ES2644843T3 - Una turbina eólica, un método para el control de una turbina eólica y uso de la misma - Google Patents

Una turbina eólica, un método para el control de una turbina eólica y uso de la misma Download PDF

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    • Y02E10/72—Wind turbines with rotation axis in wind direction

Description

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DESCRIPCION
Una turbina eolica, un metodo para el control de una turbina eolica y uso de la misma Antecedentes de la invencion
La invencion se refiere a una turbina eolica, a un metodo para el control de una turbina eolica y uso de la misma. Descripcion de la tecnica relacionada
Una turbina eolica conocida en la tecnica comprende una torre de turbina eolica ahusada y una gondola de turbina eolica situada en la parte superior de la torre. Se conecta un rotor de turbina eolica con un numero de palas de turbina eolica a la gondola a traves de un arbol de baja velocidad, que se extiende fuera del frente de la gondola tal como se ilustra en la figura 1.
Las oscilaciones y vibraciones de las palas de la turbina eolica son indeseables dado que tensionan la pala y la estructura de la turbina eolica innecesariamente lo que en el peor de los casos puede conducir a una vida util reducida de las palas o de otras partes o de la turbina eolica. En particular las oscilaciones en el sentido del borde son indeseables, dado que la pala tiene poca amortiguacion respecto a este modo de oscilaciones. Las oscilaciones en el sentido del borde son oscilaciones a lo largo de la cuerda entre el borde de salida y el borde de ataque de la pala pero que debido al complejo diseno de la pala de las modernas turbinas eolicas y particularmente debido al retorcimiento de la pala en su extension longitudinal, las oscilaciones en el sentido del borde se combinaran tfpicamente en algun grado con oscilaciones en el sentido de la hoja, que son oscilaciones entre el lado de presion y el lado de succion de la pala, es decir sustancialmente perpendiculares a la direccion en el sentido del borde.
Las oscilaciones en el sentido del borde se ven tfpicamente tanto en turbinas eolicas con perdida como con paso controlado cuando el rotor esta girando y la turbina eolica esta produciendo energfa para una red electrica, es decir la turbina eolica esta en funcionamiento. La turbina de perdida controlada esta viendo principalmente este problema cuando funciona con vientos fuertes mas alla del punto de perdida y la turbina con paso regulado esta viendo principalmente este problema cuando funciona con vientos fuertes cuando una rafaga de viento brusca puede provocar que las palas entren en perdida momentaneamente.
Pero dado que las turbinas eolicas y las palas de turbina eolica estan siendo cada vez mas grandes, las propiedades de las palas cambian en consecuencia de modo que tambien se conoce que la amortiguacion de la pala y/o las frecuencias Eigen de la pala y por lo tanto las oscilaciones en el sentido del borde tienen lugar en palas de turbinas eolicas que no estan funcionando, es decir en turbinas eolicas en las que el rotor esta girando en vacfo o puesto en parada completa y la turbina eolica no esta produciendo sustancialmente energfa para la red electrica.
Las contramedidas conocidas contra las oscilaciones en el sentido del borde se desarrollan todas para turbinas eolicas en operacion y por lo tanto son mas o menos ineficaces en relacion con turbinas eolicas no en operacion.
El documento WO 2007/071239 divulga una turbina eolica con las caractensticas tecnicas del preambulo de la reivindicacion 1.
Un objeto de la invencion es por lo tanto proporcionar una tecnica ventajosa para la amortiguacion o eliminacion de oscilaciones en el sentido del borde en una pala de la turbina eolica funcionando en una situacion de produccion de potencia en vacfo en relacion con una red electrica.
La invencion
La invencion proporciona una turbina eolica que comprende un rotor que incluye una o mas palas de paso controlado, medios de registro para registro de una situacion de produccion de potencia en vacfo de las palas de turbina eolica en relacion con una red electrica, medios de deteccion para deteccion de oscilaciones en el sentido del borde en una o mas de las palas, y medios de control para el control del angulo de paso de las una o mas de las palas. Los medios de control se adaptan para cambiar el angulo de paso de una o mas de las palas cuando los medios de registro registran que la turbina eolica esta funcionando en una situacion de produccion de potencia en vacfo y los medios de deteccion detectan oscilaciones en el sentido del borde en una o mas de las palas, amortiguando o eliminando de ese modo las oscilaciones en el sentido del borde.
Han de estar presentes ciertas condiciones para que tengan lugar oscilaciones en el sentido del borde en las palas de turbina eolica girando en vacfo: el viento ha de tener una cierta velocidad del viento cntica, las palas han de tener un cierto diseno, las palas han de colocarse en un cierto angulo de paso y otras. La mayona de estas condiciones no pueden controlarse o al menos no pueden controlarse sin coste —excepto el angulo de paso de las palas—.
Las turbinas eolicas con perdida activa controlada y las turbinas eolicas con paso controlado estan provistas por su naturaleza con la capacidad de cambiar el angulo de paso de las palas para controlar la produccion de energfa del
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rotor o de la turbina eolica durante la operacion y para proteger las palas o a la turbina eolica de sobrecargas daninas.
Aunque para otras finalidades, la capacidad de cambiar el paso de las palas de la turbina eolica esta ya presente por lo tanto en la mayor parte de las turbinas eolicas modernas y es ventajoso el uso de esta capacidad para alterar al menos una de las condiciones necesarias para que tengan lugar las oscilaciones en el sentido del borde o al menos que se acumulen las oscilaciones en el sentido del borde, de ese modo se proporciona ese medio simple y rentable para amortiguar o eliminar las oscilaciones en el sentido del borde de las palas de una turbina eolica operando en una situacion de produccion de potencia en vado en relacion con una red electrica.
Debena remarcarse que con la expresion "una situacion de produccion de potencia en vaco de la turbina eolica en relacion con una red electrica" se ha de entender que la turbina eolica esta en un modo no en operacion, es decir sustancialmente no esta produciendo energfa para la red electrica y el rotor se pone en una parada completa o esta girando en vado.
En un aspecto de la invencion, dichos medios de control comprenden medios para el cambio de paso de dichas palas en una direccion que incrementa el empuje de dichas palas, si dichos medios de deteccion detectan oscilaciones en el sentido del borde en una o mas de dichas palas.
Incluso con fuertes velocidades de viento, el rotor de una turbina eolica girando en vado puede tener una tendencia a estar parado o al menos a girar muy lentamente debido a las palas ajustadas, pero con relacion a las vibraciones en un sentido del borde, es ventajoso si el rotor gira al menos en algun grado, porque las condiciones que inducen las vibraciones en el sentido del borde cambianan de ese modo constantemente, lo que podna amplificar adicionalmente el efecto de amortiguacion de la oscilacion del cambio de paso de la pala. Adicionalmente un rotor girando impedina elevadas cargas locales durante un largo periodo de tiempo, por ejemplo que conducen a huellas en la caja de engranajes, cojinetes u otros.
En un aspecto de la invencion, dichos medios de control comprenden medios para el cambio del angulo de paso de todas las dichas palas de dicho rotor sustancialmente de igual modo, si dichos medios de deteccion detectan oscilaciones en el sentido del borde en una o mas de dichas palas.
Puede ser diffcil y/o caro determinar cual de las palas esta oscilando en el sentido del borde y es por lo tanto ventajoso cambiar el paso de todas las palas si se detectan oscilaciones en el sentido del borde en cualquiera de las palas del rotor. Podna cambiarse entonces el paso de las palas en diferentes grados o en diferentes direcciones para reducir o incrementar la velocidad de rotacion del rotor, por ejemplo dependiendo de la velocidad de rotacion actual del rotor o por ejemplo para reducir la carga sobre el freno del rotor si el rotor estaba bloqueado para impedirle que girara durante el mantenimiento.
En un aspecto de la invencion, dichos medios de deteccion son uno o mas sensores de carga colocados en o sobre dicha pala.
Los sensores de carga colocados en o sobre la pala, tal como en o sobre la rafz de la pala, son ventajosos porque dichos sensores son relativamente simples y baratos y si se implementan apropiadamente proporcionan una informacion fiable de la situacion de carga de la pala, incluyendo si la carga se desplaza ntmicamente adelante y atras entre el lado del borde de salida y el lado del borde de ataque de la pala, indicando de ese modo oscilaciones en el sentido del borde.
Ademas, muchas turbinas eolicas modernas ya estan provistas con sensores de carga en o sobre las palas para detectar diferentes cargas durante la operacion normal de la turbina eolica, es decir cuando la turbina eolica esta produciendo energfa para una red electrica, y es ventajoso y rentable por lo tanto usar los sensores que ya estan presentes.
En un aspecto de la invencion, dichos medios de deteccion son uno o mas acelerometros colocados en o sobre dicha pala.
Los acelerometros son excelentes dispositivos para proporcionar informacion sobre el estado de oscilacion de la pala y es por lo tanto ventajoso usar acelerometros colocados en o sobre la pala como medios de deteccion.
En un aspecto de la invencion, dichos medios de deteccion son uno o mas acelerometros colocados en una gondola de dicha turbina eolica.
Normalmente el rotor gira lentamente cuando la turbina eolica esta girando en vado y si una o mas de las palas oscila en el sentido del borde, estas oscilaciones podnan trasmitirse a la gondola haciendo que la gondola oscile ligeramente alrededor del eje de guinada especialmente cuando la pala que esta oscilando estabilizada esta apuntando lateralmente o la gondola podna inclinarse ligeramente en la direccion vertical si la pala que esta oscilando estabilizada esta apuntando hacia arriba o hacia abajo.
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Senan entonces necesarios solamente uno o dos acelerometros para detectar oscilaciones en el sentido del borde de las palas y dado que la gondola presenta un entorno muy controlado, en el que puede accederse facilmente al acelerometro, es ventajoso colocar los sensores de oscilacion en la gondola (mas fijos).
En un aspecto de la invencion, dichos medios de control comprenden medios para el cambio de dicho angulo de paso de una o mas de dichas palas entre 0,5° y 30°, preferentemente entre 2° y 15° y mas preferido entre 3° y 8° si dichos medios de deteccion detectan oscilaciones en el sentido del borde en una o mas de dichas palas.
Si se cambia el paso de las palas demasiado poco, cuando se detectan oscilaciones en el sentido del borde, las oscilaciones podnan no amortiguarse o llevana un tiempo relativamente largo la detencion de las oscilaciones. Si se cambia el paso de las palas demasiado, la pala u otras partes de la turbina eolica podnan tensionarse innecesariamente mucho o el rotor podna comenzar a girar demasiado rapido, lo que podna no ser ventajoso porque un giro demasiado rapido durante el giro en vado podna tensionar y desgastar diferentes partes de la turbina eolica innecesariamente y podna conducir a que el rotor se acelere.
Los intervalos actuales para cambio de los angulos de paso —cuando se detectan oscilaciones en el sentido del borde— presentan por lo tanto una relacion ventajosa entre la eficiencia de la amortiguacion y la seguridad.
En un aspecto de la invencion, dichos medios de control comprenden medios solamente para el cambio del angulo de paso de una o mas de dichas palas si dichas oscilaciones en el sentido del borde detectadas estan por encima de un nivel predefinido.
El cambio del angulo de paso de las palas desde su posicion de aparcamiento sustancialmente optima, lo mas probable es que incremente la tension sobre la pala y otras partes de la turbina eolica, de modo que si el tamano de las oscilaciones en el sentido del borde es solo menor y no danino o solo tienen lugar durante un periodo de tiempo corto, es ventajoso contenerse respecto al cambio de paso de las palas si el tamano de las oscilaciones esta por debajo de un cierto nivel.
En un aspecto de la invencion, dichos medios de control comprenden medios para devolver dichas una o mas palas a su posicion de angulo de paso original, cuando dichos medios de deteccion detectan que el tamano de dichas oscilaciones en el sentido del borde esta por debajo del nivel predefinido.
Esto es ventajoso, porque las palas se devuelven de ese modo a su posicion de aparcamiento rapidamente, reduciendo de ese modo la tension sobre las palas y otras partes de la turbina eolica.
En un aspecto de la invencion, dichos medios de control comprenden adicionalmente un temporizador para dar una senal de alarma si el tamano de dichas oscilaciones en el sentido del borde no ha cafdo por debajo del nivel predefinido en un periodo de tiempo predefinido.
Si el tamano de las oscilaciones en el sentido del borde no ha cafdo por debajo de un nivel predefinido en un periodo de tiempo predefinido, algo podna estar mal o las palas podnan danarse por las oscilaciones y es por lo tanto ventajoso hacer que los medios de control den una alarma. La senal de alarma podna activar entonces que se iniciaran procedimientos adicionales de amortiguacion de las oscilaciones en el sentido del borde o podna transferirse a un centro de supervision u otros que podnan evaluar la situacion y tomar las acciones necesarias.
Ademas, la invencion proporciona un metodo para el control de una turbina eolica en una situacion de produccion de potencia en vacfo con relacion a una red electrica. El metodo comprende las etapas de:
• registro de si la turbina eolica esta operando en una situacion de produccion de potencia en vacfo en relacion con una red electrica,
• establecimiento de un valor de oscilacion en el sentido del borde de una pala de turbina eolica de la turbina eolica, y
• cambio del angulo de paso de la pala si dicha turbina eolica esta funcionando en una situacion de produccion de potencia en vacfo y el valor de la oscilacion en el sentido del borde esta por encima de un nivel predefinido, amortiguando o eliminando de ese modo la oscilacion en el sentido del borde.
De ese modo se proporciona un metodo simple y rentable para amortiguar o eliminar las oscilaciones en el sentido del borde en las palas de una turbina eolica en una situacion de produccion de potencia en vacfo en relacion con una red electrica.
En un aspecto de la invencion, dicha pala se devuelve a su posicion de angulo de paso original, cuando dicho valor de oscilacion en el sentido del borde ha cafdo por debajo de un nivel predeterminado adicional.
En un aspecto de la invencion, el angulo de paso de todas las palas de dicha turbina eolica se cambia sustancialmente de igual modo si dicho valor de oscilacion en el sentido del borde esta por encima de un nivel predefinido.
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En un aspecto de la invencion, se trasmite una senal de alarma si dicho valor de oscilacion en el sentido del borde no ha cafdo por debajo de un nivel predeterminado en un tiempo predeterminado.
En un aspecto de la invencion, dicho valor de oscilacion en el sentido del borde se establece por medio de mediciones de carga de dicha pala.
En un aspecto de la invencion, se cambia el paso de dichas palas en una direccion que reduce el empuje de dichas palas, si la velocidad de giro de un rotor que comprende dichas palas esta por encima de un nivel predefinido.
Las oscilaciones en el sentido del borde de las palas de turbina eolica de una turbina eolica de giro en vado normalmente solo tienen lugar con velocidades de viento relativamente altas. Si se cambia el paso de las palas en una direccion que incrementa el empuje, cuando se detectan oscilaciones en el sentido del borde, el rotor podna comenzar a girar demasiado rapido y el riesgo de desgaste o sobrecarga de las palas o de la turbina eolica se incremental. Es por lo tanto ventajoso cambiar el paso de las palas en una direccion que reduce el empuje de las palas, si la velocidad de rotacion del rotor ya es alta o proxima a una velocidad de rotacion maxima predefinida de un rotor en vado.
En un aspecto de la invencion, el cambio de paso de dichas palas es en una direccion que incrementa el empuje de dichas palas, si la velocidad de giro de un rotor que comprende dichas palas esta por debajo del nivel predefinido.
Normalmente han de estar presentes ciertas condiciones para que tengan lugar y se incrementen las oscilaciones en el sentido del borde, y una de estas condiciones podna ser que los vientos ataquen la pala con un angulo espedfico. Mediante el incremento del empuje se incrementa la posibilidad de que gire el rotor, haciendo de ese modo que vane el angulo de ataque en un grado que contribuina a la detencion de las oscilaciones o que al menos queden amortiguadas.
Aun mas, la invencion proporciona un metodo de acuerdo con cualquiera de lo anterior, en el que dicha turbina eolica es una turbina eolica de paso o perdida activa controlada que comprende medios para deteccion de oscilaciones en el sentido del borde.
Es ventajoso el uso del metodo previamente mencionado en una turbina eolica de paso o perdida activa controlada, porque estos tipos de turbinas eolicas estan provistas por su naturaleza con medios para el cambio de paso de las palas y, si las turbinas eolicas comprenden adicionalmente medios para la deteccion de oscilaciones en el sentido del borde en las palas, el uso es incluso mas ventajoso.
Figuras
La invencion se describira en lo que sigue con referencia a las figuras en las que
la fig. 1 ilustra una turbina eolica en operacion moderna grande conocida en la tecnica, tal como se ve desde el frente,
la fig. 2 ilustra una pala de turbina eolica, tal como se ve desde el frente,
la fig. 3 ilustra una seccion transversal de una pala de turbina eolica de giro en vado en una situacion no en
perdida, tal como se ve desde la rafz de la pala,
la fig. 4 ilustra una seccion transversal de una pala de turbina eolica de giro en vado en una situacion en perdida, tal como se ve desde la rafz de la pala,
la fig. 5 ilustra una seccion transversal simplificada de una gondola, tal como se ve desde el lateral.
Descripcion detallada de la tecnica relacionada
La fig. 1 ilustra una turbina eolica 1 en operacion moderna, que comprende una torre 2 y una gondola de turbina eolica 3 situada en la parte superior de la torre 2. El rotor de la turbina eolica 4, que comprende tres palas de turbina
eolica 5, se conecta a la gondola 3 a traves del arbol de baja velocidad que se extiende fuera del frente de la
gondola 3.
En esta realizacion la turbina eolica 1 comprende tres palas 5 pero en otra realizacion la turbina eolica 1 podna comprender otro numero de palas 5 tal como una, dos, cuatro o mas.
Descripcion detallada de la invencion
La fig. 2 ilustra una pala de turbina eolica 5, tal como se ve desde el lado frontal/de presion 11. La pala de turbina eolica 5 comprende un borde de ataque 6, un borde de salida 7, una punta 8 y una rafz 9. Una pala de turbina eolica 5 conocida en la tecnica se fabrica tfpicamente de un compuesto de fibra de vidrio y resina reforzado con fibra de carbono, madera reforzada con fibra de carbono o una combinacion de los mismos.
Una pala de turbina eolica 5 tiene tfpicamente un centro de elasticidad que esta mas proximo al borde de ataque 6
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que al borde de salida 7, al menos con relacion a la mayor parte de la pala 5. Si tienen lugar oscilaciones en el sentido del borde a una frecuencia en o proxima a la primera frecuencia natural en el sentido del borde de las palas, especialmente el borde de salida 7 esta por lo tanto expuesto a una tension considerable, que bajo ciertas condiciones podna reducir la vida util de la pala 5.
La fig. 3 ilustra una seccion transversal de una pala 5 de turbina eolica de giro en vado en una situacion no en perdida, tal como se ve desde la rafz de la pala 5.
En esta realizacion la pala 5 es una pala 5 de una turbina eolica 1 de paso regulado ordinaria en la que la pala 5 esta estabilizada, es decir la pala 5 se muestra en una posicion de aparcamiento en donde la pala 5 cambia su paso de modo que la cuerda C de la pala 5 esta sustancialmente en paralelo con el viento incidente. Debido a que las palas de turbina eolica 5 conocidas en la tecnica se retuercen a todo lo largo de su extension longitudinal, normalmente solo sera en algunas partes de la pala 5 que la cuerda C es sustancialmente paralela al viento incidente cuando se pone en la posicion de aparcamiento.
Una pala 5 de una turbina eolica 1 de paso controlado cambia el paso tfpicamente de modo que el borde de ataque 6 este mirando al viento incidente, cuando la pala 5 se deja estabilizada mientras una pala 5 de una turbina eolica 1 de perdida activa regulada tfpicamente hara que el borde de salida 7 mire al viento incidente, cuando la pala 5 se deja estabilizada pero por lo demas es sustancialmente el mismo mecanismo el que afecta a la pala 5 de los dos tipos de turbina eolica cuando estan girando en vado.
Cuando la turbina eolica 1 de paso controlado esta produciendo energfa durante la operacion normal, el controlador electronico de las turbinas comprueba la produccion de potencia de la turbina 1, por ejemplo varias veces por segundo. Cuando la produccion de potencia se hace demasiado alta, el controlador envfa una orden al mecanismo 13 de paso de las palas, que inmediatamente cambia el paso de (gira) las palas del rotor 5 ligeramente fuera del viento. De la misma forma, las palas 5 se giran de vuelta hacia el viento siempre que el viento caiga de nuevo. Durante la operacion las palas 5 de una turbina eolica 1 de paso controlado normalmente solo cambian su paso una fraccion de grado cada vez —y se girara al mismo tiempo el rotor 4—.
Si la velocidad del viento incidente se incrementa por encima de un cierto nivel, tal como 25 m/s, el controlador estabilizara las palas 5 para hacer que el rotor 4 pare de girar o al menos lo haga en vado y la turbina eolica detendra la produccion de energfa para la red electrica. Esto se realiza entre otras razones para proteger a las palas 5 y al resto de la turbina eolica 5 de danos de sobrecarga con altas velocidades de viento.
Si el rotor 4 no esta directamente fijo contra el giro cuando la turbina eolica 1 esta en girando en vado, la situacion de giro en vado no significa necesariamente que el rotor 4 pare de girar. Realmente el rotor 4 girara lentamente mas frecuentemente que no girar y tambien ocurrira que el rotor 4 este girando hacia atras con relacion a la direccion de giro, cuando la turbina eolica 1 no esta en girando vado, es decir cuando esta produciendo energfa para la red electrica.
La fig. 4 ilustra una seccion transversal de una pala 5 de turbina eolica de giro en vado en una situacion en perdida, tal como se ve desde la rafz 9 de la pala 5.
La pala 5 ilustrada en la fig. 4 es una pala 5 estabilizada en una turbina eolica 1 en vado de perdida activa regulada, ilustrada durante una rafaga de viento brusca que crea una situacion de perdida indeseada. En otra realizacion podna ser tambien una pala 5 en una turbina eolica 1 de paso regulado en vado.
Tecnicamente una turbina eolica 1 de perdida activa controlada se asemeja a una turbina eolica 1 de paso controlado, en que ambas tienen palas que pueden cambiar su paso, y para obtener un par (fuerza de giro) razonablemente grande a bajas velocidades de viento, la turbina eolica 1 de perdida activa controlada se programara normalmente para cambiar el paso de las palas 5 muy similarmente a una turbina eolica 1 de paso controlado con bajas velocidades de viento. Cuando la turbina eolica 1 de perdida activa controlada alcanza su potencia nominal, sin embargo, se notara una diferencia importante respecto a las turbinas eolicas 1 de paso controlado. Si el generador 17 esta a punto de la sobrecarga, la turbina eolica 1 de perdida activa controlada cambiara el paso de sus palas 5 en la direccion opuesta respecto a la que lo hace una turbina eolica 1 de paso controlado. En otras palabras, incrementara el angulo de ataque de las palas del rotor 5 para hacer que las palas del rotor 5 entren en una perdida mas profunda, desechando asf el exceso de energfa en el viento.
Las palas estabilizadas 5 en una turbina eolica 1 de perdida controlada o de paso controlado normalmente no entran en perdida, porque el viento pasara por la pala 5 sustancialmente sin perturbar y el mecanismo de guinada de la turbina eolica 1 se asegurara de que el plano del rotor es siempre sustancialmente perpendicular a la direccion del viento incidente, haciendo que el viento pase por las palas 5 sustancialmente como se ilustra en la fig. 3 y si las palas 5 estabilizadas entraran en perdida es normalmente de muy poca o ninguna consecuencia.
Sin embargo, bajo ciertas sustancias pueden surgir rafagas de viento desde direcciones variables tan rapido, que el sistema de control de las turbinas 1 o el mecanismo de guinada no sera capaz de reaccionar suficientemente rapido
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y durante un corto periodo de tiempo puede tener lugar la entrada en perdida. Estos cortos penodos de perdida pueden inducir oscilaciones en el sentido del borde de la pala 5, que potencialmente pueden ser muy daninos. Particularmente si estas rafagas suceden ntmicamente a una frecuencia en o proxima a la primera frecuencia natural de las palas 5 en el sentido del borde la energfa de las oscilaciones en el sentido del borde puede acumularse.
De la misma forma, los fenomenos aerodinamicos como la calle de vortices de Von Karman, separacion de flujo periodica, turbulencias o vertices locales pueden bajo ciertas circunstancias inducir oscilaciones en el sentido del borde en la pala 5 estabilizada, particularmente si este fenomeno sucede periodica o ntmicamente o en fase con una frecuencia en o cerca de la primera frecuencia natural de las palas 5 en el sentido del borde.
La fig. 5 ilustra una seccion transversal simplificada de una gondola 3 de una turbina eolica 1 de paso o perdida activa regulada, tal como se ve desde el lateral. Las gondolas 3 existen en una multitud de variaciones y configuraciones pero en la mayor parte de los casos el tren de accionamiento de la gondola 3 comprende uno o mas de los siguientes componentes: un engranaje 15, un acoplamiento (no mostrado), alguna clase de sistema de frenado 16 y un generador 17. Una gondola 3 de una turbina eolica 1 moderna puede incluir tambien un convertidor 18 (tambien llamado inversor) y adicionalmente equipo periferico tal como equipo de gestion de la potencia adicional, cabinas de control, sistemas hidraulicos, sistemas de refrigeracion y otros mas.
El peso de toda la gondola 3 incluyendo los componentes de la gondola 15, 16, 17, 18 es soportado por una estructura resistente 19. Los componentes 15, 16, 17, 18 se colocan normalmente sobre y/o conectados a esta estructura 19 de soporte de carga comun. En esta realizacion simplificada la estructura resistente 19 solo se extiende a lo largo de la parte inferior de la gondola 3, por ejemplo en la forma de un bastidor de lecho al que se conectan algunos o todos los componentes 15, 16, 17, 18. En otra realizacion la estructura resistente 19 podna comprender una campana de engranajes que transfiere la carga del rotor 4 a la torre 2, o la estructura 19 de soporte de carga podna comprender varias partes interconectadas tal como una estructura reticular.
En esta realizacion de la invencion el tren de accionamiento se establece en un angulo con relacion a un plano horizontal. El tren de accionamiento esta en angulo para entre otras razones, permitir que el rotor 4 pueda estar en angulo correspondientemente, por ejemplo para asegurar que las palas 5 no inciden en la torre 2, para compensar las diferencias en velocidad del viento en la parte superior e inferior del rotor 4 y otras.
En esta realizacion de la invencion los medios de deteccion 21 son acelerometros 22 colocados en cada una de las palas 5 para detectar si la pala 5 individual oscila en el sentido del borde. Dado que la amplitud de las oscilaciones en el sentido del borde de la pala 5 se incremental con la distancia desde la rafz 9 de la pala 5, los medios de deteccion 21 son en esta realizacion de la invencion acelerometros colocados dentro de las palas 5 a una distancia dada desde la rafz 9 de la pala 5.
Los medios de deteccion 21 podnan colocarse tambien en la parte posterior de la gondola 3 en la forma de uno o mas acelerometros 22 fijos a la parte posterior de la estructura resistente 19. El acelerometro 22 se montana entonces de tal manera que se detectaran las oscilaciones en el sentido del borde de las palas 5 que conducen a oscilaciones horizontales o sustancialmente horizontales de la gondola y/o a oscilaciones verticales que tratan de inclinar la gondola verticalmente.
Las oscilaciones en el sentido del borde de las palas 5 pueden inducir oscilaciones de la gondola 3 por ejemplo haciendo que la gondola 3 oscile ligeramente alrededor del centro de la torre 2, es decir en la direccion de guinada, que es por lo que estas oscilaciones pueden detectarse de modo relativamente fiable en la parte posterior de la gondola 3. Las frecuencias tfpicas de las oscilaciones en el sentido del borde (primera frecuencia natural) estan en el intervalo de 0,9 -1,8 Hz.
En otra realizacion de la invencion los medios de deteccion 21 podnan ser otros tipos de sensores distintos a acelerometros 22 —tales como microfonos, extensometros, fibra optica u otros, el o ellos pueden colocarse de modo diferente en las palas 5 o los sensores de oscilacion 21 podnan colocarse fuera de las palas 5 tal como en o dentro del eje de rotacion 26 de un rotor 4, por ejemplo en el centro del buje 14 o en la gondola 3.
Los medios de deteccion 21 podnan ser simplemente medios ya presentes en la turbina eolica 1 para deteccion de cargas u otros durante la operacion normal de la turbina eolica 1 tales como sensores de oscilacion de la torre colocados normalmente en la parte superior de la torre para detectar si oscila la torre, en el que las oscilaciones en el sentido del borde de las palas 5 podnan transmitirse a traves de la gondola 3 a la torre 2 y detectarse como ligeras vibraciones de la torre 2. Podnan ser tambien sensores de carga colocados en la rafz 9 de la pala 5 para detectar la carga sobre la pala 5 durante la operacion normal.
Los medios de deteccion 21 estan en esta realizacion de la invencion conectados a los medios de control 14. Si se detectan oscilaciones en el sentido del borde de las palas 5 o si se detectan oscilaciones en el sentido del borde por encima de un cierto nivel, los medios de control 14 pueden iniciar que se controle el paso de una o mas de las palas
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Como se ha explicado previamente, las palas 5 de una turbina eolica 1 de perdida activa regulada o una turbina eolica de paso regulado se proporcionan con un mecanismo de paso 13. En la realizacion ilustrada las palas 5 de la turbina eolica 1 se conectan al buje 14 a traves de cojinetes de paso 23, que permiten que las palas 5 puedan girar alrededor de su eje longitudinal.
En esta realizacion el mecanismo de paso 13 comprende medios para el giro de las palas en la forma de accionadores lineales 20 conectados al buje 14 y a las palas respectivas 5.
En una realizacion preferida los accionadores lineales 20 son cilindros hidraulicos. En otra realizacion el mecanismo de paso 13 podna comprender motores paso a paso u otros medios para el giro de las palas 5.
La turbina eolica 1 esta tambien provista con medios de registro 24 para la deteccion de si la turbina eolica 1 esta operando en una situacion de produccion de potencia en vado con relacion a la red electrica, es decir si la turbina eolica 1 no esta produciendo sustancialmente energfa para la red electrica, a la que la turbina eolica 1 entregana energfa durante la operacion normal de la turbina eolica 1.
En esta realizacion los medios de registro 24 son un ampenmetro que mide si hay produccion electrica desde el convertidor 18 o al menos si la produccion electrica esta por debajo de un cierto nivel bajo e insignificante, pero en otra realizacion los medios de registro 24 podnan ser un voltimetro u otros y los medios de registro 24 podnan medir o registrar en cualquier lugar tal como sobre el generador 17, en las lmeas de potencia en o fuera de la turbina eolica 1, en una unidad de potencia central fuera de la turbina eolica 1 o en cualquier otro lado.
Los medios de registro 24 incluyen tambien medios que solo detectan indirectamente si la turbina eolica 1 esta girando en vado, por ejemplo codificadores, tacometros u otros que detectan si el arbol principal u otras partes ordinariamente en giro estan girando o a que velocidad estan girando. Si estas partes no giran o solo giran a muy baja velocidad podna indicar que la turbina eolica 1 estaba girando en vado.
En esta realizacion los medios de control 14 se colocan en el buje 14 pero en una realizacion mas preferida los medios de control 14 se colocanan en la gondola 3, en la torre 2, en un alojamiento vecino o cualquier otro lado, por ejemplo en la misma localizacion que los medios de control de paso generales (no mostrados) para el control del paso en relacion con la carga, potencia u otros durante la operacion normal de la turbina eolica 1 o incluso integrados en estos medios de control de paso generales.
En esta realizacion los medios de control 14 se conectan a accionadores lineales 20 para el control del angulo de paso de las palas 5 en respuesta a las mediciones de los medios de deteccion 21 y de los medios de registro 24.
Si las oscilaciones en el sentido del borde no han cafdo por debajo del nivel predeterminado en un periodo de tiempo predeterminado, los medios de control 14 podnan comprometer medios para el envfo de una alarma que indique que se iniciaron los procedimientos de amortiguacion. De la misma forma, si las oscilaciones en el sentido del borde continuan creciendo en tamano —incluso aunque se haya cambiado el paso de las palas 5 para contrarrestar las oscilaciones— podna transmitir una senal de alarma a una unidad de supervision externa u a otra.
En una realizacion de la invencion las palas 5 se devuelven a su posicion original o sustancialmente a su posicion de aparcamiento original, inmediatamente o despues de un tiempo predeterminado espedfico pero en una realizacion preferida las palas 5 se devuelven, cuando los medios de deteccion 21 detectan que el tamano de las oscilaciones ha cafdo de nuevo por debajo de un cierto nivel predefinido.
En una realizacion adicional las palas 5 podnan mantenerse tambien en su nuevo angulo de paso y a continuacion moverse solamente de nuevo si se detectaran oscilaciones adicionales en el sentido del borde, si el rotor estuviese marchando demasiado rapido, lento o en la direccion incorrecta, si la turbina eolica fue devuelta al modo de operacion o si otras condiciones necesitan un cambio del angulo de paso. De ese modo el angulo de paso solo se cambia cuando es absolutamente necesario, por lo que se ahorra energfa y se reduce el desgaste.
En esta realizacion de la invencion los medios de control 14 comprenden adicionalmente una banda muerta u otro metodo de control que asegure que la diferencia en el angulo de paso solo se crea cuando las oscilaciones en el sentido del borde de las palas 5 estan por encima de un cierto nivel predefinido.
En otra realizacion de la invencion los medios de control 14 podnan comprender tambien medios para incrementar la ganancia de los medios de control si el tamano de las oscilaciones se alzan por encima de un cierto nivel predefinido, si el tamano de las oscilaciones no se ha amortiguado por debajo del nivel predefinido en un cierto tiempo predefinido tal como entre 1 y 1000 segundos, preferentemente entre 10 y 500 segundos o si el tamano de las oscilaciones ha estado por encima de un cierto nivel predefinido durante al menos un cierto tiempo predefinido.
La ganancia es la parte del algoritmo de control en los medios de control 14 que controla el tamano de la reaccion en un nivel de oscilacion dado, por ejemplo mediante el control de hasta cuanto se amplifica la senal de entrada procedente de los medios de deteccion 21 (por ejemplo, la amplitud de las oscilaciones en el sentido del borde) en el
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algoritmo de control en los medios de control 14, controlando de ese modo en que cantidad se cambia el paso de la pala con una senal de entrada dada.
Si los medios de deteccion 21 detectan oscilaciones en el sentido del borde en una pala 5, los medios de control 14 podnan iniciar que solo se cambiara el paso de esta pala 5 pero si las condiciones del viento y otras son tales que una pala 5 comienza a oscilar, es tambien factible que palas adicionales 5 comiencen a oscilar y es por lo tanto posible que se cambie el paso de mas de una pala 5 fuera de la posicion de aparcamiento al mismo tiempo y es posible tambien naturalmente que se cambie cada vez solo el angulo de paso de una pala 5, dejando el angulo de paso de las palas 5 restantes sin cambiar durante un intento para amortiguar o eliminar las oscilaciones en el sentido del borde de las palas 5.
El nivel predefinido anteriormente mencionado, por ejemplo la determinacion de si las palas 5 debenan devolverse a su posicion de angulo de paso original, la determinacion de si debena cambiarse el angulo de paso, la determinacion de si debiera iniciarse un procedimiento de alarma y otros podna determinarse como un cierto porcentaje de exceso de una carga conocida, por ejemplo si se detecto que el empuje de la gravedad en las palas 5 dana como resultado una carga maxima dada medida por los sensores de carga en la rafz 9 de la pala 5, este nivel predefinido podna ser que esta carga maxima dada se excediera en al menos un 5 % y preferiblemente en al menos el 15 % tal como en el 20 %, indicando que la pala 5 esta influida por otros factores distintos a la gravedad, es decir la pala 5 podna estar oscilando en el sentido del borde particularmente si estos excesos de carga suceden ntmicamente y dentro de uno o mas intervalos de frecuencia tales como entre 0,1 y 5 Hz, preferentemente entre 0,5 y 3 Hz indicando que los excesos se originan a partir de oscilaciones en el sentido del borde y no solamente a partir de algunos fenomenos aerodinamicos breves.
De la misma forma, si los medios de deteccion 21 eran uno o mas acelerometros colocados en las palas 5, en el buje, en la gondola 3 o en la torre 2 los niveles predeterminados podnan definirse tambien como un cierto porcentaje de exceso de un nivel de aceleracion conocido.
Los niveles podnan definirse tambien como porcentajes de una carga o aceleracion aceptable o basarse simplemente en valores estadfsticos o empmcos o basandose en ensayos practicos.
La invencion se ha ejemplificado anteriormente con referencia a ejemplos espedficos de turbinas eolicas 1, medios de deteccion 21, realizaciones de un metodo para amortiguacion de oscilaciones en el sentido del borde y otros. Sin embargo, debena entenderse que la invencion no esta limitada a los ejemplos particulares descritos anteriormente sino que puede disenarse y alterarse en una multitud de variedades dentro del alcance de la invencion tal como se especifica en las reivindicaciones.
Lista
1. Turbina eolica
2. Torre
3. Gondola
4. Rotor
5. Pala
6. Borde de ataque
7. Borde de salida
8. Punta
9. Rafz
10. Rotura
11. Lado de presion
12. Lado de succion
13. Mecanismo de paso
14. Medios de control
15. Engranaje
16. Sistema de frenado
17. Generador
18. Convertidor
19. Estructura resistente
20. Accionador
21. Medios de deteccion
22. Acelerometro
23. Cojinete de paso C. Cuerda

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    REIVINDICACIONES
    1. Una turbina eolica (1) que comprende
    un rotor (4) que incluye una o mas palas (5) de paso variable,
    medios de registro (24) para registro de una situacion de produccion de potencia en vado de dicha turbina eolica (1) en relacion con una red electrica,
    medios de control (14) para el control del angulo de paso de una o mas de dichas palas (5), estando la turbina eolica (1) caracterizada por que comprende adicionalmente
    medios de deteccion (21) para deteccion de oscilaciones en el sentido del borde en una o mas de dichas palas (5), y por que
    dichos medios de control (14) se adaptan para cambiar el angulo de paso de una o mas de dichas palas (5) cuando dichos medios de registro (24) registran que dicha turbina eolica (1) esta funcionando en una situacion de produccion de potencia en vado y dichos medios de deteccion (21) detectan oscilaciones en el sentido del borde en una o mas de dichas palas (5), amortiguando o eliminando de ese modo las oscilaciones en el sentido del borde.
  2. 2. Una turbina eolica (1) de acuerdo con la reivindicacion 1, en la que dichos medios de control (14) comprenden medios para el cambio de paso de dichas palas (5) en una direccion que incrementa el empuje de dichas palas (5), si dichos medios de deteccion (21) detectan oscilaciones en el sentido del borde en una o mas de dichas palas (5).
  3. 3. Una turbina eolica (1) de acuerdo con la reivindicacion 1 o 2, en la que dichos medios de control (14) comprenden medios para el cambio del angulo de paso de todas las dichas palas (5) de dicho rotor (4) sustancialmente de igual modo, si dichos medios de deteccion (21) detectan oscilaciones en el sentido del borde en una o mas de dichas palas (5).
  4. 4. Una turbina eolica (1) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que dichos medios de deteccion (21) son uno o mas acelerometros (22) colocados en una gondola (3) de dicha turbina eolica (1).
  5. 5. Una turbina eolica (1) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que dichos medios de control (14) comprenden medios para el cambio de dicho angulo de paso de una o mas de dichas palas (5) entre 0,5° y 30°, preferentemente entre 2° y 15° y mas preferido entre 3° y 8° si dichos medios de deteccion (21) detectan oscilaciones en el sentido del borde en una o mas de dichas palas (5).
  6. 6. Una turbina eolica (1) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que dichos medios de control (14) (14) comprenden medios para devolver dichas una o mas palas (5) a su posicion de angulo de paso original, cuando dichos medios de deteccion (21) detectan que el tamano de dichas oscilaciones en el sentido del borde estan por debajo de un nivel predefinido.
  7. 7. Una turbina eolica (1) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que dichos medios de control (14) comprenden medios solamente para el cambio del angulo de paso de una o mas de dichas palas (5) si dichas oscilaciones en el sentido del borde detectadas estan por encima de un nivel predefinido.
  8. 8. Una turbina eolica (1) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que dichos medios de control (14) comprenden adicionalmente un temporizador para dar una senal de alarma si el tamano de dichas oscilaciones en el sentido del borde no ha cafdo por debajo de un nivel predefinido en un periodo de tiempo predefinido.
  9. 9. Un metodo para el control de una turbina eolica (1), comprendiendo dicho metodo las etapas de:
    • registro de si dicha turbina eolica (1) esta operando en una situacion de produccion de potencia en vado en relacion con una red electrica,
    • establecimiento de un valor de oscilacion en el sentido del borde de una pala de turbina eolica (5) de dicha turbina eolica (1), y
    • cambio del angulo de paso de dicha pala (5) si dicha turbina eolica (1) esta funcionando en una situacion de produccion de potencia en vado y dicho valor de la oscilacion en el sentido del borde esta por encima de un nivel predefinido, amortiguando o eliminando de ese modo dichas oscilaciones en el sentido del borde.
  10. 10. Un metodo de acuerdo con la reivindicacion 9, en el que dicha pala (5) se devuelve a su posicion de angulo de paso original, cuando dicho valor de oscilacion en el sentido del borde ha cafdo por debajo de un nivel predeterminado adicional.
  11. 11. Un metodo de acuerdo con la reivindicacion 9 o 10, en el que el angulo de paso de todas las palas (5) de dicha turbina eolica (1) se cambia sustancialmente de igual modo si dicho valor de oscilacion en el sentido del borde esta por encima de un nivel predefinido.
  12. 12. Un metodo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 9 a 11, en el que se transmite una senal de alarma si dicho valor de oscilacion en el sentido del borde no ha cafdo por debajo de un nivel predeterminado en un tiempo
    predeterminado.
  13. 13. Un metodo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 9 a 12, en el que dicho valor de oscilacion en el sentido del borde se establece por medio de mediciones de carga de dicha pala (5).
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  14. 14. Un metodo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 9 a 13, en el que se cambia el paso de dichas palas (5) en una direccion que reduce el empuje de dichas palas (5), si la velocidad de giro de un rotor (4) que comprende dichas palas (5) esta por encima de un nivel predefinido.
    10 15. Un metodo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 9 a 14, en el que se cambia el paso de dichas
    palas (5) en una direccion que incrementa el empuje de dichas palas (5), si la velocidad de giro de un rotor (4) que comprende dichas palas (5) esta por debajo de un nivel predefinido.
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Families Citing this family (30)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100400861C (zh) * 2004-02-27 2008-07-09 三菱重工业株式会社 风力发电装置及其主动式减振方法以及风车塔架
US8362632B2 (en) 2007-11-30 2013-01-29 Vestas Wind Systems A/S Wind turbine, a method for controlling a wind turbine and use thereof
EP2232063B1 (en) * 2007-11-30 2017-09-27 Vestas Wind Systems A/S A wind turbine, a method for controlling a wind turbine and use thereof
US8275489B1 (en) * 2009-04-21 2012-09-25 Devine Timothy J Systems and methods for deployment of wind turbines
US7944070B2 (en) * 2009-08-25 2011-05-17 Vestas Wind Systems A/S Yaw system for a nacelle of a wind turbine and wind turbine
US8749084B2 (en) * 2009-09-28 2014-06-10 Vestas Wind Systems A/S Wind turbine stand still load reduction
US8360723B2 (en) * 2009-09-30 2013-01-29 General Electric Company Method for reducing vibrations in wind turbines and wind turbine implementing said method
EP2431605A1 (en) * 2010-09-21 2012-03-21 Siemens Aktiengesellschaft A method of and a device for determining a characteristic blade frequency of a wind turbine rotor, and a method of operating a wind turbine
ES2396504B1 (es) * 2010-10-29 2014-01-02 Gamesa Innovation & Technology, S.L. Aerogenerador con un control activo del ángulo de paso de las palas durante una situación de marcha en vacío.
WO2012118549A1 (en) * 2010-12-09 2012-09-07 Northern Power Systems, Inc. Systems for load reduction in a tower of an idled wind-power unit and methods thereof
CN102606402A (zh) * 2011-01-25 2012-07-25 刘凤德 一种全天候风力发电机
ES2475722T3 (es) * 2011-06-03 2014-07-11 Wilic S.�R.L. Turbina e�lica y método de control para controlar la misma
US8890349B1 (en) 2012-01-19 2014-11-18 Northern Power Systems, Inc. Load reduction system and method for a wind power unit
DK201270417A (en) 2012-07-09 2014-01-10 Envision Energy Denmark Aps Method and System to Actively Pitch to Reduce Extreme Loads on Wind Turbine
CN105408625B (zh) 2013-07-30 2018-10-19 维斯塔斯风力系统集团公司 基于叶片上测量的负荷和加速度的风力涡轮机的操作方法及装置
WO2015074664A1 (en) 2013-11-21 2015-05-28 Vestas Wind Systems A/S Rotor blade control for high winds
EP3080446B1 (en) * 2013-12-09 2018-10-10 Vestas Wind Systems A/S Operating method for a wind turbine
EP3080445A1 (en) 2013-12-09 2016-10-19 Vestas Wind Systems A/S Counteracting tower oscillations of an idling wind turbine
DK3384154T3 (da) * 2015-12-04 2021-01-25 Envision Energy Denmark Aps En vindturbine og en fremgangsmåde til styring af en vindturbine til reduktion af kantvise svingninger
US10337495B2 (en) * 2016-05-19 2019-07-02 General Electric Company System and method for reducing vortex-induced tower vibrations of a wind turbine
CN109563812A (zh) * 2016-06-13 2019-04-02 维斯塔斯风力系统集团公司 沿边风力涡轮机叶片振动的减振
DE102016124630A1 (de) 2016-12-16 2018-06-21 Wobben Properties Gmbh Verfahren zum Steuern einer Windenergieanlage
ES2922170T3 (es) * 2017-11-06 2022-09-09 Vestas Wind Sys As Método y sistema para controlar una turbina eólica para gestionar vibraciones de pala en sentido del borde
EP3663573B1 (en) 2018-12-04 2022-08-24 General Electric Renovables España S.L. Method for reducing vibrations in rotor blades of a wind turbine
ES2959803T3 (es) * 2018-12-20 2024-02-28 Vestas Wind Sys As Corrección del ángulo de paso
DK201970699A1 (en) * 2019-11-15 2021-07-15 Jupiter Bach As Utilization of a composite nacelle cover as the load-carrying Structure for main machinery components.
EP3859144A1 (en) * 2020-01-29 2021-08-04 Siemens Gamesa Renewable Energy A/S Mitigating standstill vibrations of a wind turbine
DE102020105053A1 (de) * 2020-02-26 2021-08-26 fos4X GmbH Verfahren zur Zustandsüberwachung eines Antriebsstrangs oder Turms einer Windenergieanlage und Windenergieanlage
US20230175487A1 (en) * 2021-12-08 2023-06-08 General Electric Renovables Espana, S.L. System and method for controlling blade pitch on wind turbine rotor blades to reduce vibrations and limit loads in a locked condition of the turbine rotor
US11879425B2 (en) 2021-12-08 2024-01-23 Ge Infrastructure Technology Llc System and method for controlling blade pitch of wind turbine rotor blades in an idling state of the rotor hub

Family Cites Families (52)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3971166A (en) * 1975-06-09 1976-07-27 Timesavers, Inc. Belt position sensor for wide belt sanding machine
US4161658A (en) * 1978-06-15 1979-07-17 United Technologies Corporation Wind turbine generator having integrator tracking
US4193005A (en) * 1978-08-17 1980-03-11 United Technologies Corporation Multi-mode control system for wind turbines
US4297076A (en) 1979-06-08 1981-10-27 Lockheed Corporation Wind turbine
US4280059A (en) * 1979-12-26 1981-07-21 United Technologies Corporation Detecting power loss in free turbines
US4334823A (en) 1980-12-16 1982-06-15 Sharp Peter A Wind or fluid current turbine
US4515525A (en) * 1982-11-08 1985-05-07 United Technologies Corporation Minimization of the effects of yaw oscillations in wind turbines
US4426192A (en) * 1983-02-07 1984-01-17 U.S. Windpower, Inc. Method and apparatus for controlling windmill blade pitch
US4677364A (en) * 1985-01-04 1987-06-30 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Reactive power compensating system
US5083039B1 (en) * 1991-02-01 1999-11-16 Zond Energy Systems Inc Variable speed wind turbine
US5155375A (en) * 1991-09-19 1992-10-13 U.S. Windpower, Inc. Speed control system for a variable speed wind turbine
SE506573C2 (sv) 1996-05-07 1998-01-12 Aegir Konsult Ab Giranordning för ett maskineri och vindkraftverk innefattande en giranordning
DK173029B1 (da) 1997-04-04 1999-11-22 Dancontrol Engineering As Fremgangsmåde og apparat til dæmpning af svingninger i rotorblade på vindmøller
US5907192A (en) * 1997-06-09 1999-05-25 General Electric Company Method and system for wind turbine braking
US6600240B2 (en) * 1997-08-08 2003-07-29 General Electric Company Variable speed wind turbine generator
US6428274B1 (en) 1997-11-04 2002-08-06 Windtec Anlagenerrichtungs-Und Consulting Gmbh Drive mechanism for adjusting the rotor blades of wind power installations
DK174404B1 (da) * 1998-05-29 2003-02-17 Neg Micon As Vindmølle med svingningsdæmper
JP2002521617A (ja) * 1998-07-28 2002-07-16 エンエーゲー ミコン アクティーゼルスカブ Ｕ形状の振動減衰手段を有する風力タービンブレード
FR2821391B1 (fr) * 2001-02-23 2003-06-27 Jeumont Ind Procede et dispositif de regulation d'une installation de production d'energie electrique comportant une eolienne
PT1384002E (pt) * 2001-04-20 2010-10-11 Baw Gmbh Processo para exploração de uma instalação de energia eólica
DE10127451C5 (de) 2001-06-07 2016-09-01 Aloys Wobben Verfahren zur Steuerung einer Windenergieanlage
CA2460724C (en) 2001-09-28 2013-03-12 Aloys Wobben Method for operating a wind park
JP3978186B2 (ja) 2001-12-28 2007-09-19 三菱重工業株式会社 アップウィンド型風車及びその運転方法
US7015595B2 (en) * 2002-02-11 2006-03-21 Vestas Wind Systems A/S Variable speed wind turbine having a passive grid side rectifier with scalar power control and dependent pitch control
US7071579B2 (en) 2002-06-07 2006-07-04 Global Energyconcepts,Llc Wind farm electrical system
DE10320087B4 (de) 2003-05-05 2005-04-28 Aloys Wobben Verfahren zum Betreiben eines Windparks
US7042110B2 (en) * 2003-05-07 2006-05-09 Clipper Windpower Technology, Inc. Variable speed distributed drive train wind turbine system
DE10338127C5 (de) * 2003-08-15 2015-08-06 Senvion Se Windenergieanlage mit einem Rotor
US7119452B2 (en) * 2003-09-03 2006-10-10 General Electric Company Voltage control for wind generators
EP1666723A4 (en) 2003-09-10 2011-04-13 Mitsubishi Heavy Ind Ltd SHAFT MOUNTING ANGLE CONTROL UNIT AND WIND TURBINE GENERATOR
US7095129B2 (en) 2004-06-30 2006-08-22 General Electric Company Methods and apparatus for rotor load control in wind turbines
US7118339B2 (en) 2004-06-30 2006-10-10 General Electric Company Methods and apparatus for reduction of asymmetric rotor loads in wind turbines
JP4468751B2 (ja) 2004-06-30 2010-05-26 富士重工業株式会社 水平軸風車およびその待機方法
US7239036B2 (en) * 2005-07-29 2007-07-03 General Electric Company System and method for power control in wind turbines
BRPI0520633A2 (pt) * 2005-11-03 2009-05-19 Vestas Wind Sys As pá de turbina eólica, turbina eólica, meio de amortecimento de oscilações para amortecimento de oscilações ou vibrações entre bordas de uma pá de turbina eólica, método de amortecimento de oscilações de uma pá de turbina eólica, e uso de um meio de amortecimento de oscilações em uma pá de turbina eólica
ES2681893T3 (es) * 2005-12-23 2018-09-17 Vestas Wind Systems A/S Supervisión de niveles de fluido en sistemas de componentes de turbina eólica
WO2007104306A1 (en) 2006-03-16 2007-09-20 Vestas Wind Systems A/S A method and control system for reducing the fatigue loads in the components of a wind turbine subjected to asymmetrical loading of the rotor plane
US7312537B1 (en) * 2006-06-19 2007-12-25 General Electric Company Methods and apparatus for supplying and/or absorbing reactive power
EP2084400B1 (en) * 2006-10-02 2017-08-09 Vestas Wind Systems A/S A wind turbine and a method for damping edgewise oscillations in one or more blades of a wind turbine by changing the blade pitch
US7417333B2 (en) * 2006-11-02 2008-08-26 General Electric Company Methods and apparatus for controlling current in an electrical machine
EP2097642B1 (en) * 2006-12-08 2013-08-21 Vestas Wind Systems A/S A method for damping edgewise oscillations in one or more blades of a wind turbine, an active stall controlled wind turbine and use hereof
WO2008119352A2 (en) * 2007-03-30 2008-10-09 Vestas Wind Systems A/S A wind turbine comprising one or more oscillation dampers
WO2009043352A2 (en) * 2007-10-05 2009-04-09 Vestas Wind Systems A/S A method for de-icing a blade of a wind turbine, a wind turbine and use thereof
CA2705235A1 (en) * 2007-11-28 2009-06-04 Vestas Wind Systems A/S Method for damping oscillations in a wind turbine
US8362632B2 (en) * 2007-11-30 2013-01-29 Vestas Wind Systems A/S Wind turbine, a method for controlling a wind turbine and use thereof
EP2232063B1 (en) * 2007-11-30 2017-09-27 Vestas Wind Systems A/S A wind turbine, a method for controlling a wind turbine and use thereof
WO2009097055A2 (en) * 2007-12-13 2009-08-06 Alliance For Sustainable Energy, Llc Wind turbine blade testing system using base excitation
US8621934B2 (en) * 2007-12-14 2014-01-07 Alliance For Sustainable Energy, Llc Dual-axis resonance testing of wind turbine blades
US8215905B2 (en) * 2007-12-31 2012-07-10 General Electric Corporation Methods and apparatus for error reduction in rotor loading measurements
WO2009135136A2 (en) * 2008-05-02 2009-11-05 Alliance For Sustainable Energy, Llc Base excitation testing system using spring elements to pivotally mount wind turbine blades
US7988416B2 (en) * 2009-03-18 2011-08-02 Vestas Wind Systems A/S Wind turbine blade with damping element
US7755210B2 (en) * 2009-12-04 2010-07-13 General Electric Company System and method for controlling wind turbine actuation

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