ES2411355T5 - Restriction of power of wind turbines - Google Patents

Restriction of power of wind turbines Download PDF

Info

Publication number
ES2411355T5
ES2411355T5 ES09772348T ES09772348T ES2411355T5 ES 2411355 T5 ES2411355 T5 ES 2411355T5 ES 09772348 T ES09772348 T ES 09772348T ES 09772348 T ES09772348 T ES 09772348T ES 2411355 T5 ES2411355 T5 ES 2411355T5
Authority
ES
Spain
Prior art keywords
level
wind turbine
restriction
available
wind
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Active
Application number
ES09772348T
Other languages
English (en)
Other versions
ES2411355T3 (es
Inventor
Anders Nyborg
Søren Dalsgaard
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Vestas Wind Systems AS
Original Assignee
Vestas Wind Systems AS
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
Family has litigation
Priority to US13369308P priority Critical
Priority to DK200800901 priority
Priority to US133693P priority
Priority to DKPA200800901 priority
Application filed by Vestas Wind Systems AS filed Critical Vestas Wind Systems AS
Priority to PCT/EP2009/057801 priority patent/WO2010000648A2/en
Publication of ES2411355T3 publication Critical patent/ES2411355T3/es
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=41466366&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=ES2411355(T5) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application granted granted Critical
Publication of ES2411355T5 publication Critical patent/ES2411355T5/es
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03DWIND MOTORS
    • F03D7/00Controlling wind motors
    • F03D7/02Controlling wind motors the wind motors having rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor
    • F03D7/028Controlling motor output power
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03DWIND MOTORS
    • F03D7/00Controlling wind motors
    • F03D7/02Controlling wind motors the wind motors having rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor
    • F03D7/022Adjusting aerodynamic properties of the blades
    • F03D7/0224Adjusting blade pitch
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03DWIND MOTORS
    • F03D7/00Controlling wind motors
    • F03D7/02Controlling wind motors the wind motors having rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor
    • F03D7/04Automatic control; Regulation
    • F03D7/042Automatic control; Regulation by means of an electrical or electronic controller
    • F03D7/048Controlling wind farms
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05BINDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2260/00Function
    • F05B2260/70Adjusting of angle of incidence or attack of rotating blades
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05BINDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2260/00Function
    • F05B2260/84Modelling or simulation
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05BINDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2270/00Control
    • F05B2270/10Purpose of the control system
    • F05B2270/103Purpose of the control system to affect the output of the engine
    • F05B2270/1033Power (if explicitly mentioned)
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70Wind energy
    • Y02E10/72Wind turbines with rotation axis in wind direction

Description

DESCRIPCIONDESCRIPTION
Restriccion de potencia de turbinas eolicasRestriction of power of wind turbines
Campo de la invencionField of the invention
La presente invencion se refiere a la restriccion de potencia de turbinas eolicas o de parques eolicos. En particular, la presente invencion se refiere a un procedimiento y a una instalacion de turbinas eolicas que se puede hacer funcionar en un modo de funcionamiento de potencia restringida. Aplicando restriccion de potencia de instalaciones de turbinas eolicas se pueden satisfacer demandas de codigo de red con respecto a un control de frecuencia de red rapido y eficaz.The present invention relates to the power restriction of wind turbines or wind parks. In particular, the present invention relates to a wind turbine installation and process that can be operated in a restricted power operation mode. By applying power restriction of wind turbine installations, network code demands can be met with respect to fast and efficient network frequency control.
Antecedentes de la invencionBackground of the invention
Al hacer funcionar una turbina eolica o un parque eolico se pretende obtener un rendimiento maximo del capital invertido en ella/el. A fin de cumplir con esto, los sistemas de control de turbinas eolicas estan configurados para maximizar la potencia de salida.When operating a wind turbine or a wind farm it is intended to obtain a maximum return on the capital invested in it. In order to comply with this, the wind turbine control systems are configured to maximize the output power.
Una forma de controlar el rendimiento de una turbina eolica es cabecear las palas del rotor de la turbina eolica. Tal cabeceo de las palas del rotor puede estar gestionado, por ejemplo, por un sistema de cabeceo de las palas de accionamiento electrico o hidraulico.One way to control the performance of a wind turbine is to pitch the rotor blades of the wind turbine. Such pitch of the rotor blades can be managed, for example, by a pitch system of the electric or hydraulic drive blades.
Los modos de funcionamiento de una turbina eolica se pueden dividir en dos partes:The operating modes of a wind turbine can be divided into two parts:
1. funcionamiento a carga parcial para velocidades del viento entre unos pocos m/s y la velocidad nominal del viento, y1. partial load operation for wind speeds between a few m / s and the nominal wind speed, and
2. funcionamiento a plena carga para velocidades del viento entre la velocidad nominal del viento y la velocidad del viento de parada.2. full load operation for wind speeds between the nominal wind speed and the stop wind speed.
Se sabe que controlar el cabeceo de las palas del rotor proporciona medios eficaces para controlar el rendimiento de la turbina eolica en el funcionamiento a la velocidad nominal del viento con el fin de mantener la velocidad del rotor de la turbina eolica lo mas constante posible en torno a una velocidad nominal del rotor.It is known that controlling the pitch of the rotor blades provides efficient means to control the performance of the wind turbine in operation at the nominal wind speed in order to maintain the rotor speed of the wind turbine as constant as possible around at a nominal speed of the rotor.
Si se requiere un amortiguador de potencia en cada turbina eolica, se puede reducir el punto de ajuste de la potencia nominal de la turbina. Sin embargo, en el funcionamiento a carga parcial, la turbina eolica seguira buscando producir una potencia maxima del viento disponible, con el resultado de que el amortiguador de potencia requerido ya no estara disponible. Por lo tanto, la reduccion del punto de ajuste nominal de la turbina eolica no proporciona el amortiguador de potencia requerido en el funcionamiento a carga parcial.If a power damper is required in each wind turbine, the set point of the rated power of the turbine can be reduced. However, in partial load operation, the wind turbine will continue to seek to produce maximum available wind power, with the result that the required power buffer will no longer be available. Therefore, the reduction of the nominal set point of the wind turbine does not provide the power absorber required in the partial load operation.
Como ejemplo, si se reduce una turbina eolica de 3 MW a 2,5 MW con el fin de crear un amortiguador de 500 kW esto no tendra ningun efecto si el viento solo permite la produccion de 1 MW: por lo tanto, el amortiguador de 500 kW no esta disponible. En otras palabras, de acuerdo con esquemas de control conocidos no es posible, en el funcionamiento a carga parcial, garantizar que la produccion de la turbina eolica es mas baja que lo que la turbina eolica puede producir en las condiciones de velocidad reales. La unica manera de reducir la produccion de energfa a velocidades de viento bajas es cambiar la turbina eolica a un algoritmo de control de potencia nominal que incluye proporcionar un punto de ajuste de potencia reducida a la turbina eolica. El punto de ajuste de potencia reducida garantiza que la produccion de energfa se reduce en la cantidad deseada.As an example, if you reduce a wind turbine from 3 MW to 2.5 MW in order to create a 500 kW damper this will have no effect if the wind only allows the production of 1 MW: therefore, the shock absorber 500 kW is not available. In other words, in accordance with known control schemes it is not possible, in partial load operation, to guarantee that the production of the wind turbine is lower than what the wind turbine can produce under real speed conditions. The only way to reduce the production of energy at low wind speeds is to change the wind turbine to a nominal power control algorithm that includes providing a reduced power set point to the wind turbine. The reduced power setpoint ensures that the energy production is reduced by the desired amount.
El documento US 2008/0116690 A1 describe un modo de funcionamiento de potencia limitada, en el que una unidad de control preestablece un valor deseado de la potencia maxima que va a ser suministrada por una central de energfa eolica.Document US 2008/0116690 A1 discloses a mode of operation of limited power, in which a control unit preset a desired value of the maximum power that is to be supplied by a wind power plant.
Hansen et al. ("Centralised power control of wind farm with doubly fed induction generators", Renewable Energy 32 (2006), p. 935-951) describe el control de la produccion de energfa de todo un parque eolico mediante el envfo de senales de potencia de referencia a cada turbina eolica individual.Hansen et al. ("Centralised power control of wind farm with doubly fed induction generators", Renewable Energy 32 (2006), p 935-951) describes the control of energy production of an entire wind farm by sending reference power signals to each individual wind turbine.
Lubosny et al. (“Supervisory Control of a Wind Farm”, IEEE Transactions on Power Systems, vol. 22, N. ° 3, 2007) se refiere a la reduccion de las variaciones de salida de potencia. La reduccion se consigue bien usando un dispositivo de almacenamiento de energfa independiente (externo) o bien proporcionando una reserva de potencia lograda mediante la carga parcial de una o varias turbinas en un parque eolico.Lubosny et al. ("Supervisory Control of a Wind Farm," IEEE Transactions on Power Systems, vol.22, No. 3, 2007) refers to the reduction of power output variations. The reduction is achieved either by using an independent (external) energy storage device or by providing a power reserve achieved by partially charging one or more turbines in a wind farm.
Puede verse como un objeto de las realizaciones de la presente invencion proporcionar un procedimiento y una disposicion para facilitar el control rapido y eficaz de la frecuencia de red, en particular, en el funcionamiento a carga parcial. It can be seen as an object of the embodiments of the present invention to provide a method and arrangement for facilitating fast and efficient control of the network frequency, in particular, in partial load operation.
Descripcion de la invencionDescription of the invention
El objeto mencionado anteriormente se cumple al proporcionar, en un primer aspecto, un procedimiento para reducir la potencia electrica suministrada por una instalacion de turbinas eolicas a una red de suministro electrico asociada, comprendiendo el procedimiento las etapas deThe object mentioned above is fulfilled by providing, in a first aspect, a method for reducing the electrical power supplied by a wind turbine installation to an associated power supply network, the method comprising the steps of
- determinar un nivel de potencia electrica disponible de la instalacion de turbinas eolicas,- determine a level of electrical power available from the installation of wind turbines,
- establecer un nivel de restriccion independiente de la velocidad del viento para la instalacion de turbinas eolicas, siendo dicho nivel de restriccion un porcentaje del nivel de potencia electrica disponible, y- establishing a level of restriction independent of the wind speed for the installation of wind turbines, said level of restriction being a percentage of the level of electric power available, and
- hacer funcionar la instalacion de turbinas eolicas de tal forma que la potencia electrica generada suministrada por la instalacion de turbinas eolicas es igual a la diferencia entre un nivel de potencia electrica disponible real y el nivel de restriccion.- operating the wind turbine installation in such a way that the generated electrical power supplied by the wind turbine installation is equal to the difference between an actual available power level and the level of restriction.
El termino instalacion de turbinas eolicas debe interpretarse en sentido amplio. Por lo tanto, la expresion instalacion de turbinas eolicas cubre una sola turbina eolica o un grupo de turbinas eolicas que forman un parque de turbinas eolicas.The term wind turbine installation should be interpreted broadly. Therefore, the expression wind turbine installation covers a single wind turbine or a group of wind turbines that form a park of wind turbines.
Ademas, por potencia electrica disponible se entiende la produccion de energfa posible que se podna haber obtenido si se permitiera a la turbina funcionar en condiciones optimas.In addition, available electrical power means the production of possible energy that could have been obtained if the turbine were allowed to operate in optimum conditions.
El nivel de potencia electrica disponible se determina bajo condiciones de funcionamiento dadas actuales y se puede determinar de varias maneras. Una manera de determinar el nivel de potencia electrica disponible se basa en una medicion de la velocidad real del viento.The level of available electrical power is determined under current given operating conditions and can be determined in various ways. One way to determine the level of electrical power available is based on a measurement of the actual wind speed.
El nivel de restriccion se establece como un porcentaje del nivel de potencia electrica disponible. En principio, el nivel de reduccion puede ser cualquier porcentaje entre el 0 % y el 100 % del nivel de potencia electrica disponible. Por lo tanto, el nivel de restriccion puede ser menor del 40 %, tal como menor del 30 %, tal como menor del 20 %, tal como menor del 10 %, del nivel de potencia electrica disponible.The level of restriction is established as a percentage of the level of electric power available. In principle, the level of reduction can be any percentage between 0% and 100% of the level of electric power available. Therefore, the level of restriction may be less than 40%, such as less than 30%, such as less than 20%, such as less than 10%, of the level of electric power available.
De acuerdo con una realizacion de la presente invencion, se puede restringir la potencia electrica suministrada por la instalacion de turbinas eolicas a la red de suministro electrico cabeceando al menos una pala del rotor, o al menos un conjunto de palas del rotor, de una turbina eolica en un angulo de cabeceo predeterminado. Como se expuso anteriormente, la turbina eolica puede ser una turbina eolica aislada, o puede formar parte de un grupo de turbinas eolicas que forman un parque eolico. El angulo de cabeceo predeterminado se puede deducir del nivel de potencia electrica disponible y del nivel de restriccion.According to an embodiment of the present invention, the electric power supplied by the wind turbine installation to the power supply network can be restricted by at least one rotor blade, or at least one set of rotor blades, of a turbine wind at a predetermined pitch angle. As discussed above, the wind turbine can be an isolated wind turbine, or it can be part of a group of wind turbines that form a wind park. The predetermined pitch angle can be derived from the available electric power level and the restriction level.
De acuerdo con una segunda realizacion, la potencia electrica suministrada por la instalacion de turbinas eolicas puede ser restringida mediante el cambio de la velocidad de rotacion del rotor de la turbina eolica. Por lo tanto, se puede obtener restriccion mediante el aumento o la disminucion de la velocidad de rotacion del rotor de la turbina eolica. Una vez mas, la turbina eolica puede ser una turbina eolica aislada, o puede formar parte de un grupo de turbinas eolicas que forman un parque eolico.According to a second embodiment, the electrical power supplied by the wind turbine installation can be restricted by changing the rotational speed of the wind turbine rotor. Therefore, restriction can be obtained by increasing or decreasing the rotation speed of the wind turbine rotor. Once again, the wind turbine can be an isolated wind turbine, or it can be part of a group of wind turbines that form a wind farm.
En una tercera realizacion, se puede restringir la potencia electrica suministrada por la instalacion de turbinas eolicas cambiando (aumentando o disminuyendo) la velocidad de rotacion del rotor de la turbina eolica, y cabeceando una pala del rotor o un conjunto de palas del rotor de dicha turbina eolica en un angulo de cabeceo predeterminado. Una vez mas, el angulo de cabeceo predeterminado se puede deducir del nivel de potencia electrica disponible y del nivel de restriccion.In a third embodiment, the electric power supplied by the wind turbine installation can be restricted by changing (increasing or decreasing) the rotation speed of the rotor of the wind turbine, and by shaking a rotor blade or a set of rotor blades of said rotor. Wind turbine at a predetermined pitch angle. Once again, the predetermined pitch angle can be derived from the available electric power level and the level of restriction.
En un segundo aspecto, la presente invencion se refiere a una instalacion de turbinas eolicas adaptada para generar y suministrar potencia electrica a una red de suministro electrico asociada, comprendiendo la instalacion de turbinas eolicas un controlador de restriccion que comprendeIn a second aspect, the present invention relates to a wind turbine installation adapted to generate and supply electrical power to an associated power supply network, the wind turbine installation comprising a restriction controller comprising
- medios para determinar un nivel de potencia electrica disponible de la instalacion de turbinas eolicas, y- means for determining a level of electric power available from the wind turbine installation, and
- medios para almacenar un nivel establecido de restriccion independiente de la velocidad del viento para la instalacion de turbinas eolicas, siendo dicho nivel de restriccion un porcentaje de la potencia electrica disponible, - means for storing an established level of restriction independent of the wind speed for the installation of wind turbines, said level of restriction being a percentage of the available electrical power,
en el que el controlador de restriccion esta adaptado para hacer funcionar la instalacion de turbinas eolicas de tal forma que la potencia electrica suministrada por la instalacion de turbinas eolicas es igual a la diferencia entre un nivel de potencia electrica disponible real y el nivel de restriccion.wherein the restriction controller is adapted to operate the wind turbine installation in such a way that the electrical power supplied by the wind turbine installation is equal to the difference between an actual available electrical power level and the level of restriction.
Una vez mas, la expresion instalacion de turbinas eolicas debe interpretarse en sentido amplio. Por lo tanto, la expresion instalacion de turbinas eolicas cubre una sola turbina de eolica o un grupo de turbinas eolicas que forman un parque eolico. La turbina eolica o turbinas eolicas pueden comprender un generador de induccion doblemente alimentado para generar una salida de potencia de corriente alterna trifasica.Once again, the expression wind turbine installation must be interpreted broadly. Therefore, the expression wind turbine installation covers a single wind turbine or a group of wind turbines that form a wind farm. The wind turbine or wind turbines can comprise a double induction generator powered to generate three-phase AC power output.
Los medios proporcionados para determinar el nivel de potencia electrica disponible pueden comprender un sensor de velocidad del viento.The means provided for determining the level of electrical power available may comprise a wind speed sensor.
El nivel de restriccion establecido es un porcentaje entre el 0 % y el 100 % del nivel de potencia electrica disponible. Como ejemplo, el nivel de restriccion puede ser menor del 40 %, tal como menor del 30 %, tal como menor del 20 %, tal como menor del 10 %, del nivel de potencia electrica disponible.The level of restriction established is a percentage between 0% and 100% of the level of electric power available. As an example, the level of restriction may be less than 40%, such as less than 30%, such as less than 20%, such as less than 10%, of the level of electric power available.
Para hacer funcionar la instalacion de turbinas eolicas en un modo de funcionamiento restringido, la instalacion de turbinas eolicas puede comprender ademas una disposicion para cabecear al menos una pala del rotor de una turbina eolica en un angulo de cabeceo predeterminado con el fin de cumplir con el nivel de restriccion establecido.In order to operate the wind turbine installation in a restricted operating mode, the wind turbine installation may further comprise an arrangement for pitch at least one rotor blade of a wind turbine at a predetermined pitch angle in order to comply with the wind turbine. level of restriction established.
El controlador de restriccion puede estar adaptado para derivar el angulo de cabeceo predeterminado del nivel de potencia electrica disponible y del nivel de restriccion.The restriction controller may be adapted to derive the predetermined pitch angle of the available electrical power level and the level of restriction.
La instalacion de turbinas eolicas puede comprender, ademas, una disposicion para cambiar (aumentar o disminuir) la velocidad de rotacion del rotor de una turbina eolica con el fin de cumplir con el nivel de restriccion establecido. En un tercer aspecto, la presente invencion se refiere a un controlador de reduccion para una instalacion de turbinas eolicas que comprendeThe installation of wind turbines may further comprise an arrangement for changing (increasing or decreasing) the rotation speed of the rotor of a wind turbine in order to meet the set restriction level. In a third aspect, the present invention relates to a reduction controller for an installation of wind turbines comprising
- medios para determinar un nivel de potencia electrica disponible de la instalacion de turbinas eolicas, y- means for determining a level of electric power available from the wind turbine installation, and
- medios para almacenar un nivel establecido de restriccion independiente de la velocidad del viento para la instalacion de turbinas eolicas, siendo dicho nivel de restriccion un porcentaje del nivel de la potencia electrica disponible,- means for storing an established level of restriction independent of the wind speed for the installation of wind turbines, said level of restriction being a percentage of the level of the available electrical power,
en el que el controlador de restriccion esta adaptado para hacer funcionar la instalacion de turbinas eolicas de tal forma que la potencia electrica suministrada por la instalacion de turbinas eolicas es igual a la diferencia entre un nivel de potencia electrica disponible real y el nivel de restriccion.wherein the restriction controller is adapted to operate the wind turbine installation in such a way that the electrical power supplied by the wind turbine installation is equal to the difference between an actual available electrical power level and the level of restriction.
Una vez mas, el nivel de restriccion es un porcentaje de un nivel de potencia electrica real.Once again, the restriction level is a percentage of a real electrical power level.
El controlador de restriccion puede ser implementado siguiendo la ruta de diseno expuesta en relacion con el segundo aspecto de la presente invencion.The restriction controller may be implemented following the design route set forth in connection with the second aspect of the present invention.
En un cuarto aspecto, la presente invencion se refiere a un producto de programa de ordenador para llevar a cabo el procedimiento de acuerdo con el primer aspecto de la presente invencion cuando dicho producto de programa de ordenador se ejecuta en un ordenador.In a fourth aspect, the present invention relates to a computer program product for carrying out the method according to the first aspect of the present invention when said computer program product is executed in a computer.
En un quinto aspecto, la presente invencion se refiere a un soporte de datos que comprende un producto de programa de ordenador para llevar a cabo el procedimiento de acuerdo con el primer aspecto de la presente invencion cuando dicho producto de programa de ordenador se ejecuta en un ordenador.In a fifth aspect, the present invention relates to a data carrier comprising a computer program product for carrying out the method according to the first aspect of the present invention when said computer program product is executed in a computer program. computer.
Breve descripcion de los dibujosBrief description of the drawings
Diversos aspectos y realizaciones de las presentes realizaciones de la presente invencion se describiran ahora en relacion con los dibujos adjuntos, en los cuales:Various aspects and embodiments of the present embodiments of the present invention will now be described in connection with the accompanying drawings, in which:
la fig. 1 ilustra curvas de potencia idealizadas de una turbina eolica normal, una restringida y una con potencia reducida,fig. 1 illustrates idealized power curves of a normal wind turbine, a restricted turbine and one with reduced power,
la fig. 2 muestra un diagrama esquematico de un sistema de control de una turbina, yfig. 2 shows a schematic diagram of a turbine control system, and
la fig. 3 muestra un diagrama esquematico del calculo del ajuste del cabeceo del rotor a partir de un calculo de la eficacia aerodinamica del rotor (cp).fig. 3 shows a schematic diagram of the calculation of the adjustment of the rotor pitch from a calculation of the aerodynamic efficiency of the rotor (cp).
Aunque la invencion es susceptible de diversas modificaciones y formas alternativas, se han mostrado realizaciones espedficas a modo de ejemplo en los dibujos y se describiran en detalle en el presente documento. Se debe entender, sin embargo, que no se pretende que la invencion se limite a las formas particulares descritas. Antes bien, la invencion ha de cubrirtodas las modificaciones, equivalencias y alternativas que caigan dentro del alcance de la invencion tal como se define por las reivindicaciones adjuntas. Although the invention is susceptible to various modifications and alternative forms, specific embodiments have been shown by way of example in the drawings and will be described in detail herein. It should be understood, however, that the invention is not intended to be limited to the particular forms described. Rather, the invention has covered all modifications, equivalences and alternatives that fall within the scope of the invention as defined by the appended claims.
Descripcion detallada de los dibujosDetailed description of the drawings
En general, la presente invencion se origina a partir de la observacion de que existe una creciente demanda de turbinas eolicas o parques eolicos que reaccionen cuando una frecuencia de red se desvfa de una frecuencia de red nominal. In general, the present invention originates from the observation that there is an increasing demand for wind turbines or wind farms that react when a network frequency deviates from a nominal network frequency.
De acuerdo con la presente invencion, es posible hacer funcionar una turbina eolica o parque eolico a niveles de potencia mas bajos que la potencia de salida maxima tanto en condiciones de carga parcial como plena. Esto se consigue estableciendo un amortiguador de potencia para el coeficiente de potencia requerido. Este amortiguador de potencia esta disponible ventajosamente en el intervalo de carga parcial y en el intervalo de salida de potencia nominal en funcion de la velocidad del viento.According to the present invention, it is possible to operate a wind turbine or wind farm at power levels lower than the maximum output power in both partial and full load conditions. This is achieved by establishing a power absorber for the required power coefficient. This power absorber is advantageously available in the partial load range and in the nominal power output range as a function of the wind speed.
Con el fin de entender algunos de los modos de funcionamiento y los parametros para el control de frecuencia de red, la diferencia entre reduccion de potencia y restriccion de potencia debe ser clara. La restriccion de potencia reduce la potencia de la red de turbinas en un nivel de potencia especificado (por debajo de la potencia disponible). Este nivel de potencia especificado puede ser un nivel de potencia fijo, tal como por ejemplo 500 kW, o puede ser un porcentaje, tal como por ejemplo el 10 %, de la potencia disponible. La restriccion de potencia difiere de la reduccion de potencia solo en el funcionamiento de carga parcial, ya que una turbina eolica reducida genera la misma cantidad de potencia (potencia optima) que una turbina no reducida en funcionamiento de carga parcial. Contrariamente a esto, una turbina eolica restringida genera un nivel de potencia que es menor que el nivel de potencia disponible a todas las velocidades del viento. Por lo tanto un 10 % de restriccion en la turbina eolica genera el 90 % de lo que es posible tanto en el funcionamiento de carga parcial como en el funcionamiento de plena carga.In order to understand some of the operating modes and parameters for network frequency control, the difference between power reduction and power restriction must be clear. The power restriction reduces the power of the turbine network at a specified power level (below the available power). This specified power level can be a fixed power level, such as for example 500 kW, or it can be a percentage, such as for example 10%, of the available power. The power restriction differs from the power reduction only in partial load operation, since a reduced wind turbine generates the same amount of power (optimum power) as a non-reduced turbine in partial load operation. Contrary to this, a restricted wind turbine generates a power level that is lower than the power level available at all wind speeds. Therefore, a 10% restriction in the wind turbine generates 90% of what is possible in both partial load operation and full load operation.
La fig. 1 ilustra curvas de potencia idealizadas de una turbina eolica restringida y una reducida. Tengase en cuenta que una turbina eolica restringida cambiara a plena carga a la misma velocidad del viento que una turbina no restringida. Una turbina reducida cambia a plena carga a una velocidad del viento inferior.Fig. 1 illustrates idealized power curves of a restricted and a reduced wind turbine. Keep in mind that a restricted wind turbine will change at full load at the same wind speed as an unrestricted turbine. A reduced turbine changes at full load at a lower wind speed.
Como es generalmente conocido las turbinas eolicas incluyen un sistema de control que controla y hace funcionar diferentes caractensticas internas de la turbina eolica.As is generally known, wind turbines include a control system that controls and operates different internal characteristics of the wind turbine.
La fig. 2 representa un posible sistema de control y su interaccion con una turbina eolica 100 que esta dibujada tan solo parcial y esquematicamente. Las palas del rotor 101 giran por el viento. Las palas del rotor 101 estan conectadas mecanicamente a la caja de engranajes 102 a traves del arbol 103. La caja de engranajes 103 esta conectada mecanicamente a un generador electrico 104 a traves del arbol 105.Fig. 2 represents a possible control system and its interaction with a wind turbine 100 that is drawn only partially and schematically. The rotor 101 blades rotate in the wind. The rotor blades 101 are mechanically connected to the gearbox 102 through the shaft 103. The gearbox 103 is mechanically connected to an electric generator 104 through the shaft 105.
La potencia electrica generada por el generador 104 es enviada a una red de suministro asociada a traves de un convertidor electrico 106. El generador electrico 104 puede ser un generador de induccion doblemente alimentado. The electrical power generated by the generator 104 is sent to an associated supply network through an electric converter 106. The electric generator 104 can be a doubly fed induction generator.
Un controlador principal 107, que comprende un procesador principal, controla las funciones de control general de la turbina, en particular un controlador de cabeceo 108 utilizando una referencia de cabeceo, y un controlador de potencia 109 utilizando la referencia de potencia.A main controller 107, comprising a main processor, controls the general control functions of the turbine, in particular a pitch controller 108 using a pitch reference, and a power controller 109 using the power reference.
Como se ha indicado anteriormente una de las realizaciones de la presente invencion se refiere a un procedimiento para restringir la potencia generada por la turbina eolica 100. Este procedimiento se refiere a hacer funcionar la turbina eolica 100 por debajo de su maxima potencia posible a una velocidad dada del viento con el fin de establecer un amortiguador de potencia o reserva de potencia que se pueda suministrar a la red electrica si la demanda lo requiere. Por lo tanto, proporcionando este amortiguador de potencia se puede aumentar la produccion de energfa de la turbina eolica cuando sea necesario, por ejemplo en el caso de un aumento de la demanda de energfa o en el caso de una disminucion en la frecuencia de red.As indicated above one of the embodiments of the present invention relates to a method for restricting the power generated by the wind turbine 100. This method relates to operating the wind turbine 100 below its maximum possible power at a speed Given the wind in order to establish a power damper or power reserve that can be supplied to the power grid if demand requires it. Therefore, by providing this power absorber, the energy output of the wind turbine can be increased when necessary, for example in the case of an increase in energy demand or in the case of a decrease in the grid frequency.
Durante el funcionamiento normal, las palas del rotor de la turbina eolica cabecean en un angulo optimo de cabeceo. El angulo optimo de cabeceo se define como el angulo de la pala que saca la maxima potencia del viento.During normal operation, the rotor blades of the wind turbine pitch at an optimum pitch angle. The optimum pitch angle is defined as the angle of the blade that brings out the maximum power of the wind.
Con el fin de ser capaz de proporcionar mas potencia a la red si es necesario, el controlador principal 107 que gestiona el control general recibe un valor que representa la velocidad del viento a partir de, por ejemplo, un anemometro 124. Este valor se puede proporcionar, por ejemplo, 10 veces por segundo y el angulo de cabeceo de las palas del rotor se ajusta en consecuencia.In order to be able to provide more power to the network if necessary, the main controller 107 managing the general control receives a value representing the wind speed from, for example, an anemometer 124. This value can be provide, for example, 10 times per second and the pitch angle of the rotor blades is adjusted accordingly.
Como alternativa, el elemento de gestion de la turbina eolica envfa (o ha enviado previamente) al controlador principal 107 un coeficiente de restriccion que es una eficacia aerodinamica. El coeficiente de restriccion se define como el cociente entre la potencia real generada por la turbina eolica a un determinado viento y la potencia que se extrae del viento por el rotor de la turbina eolica.As an alternative, the wind turbine management element sends (or has previously sent) to the main controller 107 a restriction coefficient which is an aerodynamic efficiency. The restriction coefficient is defined as the quotient between the real power generated by the wind turbine to a certain wind and the power that is extracted from the wind by the rotor of the wind turbine.
El coeficiente de restriccion podna ser, por ejemplo, del 90 % o el 85 %, dando una amortiguacion de potencia del 10 % o el 15 %, respectivamente. The restriction coefficient could be, for example, 90% or 85%, giving a power buffer of 10% or 15%, respectively.
El controlador principal 107 calcula una desviacion de cabeceo que corresponde al coeficiente de restriccion requerido y env^a una referencia de cabeceo calculada (incluyendo la desviacion de cabeceo) al controlador de cabeceo 108 con el fin de anadir la desviacion de cabeceo al angulo de cabeceo optimo.The main controller 107 calculates a pitch deviation corresponding to the required restriction coefficient and sends a calculated pitch reference (including pitch deviation) to the pitch controller 108 in order to add the pitch deviation to the pitch angle optimum.
En una realizacion particular, a modo de ejemplo, si se quiere una restriccion del 10 % de una turbina eolica, en primer lugar se reduce el punto de ajuste de potencia nominal de la turbina eolica el 10 %. A continuacion, con el fin de conseguir una restriccion del 10 % en carga parcial, se calcula una desviacion de cabeceo en funcion de la velocidad medida del viento y se anade a un angulo de cabeceo optimo calculado, que tambien depende de la velocidad del viento. Esta desviacion de cabeceo, que puede ser positiva o negativa, se calcula de tal modo que reduce la produccion de energfa exactamente en un 10 %. En cualquier momento, se puede enviar mas potencia a la red reduciendo por cabeceo la desviacion de cabeceo.In a particular embodiment, by way of example, if a 10% restriction of a wind turbine is wanted, the wind turbine nominal power set point is first reduced by 10%. Then, in order to achieve a 10% restriction in partial load, a pitch deviation is calculated as a function of the measured wind speed and added to a calculated optimum pitch angle, which also depends on the wind speed . This pitch deviation, which can be positive or negative, is calculated in such a way that it reduces the production of energy by exactly 10%. At any time, more power can be sent to the network by reducing pitching deviation by pitching.
La restriccion/reduccion de potencia mencionada anteriormente se obtiene mediante el calculo de la reduccion de eficacia aerodinamica (Cp) que dana la deseada reduccion en la produccion de energfa. Este calculo debe tomar en consideracion perdidas de potencia mecanicas, electricas, y otras varias (en el curso de la extraccion de potencia del viento y su entrega a la red electrica).The restriction / reduction of power mentioned above is obtained by calculating the reduction of aerodynamic efficiency (Cp) that damages the desired reduction in the production of energy. This calculation must take into account mechanical, electrical, and other power losses (in the course of wind power extraction and its delivery to the power grid).
En otra realizacion, la misma reduccion de Cp se puede conseguir mediante el cambio de la referencia de velocidad del generador. Sin embargo, esta velocidad esta a menudo mas limitada que el cabeceo (por ejemplo, debido a consideraciones del generador y/o convertidor). En otra realizacion mas, se puede utilizar una combinacion de desviacion de cabeceo y cambio de referencia de velocidad del generador.In another embodiment, the same reduction of Cp can be achieved by changing the generator speed reference. However, this speed is often more limited than pitching (for example, due to considerations of the generator and / or converter). In yet another embodiment, a combination of pitch deviation and generator speed reference change can be used.
La fig. 3 muestra una representacion esquematica de un procedimiento para el calculo de la eficacia aerodinamica del rotor, Cp, de acuerdo con una realizacion de la presente invencion. Por lo tanto, otros esquemas de calculo tambien pueden ser aplicables.Fig. 3 shows a schematic representation of a method for calculating the aerodynamic efficiency of the rotor, Cp, according to an embodiment of the present invention. Therefore, other calculation schemes may also be applicable.
De acuerdo con la fig. 3 el calculo de Cp comienza proporcionando representaciones del angulo de cabeceo optimo y el cociente de velocidad de punta optima (siendo esta ultima la relacion entre la velocidad de la punta de la pala y la velocidad del viento). Conociendo la velocidad actual del viento, se puede calcular la eficacia aerodinamica optima, Cp optima. A continuacion se vuelve a calcular la Cp optima, tomando en consideracion la referencia de restriccion y las perdidas electricas y mecanicas del sistema. El resultado de este nuevo calculo es la eficacia aerodinamica, Cp restringida. Como se ha indicado previamente la referencia de restriccion puede representar un porcentaje de un nivel de potencia electrica real disponible o puede representar un nivel de potencia fijo. Ahora, conociendo Cp restringida se realiza un calculo inverso que resulta en una desviacion de cabeceo y un cociente de velocidad de punta ajustado. La desviacion de cabeceo y el cociente de velocidad de punta ajustado se pueden aplicar directamente para cabecear las palas del rotor o para cambiar la velocidad del rotor, respectivamente. According to fig. 3 the calculation of Cp begins by providing representations of the optimum pitch angle and the optimum tip speed ratio (the latter being the relationship between the tip speed of the blade and the wind speed). Knowing the current wind speed, you can calculate the optimal aerodynamic efficiency, optimal Cp. The optimum Cp is then calculated again, taking into consideration the restriction reference and the electrical and mechanical losses of the system. The result of this new calculation is the aerodynamic efficiency, Cp restricted. As previously indicated, the restriction reference may represent a percentage of a real electrical power level available or may represent a fixed power level. Now, knowing restricted Cp, an inverse calculation is performed which results in a pitch deviation and an adjusted tip speed quotient. The pitch deviation and the adjusted tip speed ratio can be applied directly to pitch the rotor blades or to change the rotor speed, respectively.

Claims (13)

REIVINDICACIONES
1. Un metodo para restringir la potencia electrica suministrada por una turbina eolica en funcionamiento a carga parcial a una red de suministro electrico asociada, comprendiendo el metodo las etapas deA method for restricting the electric power supplied by a wind turbine in operation at partial load to an associated power supply network, the method comprising the steps of
- determinar un nivel de potencia electrica disponible de la turbina eolica, en el que el nivel de potencia electrica disponible es la produccion de potencia posible que se podna haber obtenido, si la turbina eolica hubiera podido funcionar en condiciones optimas, en el que determinar el nivel de potencia electrica disponible se basa en una medicion de la velocidad real del viento,- determine a level of electric power available from the wind turbine, in which the level of electric power available is the possible power output that could have been obtained, if the wind turbine could have operated under optimum conditions, in which to determine the Available electrical power level is based on a measurement of the actual wind speed,
- establecer un nivel de restriccion independiente de la velocidad del viento para la turbina eolica, siendo dicho nivel de restriccion un porcentaje del nivel de potencia electrica disponible, y- establishing a level of restriction independent of the wind speed for the wind turbine, said level of restriction being a percentage of the level of electric power available, and
- hacer funcionar la turbina eolica de tal forma que la potencia electrica generada suministrada por la turbina eolica es igual a la diferencia entre un nivel de potencia electrica disponible real y el nivel de restriccion.- operating the wind turbine in such a way that the generated electrical power supplied by the wind turbine equals the difference between an actual available electrical power level and the level of restriction.
2. Un metodo de acuerdo con la reivindicacion 1, en el que la potencia electrica suministrada por la turbina eolica esta restringida por el cabeceo de al menos una pala del rotor de la turbina eolica en un angulo de cabeceo predeterminado.2. A method according to claim 1, wherein the electrical power supplied by the wind turbine is constrained by the pitch of at least one rotor blade of the wind turbine at a predetermined pitch angle.
3. Un metodo de acuerdo con la reivindicacion 2, en el que el angulo de cabeceo predeterminado se deriva del nivel de potencia electrica disponible y del nivel de restriccion.3. A method according to claim 2, wherein the predetermined pitch angle is derived from the available electrical power level and the level of restriction.
4. Un metodo de acuerdo con la reivindicacion 1, en el que la potencia electrica suministrada por la turbina eolica esta restringida por el cambio de una velocidad de rotacion del rotor de la turbina eolica.4. A method according to claim 1, wherein the electrical power supplied by the wind turbine is restricted by the change of a rotation speed of the rotor of the wind turbine.
5. Un metodo de acuerdo con la reivindicacion 1, en el que la potencia electrica suministrada por la turbina eolica esta restringida por el cambio de una velocidad de rotacion del rotor de la turbina eolica, y el cabeceo de una pala del rotor o de unas palas del rotor de dicha turbina eolica en un angulo de cabeceo predeterminado.5. A method according to claim 1, wherein the electrical power supplied by the wind turbine is restricted by the change of a rotation speed of the rotor of the wind turbine, and the pitch of a rotor blade or of a rotor blades of said wind turbine at a predetermined pitch angle.
6. Un metodo de acuerdo con la reivindicacion 5, en el que el angulo de cabeceo predeterminado y el cambio de velocidad de rotacion se deducen del nivel de potencia electrica disponible y el nivel de restriccion.6. A method according to claim 5, wherein the predetermined pitch angle and the change of rotation speed are deducted from the available electric power level and the level of restriction.
7. Una turbina eolica adaptada para generar y suministrar potencia electrica a una red de suministro electrico asociada, comprendiendo la turbina eolica un controlador de restriccion que comprende7. A wind turbine adapted to generate and supply electrical power to an associated power supply network, the wind turbine comprising a restriction controller comprising
- medios para determinar un nivel de potencia electrica disponible de la turbina eolica, en el que el nivel de potencia electrica disponible es la produccion de potencia posible que se podna haber obtenido, si la turbina eolica hubiera podido funcionar en condiciones optimas, en el que determinar el nivel de potencia electrica disponible se basa en una medicion de la velocidad real del viento, y- means for determining a level of electric power available from the wind turbine, in which the level of electric power available is the possible power output that could have been obtained, if the wind turbine could have operated under optimum conditions, in which determining the level of electric power available is based on a measurement of the actual wind speed, and
- medios para almacenar un nivel establecido de restriccion independiente de la velocidad del viento para la turbina eolica, siendo dicho nivel de restriccion un porcentaje del nivel de potencia electrica disponible,- means for storing an established level of restriction independent of the wind speed for the wind turbine, said level of restriction being a percentage of the level of electric power available,
en el que el controlador de restriccion esta adaptado para hacer funcionar la turbina eolica en funcionamiento a carga parcial de tal forma que la potencia electrica suministrada por la turbina eolica es igual a la diferencia entre un nivel de potencia electrica disponible real y el nivel de restriccion.wherein the restriction controller is adapted to operate the wind turbine in partial load operation in such a way that the electrical power supplied by the wind turbine equals the difference between an actual available electrical power level and the level of restriction .
8. Una turbina eolica de acuerdo con la reivindicacion 7, que comprende ademas una disposicion para cabecear al menos una pala del rotor de la turbina eolica en un angulo de cabeceo predeterminado con el fin de cumplir con el nivel de restriccion establecido.8. A wind turbine according to claim 7, further comprising an arrangement for at least one rotor blade of the wind turbine at a predetermined pitch angle in order to meet the set restriction level.
9. Una turbina eolica de acuerdo con la reivindicacion 8, en el que el controlador de restriccion esta adaptado para deducir el angulo de cabeceo predeterminado del nivel de potencia electrica disponible y el nivel de restriccion. 9. A wind turbine according to claim 8, wherein the restriction controller is adapted to deduce the predetermined pitch angle of the available electrical power level and the level of restriction.
10. Una turbina eolica de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 7-9, que comprende ademas una disposicion para el cambio de una velocidad de rotacion del rotor de la turbina eolica con el fin de cumplir con el nivel de restriccion establecido.10. A wind turbine according to any of claims 7-9, further comprising an arrangement for changing a rotational speed of the rotor of the wind turbine in order to meet the set restriction level.
11. Un controlador de restriccion para una turbina eolica que comprende11. A restriction controller for a wind turbine comprising
- medios para determinar un nivel de potencia electrica disponible de la turbina eolica, en el que el nivel de potencia electrica disponible es la produccion de potencia posible que se podna haber obtenido, si la turbina eolica hubiera podido funcionar en condiciones optimas, en el que determinar el nivel de potencia electrica disponible se basa en una medicion de la velocidad real del viento, y- means for determining a level of electric power available from the wind turbine, in which the level of electric power available is the possible power output that could have been obtained, if the wind turbine could have operated under optimum conditions, in which determining the level of electric power available is based on a measurement of the actual wind speed, and
- medios para almacenar un nivel establecido de restriccion independiente de la velocidad del viento para la turbina eolica, siendo dicho nivel de restriccion un porcentaje del nivel de potencia electrica disponible, - means for storing an established level of restriction independent of the wind speed for the wind turbine, said level of restriction being a percentage of the level of electric power available,
en el que el controlador de restriccion esta adaptado para hacer funcionar la turbina eolica en funcionamiento a carga parcial de tal forma que la potencia electrica suministrada por la turbina eolica es igual a la diferencia entre un nivel de potencia electrica disponible real y el nivel de restriccion.wherein the restriction controller is adapted to operate the wind turbine in partial load operation in such a way that the electrical power supplied by the wind turbine equals the difference between an actual available electrical power level and the level of restriction .
12. Un producto de programa de ordenador para llevar a cabo el metodo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1-6 cuando dicho producto de programa de ordenador se ejecuta en un ordenador.12. A computer program product for carrying out the method according to any of claims 1-6 when said computer program product is run on a computer.
13. Un soporte de datos que comprende un producto de programa de ordenador para llevar a cabo el metodo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1-6 cuando dicho producto de programa de ordenador se ejecuta en un ordenador. 13. A data carrier comprising a computer program product for carrying out the method according to any of claims 1-6 when said computer program product is run on a computer.
ES09772348T 2008-06-30 2009-06-23 Restriction of power of wind turbines Active ES2411355T5 (es)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US13369308P true 2008-06-30 2008-06-30
DK200800901 2008-06-30
US133693P 2008-06-30
DKPA200800901 2008-06-30
PCT/EP2009/057801 WO2010000648A2 (en) 2008-06-30 2009-06-23 Power curtailment of wind turbines

Publications (2)

Publication Number Publication Date
ES2411355T3 ES2411355T3 (es) 2013-07-05
ES2411355T5 true ES2411355T5 (es) 2019-05-27

Family

ID=41466366

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ES09772348T Active ES2411355T5 (es) 2008-06-30 2009-06-23 Restriction of power of wind turbines

Country Status (8)

Country Link
US (1) US8793027B2 (es)
EP (1) EP2307715B2 (es)
CN (1) CN102076959B (es)
AU (1) AU2009265828B2 (es)
ES (1) ES2411355T5 (es)
MX (1) MX2011000030A (es)
NZ (1) NZ590222A (es)
WO (1) WO2010000648A2 (es)

Families Citing this family (37)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101517228B (zh) * 2006-09-14 2012-10-03 维斯塔斯风力系统有限公司 控制连接到市电网的风力涡轮机的方法、风力涡轮机与风电厂
ES2411355T5 (es) 2008-06-30 2019-05-27 Vestas Wind Sys As Restriction of power of wind turbines
DE102009037239B4 (de) * 2009-08-12 2011-04-14 Repower Systems Ag Windenergieanlage mit einstellbarer Leistungsreserve
DK177434B1 (en) * 2010-06-18 2013-05-21 Vestas Wind Sys As Method for controlling a wind turbine
US20120104753A1 (en) 2010-10-29 2012-05-03 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Control system of wind power generator, wind farm, and method for controlling wind power generator
DE102011003974A1 (de) 2011-02-11 2012-08-16 Repower Systems Se Verfahren zum Betreiben einer Windenergieanlage und Windenergieanlage
DE102012101928A1 (de) 2011-03-07 2012-09-13 Sma Solar Technology Ag Leistungsmanagement zur dezentralen Stabilisierung eines Stromnetzes
JP4848478B1 (ja) * 2011-04-14 2011-12-28 三菱重工業株式会社 風力発電設備の出力平準化方法及び風力発電設備の出力平準化装置
CA2840199C (en) * 2011-06-23 2019-05-14 Inventus Holdings, Llc Multiple renewables site electrical generation and reactive power control
DE102011081795A1 (de) * 2011-08-30 2013-02-28 Wobben Properties Gmbh Verfahren zum Betreiben einer Windenergieanlage
WO2013044927A1 (en) * 2011-09-30 2013-04-04 Vestas Wind Systems A/S Fast run-back control including plant losses
DK2607688T3 (en) * 2011-12-22 2019-03-11 Siemens Ag Method for controlling a wind turbine
JP5272113B1 (ja) 2012-02-24 2013-08-28 三菱重工業株式会社 風力発電システム、その制御装置、及びその制御方法
US9709034B2 (en) * 2012-08-14 2017-07-18 Vestas Wind Systems A/S Partial-load de-rating for wind turbine control
US20140156099A1 (en) * 2012-12-05 2014-06-05 Cummins Power Generation, Inc. Generator power systems with active and passive rectifiers
EP2757253B1 (en) * 2013-01-17 2019-04-10 GE Renewable Technologies Wind B.V. Method of starting a wind turbine
DE102013203540A1 (de) 2013-03-01 2014-09-04 Senvion Se Windenergieanlagen mit verbesserter Leistungsreservenbereithaltung
DE102013204600A1 (de) 2013-03-15 2014-09-18 Senvion Se Windkraftanlage mit Frequenzmessung
US9450416B2 (en) * 2013-07-16 2016-09-20 Siemens Aktiengesellschaft Wind turbine generator controller responsive to grid frequency change
US9115695B2 (en) 2013-07-16 2015-08-25 Siemens Aktiengesellschaft Method and arrangement for controlling a wind turbine
ES2528065B1 (es) * 2013-07-31 2015-11-13 Acciona Windpower, S.A. Sistema de control de potencia de una unidad de generación eléctrica
US9541062B2 (en) * 2013-11-20 2017-01-10 Siemens Aktiengesellschaft Method of operating a wind park
WO2015197071A1 (en) 2014-06-26 2015-12-30 Vestas Wind Systems A/S Wind turbine controller with pitch feedback control loop in partial load
DE102014214863A1 (de) * 2014-07-29 2016-02-04 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zur rechnergestützten Steuerung der Leistung in einem elektrischen Stromnetz
EP3265674A1 (en) * 2015-03-05 2018-01-10 Vestas Wind Systems A/S Power ramping a turbine from a low-power mode
CN108138746B (zh) * 2015-09-22 2019-12-10 维斯塔斯风力系统集团公司 通过使降额功率输出和降额转子速度斜变而改变功率输出
US10294920B2 (en) * 2015-09-23 2019-05-21 General Electric Company Wind turbine and method for operating a wind turbine
JP6421134B2 (ja) 2016-01-29 2018-11-07 三菱重工業株式会社 風力発電装置及びその運転方法
JP6405324B2 (ja) 2016-01-29 2018-10-17 三菱重工業株式会社 風力発電装置及びその運転方法
WO2018006920A1 (en) 2016-07-06 2018-01-11 Vestas Wind Systems A/S A wind power plant having a plurality of wind turbine generators and a power plant controller
US10539116B2 (en) 2016-07-13 2020-01-21 General Electric Company Systems and methods to correct induction for LIDAR-assisted wind turbine control
WO2018033191A1 (en) * 2016-08-18 2018-02-22 Vestas Wind Systems A/S Reserving power during low-power operation of a wind turbine
CN108204342B (zh) * 2016-12-16 2020-07-10 北京金风科创风电设备有限公司 风力发电机的叶片结冰识别方法和装置
US10634121B2 (en) 2017-06-15 2020-04-28 General Electric Company Variable rated speed control in partial load operation of a wind turbine
DE102018114935A1 (de) * 2018-06-21 2019-12-24 Wobben Properties Gmbh Leistungsreduzierter Betrieb einer Windenergieanlage
EP3754179A1 (en) * 2019-06-19 2020-12-23 Wobben Properties GmbH Method for operating a wind turbine
EP3786446A1 (en) * 2019-08-26 2021-03-03 Wobben Properties GmbH Method for operating a wind turbine

Family Cites Families (42)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4160170A (en) * 1978-06-15 1979-07-03 United Technologies Corporation Wind turbine generator pitch control system
US4656362A (en) * 1982-11-08 1987-04-07 United Technologies Corporation Blade pitch angle control for large wind turbines
US4703189A (en) * 1985-11-18 1987-10-27 United Technologies Corporation Torque control for a variable speed wind turbine
DE19532409B4 (de) 1995-09-01 2005-05-12 Wobben, Aloys, Dipl.-Ing. Verfahren zum Betreiben einer Windenergieanlage und eine zugehörige Windenergieanlage
RU2216847C2 (ru) 1996-12-20 2003-11-20 ДА ПОНТЕ Мануэл Душ Сантуш Гибридное генераторное устройство
DE69814840D1 (de) * 1997-03-26 2003-06-26 Forskningsct Riso Roskilde Windturbine mit vorrichtung zur messung der windgeschwindigkeit
DE19756777B4 (de) 1997-12-19 2005-07-21 Wobben, Aloys, Dipl.-Ing. Verfahren zum Betreiben einer Windenergieanlage sowie Windenergieanlage
DE19844258A1 (de) 1998-09-26 2000-03-30 Dewind Technik Gmbh Windenergieanlage
EP1637732A1 (de) 1999-06-10 2006-03-22 Aloys Wobben Verfahren zum Betreiben eines Windparks
DE19929970A1 (de) 1999-06-30 2001-01-11 Aloys Wobben Windenergieanlage mit Schattenwurfregelung
DE19948196A1 (de) 1999-10-06 2001-05-17 Aloys Wobben Verfahren zum Betrieb eines Windparks
DE10022974C2 (de) 2000-05-11 2003-10-23 Aloys Wobben Verfahren zum Betreiben einer Windenergieanlage sowie Windenergieanlage
ES2586849T5 (es) 2001-04-20 2021-03-01 Wobben Properties Gmbh Procedimiento para hacer funcionar una instalación de energía eólica
AU2002340927B2 (en) 2001-09-28 2006-09-14 Aloys Wobben Method for operating a wind park
DE10300733B3 (de) 2003-01-11 2004-07-15 Repower Systems Ag Betriebsführungssystem für eine Windenergieanlage
EP1467463B1 (en) * 2003-04-09 2016-12-21 General Electric Company Wind farm and method for operating same
EP1665494B8 (de) * 2003-09-03 2012-08-08 REpower Systems SE Verfahren zum betrieb bzw. regelung einer windenergieanlage sowie verfahren zur bereitstellung von primärregelleistung mit windenergieanlagen
DE10357292B4 (de) * 2003-12-05 2006-02-02 Voith Turbo Gmbh & Co. Kg Verfahren für die Steuerung eines Antriebsstrangs für eine Strömungskraftmaschine mit Drehzahlführung, Kraftstoßreduktion und Kurzzeitenergiespeicherung
US7317260B2 (en) * 2004-05-11 2008-01-08 Clipper Windpower Technology, Inc. Wind flow estimation and tracking using tower dynamics
JP4495001B2 (ja) 2005-02-17 2010-06-30 三菱重工業株式会社 発電システム
US7633176B1 (en) * 2005-08-17 2009-12-15 Earth Turbines, Inc. Direct drive induction electrical power generator
DE102005052011A1 (de) 2005-10-31 2007-05-03 E.On Netz Gmbh Verfahren zum Betreiben einer Windenergieanlage und Windenergieanlage
US20070124025A1 (en) 2005-11-29 2007-05-31 General Electric Company Windpark turbine control system and method for wind condition estimation and performance optimization
DE102005059888C5 (de) 2005-12-15 2016-03-10 Nordex Energy Gmbh Verfahren zur Momenten- und Pitchsteuerung für eine Windenergieanlage abhängig von der Drehzahl
US7352075B2 (en) * 2006-03-06 2008-04-01 General Electric Company Methods and apparatus for controlling rotational speed of a rotor
EP2035899A1 (en) * 2006-04-26 2009-03-18 Alliance for Sustainable Energy, LLC Adaptive pitch control for variable speed wind turbines
US7437264B2 (en) * 2006-06-19 2008-10-14 General Electric Company Methods and apparatus for balancing a rotor
DE102006039693A1 (de) 2006-08-21 2008-03-20 Nordex Energy Gmbh Verfahren zum Betreiben von Windenergieanlagen
JP4365394B2 (ja) * 2006-09-20 2009-11-18 富士重工業株式会社 風力発電システムおよびその運転方法
DE102006054768A1 (de) * 2006-11-16 2008-05-21 Nordex Energy Gmbh Verfahren zum Betrieb einer Windenergieanlage im leistungslimitierten Betrieb
US7420289B2 (en) * 2006-12-06 2008-09-02 General Electric Company Method for predicting a power curve for a wind turbine
US7531911B2 (en) 2006-12-22 2009-05-12 Ingeteam Energy, S.A. Reactive power control for operating a wind farm
WO2008131775A2 (en) * 2007-04-30 2008-11-06 Vestas Wind Systems A/S A method of operating a wind turbine with pitch control, a wind turbine and a cluster of wind turbines
US20090055030A1 (en) * 2007-08-21 2009-02-26 Ingeteam, S.A. Control of active power reserve in a wind-farm
ES2299407B1 (es) * 2007-10-18 2009-08-25 Acciona Energia, S.A. SYSTEM OF PRODUCTION OF ELECTRICAL ENERGY AND HYDROGEN.
US20090212563A1 (en) * 2008-02-21 2009-08-27 General Electric Company System and method for improving performance of power constrained wind power plant
US8821108B2 (en) * 2008-06-30 2014-09-02 Vestas Wind Systems A/S Method of controlling a wind power plant
ES2411355T5 (es) 2008-06-30 2019-05-27 Vestas Wind Sys As Restriction of power of wind turbines
US7763989B2 (en) * 2009-07-07 2010-07-27 General Electric Company Method and apparatus for controlling the tip speed of a blade of a wind turbine
US7908036B2 (en) * 2009-10-20 2011-03-15 General Electric Company Power production control system and method
WO2011150931A2 (en) * 2010-06-02 2011-12-08 Vestas Wind Systems A/S A method for operating a wind turbine at improved power output
US8076789B2 (en) * 2010-12-21 2011-12-13 General Electric Company System and method for controlling wind turbine power output

Also Published As

Publication number Publication date
WO2010000648A2 (en) 2010-01-07
EP2307715B2 (en) 2019-01-16
AU2009265828A1 (en) 2010-01-07
US20100286835A1 (en) 2010-11-11
CN102076959A (zh) 2011-05-25
US8793027B2 (en) 2014-07-29
AU2009265828B2 (en) 2014-05-22
EP2307715A2 (en) 2011-04-13
EP2307715B1 (en) 2013-04-03
ES2411355T3 (es) 2013-07-05
NZ590222A (en) 2013-05-31
CN102076959B (zh) 2014-12-10
WO2010000648A3 (en) 2010-06-24
MX2011000030A (es) 2011-03-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2921699B1 (en) Method for operating a wind farm and wind farm
JP6491756B2 (ja) ウィンド・ファームを動作させるための方法
US8946916B2 (en) Controlling a wind turbine to stabilize an electric grid
DK2227856T4 (en) Device and method for controlling the reactive power from a cluster of wind turbines connected to an electricity network
JP4299334B2 (ja) 風力パークの運転方法
US7804183B2 (en) Power generating system
EP3149325B1 (en) A wind power plant with reduced losses
JP4865869B2 (ja) 風力発電システム及びその運転制御方法
EP2463519B1 (en) Wind turbine generator, control method for wind turbine generator, wind turbine generator system, and control method for wind turbine generator system
US8994200B2 (en) Power system frequency inertia for power generation system
JP5339451B2 (ja) 励磁機及び系統に接続されていない電力変換器を有する可変速風力タービンの発電ブレーキ(dynamicelectricbrake)
US8704390B2 (en) Dynamic adjustment of power plant output based on electrical grid characteristics
Qiao et al. Grid connection requirements and solutions for DFIG wind turbines
ES2657500T3 (es) Intelligent active power management system for renewable variable energy generation
EP2060786B1 (en) Controlling the temperature of a wind turbine electric generator by varying the electrical power factor
CA2557084C (en) Pitch control battery backup methods and system
RU2569121C2 (ru) Ветроэнергетическая установка и способ эксплуатации ветроэнергетической установки
ES2542534T3 (es) Method for operating a power dissipation unit in a wind turbine
US20130108443A1 (en) Methods for operating a wind turbine
ES2398020B1 (es) METHODS AND SYSTEMS TO RELIEF THE LOADS PRODUCED IN AEROGENERATORS BY THE WIND ASYMETRIES.
CN102076959B (zh) 风力涡轮机的功率削减
Marques et al. A survey on variable-speed wind turbine system
US5289041A (en) Speed control system for a variable speed wind turbine
US7608937B1 (en) Power generation system and method for storing electrical energy
CN101395369B (zh) 风力发电系统及其控制方法