DK2803853T3 - Dæmpning af vindmølletårnsvingninger ved anvendelse af gyroskopiske kræfter - Google Patents

Dæmpning af vindmølletårnsvingninger ved anvendelse af gyroskopiske kræfter Download PDF

Info

Publication number
DK2803853T3
DK2803853T3 DK13168207.2T DK13168207T DK2803853T3 DK 2803853 T3 DK2803853 T3 DK 2803853T3 DK 13168207 T DK13168207 T DK 13168207T DK 2803853 T3 DK2803853 T3 DK 2803853T3
Authority
DK
Denmark
Prior art keywords
tower
wind turbine
rotor
movement
curvature
Prior art date
Application number
DK13168207.2T
Other languages
English (en)
Inventor
Thomas Esbensen
Gustav Hoegh
Kristian Holm-Joergensen
Original Assignee
Siemens Ag
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens Ag filed Critical Siemens Ag
Application granted granted Critical
Publication of DK2803853T3 publication Critical patent/DK2803853T3/da

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D7/00—Controlling wind motors 
    • F03D7/02—Controlling wind motors  the wind motors having rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor
    • F03D7/0296—Controlling wind motors  the wind motors having rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor to prevent, counteract or reduce noise emissions
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D7/00—Controlling wind motors 
    • F03D7/02—Controlling wind motors  the wind motors having rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor
    • F03D7/0204—Controlling wind motors  the wind motors having rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor for orientation in relation to wind direction
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D9/00—Adaptations of wind motors for special use; Combinations of wind motors with apparatus driven thereby; Wind motors specially adapted for installation in particular locations
    • F03D9/20—Wind motors characterised by the driven apparatus
    • F03D9/25—Wind motors characterised by the driven apparatus the apparatus being an electrical generator
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D7/00—Controlling wind motors 
    • F03D7/02—Controlling wind motors  the wind motors having rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor
    • F03D7/028—Controlling wind motors  the wind motors having rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor controlling wind motor output power
    • F03D7/0292—Controlling wind motors  the wind motors having rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor controlling wind motor output power to reduce fatigue
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2260/00—Function
    • F05B2260/96—Preventing, counteracting or reducing vibration or noise
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2270/00—Control
    • F05B2270/10—Purpose of the control system
    • F05B2270/109—Purpose of the control system to prolong engine life
    • F05B2270/1095—Purpose of the control system to prolong engine life by limiting mechanical stresses
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2270/00—Control
    • F05B2270/30—Control parameters, e.g. input parameters
    • F05B2270/332—Maximum loads or fatigue criteria
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70—Wind energy
    • Y02E10/72—Wind turbines with rotation axis in wind direction

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Wind Motors (AREA)

Claims (9)

1. Fremgangsmåde til dæmpning af en svingende bevægelse af den øverste del af et tårn (120) af en vindmølle (100), hvilken fremgangsmåde omfatter rotation af en rotor (110), som er roterbart forbundet med en nacelle (122) af vindmøllen (100), med en rotationshastighed og krøjning nacellen (122) af vindmøllen (100) om en akse, som flugter med længdeaksen af tårnet (120), med en krøjningshastighed, hvor en krøjningsbevægelse, som er tilordnet krøjningen af nacellen (122), koordineres med den svingende bevægelse på en sådan måde, at et gyro-skopisk drejningsmoment, som skyldes (i) rotation af rotoren (110) og (ii) krøjning af rotoren (110), dæmper den svingende bevægelse af den øverste del af tårnet (120).
2. Fremgangsmåde ifølge det foregående krav, yderligere omfattende måling af en bevægelse af tårnet (120) og bestemmelse af den svingende bevægelse af den øverste del af tårnet (120) baseret på den målte bevægelse af tårnet (120).
3. Fremgangsmåde ifølge et af de foregående krav, hvorved den svingende bevægelse af den øverste del af tårnet (120) af vindmøllen (100) har en periodisk tidsafhængighed, og tegnet på den svingende bevægelse ændres periodisk, og krøjningsbevægelsen har en periodisk tidsafhængighed, og retningen af krøjningen af rotoren (110) ændres periodisk, således at det resulterende gyroskopiske drejningsmoment har en periodisk tidsafhængighed, og tegnet på det gyroskopiske drejningsmoment ændres periodisk.
4. Fremgangsmåde ifølge det foregående krav, hvorved den periodiske tidsafhængighed af den svingende bevægelse af den øverste del af tårnet (120) er i det mindste tilnærmelsesvist sinusformet, og den periodiske tidsafhængighed af krøjningsbevægelsen og det resulterende gyroskopiske drejningsmoment er i det mindste tilnærmelsesvist sinusformet.
5. Fremgangsmåde ifølge det foregående krav, hvorved (a) den periodiske tidsafhængighed af krøjningsmomentet og (b) den periodiske tidsafhængighed af den svingende bevægelse er i modfa-sethed i forhold til hinanden.
6. Fremgangsmåde ifølge et af de foregående krav, hvorved krøjning af nacellen (122) af vindmøllen (100) udføres for at justere rotationsaksen (110a) af rotoren (110) i det mindste tilnærmelsesvist efter en faktisk retning af en vind, som driver vindmøllen (100), hvor krøjningsaktiviteten er tidskoordineret med en periodisk forude- og agterude-bevægelse af den øverste del af tårnet (120).
7. Styreindretning til dæmpning af en svingende bevægelse af den øverste del af et tårn (120) af en vindmølle (100), hvilken styreindretning (160) omfatter en behandlingsenhed (160), som er indrettet til at koordinere (i) en krøjningsbevægelse, som er tilordnet en krøjning af en nacelle (122) af vindmøllen (100), med en krøjningshastighed om aksen, som flugter med længdeaksen af tårnet (120), med (ii) den svingende bevægelse af den øverste del af tårnet (120) på en sådan måde, at et gyroskopisk drejningsmoment, der skyldes (a) rotation af rotoren (110) med en rotationshastighed og (b) krøjningen af rotoren (110), dæmper den svingende bevægelse af den øverste del af tårnet (120).
8. Vindmølle til frembringelse af elektrisk energi, hvilken vindmølle (100) omfatter en rotor (110) med mindst en vinge (114), hvor rotoren (110) er roterbar om en rotationsakse (110a), og den i det mindste ene vinge (114) strækker sig radialt i forhold til rotationsaksen (110a), en generator (128), som er mekanisk tilkoblet rotoren (110), og en styreindretning (160) ifølge det foregående krav.
9. Computerprogram til dæmpning af en svingende bevægelse af den øverste del af et tårn (120) af en vindmølle (100), hvilket computerprogram, når det udføres af en dataprocessor, er tilpasset til at styre og/eller gennemføre fremgangsmåden ifølge et af krav 1 til 7.
DK13168207.2T 2013-05-17 2013-05-17 Dæmpning af vindmølletårnsvingninger ved anvendelse af gyroskopiske kræfter DK2803853T3 (da)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP13168207.2A EP2803853B1 (en) 2013-05-17 2013-05-17 Damping wind turbine tower oscillations using gyroscopic forces

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DK2803853T3 true DK2803853T3 (da) 2015-12-14

Family

ID=48463796

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DK13168207.2T DK2803853T3 (da) 2013-05-17 2013-05-17 Dæmpning af vindmølletårnsvingninger ved anvendelse af gyroskopiske kræfter

Country Status (4)

Country Link
US (1) US9347431B2 (da)
EP (1) EP2803853B1 (da)
CN (1) CN104165126A (da)
DK (1) DK2803853T3 (da)

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20150076822A1 (en) * 2013-09-13 2015-03-19 Justin Creaby Damping an oscillatory movement of a nacelle of a wind turbine
CN104632526B (zh) * 2015-02-06 2017-12-15 沈阳华创风能有限公司 基于变频器有效阻尼的偏航系统及偏航方法
DK201570134A1 (en) * 2015-03-10 2016-02-01 Vestas Wind Sys As Dynamic range control for wind turbine damping system
CN109642542B (zh) * 2016-06-30 2021-04-20 维斯塔斯风力系统集团公司 用于风力涡轮机的诊断系统和方法
WO2018095496A1 (en) * 2016-11-24 2018-05-31 Vestas Wind Systems A/S Improvements relating to wind turbines having blades equipped with boundary layer control system
CN111712632B (zh) * 2017-12-14 2023-04-25 维斯塔斯风力系统集团公司 风力涡轮机电力生产中的塔架阻尼
DE102018005134A1 (de) 2018-06-28 2020-01-02 Senvion Gmbh Verfahren und Steuerung zum Betreiben einer Windenergieanlage
US11635062B2 (en) 2018-11-07 2023-04-25 General Electric Renovables Espana, S.L. Wind turbine and method to determine modal characteristics of the wind turbine in a continuous manner
EP3887673B1 (en) * 2018-11-27 2023-08-02 Vestas Wind Systems A/S Active yaw mitigation of wind induced vibrations
WO2020108716A1 (en) * 2018-11-27 2020-06-04 Vestas Wind Systems A/S Nacelle yaw tool for active yaw mitigation of wind induced vibrations
CN111219294B (zh) * 2018-11-27 2022-04-12 维斯塔斯风力系统集团公司 风致振动的主动偏航缓解
EP3667074A1 (en) * 2018-12-13 2020-06-17 Siemens Gamesa Renewable Energy A/S Device and method of damping front and backward movements of a tower of a wind turbine
ES2929127T3 (es) * 2018-12-18 2022-11-25 Vestas Wind Sys As Control de movimiento vibratorio de lado a lado y de proa a popa de un aerogenerador
US11208986B2 (en) 2019-06-27 2021-12-28 Uptake Technologies, Inc. Computer system and method for detecting irregular yaw activity at a wind turbine
US10975841B2 (en) * 2019-08-02 2021-04-13 Uptake Technologies, Inc. Computer system and method for detecting rotor imbalance at a wind turbine
US11460002B2 (en) * 2019-10-28 2022-10-04 Siemens Gamesa Renewable Energy A/S Blade vibration suppression system for a wind turbine and associated method

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4420692A (en) * 1982-04-02 1983-12-13 United Technologies Corporation Motion responsive wind turbine tower damping
US4435647A (en) * 1982-04-02 1984-03-06 United Technologies Corporation Predicted motion wind turbine tower damping
DE29715249U1 (de) * 1997-08-25 1998-12-24 Institut für Solare Energieversorgungstechnik Verein an der Universität Gesamthochschule Kassel eV, 34119 Kassel Windenergieanlage
JP4814644B2 (ja) * 2006-02-01 2011-11-16 富士重工業株式会社 風力発電装置
US7942629B2 (en) * 2008-04-22 2011-05-17 General Electric Company Systems and methods involving wind turbine towers for power applications
DK2146093T3 (da) 2008-07-16 2012-01-02 Siemens Ag Fremgangsmåde og indretning til dæmpning af tårnsvingninger
SE535044C2 (sv) * 2009-03-05 2012-03-27 Ge Wind Energy Norway As Girsystem för ett vindkraftverk
DE102010023887A1 (de) * 2010-06-15 2011-12-15 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Verhinderung einer Querschwingung einer Windenergieanlage
EP2420806A1 (en) * 2010-08-20 2012-02-22 Siemens Aktiengesellschaft Method and device for determining a phase value of a phase associated with an oscillatory tower movement of a tower of a wind turbine and method of operating a wind turbine
EP2489872B1 (en) * 2011-02-15 2013-03-20 SSB Wind Systems GmbH & Co. KG Blade load reduction for wind turbine
US9644606B2 (en) * 2012-06-29 2017-05-09 General Electric Company Systems and methods to reduce tower oscillations in a wind turbine
EP2685093B1 (en) * 2012-07-10 2016-06-29 Alstom Wind, S.L.U. Wind turbine stabilization
US20150076822A1 (en) * 2013-09-13 2015-03-19 Justin Creaby Damping an oscillatory movement of a nacelle of a wind turbine

Also Published As

Publication number Publication date
US9347431B2 (en) 2016-05-24
US20140339827A1 (en) 2014-11-20
CN104165126A (zh) 2014-11-26
EP2803853B1 (en) 2015-09-02
EP2803853A1 (en) 2014-11-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DK2803853T3 (da) Dæmpning af vindmølletårnsvingninger ved anvendelse af gyroskopiske kræfter
EP3601789B1 (en) System and method to manage torsional oscillation of a wind turbine tower
US10294923B2 (en) Damping oscillations in a wind turbine
WO2015086023A1 (en) Counteracting tower oscillations of an idling wind turbine
EP2489872B1 (en) Blade load reduction for wind turbine
EP2679810B1 (en) Systems and method to reduce tower oscillations in a wind turbine
US20120257967A1 (en) Method and controller for generating a blade pitch angle control signal and wind turbine comprising the controller
US9523352B2 (en) Methods and systems for alleviating the loads generated in wind turbines by wind asymmetries
US9261080B2 (en) Method for reducing vibrations of a wind turbine and control system for reducing vibrations
EP3821125B1 (en) Method and system for controlling a wind turbine to reduce nacelle vibration
JP5443629B1 (ja) 洋上風力発電装置および風力タービン制御装置
JP5881631B2 (ja) 風力発電装置、風力発電装置の制御装置及び制御方法
DK2426352T3 (da) Fremgangsmåde til regulering af omdrejningstallet i et vindenergianlæg
US10415548B2 (en) Active promotion of wind turbine tower oscillations
WO2009010059A2 (en) Control of rotor during a stop process of a wind turbine
DK2851560T3 (da) Dæmpning af en svingningsbevægelse af en nacelle af en vindmølle
WO2019042515A1 (en) TORSION VIBRATION DAMPING IN A MULTI-ROTOR WIND TURBINE
EP2574775B1 (en) Method of operating a pitch system of a wind turbine considering tower movement and pitch blade bearing lubrication
KR20170054828A (ko) 풍력발전기 타워의 진동저감 제어시스템
JP2024512013A (ja) 浮体式風力タービンの動作を制御する方法および装置
EP4077918A1 (en) Damping control of a wind turbine with hinged blades