means 266 in a similar manner as has been described mil reference to FIG. 6, contained a Generatordrehzr <ölattar "stellwinkelreferenzsignai β V c g on a Signaiieinr to generate 272nd The overspeed control takes place in that a signal AN C REF is added to the signal N c REF.

das in einem Block 273 erzeugt wird und auf einer Leiturg 274 erscheint, wenn der Synchrongenerator 26 zugeschaltet ist. Die Integratornachführung wird ebenfalls so wie in Fig. 6 unter Verwendung des Referenzblattanstellwinkelsignals ßR auf der Leitung 128 vorgenommen. Die Eingangssignale für d*e veränderlichen Verstärkungen an dem Block 266 sind nicht gezeigt.which is generated in a block 273 and appears on a Leiturg 274 when the synchronous generator 26 is connected. The integrator tracking is also carried out as in FIG. 6 using the reference blade angle of attack signal β R on the line 128. The input signals for the variable gains to block 266 are not shown.

Die Generatorleistungsvorgabeeinrichtung, die in dem Block 268 in Fig. 11 gezeigt ist, gleicht in ihrer Betriebsweise der Drehmomentvorgabeeinrichtung 92 von Fig. 8. Die elektrische Ausgangsleistung P0 des Synchrongenerators 26 auf der Leitung 66 in Fig. 1 (öder statt dessen nur der Ausgangsstrorn) wird mit einem Generatorsolleistungs- oder Generatorleistungsreferenzsignal Pc REF verglichen, das in einet! Block 279 erzeugt wird und auf einer Leitung 280 erscheint (oder statt dessen mit einem Generatorsollstrom- oder Generatorstromreferenzsignal), um ein Fehlersignal zu erzeugen, und PID-Regler, veränderliche Verstärkungen und eine Integfatornachführung sind ähnlich wie bei der Regelung von Fig. 8 vorgesehen, um ein Generatorleistungs- (oder Strom-)BlattanstellwinkeIreferenzsignal ßP auf einer Leitung 282 zu erzeugen. Das Addieren des Windvorwegnahmeregelungsblattanstellwinkelreferenzsignals βΑΝτ zu den ReferenzsignalenThe mode of operation of the generator power setting device, which is shown in block 268 in FIG. 11, resembles the torque setting device 92 of FIG. 8. The electrical output power P 0 of the synchronous generator 26 on line 66 in FIG ) is compared with a generator nominal power or generator power reference signal P c REF , which in one! Block 279 is generated and appears on line 280 (or with a generator set current or generator current reference signal instead) to generate an error signal, and PID controllers, variable gains, and integrator tracking are provided similar to the control of FIG. 8, to generate a generator power (or current) blade pitch reference signal β P on line 282. Adding the wind anticipation control blade pitch reference signal β ΑΝτ to the reference signals

so ßNG und ßP und die Verwendung einer Umschaltung, um die Generatcrleistungsvorgabeeinrichtung 268 in das System nur dann einzuschalten, wenn der Generator 26 zugeschaltet ist, können in der oben beschriebeaer. Weise implementiert werden.so ß NG and ß P and the use of a switch to switch the generator power setting device 268 into the system only when the generator 26 is switched on, can be described in the above. Way to be implemented.

In Fällen, in denen mehr elektrische Leistung benötigt wird als durch eine einzige Windturbine geliefert werden kann, können mehrere Windturbinen parallel angeordnet werden, wobei aber die betreffenden Synchrongeneratoren dieselbe elektrische Frequenz und Phase erzeugen müssen. Das Intrittkommen erfolgt aber nicht durch Verändern der Größe der erzeugten Spannungen, wie bei der Gleichspannungseizeugung, sondern durch Verändern der Eingangsleistung der Windturbinen durch Vorgeben des Rotorblattanstellwinkeis. In cases where more electrical power is required than is supplied by a single wind turbine several wind turbines can be arranged in parallel, but the relevant synchronous generators must generate the same electrical frequency and phase. Entry takes place but not by changing the magnitude of the voltages generated, as is the case with DC voltage generation, but by changing the input power of the wind turbines by specifying the rotor blade angle of attack.

Der Betrieb des Regelsystems ist hauptsächlich unter Bezugnahme auf Blockdiagramme und Funktionsgeneratoren oder spezielle Beschreibungen des Auf baus der-The operation of the control system is primarily with reference to block diagrams and function generators or special descriptions of the structure of the

selben beschrieben worden. Es ist klar, daß das Regelsystem vollständig im Analogformat aufgebaut werden kann, wobei die auf den verschiedenen Leitungen erscheinenden Signale Spannungspegel sind. Es ist jedoch außerdem klar, daß die bevorzugte Implementierung des Regelsystems digital ist, wobei vorhandene Mikroprozessoren und/oder Digitalcomputer zum Ausführen der notwendigen Steuerfunktionen benutzt werden. In der digitalen Ausführungsform kann die Umwandlung der abgefühlten Parametersignale aus dem Analogformat ins Digitalformat und die Rückumwandiung der Steilantriebssteuersignale aus dem Digitalformat ins Analogformat erforderlich sein.same has been described. It is clear that the control system will be built entirely in analog format where the signals appearing on the various lines are voltage levels. It is however, it should also be understood that the preferred implementation of the control system is digital, with existing ones Microprocessors and / or digital computers can be used to carry out the necessary control functions. In the digital embodiment, the conversion of the sensed parameter signals can be made from the analog format to the digital format and the reverse conversion the steep drive control signals from digital format to analog format may be required.

1010

Hierzu 6 Blatt ZeichnungenIn addition 6 sheets of drawings

1515th

2020th

2525th

3030th

3535

4040

4545

5050

5555

6060

Claims (14)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Windturbinenregelsystem mit einem durch die Windturbine angetriebenen Generator (26), wobei die Windturbine einen Rotor mit mehreren Blättern (10) mit verstellbarem Anstellwinkel hat, mit einem Anstellwinkelstellantrieb (44) zum Einstellen der Rotorblätter, mit einer Einrichtung (54, 58, 62) zum Messen einer Betriebsvariablen (N& NG, Q) des Generators und zum Erzeugen eines diese darstellenden ersten Signals und mit einer Einrichtung (78) zum Messen der Windgeschwindigkeit und zum Erzeugen eines diese anzeigenden zweiten Signals OV4), gekennzeichnet durch wenigstens eine Vorgabeeinrichtung (88, 92), die auf das erste und das zweite Signal anspricht und in Abhängigkeit von denselben ein Blattanstellwiakelreferenzsignal N, ße> βώ erzeugt, durch eine Einrichtung (50) zum Abfühlen des Istanstellwinkels der Rotorblätter (10) und zum Ertragen eines diesen darstellenden dritten Signals A) und durch eine Vergleichseinrichtung (126) zum Vergleichen des Blattanstellwinkelreferenzsignals (ßR) mit dem dritten Signal A) und zum Erzeugen eines Blattanstellwinkelfehlersignals E), das an den Anstellwinkelstellantrieb (44) angelegt wird.1. Wind turbine control system with a generator (26) driven by the wind turbine, the wind turbine having a rotor with several blades (10) with an adjustable pitch angle, with a pitch angle actuator (44) for adjusting the rotor blades, with a device (54, 58, 62 ) for measuring an operating variable (N & N G , Q) of the generator and for generating a first signal representing this and with a device (78) for measuring the wind speed and for generating a second signal OV 4 ) indicating this, characterized by at least one default device (88, 92), which is responsive to the first and the second signal and in dependence on the same a blade pitch angle reference signal (ß N , ße> βώ generated by means (50) for sensing the actual pitch angle of the rotor blades (10) and for bearing one this representing third signal A ) and by a comparison device (126) for comparing the blade pitch reference ignals (ßR) with the third signal A ) and for generating a blade pitch angle error signal (ß E ), which is applied to the pitch angle actuator (44). 2. Regelsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorgabeeinrichtung enthält: eine Einrichtung (67, 69, 71) zum Erzeugen eines Referenzsignals (ANR REF, NR REF, Q REF) für die Betrie^svariable, eine Einrichtung (131,188) zum Vergleichen des ersten Signals mit dem Referenzsignal für die BetriebsvariiiOle und zum Erzeugen eines Betriebsvariable-Fehlersignals, das zu der Differenz zwischen denselben puportional ist, und eine Signalbehandlungseinrichtung (102, 110, 236, 237) zum Modifizieren des Betriebsvariable-Fehlersignals als eine Funktion des zweiten Signals (VWA), um das Blattanstellwinkelreferenzsignal N, ßQ) zu erzeugen.2. Control system according to claim 1, characterized in that the specification device contains: a device (67, 69, 71) for generating a reference signal (AN R REF, N R REF, Q REF) for the operational variable, a device (131, 188 ) for comparing the first signal with the reference signal for the operating variable and for generating an operating variable error signal which is proportional to the difference therebetween, and signal treatment means (102, 110, 236, 237) for modifying the operating variable error signal as a function of the second signal (V WA ) in order to generate the blade pitch angle reference signal (β N , β Q ). 3. Regelsystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalbehandlungseinrichtung enthält: eine erste Multiplizierschaltung (146), die aus dem Betriebsvariable-Fehlersignal ein Proportionalregelsignal als eine Funktion des zweiten Signals (VWA) erzeugt, eine zweite Multiplizierschaltung (152) und einen Integrator (162), die aus dem Betriebsvariable-Fehlersignal ein Integralregelsignal als eine Funktion des zweiten Signals (VWA) erzeugen, eine dritte Multiplizierschaltung (174) und eine Differenzierschaltung (180), die aus dem Betriebsvariable-Fehlersignal ein Differentialregelsignal als eine Funktion des zweiten Signals (VWA) erzeugen, und eine Einrichtung (150,184) zum Verknüpfen der Proportional-, Integral- und Differentialregelsignale.3. Control system according to claim 2, characterized in that the signal handling means includes: a first multiplier circuit (146) which generates a proportional control signal as a function of the second signal (V WA ) from the operating variable error signal, a second multiplier circuit (152) and a Integrator (162) which generate an integral control signal as a function of the second signal (V WA ) from the operating variable error signal, a third multiplier circuit (174) and a differentiating circuit (180) which converts the operating variable error signal into a differential control signal as a function of the generate second signal (V WA ) , and means (150,184) for combining the proportional, integral and differential control signals. 4. Regelsystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkung der ersten, der zweiten und der dritten Multiplizierschaltung (146, 152, 174) jeweils als eine Funktion des zweiten Signals (VWA) veränderlich sind (Fig. 9).4. Control system according to claim 3, characterized in that the gain of the first, the second and the third multiplier circuit (146, 152, 174) are each variable as a function of the second signal (V WA ) (Fig. 9). 5. Regelsystem nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (134) zum Erzeugen eines Änderungsgeschwindigkeitssignals, das die Änderungsgeschwindigkeit des ersten Signals angibt, durch eine vierte Multipiizierschaltung (138) zum Modifizieren des Änderungsgeschwindigkeitssignals in Abhängigkeit von dem zweiten Signal (VWA) und durch eine Einrichtung (130) zum Verknüpfen des modifizierten Änderungsgeschwindigkeitssignals mit dem Berriebsvariable-Fehlersignal.5. Control system according to claim 4, characterized by means (134) for generating a rate of change signal indicating the rate of change of the first signal by a fourth multiplying circuit (138) for modifying the rate of change signal in dependence on the second signal (V WA ) and by means (130) for combining the modified rate of change signal with the operating variable error signal. 6. Regelsystem nach einem der Ansprüche 3 bis 5, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (166) zum Vergleichen des Integralregelsignals mit dem Blattanstellwinkelreferenzsignal R), um daraus ein IntegTElfehlersignal zu erzeugen, durch eine Nachführeinrichtung (170) mit einer toten Zone, die das Integralfehlersignal empfängt und es dämpft, wenn das Integralfehlersignal außerhalb eines durch die tote Zone festgelegten vorgewählten Bereichs liegt, und das Integralfehlersignal ohne Dämpfung durchläßt, wenn es innerhalb des vorgewählten Bereichs liegt, und durch eine Einriaitung (158), die das Ausgangssignal der Nachführeinrichtung (170) und das Eingangssignal des Integrators (162) addiert, um dadurch das Integralregelsignal innerhalb einer bestimmten Beziehung zu dem BlattansteUVinkelreferenzsignal R) zu halten, die durch die tote Zone festgelegt ist.6. Control system according to one of claims 3 to 5, characterized by a device (166) for comparing the integral control signal with the blade pitch angle reference signal (ß R ) to generate an IntegTElfehlersignal therefrom, by a tracking device (170) with a dead zone, which Receives the integral error signal and attenuates it if the integral error signal is outside a preselected range determined by the dead zone, and passes the integral error signal without attenuation if it is within the preselected range, and by a device (158) which the output signal of the tracking device (170 ) and adding the input signal of the integrator (162), thereby to keep the integral control signal within a certain relationship to the blade angle reference signal (β R ) which is determined by the dead zone. 7 Regelsystem nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch eine Beschleunigungsvorgabeeinrichtung (86), die für die Beschleunigungsphase des Roptors ein Minimalblattanstellwinkelfrequenzsignal s relativ zu dem Blattanstellwinkel, bei welchem die Blätter (10) auf volle Leistung eingestellt sind, erzeugt.7 Control system according to claim 6, characterized by an acceleration setting device (86) which generates a minimum blade pitch angle frequency signal (ß s relative to the blade pitch angle at which the blades (10) are set to full power for the acceleration phase of the roptor. 8. Regelsystem nach Anspruch 6 oder 7, gekennzeichnet durch eine Verzögerungsvorgabeeinrichtung (94), die für die Verzögerungsphase des Rotors ein Maximalblattanstellwinkelreferenzsignal D) relativ zu dem Blattanstellwinkel, bei welchem die Blätter (10) auf volle Leistung eingestellt sind, erzeugt. 8. Control system according to claim 6 or 7, characterized by a delay setting device (94) which generates a maximum blade pitch reference signal (ß D ) relative to the blade pitch at which the blades (10) are set to full power for the delay phase of the rotor. 9. Regelsystem nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch eine Signalauswähleinrichtung (98, 122). die die Blattanstellwinkelreferenzsignale empfängt und eines der Blattanstellwinkelreferenzsignale auswählt, wobei die Vergleichseinrichtung (126) das ausgewählte Blattanstellwuikelrv. fcrenzsignal R) mit dem dritten Signal A) vergleicht, um das Blattanstellwinkelfehlersignal E) zu erzeugen.9. Control system according to claim 7, characterized by a signal selection device (98, 122). which receives the blade pitch reference signals and selects one of the blade pitch reference signals, wherein the comparing means (126) the selected blade pitch roll. compares fcrenzsignal R ) with the third signal A ) in order to generate the blade pitch error signal (ß E ). 10. Regelsystem nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalauswähleinrichtung (98,122) eine Größtwertwählschaltung (98) enthält, die das Blattanstellwinkelreferenzsignal N, ßQ) und das Minimalblattanstellwinkelreferenzsignal s) empfängt und dasjenige Referenzsignal durchläßt, welches den größten Blattanstellwinkel festlegt.10. Control system according to claim 9, characterized in that the signal selection device (98,122) contains a maximum value selection circuit (98) which receives the blade pitch angle reference signal (ß N , ß Q ) and the minimum blade pitch angle reference signal (ß s ) and lets through that reference signal which has the greatest blade pitch angle specifies. 11. Regelsystem nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalauswähleinrichtung (98, 122) eine Kleinstwertwählschaltung (122) enthält, die das durch Größtwählschaltung (98) durchgelassene Blattanstellwinkelreferenzsignal und das Maximalblattanstellwinkelreferenzsignal D) empfängt und dasjenige Referenzsignal R) durchläßt, welches den kleinsten Blattanstellwinkel festlegt.11. Control system according to claim 10, characterized in that the signal selection device (98, 122) contains a minimum value selection circuit (122) which receives the blade pitch angle reference signal and the maximum blade pitch angle reference signal (ß D ) passed by the largest selection circuit (98) and passes that reference signal (ß R ) , which determines the smallest blade angle. 12. Regelsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 11, gekennzeichnet durch ein» Windvorwegnahmevorgabeeinrichtung (90), die auf Änderungen der Windgeschwindigkeit anspricht und in Abhängigkeit davon ein Vorwegnahmeblattanstellwinkelreferenzsignal ΑΝΊ) erzeugt, das eine Addiereinrichtung (102, 110) zu dem Blattanstellwinkelreferenzsignal N, ßQ) addiert.12. Control system according to one of claims 1 to 11, characterized by a »wind anticipation preset device (90) which responds to changes in the wind speed and, as a function thereof, generates an anticipatory leaf pitch angle reference signal {β ΑΝΊ) which is an adding device (102, 110) to the blade pitch angle reference signal ( ß N , ß Q ) added. 13. Regelsystem nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (90) zum Erzeugen des Vorwegnahmeblattanstellwinkelrefe-13. Control system according to claim 12, characterized in that the device (90) for Generate the anticipatory sheet pitch reference renzsignals 03AÄrr) eine Einrichtung (236) enthält, die auf die Windgeschwindigkeit anspricht und ein SoIlblattanstellwinkelvorwegnahmesignal vorgibt, und eine Differenziereinrichtung (237), die das Sollblattanstellwinkelvorwegnahmesignal empfängt und daraus das Vorwegnahmeblattanstellwinkelreferenzsignal {βΑπτ) als eine Funktion von dessen Änderungsgeschwindigkeit erzeugt. renzsignals 03 AÄrr ) contains a device (236) which responds to the wind speed and specifies a target blade pitch angle anticipation signal, and a differentiating device (237) which receives the target blade pitch angle anticipation signal and therefrom generates the anticipatory blade pitch angle reference signal {βΑπτ) as a function of its rate of change. 14. Regelsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei d^r Generator ein mit einem Stromversorgungsnetz verbundener Synchrongenerator ist, gekennzeichnet durch zwei Vorgabeeinrichtungen (88,92), die auf eine erste bzw. zweite Betriebsvariable (Nr, Q) und auf das die Windgeschwindigkeit anzeigende zweite Signal ansprechen und ein erstes bzw. zweites Blattanstellwinkelreferenzsignal N, ßo) erzeugen, und durch eine weitere Signalauswähleinrichtung (234), die beide Blattanstellwinkelreferenzsignale empfängt und das erste Blattanstellwinkelreferenzsignal auswählt, wenn der Synchrongenerator (26) nicht mit dem Netz synchronisiert ist, und das zweite BlattansieUwinkelreferenz-sigtial, wenn der Synchrongenerator (26) mit dem Ne*.· synchron ist, wobei die Vergleichseinrichtung (126) das ausgewählte Blattanstellwinkelreferenzsignal mit dem dritten Signal A) vergleicht, um das Blattanstellwinkelfehlersignal E) zu erzeugen.14. Control system according to one of claims 1 to 14, wherein the generator is a synchronous generator connected to a power supply network, characterized by two setting devices (88,92) which are based on a first or second operating variable (Nr, Q) and on the responding to the wind speed indicating second signal and a first and second blade pitch angle reference signal (ß N , ßo) , and by a further signal selection device (234) which receives both blade pitch angle reference signals and selects the first blade pitch angle reference signal when the synchronous generator (26) is not connected to the network is synchronized, and the second BlattansieUwinkelreferenz-sigtial when the synchronous generator (26) with the Ne · is synchronous. *, wherein the comparison means (126) compares the selected Blattanstellwinkelreferenzsignal with the third signal (Q A), ß to the Blattanstellwinkelfehlersignal (e ) to generate.
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