FI89533B - Vindturbin med reglerbar hastighet - Google Patents

Vindturbin med reglerbar hastighet Download PDF

Info

Publication number
FI89533B
FI89533B FI864699A FI864699A FI89533B FI 89533 B FI89533 B FI 89533B FI 864699 A FI864699 A FI 864699A FI 864699 A FI864699 A FI 864699A FI 89533 B FI89533 B FI 89533B
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
speed
signal
generator
wind turbine
torque
Prior art date
Application number
FI864699A
Other languages
English (en)
Swedish (sv)
Other versions
FI864699A0 (fi
FI89533C (fi
FI864699A (fi
Inventor
Joseph Michael Kos
Kermit Ivan Harner
Glidden Sweet Doman
Eugene D Divalentin
Henry Stephen Healy
Original Assignee
United Technologies Corp
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
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=25174906&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=FI89533(B) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by United Technologies Corp filed Critical United Technologies Corp
Publication of FI864699A0 publication Critical patent/FI864699A0/fi
Publication of FI864699A publication Critical patent/FI864699A/fi
Application granted granted Critical
Publication of FI89533B publication Critical patent/FI89533B/fi
Publication of FI89533C publication Critical patent/FI89533C/fi

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P5/00—Arrangements specially adapted for regulating or controlling the speed or torque of two or more electric motors
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P9/00—Arrangements for controlling electric generators for the purpose of obtaining a desired output
    • H02P9/42—Arrangements for controlling electric generators for the purpose of obtaining a desired output to obtain desired frequency without varying speed of the generator
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D15/00—Transmission of mechanical power
    • F03D15/10—Transmission of mechanical power using gearing not limited to rotary motion, e.g. with oscillating or reciprocating members
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D17/00—Monitoring or testing of wind motors, e.g. diagnostics
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D7/00—Controlling wind motors 
    • F03D7/02—Controlling wind motors  the wind motors having rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor
    • F03D7/0272—Controlling wind motors  the wind motors having rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor by measures acting on the electrical generator
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D9/00—Adaptations of wind motors for special use; Combinations of wind motors with apparatus driven thereby; Wind motors specially adapted for installation in particular locations
    • F03D9/20—Wind motors characterised by the driven apparatus
    • F03D9/25—Wind motors characterised by the driven apparatus the apparatus being an electrical generator
    • F03D9/255—Wind motors characterised by the driven apparatus the apparatus being an electrical generator connected to electrical distribution networks; Arrangements therefor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2220/00—Application
    • F05B2220/70—Application in combination with
    • F05B2220/706—Application in combination with an electrical generator
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2260/00—Function
    • F05B2260/96—Preventing, counteracting or reducing vibration or noise
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2270/00—Control
    • F05B2270/10—Purpose of the control system
    • F05B2270/101—Purpose of the control system to control rotational speed (n)
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2270/00—Control
    • F05B2270/10—Purpose of the control system
    • F05B2270/1016—Purpose of the control system in variable speed operation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2270/00—Control
    • F05B2270/10—Purpose of the control system
    • F05B2270/103—Purpose of the control system to affect the output of the engine
    • F05B2270/1032—Torque
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2270/00—Control
    • F05B2270/10—Purpose of the control system
    • F05B2270/20—Purpose of the control system to optimise the performance of a machine
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2270/00—Control
    • F05B2270/30—Control parameters, e.g. input parameters
    • F05B2270/327—Rotor or generator speeds
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P2101/00—Special adaptation of control arrangements for generators
    • H02P2101/15—Special adaptation of control arrangements for generators for wind-driven turbines
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70—Wind energy
    • Y02E10/72—Wind turbines with rotation axis in wind direction

Landscapes

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

Description

89533 Säädettävänopeuksinen tuuliturbiini Vindturbin med reglerbar hastighet 5 Tämän keksinnön kohteena ovat tuuliturbiinit ja erityisesti säädettävä-nopeuksiset tuuliturbiinit, jotka ovat patenttivaatimuksen 1 johdanto-osan mukaisia.
10 Tunnetaan eri tyyppisiä tuulikoneita, mukaan lukien sellaiset koneet, joissa roottorin nopeus on vakio, ja koneet, joissa nopeus on säädettävä. Vakionopeuksiset tuuliturbiinit ovat olleet enemmistönä, koska turbiinigeneraattori liitetään tavallisesti suoraan kiinteätaajuuksi-seen sähkövoimaverkkoon. Vaihtelevanopeuksisia tuuliturbiineja ei voida 15 liittää suoraan verkkoon, koska niiden sähköantotehon taajuus vaihte-lee. Tämä tekee välttämättömäksi taajuudenmuuttimen asettamisen generaattorin ja verkon väliin taajuuden muuttamista varten. Tällaisissa taajuudenmuuttimissa tunnetaan erilaisia tekniikoita mukaanlukien syk-lomuuttimet ja tasasuuntain-vaihtosuuntaimet.
20 US-patenttijulkaisussa 4 400 659, joka on lähintä tekniikan tasoa, on esitetty säädettävänopeuksinen tuuliturbiini, jossa käytetään syklo-muutinta. Vaihtovirtageneraattori antaa kiinteätaajuista vaihtovirtaa vakiojännitteellä. Tämä tarkoittaa sitä, että virran täytyy olla vakio 25 vakiotehon olosuhteita varten, johtaen siihen, että vääntömomentti pidetään myös vakiona. Jos tuulen nopeus kasvaa, herätin vähentää kent-tävoimakkuutta pitääkseen jännitteen alhaalla, tehon säädin pitää virran ja vääntömomentin vakiona, nopeus nousee, mutta energian läpisyötön kasvua ei ilmene. Edelleen lavan nousukulman (tai kääntymisen) ohjaus 30 tarvitaan siten estämään nopeuden häviäminen. (On ymmärrettävää, että pitämällä generaaattorin teho vakiona tehorajoissa yksinkertaisesti aikaansaa nopeuden häviämisen). Näin nousukulman ohjaus toimii ohjaten nopeutta sallien generaattorin säätimen toimimisen ainoastaan tehon ra-joittimena.
35
Kaikentyyppisiä moottoreita varten on lisäksi kehitetty elektronisia nopeudensäätömenetelmiä, joissa käytetään tyristoria, tai ohjattavaa tasasuuntainta (SCR). Tuulivoimateoreetikoille on käynyt selväksi, että 2 89533 on mahdollista käyttää säädettävänopeuksista vaihtovirtakäyttöä käänteisesti. Toisin sanoen sen sijaan, että käytettäisiin säädettävänopeuksista käyttöä kiinteätaajuuksisen vaihtovirran (AC) vastaanottajana sen muuntamisessa vaihtelevataajuuksiseksi vaihtovirraksi moot-5 torin käyttämiseksi, on mahdollista tehdä taajuudenmuutin, jossa vaih-tovirtageneraattorista tuleva vaihtelevataajuuksinen vaihtovirta muunnetaan kiinteätaajuuksiseksi vaihtovirraksi syötettäväksi voimaverk-koon.
10 Kuten tuulienergian alalla on tunnettua, tulevasta tuulivirrasta saatavissa oleva kineettinen energia vaihtelee pyyhkäistyn alueen koon, tiheyden ja tuulen nopeuden kolmannen potenssin mukaan. On osoitettu, että energiasta ei voida ottaa irti enempää kuin 59 %, ja minkä tahansa tuuliturbiinin kykyä lähestyä tuota maksimia on nimitetty toiminnan 15 hyötykertoimeksi Cp. Toiminnan hyötykerroin liittyy kyseessä olevan koneen aerodynaamisiin ominaisuuksiin, erityisesti potkurin kär-kinopeussuhteeseen, joka määritellään lavan pään tangentiaalinopeuden suhteeksi tulevan tuulen nopeuteen. Mikäli tämä suhde kyetään pitämään koneen toiminnan hyötykertoimen maksimissa antamalla roottorin nopeuden 20 seurata tuulen nopeutta, tuuliturbiinista tulee erittäin tehokas. Lisäksi säädettävänopeuksiset tuuliturbiinit mahdollistavat energian lyhytaikaisen varastoimisen. Tuulen nopeuden tasaantumisilmiöt voidaan siis integroida nopeuden muutoksiin. Tällaisen tuuliturbiinin ohjaus-strategian tulisi perustua generaattorin vääntömomentin säätämiseen 25 sähköisesti.
Tämän keksinnön tavoitteena on aikaansaada säädettävänopeuksinen tuuli-turbiini, jonka ohjausstrategia perustuu generaattorin vääntömomentin säätämiseen sähköisesti, jolloin nopeutta ohjataan maksimihyötysuhteen 30 saavuttamiseksi.
Tämä tavoite saavutetaan patenttivaatimuksen 1 mukaisella säädettävä-nopeuksisella tuuliturbiinijärjestelmällä. Keksinnön muita suoritusmuotoja on esitetty alivaatimuksissa.
35 3 39533 Säädettävänopeuksinen tuuliturbiinijärjestelmä muodostetaan vaihtovir-tageneraattorista, jota turbiini käyttää ja joka antaa vaihtelevataa-juuksista vaihtovirtasähköä taajuudenmuuttimeen, joka muuntaa vaihtele-vataajuuksisen vaihtovirran kiinteätaajuuksiseksi vaihtovirraksi syö* 5 tettäväksi voimaverkkoon. Säädettävänopeuksisen tuuliturbiinin ohjain reagoi vastaanotettuun generaattorin nopeussignaaliin ja vastaanotettuun generaattorin antotehosignaaliin ja antaa generaattorin vääntömo-menttia koskevan käskysignaalin taajuudenmuuttimelle, joka puolestaan ohjaa generaattorin ilmarakovääntömomenttia ohjaamalla voimaverkkoon 10 toimitetun tehoa tasoa.
Säädettävänopeuksisen tuuliturbiinin ohjaimeen saattaa kuulua nopeutta ohjaava säädin, joka reagoi vastaanotettuun tehosignaaliin antaakseen nopeutta koskevan vertailusignaalin, jota verrataan vastaanotettuun 15 generaattorin nopeussignaaliin. Erotussignaali, joka ilmaisee eron nopeuden vertailusignaalin ja vastaanotetun generaattorin nopeussignaa-lin välillä, integroidaan, jolloin saadaan generaattorin vääntömoment-tia koskeva käskysignaali taajuudenmuuttimelle.
20 Taajuudenmuuttimeen voi kuulua syklomuutin tai tasasuuntain-vaihtosuun-tain-kokonaisuus, joka on sovitettu käytettäväksi tuuliturbiinissa sekä syklomuuttimessa että tasasuuntain-vaihtosuuntaimissa liipaisupiiri reagoi tuuliturbiinin ohjaimen antamaan vääntömomenttia koskevaan käs-kysignaaliin ja antaa ohjattavalle tasasuuntaimelle (SCR) laukaisusig-25 naaleja, jotka on ajoitettu vääntömomentin käskysignaalin suuruuden mukaan. Taajuudenmuuttimessa on ohjattavat tasasuuntaimet, joita syöttää joko suoraan vaihtelevataajuuksinen vaihtovirta, kun kyseessä on syklomuutin, tai tasavirtakytkentälenkki, kun kyseessä on tasasuuntain-vaihtosuuntain. Molemmissa tapauksissa ohjattavat tasasuuntaimet rea-30 goivat ohjattavan tasasuuntaimen (SCR) laukaisusignaaleihin. Lau- kaisusignaalien ajoitus ohjaa taajuudenmuuttimen muuttamaan tehon suuruutta ja täten verkkoon toimitettua tehoa. Tämän seurauksena generaattorin staattorin ja roottorin välistä ilmarako-vääntömomenttia säädellään tehokkasti säädettävänopeuksisen tuuliturbiinin ohjaimen antamalla 35 generaattorin väätömomenttia koskevalla käskysignaalilla. Itse asiassa säädettävänopeuksisen tuuliturbiinin ohjain toimii kuitenkin generaat- 4 89533
Corin nopeuden ohjaamiseksi sen funktion mukaisesti, joka määrittelee generaattorin nopeuden riippuen generaattorin sähköantotehosta. Tämä funktio määräytyy sillä tavalla, että nopeuden ohjaimet pyrkivät saamaan aikaan sen, että tuuliturbiini toimii optimisuorituskykykäyrällä, 5 joka kuvaa tuuliturbiinin tehokerrointa funktiona nopeussuhteesta, ja olennaisesti tämän käyrän huipulla, jolloin saadaan suurempi teho. Toisin sanoen nopeussuhde pidetään itse asiassa vakiona ohjaamalla potkurin kärkinopeus pysymään vakiosuhteessa tuulen nopeuden kanssa.
10 Säädettävänopeuksisen tuuliturbiinin ohjaimeen voi kuulua derivoiva säädin, joka reagoi vastaanotettuun generaattorin nopeussignaaliin antaakseen vaimennussignaalin, joka lasketaan yhteen generaattorin vääntömomenttia koskevan käskysignaalin kanssa valitun vääntövärähtely-muodon vaimentamiseksi.
15 Säädettävänopeuksisen tuuliturbiinin ohjaimessa saattaa olla generaattorin nopeuden vertailuohjelma, joka reagoi vastaanotettuun generaattorin sähkötehosignaaliin antaakseen generaattorin nopeutta koskevan vertailusignaalin funktion mukaan, jossa funktiossa nopeuden vertai-20 lusignaali riippuu vastaanotetusta sähkötehosignaalista, ja ohjaimessa on yhteenlaskurajapinta, joka reagoi nopeuden vertailusignaaliin ja vastaanotettuun nopeussignaaliin antaakseen erotussignaalin, jonka suuruus osoittaa näiden kahden välillä vallitsevan suuruuseron. Erotus-signaali annetaan integroivaan säätöön, joka antaa generaattorin vään-25 tömomenttia koskevan käskysignaalin. Valitun rajana olevan vääntömomen-tin alapuolella vääntömomentin käskysignaali saa tuuliturbiinin toimimaan olennaisesti tehokertoimen nopeussuhteen funktiona esittävän opti-mitoimintakäyrän huipulla, minkä seurauksena turbiinin roottori toimii olennaisesti valitulla vakionopeussuhteella. Valitun rajana olevan 30 vääntömomentin yläpuolella olevissa tuulen nopeuksissa generaattorin vääntömomentin käskysignaali saa turbiinin roottorin toimimaan nopeuksilla, jotka ovat suurempia kuin vakionopeussuhteen määräämät nopeudet nopeusrajaan asti.
35 Generaattorin vääntömomentin käskysignaali maksimoi generaattorin anto-tehon saamalla tuuliturbiinin toimimaan olennaisesti tehokertoimen i 5 89533 nopeussuhteen funktiona esittävällä optioitoimintakäyrällä valitun rajana olevan vääntömomentin yläpuolella, kunnes nopeusraja saavutetaan.
5 Säädettävänopeuksisen tuuliturbiinin ohjain reagoi vastaanotettuun turbiinin roottorin nopeuteen ja antaa aerodynaamista vääntömomenttia koskevan käskysignaalin muutosten määräämiseksi aerodynaamisessa vään-tömomentissa valittujen aerodynaamisten voimien aikaansaamiseksi tuuli-turbiinin roottorin toimiessa nopeusrajan alapuolella ja turbiinin 10 roottorin pitämiseksi olennaisesti nopeusrajalla suuremmilla tuulen nopeuksilla, jotka voisivat saada aikaan nopeusrajan ylittäviä turbiinin roottorin nopeuksia. Tässä tapauksessa tuuliturbiinijärjestelmä käsittää tietenkin välttämättä myös sähköhydraulisen aerodynaamisen vääntömomentin ohjaimen, joka reagoi aerodynaamisen vääntömomentin 15 signaaliin määrättyjen aerodynaamisen vääntömomentin muutosten aikaansaamiseksi.
Säädettävänopeuksisen tuuliturbiinin ohjain antaa generaattorin vääntö-momenttia koskevan käskysignaalin, joka määrää lisäykset antotehossa 20 vääntömomenttirajan yläpuolella, samalla kun se pitää vakiollisen vään-tömomenttiarvon tällä vääntömomenttirajalla ja antaa lisäksi aerodynaamista vääntömomenttia koskevan käskysignaalin, joka pitää roottorin työntövoiman vakiona tuulen nopeuden lisääntyessä.
25 Säädettävänopeuksisen tuuliturbiinin ohjain voi antaa generaattorin vääntömomenttia koskevan käskysignaalin, joka määrää lisäykset antotehossa vääntömomenttirajan yläpuolella ja antaa aerodynaamista vääntömomenttia koskevan käskysignaalin, joka on sellainen, että tuuliturbiinin työntövoima rajoitetaan niin, että tornikustannukset ja tuuliturbiinin 30 käyttöjärjestelmän kustannukset ovat optimaalisessa suhteessa lisääntyneen käyttöön saadun energian arvoon.
Säädettävänopeuksinen tuuliturbiinin ohjain voi käsittää lisäksi välineet, joilla saadaan turbiinin roottorin nopeuden vertailusignaali ja 35 integroiva säätö, joka reagoi erotussignaaliin, jonka suuruus osoittaa suuruuseron turbiinin roottorin vertailusignaalin ja turbiinin rootto- 6 89533 rin vastaanotetun nopeussignaalin välillä, jolloin saadaan aerodynaamisen vääntömomentin käskysignaali.
Integroiva säätö aerodynaamista vääntömomenttia koskevan käskysignaalin 5 antamista varten voi sisältää laskimen, joka reagoi vastaanotettuun generaattorin sähköantotehoa koskevaan signaaliin ja vastaanotettuun turbiinin roottorin nopeutta koskevaan signaaliin, joka laskin antaa lasketun tuulen nopeutta koskevan signaalin, joka ilmaisee tehollisen täydellisen potkurin kärkiympyrän nopeuden, ylimääräisen laskinlait-10 teen, joka reagoi turbiinin roottorin nopeutta ja laskettua tuulen nopeutta koskeviin signaaleihin antaakseen nopeussuhdetta koskevan signaalin, jonka suuruus ilmaisee roottorin nopeutta ja laskettua tuulen nopeutta koskevien signaalien suuruuksien suhteen, ylemmät ja alemmat rajoitusvälineet, jotka reagoivat nopeussuhdesignaaliin antaakseen 15 aerodynaamista vääntömomenttia koskevalle käskysignaalille maksimi- ja minimirajasignaalit aerodynaamista vääntömomenttia koskevan käskysignaalin suuruuden rajoittamiseksi seisautuksen ja normaalin toiminnan tai vastaavasti käynnistyksen aikana.
20 Tässä selostettu ja vaatimuksessa esitetty säädettävänopeuksinen tuuli-turbiini järjestelmä muodostaa erityisen tehokkaan laitteen voimanlähteenä käytettävän tuuliturbiinin tehokkuuden lisäämiseksi. Tämä saadaan aikaan vakiinnuttamalla toiminnallinen suhde generaattorin antotehon ja nopeuden välillä, mikä määrittää halutun generaattorin toimintanopeu-25 den, Jotta saataisiin suurempi antoteho. Tämä saadaan käytännössä toteutettua säätämällä generaattorin nopeus sellaiseksi, että se pitää nopeussuhteen pysyvästi arvossa, joka maksimoi hyötytehon. Tavanomaisten tuuliturbiinien kiinteät nopeusrajat voidaan ylittää käyttämällä tässä selostettuja säätöjärjestelmätoimintoja. Generaattorin nopeuden 30 säätäminen sellaiseksi, että se pitää hyötytehon mahdollisimman suurena, on erittäin tehokas tapa saada vangittua energiaa tuulesta.
Edelleen huomaamalla ero teho- ja vääntömomenttijärjestelmien rajoituksien välillä ja edelleen huomaamalla, että vääntömomenttirajojen mää-35 rääminen merkitsee poistumista toiminnasta vakionopeussuhteella, tässä esitetty mahdollistaa järjestelmää suunniteltaessa sen, että nopeuden l· 7 39533 sallitaan kasvaa, jotta saadaan käytettyä lisäenergiaa sellaisen vään-tömomenttirajan yläpuolella, jonka generaattorin tehonkäsittelyka-pasiteetti sallii.
5 Nämä ja tämän keksinnön muut tavoitteet, ominaispiirteet ja edut käyvät selvemmiksi keksinnön parhaan, oheisena olevassa piirustuksessa kuvatun toteutusmuodon yksityiskohtaisesta kuvauksesta.
Kuvio 1 on yksinkertaistettu lohkokaaviokuvaus tämän keksinnön mukai-10 sesta säädettävänopeuksisesta tuuliturbiinista.
Kuvio 2 vastaa kuviota 1, paitsi että siinä on järjestelmätasöinen kuvaus kuvion 1 säädettävänopeuksisen tuuliturbiinin ohjaimesta.
15 Kuvio 3 on kuvaus suoritusarvokartasta erityistä tuulikonetta varten, joka kartta kuvaa suhdetta toiminnan hyötykertoimen, PR, ja potkurin kärkien nopeussuhteen tai nopeussuhteen, VR, välillä.
Kuvio 4 on kuvaus generaattorin antotehon ja valitun generaattorin 20 nopeuden vertailusignaalin välisestä suhteesta käytettäväksi generaattorin nopeuden ohjaamisessa.
Kuvio 5 on yksinkertaistettu lohkokaaviokuvaus tämän keksinnön mukaisesta säädettävänopeuksisesta tuuliturbiinista.
25
Kuvio 6 on kuvaus vaimennuspiiristä käytettäväksi kuvion 1 tai 2 tuuli-turbiinin kanssa.
Kuvio 1 on kuvaus tämän keksinnön mukaisesta säädettävänopeuksisesta 30 tuuliturbiinista 10. Turbiinin roottorin akselissa 12, jonka toisessa päässä on potkurin napa 14, on ainakin yksi napaan kiinnitetty lapa 16. Vaihteiston 18 hidasnopeuksinen puoli 20 on kiinnitetty turbiinin roottorin akselin toiseen päähän. Vaihtovirtageneraattorin 22 generaattorin roottorin akseli 24 on kiinnitetty vaihteiston suurinopeuksiseen puo-35 leen 26. Turbiinin roottorin vääntömomentti (Q,) käyttää generaattorin roottoria. Generaattori tuottaa ilmarakovääntömomentin (QE) , joka on 8 39533 vastakkainen tulevalle turbiinin roottorin vääntömomentille. Vaihtovir-tageneraattori antaa vaihtelevataajuuksista vaihtovirtaa linjalla 28 taajuudenmuuttimeen 30, joka muuttaa vaihtelevataajuuksisen vaihtovirran kiinteätaajuuksiseksi vaihtovirraksi linjalle 32, joka virta puo-5 lestaan viedään voimaverkkoon 34. Säädettävänopeuksisen tuuliturbiinin ohjain 36 käsittää signaaliprosessorin 37, jossa on keskusyksikkö 38 sekä syöttö- ja tulostusyksikkö 40, joka liittyy väylään 42. Signaaliprosessori saattaa sisältää myös pysyväismuistiyksikön (ROM) 44 ja poimintamuistiyksikön (RAM) 46, kuten myös muuta laitteistoa (ei esi-10 tetty). Signaaliprosessorin syöttö- ja tulostusyksikkö reagoi vastaanotettuun generaattorin nopeutta koskevaan signaaliin (NG) linjalla 48, jonka signaalin antaa nopeuden ilmaisin 50, joka reagoi generaattorin akselin nopeuteen. Syöttö- ja tulostusyksikkö 40 reagoi myös linjalla 52 kulkevaan vastaanotettuun tehosignaaliin (PE), joka tulee tehonil-15 maisimesta 54, joka reagoi taajuudenmuuttimeen menevälle linjalle 28 annetun tehon suuruuteen. Signaaliprosessorin avulla sädettävänopeuksi-sen tuuliturbiinin ohjain 36 määrittelee, mikä generaattorin ilmarako-vääntömomentin tulisi olla sen funktion mukaan, joka määrittää vastaanotetun tehon riippuen generaattorin nopeudesta, jotta saavutettaisiin 20 maksimiteho. Määriteltyään mikä tämän tason tulisi olla, signaaliprosessori antaa syöttö- ja tulostusyksikkönsä 40 kautta generaattorin vääntömomenttia koskevan käskysignaalin linjalla 56 taajuudenmuuttimeen.
25 Taajuudenmuutin voi olla esimerkiksi syklomuutin tai tasasuuntain-vaih-tosuuntain-pari, jonka yhdistää tasavirtalenkki. Nämä molemmat sekä muut taajuudenmuutintyypit tunnetaan alalla hyvin eikä niitä tarvitse käsitellä tässä yksityiskohtaisesti. Riittää kun sanotaan, että elekt-ronistyyppiset muuttimet käyttävät vaiheohjattuja tyristoreja voimavir-30 ran ohjaamiseen taajuudenmuuttimen läpi. Tämä tapahtuu ohjaamalla tyristorin porttien laukaisun vaihekulmaa ottaen huomioon käyttöverkon vaihe tarkoituksena ohjata pätötehon ja loistehon virtaa. Täten taajuuden-muuttimessa on yleisesti liipaisupiiri (ei esitetty), joka reagoi vääntömomenttia koskevaan käskysignaaliin ja antaa taajuudenmuuttimen ty-35 ristoreille laukaisupulsseja. Yksityiskohtainen kuvaus taajuudenmuutti- 9 89533 mesta ja laukaisukytkennöistä on tässä tarpeeton eikä sitä esitetä, koska nämä yksityiskohdat ovat hyvin tunnettuja alalla.
Roottorin ohjain 57 voidaan asentaa, jotta saataisiin aerodynaamisen 5 vääntöraomentin ohjaus rajana olevan vääntömomentin yläpuolella, jolloin rajoitetaan työntövoimaa. Tämä voi olla nousukulman tai ajautumiskulman säätimen muodossa. Signaaliprosessori antaa roottorin ohjaimeen 57 aerodynaamista vääntömomenttia koskevan käskysignaalin linjalla 57a.
10 Kuvio 2 on hyvin samanlainen kuin kuvio 1, paitsi että siitä on jätetty pois roottorin ohjain 57 ja siinä esitetään säädettävänopeuksisen tuuli turbiinin ohjain järjestelmätasoisella esitystavalla, mikä auttaa ymmärtämään tämän keksinnön keskeiset opetukset. Kuviossa 2 säädettävänopeuksisen tuuliturbiinin ohjain esitetään sellaisena, että se rea-15 goi samoihin vastaanotettuihin nopeus- ja tehosignaaleihin 48,52 ja myös antaa taajuudenmuuttimeen 30 saman vääntömomenttia koskevan sää-tösignaalin linjalla 56. Signaaliprosessorin laitteisto on kuitenkin korvattu funktionaalisilla lohkoilla, jotka kuvaavat täydellisemmin tämän keksinnön mukaista ohjaustapaa. Ohjelma 58, johon voi kuulua 20 etsintätaulukko, reagoi linjalla 52 kulkevaan vastaanotettuun tehosig-naaliin. Ohjelma sisältää toiminnallisen suhteen vastaanotettujen te-hosignaaliarvojen ja vastaavien generaattorin nopeuden vertailusignaa-liarvojen välillä. Nopeuden vertailusignaalit (Ν^) tulostetaan linjalla 60 summausrajapinnalle 62, jossa tehdään vertailu linjan 60 nopeuden 25 vertailusignaalin ja linjan 48 vastaanotetun generaattorin nopeuden signaalin välillä. Linjalla 64 kulkeva erotussignaali integroidaan integraattorilla 66, joka antaa taajuudenmuuttimeen 30 vääntömomenttia koskevan käskysignaalin linjalla 56. Näin havaitaan, että signaaliprosessorin keskusyksikön 38 tehtävänä, esimerkiksi yhdessä kuvion 1 30 pysyväismuistin 44 kanssa, joka pysyväismuisti saattaa sisältää etsin-tätaulukon, kuten kuvioissa 1 ja 2 on kuvattu, on havaita generaattorin toimittaman tehon taso ja määritellä tämän havaitun tehon tason pohjalta se generaattorin nopeus, jolla päästään maksimitehokkuuteen (tutkimalla etukäteen ohjelmoitua etsintätaulukkoa, pysyväismuistia 44, tai 35 ohjelmaa 58). Ohjelma antaa sitten nopeuden vertailusignaalin ja tätä signaalia verrataan vastaanotettuun generaattorin nopeuden signaaliin.
ίο 8 9 533
Erotus integroidaan antamaan vääntömomenttia koskeva käskysignaali taajuudenmuuttimen voimaverkkoon 34 menevän voimavirran säätelemiseksi ja täten vaihtovirtageneraattorin ilmarakovääntömomentin säätelemiseksi.
5
Kuvio 3 on kuvaus tietyn tuulikoneen suoritusarvokartasta ja se kuvaa toiminnan hyötykertoimen ja potkurin kärkinopeussuhteen välistä suhdetta. Potkurin kärkinopeussuhde tunnetaan myös käsitteellä nopeussuhde. Kun tuuliturbiinin nopeus oli kiinteä, ei tuulen nopeuden vaihteluista 10 johtuen ollut mahdollista käyttää laitetta suoritusarvokartan huipulla. Säädettävänopeuksisessa tuulikoneessa nopeussuhde voidaan sitä vastoin pitää vakiona saattamalla potkurin kärkinopeus seuraamaan tuulen nopeutta suhteen säilyttämiseksi. Täten säädettävänopeuksisessa tuulitur-biinissa suunnittelun täytyy pyrkiä pitämään maksimitehokkuuden vuoksi 15 nopeussuhde pisteessä, jossa toiminnan hyötykerroin on mahdollisimman suuri. Tämä piste vastaa pistettä A-B (70) kuviossa 3.
Kuvio 4 on tämän keksinnön mukainen kuvaus generaattorin antotehon ja valitun generaattorin nopeuden vertailusignaalin välisestä suhteesta 20 käytettäväksi generaattorin nopeuden säätelemisessä nopeussuhteen pitämiseksi pysyvästi arvossa, joka maksimoi toiminnan hyötykertoimen.
Kuvio 4 kuvaa myös tapaa, jolla generaattorin nopeutta ohjataan antotehon lisäämiseksi vääntömomentin rajan (B) pisteen 74 yläpuolella. Pisteen 71 ura pisteestä 72 (A) pisteeseen 74 (B) kuvaa haluttua generaat-25 torin nopeutta eri tehon tasoille maksimitehokkuuden saamiseksi, kun nopeussuhde on vakio ja toimitaan vääntömomentin rajan alapuolella. Toiminta pisteitten 72,74 (A,B) välillä vastaa toimintaa kuvion 3 pisteessä 70. Täten, kun haluttu nopeussuhde on sovittu vakio ja vastaava toiminnan hyötykerroin on suurin mahdollinen sovittu vakio, generaatto-30 rin antotehon ja tuon tehon saavuttamiseksi välttämättömän generaattorin nopeuden välinen suhde on mahdollista laskea. Toisin sanoen, koska teho on verrannollinen tuulen nopeuden kolmanteen potenssiin ja koska generaattorin nopeus on verrannollinen tuulen nopeuteen, silloin teho on välttämättä verrannollinen generaattorin nopeuden kolmanteen potens-35 siin ja generaattorin nopeus on verrannollinen tehon kuutiojuureen. Täten kuvio 4 pisteestä 72 pisteeseen 74 pitkin pisteitten 71 uraa on n 39533 kartta, joka sanelee vaadittavan generaattorin nopeuden säätelemisen vastaanotettuun tehoon nähden ja, epäsuorasti, tuulen nopeuteen nähden. Täten sellainen generaattorin nopeus, joka vaaditaan nopeussuhteen ylläpitämiseksi, saadaan suoraan, ja tehokkuus tulee automaattisesti 5 maksimoiduksi, kun mitataan generaattorin antoteho ja otetaan huomioon kuviossa 4 kuvattu toiminnallinen suhde.
Tähän läheisesti liittyvässä US-patenttihakemuksessa, jonka sarjanumero on (Attorney Docket No. 41537-WE) ja jonka nimitys on "Vääntömomentin 10 ohjain säädettävänopeuksista tuuliturbiinia varten" ja jossa keksijöinä ovat DiValentin et ai, on selitetty ja esitetty patenttivaatimuksina lisämenetelmä ja -laitteisto energian talteenoton lisäämiseksi rajana olevan vääntömomenttipisteen 74 yläpuolella. Koska nämä menetelmät ja laite kuvataan täydellisesti tuossa julkaisussa, niitä kuvaillaan tässä 15 vain sikäli, kuin on tarpeen yleisten periaatteiden selvittämiseksi. Tässä selitetyn ja patenttivaatimuksina esitetyn erityisen säädettävä -nopeuksisen tuuliturbiinin ohjaimen kohdalla DiValentin et al:n menetelmät antavat ohjeet generaattorin nopeuden säätelemiseksi pisteitten 78 uran mukaan pisteen 74 (B) ja pisteen 76 (C) välillä, jossa pistees-20 sä nopeus- tai tehoraja saavutetaan. Täten, vaikka generaattorin ilma-rakovääntömomentti pidetään vakiona, roottorin nopeuden annetaan kasvaa siten, että energian talteenotto maksimoidaan pysymällä kuvion 3 suori-tusarvokartalla pisteestä 70 pisteeseen 76 pisteitten 80 vastaavaa uraa pitkin. Kuviosta 3 huomataan, että rajana olevan vääntömomentin yläpuo-25 lella nopeussuhde kasvaa ja toiminnan hyötykerroin pienenee. Vaikka pisteen 70 edustamaa maksimitehokkuutta ei voida enää ylläpitää, pisteitten 80 ura edustaa parasta mahdollista tehoa, joka voidaan ottaa talteen näissä olosuhteissa. Taas viitataan kuvioon 4, jossa pisteitten 78 ura vastaa kuvion 3 pisteitten 80 uraa ja edustaa samalla tavoin 30 generaattorin nopeuden parasta mahdollista ohjaamista annetuissa tuulen nopeuksissa.
Tarkastelkaamme nyt kuviota 5, jossa esitetään yksinkertaistettu kaaviollinen lohkokaavio, joka esittää mallin säädettävänopeuksisesta 35 tuuliturbiinista, joka käsittää keksinnön mukaisen turbiinin ohjaimen. Tuuliturbiinin generaattorin vääntömomenttirajan alapuolella kuvion 5 12 39533 ohjain toimii siten, että se säätelee generaattorin vääntömomenttia generaattorin vääntömomentin ohjaimen 82 avulla, joka ohjain on samanlainen kuin kuvioiden 1 ja 2 taajuudenmuutin 30. Vääntömomenttirajan yläpuolella nousukulman tai ajautumiskulman muutoksen ohjain 176 alkaa 5 toimia ja se vaikuttaa verkkovääntömomenttiin aerodynaamisen kuormituksen muutosten avulla. Aerodynaamisen kuormituksen ohjain 176 tasoittaa tehoa vääntömomentin rajan yläpuolella, jotta saataisiin talteen mahdollisimman suuri energiamäärä, samalla kun työntövoimakuormituksia rajoitetaan suurissa tuulen nopeuksissa.
10 Täten vääntömomentin rajan alapuolella kuvion 2 ohjelmaa 58 vastaava ohjelma 86 reagoi linjalla 88 kulkevaan vastaanotettuun antotehosignaa-liin, joka osoittaa generaattorin toimittaman sähkötehon tason. Tavallisesti ohjelma antaa generaattorin nopeuden vertailusignaalin linjalla 15 90 moodin valintayksikköön 92, joka reagoi myös käynnistyksen aikana linjalla 94 kulkevaan generaattorin maksiminopeutta koskevaan vertailu-signaaliin, joka osoittaa käynnistyksen aikana vallitsevalle tuulen nopeudelle sopivan turbiinin nopeuden, ja kun tämä nopeus on saavutettu, signaali saa moodin valitsimen 92 muuttamaan linjalla 90 kulkevaan 20 signaaliin. Generaattorin vääntömomentin ohjaimen "reaaliaika"-toiminnan ("on-line") aikana moodin valitsin 92 antaa generaattorin nopeuden vertailusignaalin linjalla 94 summausrajapinnalle 96, joka reagoi myös linjalla 98 kulkevaan generaattorin roottorin nopeudenilmaisimen 100 antamaan, vastaanotettuun generaattorin roottorin nopeutta koskevaan 25 signaaliin. Ilmaisin 100 puolestaan reagoi varsinaiseen generaattorin roottorin nopeuteen, jollaisena sen osoittaa linjalla 102 kulkeva mal-linopeussignaali. Linjalla 104 kulkeva yhteenlaskettu signaali annetaan dynaamiseen ohjaavaan tasauspiiriin 106, joka antaa linjalla 108 kompensoidun signaalin nopeudenrajoittimeen 110, joka rajoitin ei ole 30 välttämätön, mikäli generaattorin vääntömomentti voidaan muulla tavoin rajoittaa siten, että se täyttää suunnitteluvaatimukset, mikä on tavallisesti asianlaita. Nopeuden rajoitussignaali annetaan linjalla 112 integraattoriin 114, jota rajoittavat minimivääntömomenttisignaali linjalla 116 ja maksimivääntömomenttisignaali linjalla 118. Linjalla 35 120 annetaan integroitu signaali käsky- tai vertailusignaalina gene raattorin vääntömomentin ohjaimelle 82. Generaattorin vääntömomentin 13 39533 ohjain 82 vaikuttaa vääntömomentin reagointiin generaattorin ilmaraossa, kuten linjalla 122 kulkeva generaattorin vääntömomenttisignaali osoittaa. Linjalla 122 kulkevaa generaattorin vääntömomenttisignaalia voidaan pitää vääntömomentin ohjaimen 82 aiheuttaman varsinaisen gene-5 raattorin vääntömomentin reagoinnin sähköisenä mallina. Itse asiassa jäljempänä seuraava selonteko käsittelee turbiinin generaattoria mallina, mutta tulisi ymmärtää, että malli edustaa varsinaista turbiinin generaattorijärjestelmää. Täten linjalla 122 kulkeva generaattorin vääntömomenttisignaali lasketaan mallirajapinnassa 124 yhteen linjalla 10 126 kulkevan turbiinin akselin vääntömomenttisignaalin kanssa, joka signaali osoittaa vääntömomentin vaihteiston turbiinipuolella. Yhteenlaskusta rajapinnalla 124 on tuloksena signaali linjalla 128, joka signaali osoittaa verkkovääntömomentin generaattorin roottorissa, joka vääntömomentti viedään integraattoriin 130, joka integroi ja arvioi 15 linjalla 128 kulkevan verkkovääntömomenttisignaalin antaakseen generaattorin nopeutta koskevan signaalin linjalla 102. Generaattorin nopeutta koskeva signaali annetaan rajapintaan 132, jossa se lasketaan yhteen linjalla 134 kulkevan turbiinin roottorin nopeutta koskevan signaalin kanssa, jolloin saadaan nopeuden erotussignaali linjalle 136 20 integraattoriin 138, joka puolestaan antaa turbiinin akselin vääntömomenttisignaalin linjalle 126. Rajapinta 140 laskee linjan 126 akselin vääntömomenttisignaalin yhteen linjan 142 tuulen vääntömomenttisignaalin kanssa, joka signaali osoittaa tuulen turbiiniin tuoman vääntömomentin. Rajapinnassa 140 lasketaan yhteen myös linjan 144 signaali, 25 joka osoittaa nousukulman muutoksista johtuvan muutoksen turbiinin roottorin vääntömomentissa. Tästä seurauksena oleva linjan 146 verkko-vääntömomenttisignaali, joka osoittaa roottoria kokonaisuudessaan koskettavan vääntömomentin epätasapainon, viedään integraattoriin 148, joka antaa linjalle 134 roottorin nopeutta koskevan signaalin, jonka 30 ottaa vastaan roottorin nopeudenilmaisin 150, joka antaa roottorin nopeutta koskevan signaalin linjalla 152 rajapintaan 154, jossa se lasketaan yhteen linjan 156 roottorin nopeutta koskevan vertailu- tai käskysignaalin kanssa. Moodin valitsin 158 antaa linjan 160 nopeuden vertailusignaalin signaalina NR(R£F, linjalle 156, kun vääntömomentin 35 raja saavutetaan. Moodin valitsin 158 antaa myös nopeutta koskevan vertailusignaalin linjalla 156 käynnistyksen ja pysäytyksen aikana korvaa- 14 39533 maila signaalit linjalla 162 ja vastaavasti linjalla 164 tavallisella toimintasignaalilla linjalla 160.
Linjan 166 erosignaali annetaan vahvistus- ja ohjauskompensaatioverk-5 koon 168 ja linjalla 170 kulkeva kompensoitu signaali viedään integ-raattoriin 172. Integraattori antaa linjalla 174 nousukulman muutosta koskevan vertailu- tai käskysignaalin nousukulman muutoksen ohjaimeen 176, joka vaikuttaa käskettyyn nousukulman muutokseen ja antaa nousu-kulman muutoksen, kuten mallisignaali linjalla 178 osoittaa. Nousukul-10 man muutoksen aiheuttama muutos roottorin vääntömomentissa, kuten roottorin vääntömomentin differentiaalimuutos 180 (riippuen nousukulman muutoksesta) osoittaa, antaa linjalla 144 vastaavan vääntömomentin muutosta koskevan signaalin yhteenlaskurajapintaan 140, kuten yllä on esitetty.
15
Integraattoria 172 rajoittavat linjan 182 nousukulman minimirajasig-naali sekä linjan 184 nousukulman maksimirajasignaali, jotka signaalit tulevat rajapiiristä 186 ja vastaavasti rajapiiristä 188. Rajapiiriä 186 käytetään pysäyttämisen aikana ja rajapiiriä 188 käynnistyksen 20 aikana sekä tuulen ollessa heikko. Rajapiirit reagoivat linjan 190 laskinpiirin 192 antamaan laskettuun nopeussuhdesignaaliin. Laskinpiiri 192 reagoi linjalla 152 kulkevaan vastaanotettuun roottorin nopeutta koskevaan signaaliin ja linjan 88 antotehosignaaliin. Se laskee nopeus-suhteen, joka riippuu näiden kahden tulosignaalin arvoista. Laskinlaite 25 käsittää välineen, joka reagoi sekä vastaanotettuun generaattorin säh-köantotehosignaaliin että vastaanotettuun turbiinin roottorin nopeutta koskevaan signaaliin antaakseen lasketun, tuulen nopeutta koskevan signaalin, joka osoittaa tehokkaan täydellisen potkurin kärkiympyrän tuulen nopeuden. Näin laskimessa 192 on lisäväline, joka reagoi turbii-30 nin roottorin nopeutta ja laskettuun tuulen nopeutta koskeviin signaaleihin antaakseen nopeussuhdesignaalin, jonka suuruus osoittaa roottorin nopeutta ja tuulen nopeutta koskevien signaalien suuruuksien suhteen.
35 Itse asiassa nopeussuhteen laskeminen vaatii tavallisesti jonkin vertailun varsinaiseen tuulennopeuteen, jonka antaa tuulen nopeuden ilmai- is 89 533 sin tai nousukulman muutoksen ilmaisin, jonka antaisi esimerkiksi kuviossa 5 linjalla 178 kulkevaan nousukulman muutosta koskevaan signaaliin reagoiva ilmaisin (ei esitetty). Tulee ymmärtää, että tällainen signaali vaadittaisiin esitettyjen signaalien lisäksi tai niiden ase-5 mesta, vaikka se on yksikertaisuuden vuoksi jätetty kuviosta pois.
Alaa tunteville on selvää, että kuvion 5 kuvaukset mukaanlukien toiminnalliset lohkot ja tuuliturbiinin generaattorin malli, edustavat laite -komponentteja, joita kuvataan täydellisemmin kuviossa 1 ja joita voi-10 daan helposti soveltaa ja muunnella, niin että ne toteuttavat tämän keksinnön periaatteet ekvivalenttisen laitteiston (hardware) tai ohjelmien ja käyttöjärjestelmien (software) avulla.
Kuvio 6 on kuvaus kuvion 1 tai 2 tuuliturbiinin kanssa käytettäväksi 15 tarkoitetusta vaimennuspiiristä 200, jolla vaimennetaan valittu vääntö-värähtelymuoto. Vaimennuspiiri muodostuu viiveen derivaatasta, joka tunnetaan myös huuhdontasuodattimena tai ylipäästösuodattimena, joka reagoi kuvioiden 1 ja 2 linjalla 48 kulkevaan, vastaanotettuun generaattorin nopeutta koskevaan signaaliin antaakseen linjalla 202 vaimen-20 nussignaalin yhteenlaskurajapinnalla 204, joka reagoi myös linjan 56 vääntömomenttia koskevaan käskysignaaliin. Linjan 206 kasvanut vääntö-momenttia koskeva käskysignaali annetaan taajuudenmuuttimeen 30 ja valittu vääntömuoto vaimennetaan tätä menetelmää käyttäen. Ylipääs-tösuodattimen derivaatan tarkoituksena on tässä tapauksessa poistaa 25 vahvistussignaali linjalla 202 alhaisilla taajuuksilla. On tietenkin ymmärrettävää, että kuviossa 6 esitetty taajuudenmuutin 30, joka vastaa kuvioiden 1 ja 2 taajuudenmuutinta, on vastaava kuin kuvion 5 generaattorin vääntömomentin ohjain 82 ja samanlaista vaimennuspiiriä voitaisiin käyttää myös kuviossa 5 esitetyssä toteutusmuodossa.
30 Täten, vaikka keksintöä on esitetty ja selitetty sen parhaan toteutus-muodon suhteen, alaa tuntevien tulisi ymmärtää, että edellä olevat ja lukuisat muut muutokset, poistot ja lisäykset keksinnön muodossa ja sen yksityiskohdissa voidaan tehdä siihen poikkeamatta keksinnön hengestä 35 ja alasta.

Claims (8)

16 39535
1. Säädettävänopeuksinen tuuliturbiinijärjestelmä, jolla on optimaalinen suoritusarvokäyrä, joka esittää tehon hyötykertoimen riippuvuuden 5 nopeussuhteesta, johon järjestelmään kuuluu: turbiinin roottorin akseli (12), jonka toisessa päässä on napa (14), johon napaan (14) on kiinnitetty ainakin yksi lapa (16); 10 vaihteisto (18), jonka pieninopeuksinen puoli (20) on kiinnitetty turbiinin roottorin akselin (12) toiseen päähän; generaattorimuutinjärjestelmä (22,30), jossa on vaihtovirtageneraattori (22), taajuudenmuutin (30) ja jonka generaattorin roottorin akseli (24) 15 on kiinnitetty vaihteiston (18) suurinopeuksiseen puoleen (26), ja äänimuutin, joka antaa kiinteätaajuuksista vaihtovirtaa lähtevälle antoteholle; mittausvälineet (50;54), jotka havaitsevat generaattorin nopeuden ja 20 generaattorin sähköantotehon ja jotka antavat näitä arvoja osoittavia signaaleja (NG;PE); ja säädettävänopeuksisen tuuliturbiinin ohjain (36), joka reagoi generaattorin nopeuden ja generaattorin sähköantotehon ilmaiseviin signaaleihin 25 (NG;PE) antaakseen generaattorin käskysignaalin (Qecref)) > tunnettu siitä, että ohjaimen (36) antama käskysignaali (Qecrefj) on vääntömomenttia koskeva käskysignaali määräyksien antamiseksi generaattorin nopeuden (NG) ohjaamiseksi sen funktion mukaan, joka määrittelee generaattorin nopeuden (NG) riippuvuuden generaattorin sähköantotehosta 30 (Pe), ja nämä ohjailut pyrkivät saamaan aikaan sen, että tuuliturbiini toimii optimisuorituskykykäyrällä, joka kuvaa tuuliturbiinin tehoker-rointa (CP) funktiona nopeussuhteesta (VR), ja olennaisesti tämän käyrän huipulla; ja 35 että vaihtovirtageneraattori (22) antaa vaihtelevataajuuksista vaihtovirtaa generaattorista lähtevälle antoteholinjalle (28); ja 4 i 17 89533 että sähköisesti generaattorin antoteholinjaan (28) liitetty taajuuden-muutin (30) reagoi generaattorista tulevaan vaihtovirtaan vaihteleva-taajuuksisen vaihtovirran muuttamiseksi vakiotaajuuksiseksi vaihtovirraksi, ja että taajuudenmuutin (30) reagoi generaattorin vääntömoment-5 tia koskevaan käskysignaaliin (Qejref)) ohjatakseen muuttimen (30) muuttaman sähkötehon suuruutta saaden täten aikaan vaihtovirtageneraattorin vääntömomentin ohjauksen.
2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen tuuliturbiini, tunnettu 10 siitä, että säädettävänopeuksisen tuuliturbiinin ohjain (36) käsittää ylipäästösuodattimen (200), joka reagoi vastaanotettuun generaattorin nopeussignaaliin (NG) antaakseen vaimennussignaalin; ja 15 yhteenlaskurajapinnan (204), joka reagoi generaattorin vääntömomenttia koskevaan käskysignaaliin ja vaimennussignaaliin antaakseen kasvaneen generaattorin vääntömomenttia koskevan käskysignaalin taajuudenmuutti-meen (30) valitun vääntövärähtelymuodon vaimentamiseksi.
3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen tuuliturbiini, tunnettu siitä, että säädettävänopeuksisen tuuliturbiinin ohjain (36) sisältää signaaliprosessorin, johon kuuluu generaattorin nopeuden vertailuohjel-ma (58) , joka reagoi vastaanotettuun generaattorin sähkötehosignaaliin (PE) antaakseen generaattorin nopeutta koskevan vertailusignaalin (Nrff) 25 sen funktion mukaan, joka kuvaa nopeuden vertailusignaalin riippuvuutta sähkötehosignaalista; ja integroivan ohjaimen (66), joka reagoi erotussignaaliin (64), jonka suuruus osoittaa eron generaattorin nopeuden vertailusignaaliin (Nref) 30 ja generaattorin nopeussignaalin (NG) suuruuksien välillä antaakseen generaattorin vääntömomenttia koskevan käskysignaalin (Qe(ref>)· joka (a) valitun rajana olevan vääntömomentin alapuolella, kuten vastaavan valitun rajana olevan generaattorin sähköantotehosignaalin suuruus osoittaa, saa tuuliturbiinin toimimaan olennaisesti suorituskykykäyrän hui-35 pulla, joka käyrä kuvaa tehokertoimen riippuvuutta nopeussuhteesta, ja joka käskysignaali saa tämän tuloksena turbiinin roottorin toimimaan ie 8 9533 olennaisesti valitulla vakionopeussuhteella, ja joka käskysignaali (b) saa turbiinin roottorin toimimaan nopeuksilla, jotka ovat suuremmat kuin vakionopeussuhteen sanelemat nopeudet, toimimiseksi nopeuksilla, jotka ovat sen pisteen yläpuolella, jossa rajana oleva vääntömomentti 5 saavutetaan aina nopeusrajaan asti.
4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen tuuliturbiini, tunnettu siitä, että generaattorin vääntömomenttia koskeva käskysignaali (Qe(R£F)) saa tuuliturbiinin toimimaan olennaisesti optimisuorituskykykäyrällä, 10 joka käyrä kuvaa tehokertoimen riippuvuutta nopeussuhteesta, valitun rajana olevan vääntömomentin yläpuolella, kunnes nopeusraja saavutetaan.
5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen tuuliturbiinijärjestelmä, t u n -15 n e t t u siitä, että mittausvälineisiin kuuluu lisäilmaisin (150) turbiinin roottorin nopeuden (NR) havaitsemiseksi ja roottorin nopeuden osoittavan signaalin antamiseksi; siitä, että säädettävänopeuksisen tuuliturbiinin ohjaimeen (36) kuuluu välineet (176), jotka ragoivat turbiinin roottorin nopeutta ja generaattorin sähkötehoa koskeviin 20 signaaleihin (NR;PE) antaakseen aerodynaamista vääntömomenttia koskevan käskysignaalin (/9), jolla määrätään muutoksista aerodynaamisessa vään-tömomentissa, jotta (a) saataisiin valittuja aerodynaamisia voimia tuuliturbiinin roottorin toimiessa nopeusrajan alapuolella ja (b) pidettäisiin turbiinin roottori olennaisesti nopeusrajalla sellaisissa 25 tuulen nopeuksissa, jotka kykenevät saamaan turbiinin roottorin toimimaan nopeuksilla, jota ovat nopeusrajan yläpuolella; ja siitä, että tuuliturbiinijärjestelmä käsittää lisäksi sähköhydraulisen aerodynaamisen vääntömomentin ohjaimen, joka reagoi aerodynaamista vääntö-30 momenttia koskevaan käskysignaaliin turbiinin roottorin aerodynaamisen vääntömomentin muuttamiseksi määrättyjen muutosten mukaisesti.
6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen tuuliturbiini, tunnettu siitä, että generaattorin vääntömomenttia koskeva käskysignaali pysyy 35 vakiona, kun aerodynaamista vääntömomenttia koskeva käskysignaali saa tuuliturbiinin toimimaan olennaisesti valitulla suorituskykykäyrällä, 19 39 533 joka kuvaa tehokertolmen riippuvuutta nopeussuhteessa valitun rajavään-tömomentin yläpuolella, kunnes nopeusraja saavutetaan.
7. Patenttivaatimuksen 5 mukainen tuuliturbiini, tunnettu 5 siitä, että säädettävänopeuksisen tuuliturbiinin ohjaimeen (36) kuuluu: välineet (158) turbiinin roottorin nopeuden vertailusignaalin (NR(REn) antamiseksi; ja 10 integroiva ohjain (168), joka reagoi erotussignaaliin, jonka suuruus osoittaa eron turbiinin roottorin nopeuden vertailusignaalin (NR(REr)) ja turbiinin roottorin nopeussignaalin (NR) suuruuksien välillä antaakseen aerodynaamista vääntömomenttia koskevan käskysignaalin (β).
8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen tuuliturbiini, tunnettu siitä, että integroivaan ohjaimeen kuuluu: laskinvälineet (192), jotka reagoivat generaattorin sähköantotehonsig-naaliin (PE) ja turbiinin roottorin nopeussignaaliin (NR) antaakseen 20 lasketun, tuulen nopeutta koskevan signaalin, joka osoittaa tehollisen täydellistä potkurin kärkiympyrää vastaavan tuulen nopeuden; välineet (192), jotka reagoivat turbiinin roottorin nopeussignaaliin ja laskettuun tuulen nopeutta koskevaan signaaliin antaakseen nopeussuhde-25 signaalin, jonka suuruus osoittaa roottorin kärkinopeutta ja tuulen nopeutta koskevien signaalien suuruuksien suhteen; ylärajavälineet (188), jotka reagoivat nopeussuhdesignaaliin antaakseen aerodynaamista vääntömomenttia koskevan käskysignaalin maksimirajasig-30 naalin aerodynaamista vääntömomenttia koskevan käskysignaalin suuruuden rajoittamiseksi seisautuksen aikana, ja alarajavälineet (186), jotka reagoivat nopeussuhdesignaaliin antaakseen aerodynaamista vääntömomenttia koskevan käskysignaalin minimirajasig-35 naalin aerodynaamista vääntömomenttia koskevan käskysignaalin suuruuden rajoittamiseksi normaalin toiminnan ja käynnistyksen aikana. 20 39533
FI864699A 1985-11-18 1986-11-18 Vindturbin med reglerbar hastighet FI89533C (fi)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US06/799,045 US4695736A (en) 1985-11-18 1985-11-18 Variable speed wind turbine
US79904585 1985-11-18

Publications (4)

Publication Number Publication Date
FI864699A0 FI864699A0 (fi) 1986-11-18
FI864699A FI864699A (fi) 1987-05-19
FI89533B true FI89533B (fi) 1993-06-30
FI89533C FI89533C (fi) 1993-10-11

Family

ID=25174906

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI864699A FI89533C (fi) 1985-11-18 1986-11-18 Vindturbin med reglerbar hastighet

Country Status (15)

Country Link
US (1) US4695736A (fi)
EP (1) EP0223731B1 (fi)
JP (1) JPH0758066B2 (fi)
KR (1) KR940002928B1 (fi)
AU (1) AU582981B2 (fi)
BR (1) BR8605672A (fi)
CA (1) CA1258092A (fi)
DE (1) DE3665904D1 (fi)
DK (1) DK547786A (fi)
ES (1) ES2011020B3 (fi)
FI (1) FI89533C (fi)
IL (1) IL80633A (fi)
IN (1) IN164330B (fi)
NO (1) NO178905B (fi)
ZA (1) ZA868593B (fi)

Families Citing this family (104)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4700081A (en) * 1986-04-28 1987-10-13 United Technologies Corporation Speed avoidance logic for a variable speed wind turbine
US5068591A (en) * 1989-11-15 1991-11-26 Sundstrand Corporation Speed control for electrical generating 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
AU5016493A (en) * 1992-08-18 1994-03-15 Four Winds Energy Corporation Wind turbine particularly suited for high-wind conditions
IL106440A0 (en) * 1993-07-21 1993-11-15 Ashot Ashkelon Ind Ltd Wind turbine transmission apparatus
FR2718902B1 (fr) * 1994-04-13 1996-05-24 Europ Gas Turbines Sa Ensemble turbine-générateur sans réducteur.
US5663600A (en) * 1995-03-03 1997-09-02 General Electric Company Variable speed wind turbine with radially oriented gear drive
WO1997004521A1 (en) * 1995-07-18 1997-02-06 Midwest Research Institute A variable speed wind turbine generator system with zero-sequence filter
US6177735B1 (en) * 1996-10-30 2001-01-23 Jamie C. Chapman Integrated rotor-generator
US6600240B2 (en) * 1997-08-08 2003-07-29 General Electric Company Variable speed wind turbine generator
AU774980B2 (en) * 1997-08-08 2004-07-15 General Electric Company Variable speed wind turbine generator
US6137187A (en) * 1997-08-08 2000-10-24 Zond Energy Systems, Inc. Variable speed wind turbine generator
US6420795B1 (en) 1998-08-08 2002-07-16 Zond Energy Systems, Inc. Variable speed wind turbine generator
AU2004220762B2 (en) * 1997-08-08 2007-11-22 General Electric Company Variable speed wind turbine generator
DE19756777B4 (de) * 1997-12-19 2005-07-21 Wobben, Aloys, Dipl.-Ing. Verfahren zum Betreiben einer Windenergieanlage sowie Windenergieanlage
US6191496B1 (en) 1998-12-01 2001-02-20 Dillyn M. Elder Wind turbine system
US6448669B1 (en) 1998-12-01 2002-09-10 Dillyn M. Elder Water power generation system
SE514934C2 (sv) * 1999-09-06 2001-05-21 Abb Ab Anläggning för generering av elektrisk effekt med hjälp av vindkraftspark samt förfarande för drift av en sådan anlägning.
PL205886B1 (pl) * 1999-09-13 2010-06-30 Aloys Wobben Sposób regulowania mocy biernej w sieci elektrycznej i urządzenie do wytwarzania energii elektrycznej w sieci elektrycznej
DK199901436A (da) * 1999-10-07 2001-04-08 Vestas Wind System As Vindenergianlæg
DE10011393A1 (de) * 2000-03-09 2001-09-13 Tacke Windenergie Gmbh Regelungssystem für eine Windkraftanlage
DE10019362A1 (de) * 2000-04-18 2001-10-25 Setec Gmbh Verfahren für Regelung der durch Windkraftanlagen erzeugten Abgabeleistung an das Energienetz und zur Beeinflußung der Spannungsanhebung insbesondere an schwachen Netzknoten
WO2001091279A1 (en) * 2000-05-23 2001-11-29 Vestas Wind Systems A/S Variable speed wind turbine having a matrix converter
ES2165324B2 (es) * 2000-06-02 2004-01-16 Internat Electronics S A Sistema de potencia y control para mejorar el rendimiento y calidad de energia producida en aerogeneradores.
RU2176329C1 (ru) * 2000-09-04 2001-11-27 Дашков Александр Николаевич Способ преобразования энергии
AT414191B (de) * 2001-04-04 2006-10-15 Jank Siegfried Jun Verfahren und anordnung zur optimierung der leistung eines kraftwerkes
DE10119624A1 (de) 2001-04-20 2002-11-21 Aloys Wobben Verfahren zum Betreiben einer Windenergieanlage
TR201807396T4 (tr) * 2001-04-20 2018-06-21 Wobben Properties Gmbh Bir rüzgar enerjisi santralinin çalıştırılması için yöntem.
US6703718B2 (en) 2001-10-12 2004-03-09 David Gregory Calley Wind turbine controller
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
WO2004025803A1 (en) * 2002-09-13 2004-03-25 Abb Ab Wind power fed network
JP4168252B2 (ja) * 2002-12-27 2008-10-22 株式会社安川電機 発電システムおよびその制御方法
DE10338127C5 (de) * 2003-08-15 2015-08-06 Senvion Se Windenergieanlage mit einem Rotor
EP1665494B2 (de) * 2003-09-03 2023-06-28 Siemens Gamesa Renewable Energy Service GmbH Verfahren zum betrieb bzw. regelung einer windenergieanlage sowie verfahren zur bereitstellung von primärregelleistung mit windenergieanlagen
DE10341504A1 (de) * 2003-09-03 2005-06-09 Repower Systems Ag Verfahren zum Betrieb einer Windenergieanlage, Windenergieanlage und Verfahren zur Bereitstellung von Regelleistung mit Windenergieanlagen
US7332884B2 (en) * 2004-07-16 2008-02-19 Hamilton Sundstrand Corporation Electric motor control strategies
JP3918837B2 (ja) * 2004-08-06 2007-05-23 株式会社日立製作所 風力発電装置
DE102004054608B4 (de) * 2004-09-21 2006-06-29 Repower Systems Ag Verfahren zur Regelung einer Windenergieanlage und Windenergieanlage mit einem Rotor
US7309930B2 (en) * 2004-09-30 2007-12-18 General Electric Company Vibration damping system and method for variable speed wind turbines
DE102004051843B4 (de) * 2004-10-25 2006-09-28 Repower Systems Ag Windenergieanlage und Verfahren zur automatischen Korrektur von Windfahnenfehleinstellungen
US7215035B2 (en) 2005-02-22 2007-05-08 Xantrex Technology, Inc. Method and apparatus for converting wind generated electricity to constant frequency electricity for a utility grid
DE102005029000B4 (de) * 2005-06-21 2007-04-12 Repower Systems Ag Verfahren und System zur Regelung der Drehzahl eines Rotors einer Windenergieanlage
US7342323B2 (en) * 2005-09-30 2008-03-11 General Electric Company System and method for upwind speed based control of a wind turbine
US7233079B1 (en) * 2005-10-18 2007-06-19 Willard Cooper Renewable energy electric power generating system
US7345373B2 (en) * 2005-11-29 2008-03-18 General Electric Company System and method for utility and wind turbine control
JP4738206B2 (ja) * 2006-02-28 2011-08-03 三菱重工業株式会社 風力発電システム、及びその制御方法
US7352075B2 (en) * 2006-03-06 2008-04-01 General Electric Company Methods and apparatus for controlling rotational speed of a rotor
US7423411B2 (en) * 2006-05-05 2008-09-09 General Electric Company Resistive torsional mode damping system and method
US7218012B1 (en) * 2006-05-31 2007-05-15 General Electric Company Emergency pitch drive power supply
US7352076B1 (en) 2006-08-11 2008-04-01 Mariah Power Inc. Small wind turbine system
DE102006040970B4 (de) * 2006-08-19 2009-01-22 Nordex Energy Gmbh Verfahren zum Betrieb einer Windenergieanlage
ES2552058T3 (es) * 2006-10-19 2015-11-25 Siemens Aktiengesellschaft Instalación de energía eólica y método para controlar la potencia de salida de una instalación de energía eólica
WO2008097286A2 (en) * 2006-10-20 2008-08-14 Southwest Windpower, Inc. Method and system for deriving wind speed in a stall controlled wind turbine
DE102006060323A1 (de) * 2006-12-20 2008-06-26 Nordex Energy Gmbh Verfahren zum Betreiben einer Windenergieanlage bei plötzlichen Spannungsänderungen im Netz
FI119898B (fi) 2007-02-14 2009-04-30 Konecranes Oyj Generaattorikokoonpano
DE102007019907B4 (de) * 2007-04-27 2009-04-30 Nordex Energy Gmbh Vorrichtung zur aktiven Dämpfung eines Triebstrangs bei einer Windenergieanlage
DK2150699T3 (da) * 2007-04-30 2011-01-31 Vestas Wind Sys As Fremgangsmåde til drift af en vindmølle med pitch-regulering
US8035240B2 (en) * 2007-05-30 2011-10-11 Acciona Windpower, S.A. Systems and methods for synchronous speed avoidance in doubly-fed induction generators
WO2008145128A2 (en) * 2007-05-31 2008-12-04 Vestas Wind Systems A/S A variable speed wind turbine, a resonant control system, a method of operating a variable speed wind turbine, use of a resonant control system and use of a method in a variable speed wind turbine
EP2071213B1 (en) * 2007-12-11 2014-12-03 General Electric Company Gearbox noise reduction by electrical drive control
US7948100B2 (en) * 2007-12-19 2011-05-24 General Electric Company Braking and positioning system for a wind turbine rotor
US8408867B2 (en) * 2008-01-10 2013-04-02 Jonathan C. Ricker Multi directional augmenter and diffuser
DE102008010466A1 (de) * 2008-02-21 2009-09-03 Nordex Energy Gmbh Windenergieanlage mit Blatteinstellwinkelregler
DE102008013728A1 (de) * 2008-03-11 2009-09-17 Kenersys Gmbh Windenergieanlage zur Erzeugung elektrischer Energie
US8801386B2 (en) 2008-04-14 2014-08-12 Atlantis Resources Corporation Pte Limited Blade for a water turbine
WO2009126995A1 (en) 2008-04-14 2009-10-22 Atlantis Resources Corporation Pte Limited Central axis water turbine
US8125095B2 (en) * 2008-06-18 2012-02-28 Duffey Christopher K Variable speed synchronous generator
US8120206B2 (en) * 2008-09-10 2012-02-21 Hamilton Sundstrand Corporation Method of detecting a sustained parallel source condition
WO2010057737A2 (en) * 2008-11-18 2010-05-27 Vestas Wind Systems A/S A method for controlling operation of a wind turbine
US8659178B2 (en) * 2009-02-27 2014-02-25 Acciona Windpower, S.A. Wind turbine control method, control unit and wind turbine
KR20120042746A (ko) 2009-04-28 2012-05-03 아틀란티스 리소시스 코포레이션 피티이 리미티드 수중 동력 발생기
US8199545B2 (en) * 2009-05-05 2012-06-12 Hamilton Sundstrand Corporation Power-conversion control system including sliding mode controller and cycloconverter
WO2010132439A1 (en) 2009-05-12 2010-11-18 Icr Turbine Engine Corporation Gas turbine energy storage and conversion system
US20120191265A1 (en) * 2009-05-22 2012-07-26 Atlantis Resources Corporation Pte Limited control of underwater turbine
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
US8920200B2 (en) 2009-10-27 2014-12-30 Atlantis Resources Corporation Pte Connector for mounting an underwater power generator
US8866334B2 (en) 2010-03-02 2014-10-21 Icr Turbine Engine Corporation Dispatchable power from a renewable energy facility
US8664787B2 (en) * 2010-04-05 2014-03-04 Northern Power Systems, Inc. Speed setting system and method for a stall-controlled wind turbine
DE102010014165A1 (de) * 2010-04-08 2011-10-13 Repower Systems Ag Dynamische Trägheitsregelung
US8984895B2 (en) 2010-07-09 2015-03-24 Icr Turbine Engine Corporation Metallic ceramic spool for a gas turbine engine
US9476401B2 (en) * 2010-07-20 2016-10-25 Differential Dynamics Corporation Marine hydrokinetic turbine
US9490736B2 (en) * 2010-07-20 2016-11-08 Differential Dynamics Corporation Adjustable assembly of rotor and stator and applications thereof with a variable power generator
CA2813680A1 (en) 2010-09-03 2012-03-08 Icr Turbine Engine Corporation Gas turbine engine configurations
WO2012103668A1 (en) * 2011-01-31 2012-08-09 General Electric Company System and methods for controlling wind turbine
WO2012114487A1 (ja) 2011-02-23 2012-08-30 三菱重工業株式会社 風力発電装置の制御装置、風力発電装置、及び風力発電装置の制御方法
DE102011101368A1 (de) 2011-05-12 2012-11-15 Voith Patent Gmbh Strömungskraftwerk und Verfahren für dessen Betrieb
FR2975446B1 (fr) * 2011-05-16 2016-06-24 Bernard Perriere Turbine a rendement optimise
US9051873B2 (en) 2011-05-20 2015-06-09 Icr Turbine Engine Corporation Ceramic-to-metal turbine shaft attachment
DE102011105854B4 (de) 2011-06-03 2013-04-11 Nordex Energy Gmbh Verfahren zum Betreiben einer Windenergieanlage bei Auftreten eines Netzfehlers sowie eine solche Windenergieanlage
JP2013087703A (ja) * 2011-10-19 2013-05-13 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 風力発電装置及びその方法並びにプログラム
ES2407955B1 (es) * 2011-12-12 2014-05-08 Acciona Windpower, S.A. Procedimiento de control de un aerogenerador
CN104221242B (zh) * 2012-01-27 2018-04-13 维斯塔斯风力系统集团公司 用于抑制风力涡轮发电机中传动系振荡的方法
DE102012010420A1 (de) * 2012-05-29 2013-12-05 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur Dämpfung von Torsionsschwingungenin einer Antriebsstrangkomponente
RU2527056C2 (ru) * 2012-06-19 2014-08-27 Общество с ограниченной ответственностью "СИБНАНОТЕХ" Система генерирования переменного тока
ES2573288T3 (es) * 2012-06-26 2016-06-07 Vestas Wind Systems A/S Detección de vibración de palas de turbinas eólicas y calibración de radar
US10094288B2 (en) 2012-07-24 2018-10-09 Icr Turbine Engine Corporation Ceramic-to-metal turbine volute attachment for a gas turbine engine
GR1008117B (el) 2012-11-27 2014-02-12 Αριστοτελειο Πανεπιστημιο Θεσσαλονικης-Ειδικος Λογαριασμος Κονδυλιων Ερευνας, Μεθοδος βελτιστοποιησης της αποδοσης ανεμογεννητριας με ελεγχο της ηλεκτρογεννητριας
EA038900B1 (ru) 2016-12-13 2021-11-03 Общество С Ограниченной Ответственностью "Вдм-Техника" Способ регулирования отбора мощности ветродвигателя
BR102018002176A2 (pt) * 2018-01-31 2019-08-20 Guilherme Augusto Barboza Processo para geração de energia elétrica por repulsão magnética
BR102018002174A2 (pt) * 2018-01-31 2019-08-20 Guilherme Augusto Barboza Gerador de energia elétrica autossustentável
US11199175B1 (en) 2020-11-09 2021-12-14 General Electric Company Method and system for determining and tracking the top pivot point of a wind turbine tower
US11703033B2 (en) 2021-04-13 2023-07-18 General Electric Company Method and system for determining yaw heading of a wind turbine
US11536250B1 (en) 2021-08-16 2022-12-27 General Electric Company System and method for controlling a wind turbine

Family Cites Families (10)

* 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
US4161658A (en) * 1978-06-15 1979-07-17 United Technologies Corporation Wind turbine generator having integrator tracking
US4189648A (en) * 1978-06-15 1980-02-19 United Technologies Corporation Wind turbine generator acceleration control
US4193005A (en) * 1978-08-17 1980-03-11 United Technologies Corporation Multi-mode control system for wind turbines
US4503673A (en) * 1979-05-25 1985-03-12 Charles Schachle Wind power generating system
US4400659A (en) * 1980-05-30 1983-08-23 Benjamin Barron Methods and apparatus for maximizing and stabilizing electric power derived from wind driven source
US4330743A (en) * 1980-07-17 1982-05-18 Sundstrand Corporation Electrical aircraft engine start and generating system
US4525633A (en) * 1982-09-28 1985-06-25 Grumman Aerospace Corporation Wind turbine maximum power tracking device
DE3342583C2 (de) * 1983-11-25 1986-02-27 Deutsche Forschungs- und Versuchsanstalt für Luft- und Raumfahrt e.V., 5300 Bonn Verfahren zum Betrieb einer Windkraftanlage
US4584486A (en) * 1984-04-09 1986-04-22 The Boeing Company Blade pitch control of a wind turbine

Also Published As

Publication number Publication date
NO864564L (no) 1987-05-19
EP0223731B1 (en) 1989-09-27
KR940002928B1 (ko) 1994-04-07
US4695736A (en) 1987-09-22
FI864699A0 (fi) 1986-11-18
EP0223731A1 (en) 1987-05-27
JPH0758066B2 (ja) 1995-06-21
ES2011020B3 (es) 1989-12-16
IN164330B (fi) 1989-02-18
IL80633A0 (en) 1987-02-27
FI89533C (fi) 1993-10-11
DK547786A (da) 1987-05-19
CA1258092A (en) 1989-08-01
AU6536686A (en) 1987-05-21
DE3665904D1 (en) 1989-11-02
DK547786D0 (da) 1986-11-17
IL80633A (en) 1995-03-15
NO864564D0 (no) 1986-11-17
AU582981B2 (en) 1989-04-13
JPS62118068A (ja) 1987-05-29
ZA868593B (en) 1987-06-24
KR870005508A (ko) 1987-06-09
NO178905B (no) 1996-03-18
BR8605672A (pt) 1987-08-18
FI864699A (fi) 1987-05-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
FI89533B (fi) Vindturbin med reglerbar hastighet
CA1284820C (en) Speed avoidance logic for a variable speed wind turbine
CA1266506A (en) Control apparatus for variable-speed hydraulic power generating system
US7081689B2 (en) Control system for a wind power plant with hydrodynamic gear
FI76867B (fi) Regleranordning foer bladstigningsvinkeln av en vindturbingenerator.
FI89974C (fi) Foerfarande foer att foerbaettra effektiviteten av en vindturbingenerator med reglerbar hastighet
FI77091C (fi) Vindturbinsystem foer alstring av elektriskt energi.
US8981584B2 (en) Generator torque control methods
CN111512043B (zh) 用于控制风力涡轮机以管理边缘叶片振动的方法和系统
US8686580B2 (en) Power control methods
JP2515750B2 (ja) 風力発電装置の制御方法
JP3670803B2 (ja) 風力発電システムの制御方法
JPH063187B2 (ja) 可変速水力機械の定常運転方法
JP3912911B2 (ja) 風力発電装置
CN113991733B (zh) 一种具有低电压穿越能力的双馈风电机组控制系统及方法
JPH08107637A (ja) 自然エネルギーを使用した発電装置の安定方法とその装置
JP2005287095A (ja) 発電機の速度制御方法および出力制御方法
JPH06241158A (ja) 可変速発電装置及び可変速揚水発電装置とそれらの運転制御方法
JPH0698412A (ja) 内燃電気車用制御装置
JPH01255500A (ja) 可変速発電システムの制御方法及び同制御装置
JPS62268382A (ja) 電圧形インバ−タの制御装置

Legal Events

Date Code Title Description
BB Publication of examined application
MM Patent lapsed
MM Patent lapsed

Owner name: UNITED TECHNOLOGIES CORPORATION