KR101192240B1 - 유체역학적 전동장치를 구비하는 풍력발전설비를 위한제어시스템 - Google Patents

유체역학적 전동장치를 구비하는 풍력발전설비를 위한제어시스템 Download PDF

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보이트 터보 게엠베하 운트 콤파니 카게
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Abstract

본 발명은,
- 윈드로터, 윈드로터에 의해 적어도 간접적으로 구동되며 제 1 및 제 2 동력분기를 포함하는 동력분기전동장치, 제 1 동력분기에 의해 적어도 간접적으로 구동되며 일정한 시스템 주파수를 가지고 전기적 네트워크로 전력을 내보내는 제너레이터, 뿐만 아니라 제 1 동력분기로부터 동력을 받아들이는 적어도 1개의 반동부재를 구비하며 반동부재의 설정에 의존하여 제 2 동력분기를 통해 동력분기전동장치로 동력의 피드백을 일으키는 유체역학적 변속기를 포함하는 제 1 제어레벨을 가지며;
- 제 1 제어레벨의 동력분기전동장치 및 유체역학적 변속기의 조합은 효율-최적 속도유도의 경우에, 그 자체의 특성들 내에서 대체로 윈드로터의 동력입력에 해당하고;
- 유체역학적 변속기의 반동부재의 설정은 제 1 제어레벨 내에서 제어되며;
- 로터 블레이드의 각도적 위치에 대한 컨트롤러 및/또는 유체역학적 변속기의 반동부재의 설정에 대한 컨트롤러 및/또는 제너레이터의 동력 전기장치에 대한 컨트롤러를 포함하는 제 2 제어레벨을 가지며;
- 풍력발전설비의 운전상태들 및/또는 전기적 네트워크 및/또는 바람특성들에 의존하여, 제 2 제어레벨의 컨트롤러들을 활성화하며 불활성화하고, 그리고/또는 가중치를 설정하며, 그리고/또는 그 자체에 대한 설정점 특성들을 미리 정하는 제 3 제어레벨을 가지는; 적어도 3개의 제어레벨들을 가지는 풍력발전설비에 관한 것이다.
Figure R1020040110188
풍력발전설비, 제어레벨, 윈드로터, 동력분기전동장치, 제너레이터, 유체역학적 변속기, 컨트롤러

Description

유체역학적 전동장치를 구비하는 풍력발전설비를 위한 제어시스템{CONTROL SYSTEM FOR A WIND POWER WITH HYDRODYNAMIC GEAR}
도 1은 유체역학적 전동장치를 구비하는 풍력발전설비를 위한 본 발명에 따른 3개의 제어레벨들을 도시하며;
도 2는 종동측 상에 변속기를 구비하는 본발명에 따른 토크-분할된 풍력발전설비의 제 1 제어레벨의 개략도를 도시하고;
도 3은 풍력발전설비의 최고점에서의 유효동력곡선을 개략적으로 도시하며;
도 4는 바람터빈속도에 의존하는 제 1 제어레벨의 기계적 유체역학적 구동열의 개개의 분기들의 동력흐름들 및 속도들을 도시하고;
도 5는 바람터빈속도에 의존하는 기계적 유체역학적 구동열의 반동부재의 동력흐름들 및 설정들을 도시하며;
도 6은 풍력발전설비에 대한 상이한 운전범위들을 도시하고;
도 7은 풍력발전설비에 대한 상이한 운전상태들을 도시하며;
도 8은 윈드로터의 속도설정을 위한 유체역학적 변속기의 반동부재의 제어를 위한 실시예를 도시한다.
본 발명은 구동열(drive train) 내에서 윈드로터(wind rotor) 및 고정주파수를 가지는 전기적 네트워크에 연결된 제너레이터(generator) 사이에 유체역학적 전동장치를 구비하는 풍력발전설비를 위한 제어시스템에 관한 것이다.
우선, 동력 입력측에 관하여 풍력발전설비들의 특수한 시스템 특성들에 주의를 기울일 경우에, 시간경과 중에 전형적으로 강하게 변동하는 공기흐름의 동력 포텐셜의 시간에 걸친 진행에 부가하여, 공기흐름의 기계적인 힘을 윈드로터의 기계적인 힘으로의 힘 전환에 특수성이 있다. 이러한 관점에서, 작동공기흐름의 각각의 유속을 위드로터에 대한 최적의 속도대 토크비와 관련시키는 것이 가능한데, 이것은 한편으로 윈드로터의 기하학 및 형상에 의존한다. 풍속에 의존하는 윈드로터의 최적속도를 나타내는 진행곡선은 포물선형(parabolics)으로 공지되어 있다. 효율최적속도는 본 명세서에서 상기 포물선형을 따르는 로터속도로 사용된다.
제너레이터에 의한 전력으로의 풍력발전설비의 기계적인 힘의 전환은 풍력발전설비 상에 놓여지는 또 다른 요구에 이르게 하는데, 왜냐하면 상호 연결된 전기적 네트워크로의 전기적 제너레이터의 연결은 일정한 시스템 주파수의 유지도 필요로 하기 때문이다.
제너레이터를 네트워크에 연결할 경우에, 첫번째 해결방안은 풍력발전설비의 전체 구동열을(그리고 이에 따라 윈드로터도) 일정 속도를 가지도록 하는 것이다. 이러한 일정 속도를 가지는 풍력발전설비는 이 원칙에 기인하는 슬립(slip)에 기초하는 비동기식 제너레이터들을 사용함으로써 전기적으로 서로 연결된 네트워크에 용이하게 연결될 수 있다. 구동열 상에서의 속도의 일정성은 전동장치에 의해 윈드로터 상으로 전달되며, 따라서 윈드로터는 상이한 풍속들에서는 그것의 성능 최적성 내에서 가동되지 않는다.
일정 속도를 가지는 풍력발전설비들에서 특히 불리한 점은 이것들이 전형적인 바람 상태하에서 빈번히 발생하는, 부분부하(partial load) 하에서 오직 감소된 효율로만 작동된다는 것이다.
풍력발전설비가 일반적으로, 그리고 특히 가변 로터속도를 가지는 부분부하 범위 내에서 작동될 경우에, 구동열에 가변적인 또는 일정한 최초속도를 제공할 가능성이 있는데, 이것은 가변적인 또는 일정한 제너레이터 속도에 이르게 한다. 양 경우에 출력도 시간적으로 변화하는 모멘트(moment)에 기초하여 마찬가지로 시간에 걸쳐 변화한다.
첫번째 경우는 풍력발전설비에 주파수컨버터들이 사용되게 하는데, 이것은 제너레이터를 요구되는 주파수로 자극시키거나 현 시스템 주파수의 차이를 보상하며, 그 결과 속도-가변적인 제너레이터를 실현시킨다. 이러한 접근은 여기서 해결되어야 할 과제로부터 벗어나도록 이끌며, 복잡한 개루프 및 폐루프 제어회로, 주파수ㅡ컨버터에서의 윈드로터의 역으로 표현된 포물선형 특성들, 주파수컨버터에 의한 한정된 제너레이터 특성들의 강성, 중대한 환경적인 제약들의 경우에 더 낮은 작동상의 신뢰성, 예를 들어 적은 조화진동부하 및 무효동력의 생산과 같이, 많은 비용으로 작동되어야 하는 네트워크 공급품질과 같은 특수한 문제점들에 연결된다.
두번째 접근, 즉 주파수컨버터의 사용없이 풍력발전설비의 가변로터속도를 일정한 제너레이터 속도와 결합하는 것은 가변적인 입력속도 및 일정한 출력속도를 가지는 풍력발전설비의 여기에 기재된 과제에 상응한다. 이러한 과제의 공지된 해결방안들은 중첩전동장치(superposition gear)를 사용하는데, 이것은 기계적인 힘을 분기시킨다. 이것을 기초로 하는 단지 2가지의 접근들은 속도-가변적인 풍력발전설비들과 연계되어 공지되어 왔는데, 이것은 제너레이터 주파수를 일정하게 유지하기 위해 사용된다.
제 1 시스템에 있어서 중첩전동장치를 경유한 입력힘은 큰 제너레이터 및 작은 서보모터 사이로 나뉘어지며, 여기서 입력힘의 약 30%는 서보모터로 항상 전달된다. 제너레이터는 전기적 네트워트에 고정주파수를 가지고 연결되는 반면에, 서보모터는 주파수컨버터를 경유하여 네트워크에 연결되거나 또는 제너레이터에 기계적으로 연결된 보조제너레이터를 경유하여 제공된다. 제너레이터 속도의 안정성을 위하여 서보모터는 모터로서 또는 상이한 주파수들을 가지는 제너레이터로서 작동된다. 이러한 시스템은 주파수가 제어되는 제너레이터들을 가지는 풍력발전설비와 동일한 문제점들을 가진다.
유체정역학적 방법으로 작동하는 제 2 시스템에 있어서, 유압모터들 및 펌프들은 전기적 서보모터 대신에 사용된다. 이 시스템은 또한 난해한 제어특성의 문제, 특히 느린 응답거동 및 상응하는 아이들(idle) 기간 및 강한 비선형성을 가진다. 뿐만 아니라, 유압시스템 구성요소들은 구조적인 복잡성에 기인하여 바람직하 지 않다.
네트워크에 연결되는 제너레이터의 속도의 효율최적유도 및 사용으로부터 발생하는, 사용풍력발전설비의 제어시스템에 놓여지는 상기 요구조건들에 부가하여, 풍력발전설비의 상이한 운전범위들 및 운전상태들로부터 발생되는 또 다른 요구조건들이 제어시스템 상에 놓여진다. 본 명세서에서, 운전범위들이라는 용어는 풍력발전설비의 사용가능한 바람 및 용량활용의 정도에 의존하는 것으로 보여진다. 3가지 상이한, 서로 인접하는 운전범위들은 예시적인 방법으로 아래에 구분된다. 이것들은 부분부하범위 또는 포물선형 부하운전, 노이즈 제한을 위한 속도-유도되는 범위 및 성능-한정된 전부하(full load)범위와 같이 낮은 풍속으로부터 높은 풍속에 이르기까지 분류되는 것에 의해 지정된다. 풍력발전설비의 상이한 운전상태들은 이것에 의해 구분되어야 한다. 이것은 시동상태, 동기상태, 정지상태 또는 정지시까지 풍력발전설비의 감속일 수 있다. 또한 운전상태들은 네트워크 연결의 요구조건들로부터 발생할 수 있다. 이것은 부하이득, 회로단락, 무효동력 요구조건 또는 동력감소에 관한 것일 수 있다.
본 발명은 부분부하에 대한 윈드로터의 효율-최적화된 속도유도에 관련하여, 속도가 일정하고 네트워크에 연결된 제너레이터의 작동을 가능하게 하는 풍력발전설비의 제어시스템을 제공하기 위한 과제를 기초로 한다. 동시에, 노이즈 제한을 위한 감속 및 전부하범위에도 적절한 제어시스템이 또한 제공될 것이다. 뿐만 아니라, 제어시스템은 풍력발전설비의 작동동안에 발생하는 모든 운전범위 및 상태에 적절히 조정될 수 있어야 한다.
이러한 과제들을 달성하기 위하여, 본 발명자들은 풍력발전설비에 적절한 제어시스템이 적어도 3개의 제어레벨들로 이루어져야 한다는 것을 인지하게 되었다.
제 1 제어레벨은 구동열을 경유하여 연결되는 본 발명에 따른 윈드로터 및 네트워크-연결된 제너레이터로 이루어진다. 이것은 동력분기전동장치(power split gear) 및 유체역학적 변속기의 조합을 나타낸다. 이 제 1 제어레벨은 로터속도를 효율최적으로 유도하는 것을 가능하게 하며, 동시에 일정한 제너레이터 속도를 보증하는 것을 가능하게 한다. 이것은 가능한 실시예에 따라 구동열의 이하의 구조에 의해 달성된다:
동력분기전동장치의 입력축은 풍력발전설비의 윈드로터와 적어도 간접적으로 연결된다. 윈드로터와 동력분기전동장치의 입력축 사이에 가능한 중간부재들은 변속전동장치가 사용될 수 있을 뿐만 아니라 고정커플링도 가능하다.
2개의 동력분기들(power branches)은 다양한 기어비를 가지는 유성기어장치로 형성될 수 있는 동력분기전동장치 내에 형성된다. 구동열의 출력축은 윈드로터에 의해 기계적인 동력을 가지는 제 1 동력분기 내에 구동되며, 여기서 상기 출력축은 전기적 제너레이터와 적어도 간접적으로 연결된다. 제너레이터 구동을 위한 출력축은 일정한 속도로 회전하는 것이 요구된다. 이것을 달성하기 위하여, 유체역학적 컨버터가 구동열의 출력축에 의해 그것의 펌프 임펠러(pump impeller)와 적어도 간접적으로 구동되며, 여기서 출력축과 펌프 임펠러 사이에는 직접 커플링이 존 재한다. 이것은 출력축이 동력분기전동장치 내에서 입력축의 속도에 비해 훨씬 더 높은 속도로 변속되는 것을 필요로 한다. 전기적 제너레이터 전형적인 속도는 예를 들어 1500 rpm이다. 출력축에서 이와 같은 높은 속도를 가질 경우, 유체역학적 변속기의 효과적인 작동을 제공할 수 있다.
전형적으로 가이드블레이드들(guide blades)를 구비하는 가이드휠인, 유체역학적 변속기의 반동부재(reaction member)의 위치에 의존하여, 펌프의 특수한 동력흡수 및 이것에 대해 연합되는 유체역학적 변속기의 터빈휠로의 동력전달이 존재한다. 이것은 공기흐름으로부터 윈드로터의 운동에너지로의 동력전환의 시스템 고유의 특성들 및 변속기의 시스템 특성들의 결과로서, 동력분기전동장치 및 유체역학적 변속기의 반동부재에서의 전달비들이 일반적으로 그리고 특히 풍력발전설비의 부분부하범위에서 중첩전동장치와 관련되는, 변속기의 시스템 고유의 제어효과에 의해, 구동열의 출력축 상에서 각인된 일정한 제너레이터 속도를 가지는, 구동열의 입력축 상에서의 윈드로터의 최적의 입력속도를 얻을 수 있다. 이것은 윈드로터와 터보기계로서의 변속기가 속도/출력 및 속도/모멘트의 동일한 특성들 및 그것들의 동일한 시스템 거동의 결과로서 제어에 필요한 동일한 거동들을 가지는 결과를 가져온다.
동력분기전동장치와, 출력축 상의 탭(tap) 및 동력분기전동장치 상으로의 동력환류(power return flow)을 구비하는 유체역학적 변속기를 가지는 구동열은, 근사방법에서 포물선형 곡선을 가지는 윈드로터의 최적흡수특성들이 구동열에 의해 반영되도록 설계된다. 가변적인 동력입력, 동력입력에 대한 최적속도에 따르는 윈 드로터의 유도 및 일정한 제너레이터속도는 유체역학적 변속기의 반동부재의 대체로 일정한 설정(setting)을 위해 그와 같이 조정된 구동열에 대하여 달성될 수 있다. 이러한, 다시 말해 설계에 의존하는 구동열의 출력속도의 자가조정(self-regulation)을 가져오는 효과는 동력이 동력분기전동장치로 되돌아 흐르는 것을 가능하게 하는 유체역학적 변속기도 포물선형 특성들을 가지는 그러한 방법으로 설명될 수 있다. 결과적으로, 제 1 제어레벨에 대한 요구값/실제값을 가지는 실제적인 의미에서의 제어는 존재하지 않는다. 실제적으로는 단지 유체역학적 변속기의 반동부재의 제어 또는 포물선형을 따르는 윈드로터의 속도유도에 관련하여 대체로 일정한 값으로의 그것의 설정만이 존재한다. 따라서, 자가조정이란 용어는 본 명세서에서 제 1 제어레벨에 대해 사용된다.
본 발명에 따른 제 2 제어레벨은 로터 블레이드 위치에 대한 컨트롤러, 유체역학적 변속기의 반동부재에 대한 컨트롤러 및 제너레이터의 출력전기장치의 컨트롤러를 포함한다. 상기 제 2 제어레벨의 컨트롤러들은 실제적인 의미에서 루프(loop) 컨트롤러인데, 왜냐하면 이것들은 설정점과 실제값들의 비교를 수행하고 작동신호들을 내보내기 때문이다. 본 발명에 따르면, 제 2 제어레벨의 컨트롤러들은 모든 운전범위들 또는 운전상태에 대해 동시에 작동되지 않으며, 동일한 가중치를 가지지 않는다. 운전상태들 또는 운전범위들 사이의 전이시에는 단계적인 전이가 컨트롤러 가중치 내에서 발생하는 것이 더욱 바람직하다.
제 3 제어레벨은 본 발명에 따라, 상이한 운전범위들 및 운전상태들에 의존하는 제 2 제어레벨의 컨트롤러들의 선택을 제어하기 위한, 그리고 그것들의 가중 치 또는 각각의 단계적인 전이를 결정하기 위한 과제에 할당된다. 뿐만 아니라, 제 3 제어레벨은 설정값들, 작동점들 및 바람직하게는 제 2 제어레벨을 위한 컨트롤러 설정도 결정한다.
본 발명에 따른 방법은 첨부도면들을 참조하여 이하에서 더욱 상세하게 설명된다.
풍력발전설비의 PR은 근사방법으로 풍속 VW와 관련된다:
(1) PR = k cP (VW, ωR, β) VW 3
블레이드 형상 및 공기밀도와 같은 다양한 상수들은 여기서 k로 결합된다. cP는 또한 동력계수(power coefficient)를 나타내는데, 이것은 -도시된 바와 같이- 풍속 VW, 로터속도 ωR 및 로터블레이드들의 각도위치, 소위 피치각(pitch angle)에 의존한다. 이 동력계수는 풍속들 VW의 증가시 더 높은 로터속도들 쪽으로 이동되는 전체 최대값에 의해 특징지워진다.
도 3은 상이한 풍속들을 고려함에 의한 윈드로터의 유효동력의 예시를 이러한 관계 내에서 도시한다. 일군의 곡선들(실선들)은 18 m/s, 16 m/s, 14 m/s, 12 m/s, 10 m/s, 8 m/s의 풍속들에 있어서 일정한 로터 블레이드 피치각에서 공기흐름으로부터 70 m의 직경을 가지는 윈드로터에 의해 받아들여진 동력을 예시적인 방법으로 나타낸다. 증가하는 풍속에 따른 최적 로터속도들의 더 높은 값으로의 이동은 특색이 있다. 각각의 동력 최대값들은 포물선으로 공지되어 있는 곡선 상에 위치된다. 최적의 동력입력의 상기 곡선에 따르는 속도유도는 본 발명에 따라 구동열의 입력축에 대한 효율-최적인 속도유도로서 아래에 지정된다. 속도 가변유닛은 따라서 최적의 동력계수들에서 가능한 풍속에 의존하여 작동될 수 있다. 부분부하 하에서의 속도-가변 작동에 부가하여, 풍력발전설비들은 전부하에서 각각 달성되고 유지되는 정격속도에 관련되는 소정의 정격출력들에 관하여 전형적으로 설계된다.
윈드로터의 토크는 파선들로 도시되는 일군의 곡선들에 기초로 하여 도 3에 도시된다. 도시된 토크곡선들은 풍속에 의존하는 각각의 동력들에 관련되는데, 즉 토크값은 각각의 효율-최적 속도에 속하며, 토크값은 각각의 풍속에서의 최대값에 상응하는 것이 아니라 또 다른 값으로 가정한다(도 2에서 굵게 인쇄된 토크입력곡선 참조). 윈드로터에 의해 받아들여진 이러한 토크를 가질 경우에, 전기적 제너레이터는 본 발명에 따라 구동열에 의해 구동된다. 도 3에 도시된 동기식 제너레이터에 대한 토크/속도비로부터, 상이하게 전달된 토크들에 대한 구동열의 종동축 상에서의 50 Hz의 각인된 네트워크 주파수에 대하여, 일정한 속도(이 실시예에서는 1500 rpm)가 종동측 상에 미리 주어지고 유지되는 것을 알 수 있다.
동기식 제너레이터 대신에 비동기식 제너레이터가 사용될 경우에, 선형범위 내에서의 작동동안에 이렇게 경사가 급한 토크/속도비는 구동열의 종동축이 대체로 일정한 값을 가지는 것으로 가정될 수 있기 때문에, 상황은 대체로 유사하다.
도 2는 입력축(2)이 풍력발전설비의 로터(3)와 적어도 간접적으로 연결되는 구동열(1)을 포함하는, 본 발명에 따른 제 1 제어레벨의 가능한 실시예를 도시한다. 본 경우에서, 일정한 전동비를 가지는 전동장치(4)는 풍력발전설비의 로터(3) 와 입력축(2) 사이에 배치된다. 여기에 도시된 바와 같은 실시예에서, 유성휠전동장치가 구동열(1)의 동력분기전동장치(5)로서 사용되는데, 여기서 입력축(2)은 유성휠캐리어(6)와 연결된다. 동력분기전동장치(5)에는 현재 2개의 동력분기들이 존재한다; 제 1 동력분기(7)는 동력을 태양휠(9)을 경유하여 구동열의 출력축(10)으로 안내한다. 상기 출력축(10)은 전기적 제너레이터(11)를 적어도 간접적으로 구동하며, 유체역학적 변속기(12)와 작동적으로 연결된다. 이러한 목적을 위하여 출력축(10)은 유체역학적 변속기(12)의 펌프휠(13)과 적어도 간접적으로 연결된다. 조정블레이드들을 구비하는 가이드휠이 유체역학적 변속기(12) 내에서 반동부재(15)로 사용되는데, 이것으로 터빈휠 상에서의 동력흐름이 설정될 수 있다. 동력환류는 터빈휠(14)을 경유하여 존재하는데, 이것은 그 부분에 관하여 동력분기전동장치(5)의 외부휠(17) 상에 작용하며, 전동비에 영향을 미친다. 이것은 동력분기전동장치의 제 2 동력분기(18)를 나타내는데, 이것은 동력환류를 위해 사용된다.
본 발명에 따른 제 1 제어레벨은 동력분기전동장치 내에서 기계적인 전동을 선택함으로써, 그리고 변속기를 특정치수로 만듬으로써, 윈드로터(3)에 의한 최적동력입력의 포물선형 특성이 반영되도록 하는 구성적인 관점으로부터 형성된다. 출발점은 각각의 풍속에 대하여 공기흐름으로부터 최대동력을 위한 이상적인 로터속도를 제시할 수 있다는 것이다. 이것에 대해서 도 3에 관하여 전술된 설명이 참조된다. 전기적 제너레이터를 위한 구동열의 일정한 출력속도는 또 다른 조건으로서 동시에 미리 주어진다. 본 경우에서 이것은 1500 rpm이다. 동력분기전동장치의 전동장치구성부품들(외부휠 및 태양휠)의 회전속도들은 이제 상기 조건들의 고려하에 부분부하범위 내에서 모든 풍속에 대해 결정될 수 있다. 구동열이 유체역학적 변속기(12)의 반동부재(15)의 대체로 일정한 유지위치에 대해 포물선형 동력입력특성을 반영해야 함을 주목해야 한다.
도 4는 구동열 상에서 발생하는 속도들 및 개개의 분기들에서 전달되는 동력들을 나타낸다. 세부적으로, 곡선 A는 종동축(10)의 속도를 도시하며, 곡선 B는 유체역학적 변속기(12)의 속도를 도시하고, 곡선 C는 입력축(2)의 속도를 도시하며, 곡선 D는 동력분기전동장치(5)의 외부휠(17) 상에서의 속도를 도시한다. 동력흐름들에 대하여, 곡선 E는 윈드로터에 의해 포획된 동력을 나타내며, 곡선 F는 태양휠(9) 상에서의 동력이며, 곡선 G는 구동열에 의해 전달되는 동력이고, 곡선 H는 유체역학적 변속기(12)로부터 제 2 동력분기(18)를 경유하여 동력분기전동장치(5)로 환류하는 동력을 나타낸다.
도 5는 이 실시예에 있어서 동력흐름 및 본 경우에서 유체역학적 변속기의 가이드휠인 반동부재의 설정을 도시한다. 동력흐름곡선들 E, F,G 및 H가 도 4에 곡선들로 표현되어 있다. 구동열의 특성들에 의해 다시 만들어질 수 있는 포물선들을 따르는 최적동력입력의 경우에, 전체적으로 도시된 부분부하 범위에 걸쳐 대체로 고르게 유지되는 가이드블레이드로 작동될 수 있다는 것은 명백하다. 이러한 설정은 유체역학적 변속기의 조정된 설정과 마찬가지로 이하에 설명된다. 반동부재의 어떠한 제어도 동시적으로 변동가능한 최적의 윈드로터 속도에서 전기적 제너레이터의 작동을 충촉시키기 위한 구동열의 출력속도의 일정성을 달성하기 위하여 요구되지 않는다.이와 함께 동력입력을 특성화하는 포물선들의 급경사가 변속기의 치수설정에 관련하여, 동력분기전동장치의 구성부품들의 변속비 설정에 의해 설정될 수 있음이 참조된다. 이러한 본 발명에 따른 구동열의 특성들은 자가조정으로 이하에 명명된다.
도 1은 본 발명에 다른 풍력발전설비를 위한 제어레벨의 계급적 배치를 도시한다. 제 1 제어레벨은 상술한 바와 같이 윈드로터 및 제너레이터를 구비하는, 자가조정되는 구동열이다. 이것은 로터 블레이드각, 유체역학적 변속기의 반동부재의 위치 및 제너레이터의 동력전기장치를 위한 컨트롤러를 포함하는 제 2 제어레벨에 의하여 겹쳐진다. 실제와 설정 값비교는 언급된 각각의 컨트롤러들에 대한 제 2 레벨에서 발생하며, 여기에 있어서 각각의 작동신호들이 내보내진다.
본 발명에 따르면, 제 2 제어레벨의 모든 컨트롤러가 모든 운전범위들 또는 운전상태들에 대해 작동되지는 않는다. 컨트롤러 작동의 제어 및 컨트롤러 가중치설정 뿐만 아니라 개개의 컨트롤러들의 단계적인 전이는 제 3 제어레벨에 의해 실행된다. 이것은 운전상태 또는 운전범위에 의존하여 제어되어야 할 변수를 선택할 뿐만 아니라, 예를 들어, 로터 블레이드각과 같은 하나의 그리고 동일한 변수에 대해 상이한 컨트롤러들 또는 상이한 컨트롤러 설정들을 사용하는 것을 가능하게 한다. 이것은 각각의 특수 상황에 대해 제어특성들 및 제어속도 뿐만 아니라 제어품질을 조정하는 것을 가능하게 한다. 또한, 컨트롤러 설정값들 및 선정된 작동점들의 설정이 상급 제어레벨로서의 제 3 제어레벨을 통해 달성된다.
제 2 제어레벨에 대한 상이한 컨트롤러들의 선정은 도 6을 참조하여 설명된다. 윈드로터에 의해 받아들여진 모멘트가 로터속도에 의존하여 도시된다. 도면은 또한 유체역학적 변속기의 반동부재의 상이한 위치들(H)에 대한 토크/속도비를 지시하는 일군의 곡선들을 도시한다. Ⅰ로 표시되는 운전범위는 부분부하범위 또는 포물선형 부하운전을 나타낸다. 오직 제 1 제어레벨의 자가조정만이 이 부분부하범위에 제공된다. 즉, 제 2 제어레벨의 어떠한 컨트롤러들은 작동되지 않는다. 이것를 위해, 반동부재는 제 1 제어레벨 내에서 윈드로터가 그것의 회전속도에 대해 효율최적인 방법으로 유도되고 공기흐름으로부터 최대동력을 얻는 그러한 방법(이것이 최적의 일정한 값으로 설정되는 것을 의미함)으로 제어된다.
센서들 및 각각의 센서 프로세싱은 부분부하범위 또는 포물선형 부하범위 내에서 윈드로터의 효율-최적 유도를 모니터링하기 위한 제 3 제어레벨에 할당된다. 이것을 위해, 평균 풍속, 윈드로터의 속도 및 제너레이터 속도는 우선적으로 고려된다. 구동열 및 제너레이터의 또 다른 작동 파라미터들을 모니터할 수 있으며, 모델(model)을 기초로 하여 동일한 것으로 가정할 수 있다. 현재의 운전범위 또는 현재의 운전상태의 이러한 취득을 기초로 하여, 디폴트값들(default values)이 제 3 제어레벨에 의해 풍력발전설비의 제 2 및 제 1 제어레벨로 보내질 수 있다. 신호평가유닛들은 본 발명에 속하는 분야에서 통상의 지식을 가지 자의 재량 내에 있으며, 예를 들어 버스 시스템(bus system)으로 형성될 수 있다.
부분부하범위 또는 포물선형 부하운전에 있어서 통상적인 작동의 경우에, 제 1 제어레벨이 유체역학적 변속기의 반동부재의 최적설정을 사용하는지 아닌지가 제 2 제어레벨에 의해 결정되는데, 이것은 포물선형을 따르는 자가조정을 가능하게 한다. 상술한 바와 같이, 반동부재의 최적설정은 시스템 고유의 변수이다. 그러나, 풍력발전설비에 대한 투상(project configuration) 데이터가 평균 풍속, 로터 블레이드의 형상 및 유체역학적 구동열의 치수설정에 대한 실제적인 운전상태들로부터 약간 벗어나는 것이 일어날 수 있는데, 이것은 동일한 것을 기초로 한다. 이 경우에, 제 1 제어레벨의 효율-최적 유도로부터의 편차는 제 3 제어레벨에 의해 검출될 수 있는데, 이 때문에 각각의 조정들이 도입된다. 이것을 위해 제 3 제어레벨은 제 1 제어레벨에서의 유체역학적 변속기의 반동부재의 조정설정을 추종하게 되며, 필요한 경우에는, 제 2 제어레벨에서의 로터 블레이드의 각도적 위치에 대한 컨트롤러를 작동시키게 된다. 로터 블레이드들의 전체 작용위치로터의 작은 편차는 통상적으로 실제값으로 선택되는데, 이 경우에 로터 블레이드 위치에 대한 컨트롤러는 제 1 제어레벨의 자가조정 효과를 단지 보조한다. 이러한 제 2 제어레벨의 컨트롤러의 종속은 또한 예를 들어, 제어시간상수들과 같은 제어 파라미터의 설정 내에 반영되는 것이 바람직한데, 이것들은 통상적인 작동의 이러한 경우에 대해 부분부하운전에서 제 3 제어레벨에 의해 설정된다.
도 6에 따른 실시예에서 약 15.5 min-1의 속도에 해당하는, 소정의 속도 임계치를 넘게 되면, 부분부하범위를 벗어나게 되고 노이즈 제한을 위한 감소된 로터속도에 이르게 된다. Ⅱ로 표시되는 이 운전범위에서, 유체역학적 변속기의 반동부재의 일정한 값으로의 제어 또는 설정은 피드백 제어에 의해 대체된다. 이 피드백 제어는, 속도가 가장 단순한 경우들에서 일정하게 유지되며 로터에 의해 받아들여진 토크에 의존하는 곡선을 따라 일반적으로 유도되도록, 반동부재에 대한 작동점을 선정한다. 윈드로터의 미리 정해진 설정속도에 따라, 반동부재는 이제, 제 2 동력분기로 흐르는 동력환류의 이동의 결과로서 변속비들이 전동장치 내에서 변화하며 제너레이터에 의해 각인된 것과 같은 속도의 일정성의 결과로서 소정의 설정속도가 동력분기전동장치의 제 1 동력분기에서 얻어지도록 재조정된다. 컨트롤러 특성들의 각각의 설정에 의해, 컨트롤러가 평균 풍속의 변화의 결과로서 이 작동점을 재조정하고, 돌풍에 의해 형성되는 단기간(short-time) 변화들이 이렇게 제어된 작동점 주위의 속도 내에서 변화되도록 하는 것이 얻어질 수 있다. 제 1 제어레벨의 자가조정특성들은 이러한 목적을 위해 사용되며, 돌풍에 의한 임펄스(impulse)는 따라서 단기간 에너지 저장의 기간 내에 감소되며, 풍력에서의 단기간의 증가들은 구동열에 의해 전달된 유효동력을 증가시키기 위해 사용된다.
이 노이즈-제한된 운전범위 Ⅱ에 대해 만들어지는 제 2 제어레벨을 위한 컨트롤러들의 선정, 작동 및 가중치설정은 본 발명에 따르면 제 3 제어레벨에 의해 수행된다. 이것을 위해, 시스템 및 환경적 측정변수들, 그리고 특히 로터 속도 및 제너레이터 속도, 제너레이터 출력 및 평균 풍속은 제 3 제어레벨에서 처리되며, 현재의 운전범위 및 운전상태가 결정될 뿐만 아니라, 이것을 기초로 하는 설정들, 제 1 및 제 2 제어레벨에 대한 작동점들 및 작동범위들이 설정된다.
도 6은 풍력발전설비의 전부하운전으로의 전이를 또한 도시하는데, 이것은 참조부호 Ⅲ에 의해 표시된다. 풍력발전설비의 동력입력은 일정하게 유지되어야 한다. 이것은 유체역학적 변속기의 반동부재에 대해 여전히 사용되는 컨트롤러에 제 2 제어레벨로부터의 컨트롤러를 추가함으로써 달성된다. 이것은 윈드로터의 각도적인 블레이드 위치에 대한 컨트롤러, 소위 피치(pitch) 컨트롤러에 관한 것이다. 제 2 제어레벨을 위한 컨트롤러들의 각각의 선정은 본 발명에 따라 제 3 제어레벨에 의해 야기된다.
도 6에서 참조부호 Ⅱ로 표시되는 운전범위 즉, "노이즈 감소를 위해 속도-제어되는 범위"는 풍력발전설비의 설치위치에 띠라 상이한 값들로 가정될 수 있거나, 또는 예를 들어 해안영역에 대해서는 생략될 수도 있으며, 따라서 부분부하범위 또는 포물선형 부하운전(Ⅰ)으로부터 동력-제한 전부하범위(Ⅲ)로 이동될 수 있다.
시동상태, 정지상태, 동기상태일 수 있는, 풍력발전설비의 상이한 운전상태에 기초하여, 풍력발전설비의 제어시스템이 응답할 필요가 있는 또 다른 요구조건들이 존재한다. 시스템이 연결되는 전기적 네트워크에 관계되는 사건들 또는 요구조건들(이것은 회로단락, 동력감소 또는 무효동력에 대한 요구조건에 관한 것일 수 있음)의 경우라도, 제 3 제어레벨에 의한 컨트롤러들의 선정이 존재할 수 있다. 이러한 네트워크 요구조건의 경우에 제 2 제어레벨의 제너레이터에 대한 동력 컨트롤러는 제 2 제어레벨에 의해 작동되는 것이 바람직하다.
상이한 컨트롤러 작동들에 대한 또 다른 실시예는 도 7a 내지 도 7f에 도시된다. 이것은 풍력발전설비의 시동 및 정지단계에 관한 것이다. 풍력발전설비가 시동될 경우에, 각도적인 블레이드 위치는 단지 최대 동력의 일부만이 바람흐름으로부터 받아들여지도록 조정된다. 이 동력은 요구되는 속도로 풍력발전설비를 가속하는 데 충분하다. 윈드로터의 각도적인 블레이드 위치에 대한 컨트롤러, 소위 피치 컨트롤러는 설비가 제너레이터 속도의 범위에 이르게 하도록 제어된다. 제 1 제어레벨의 유체역학적 변속기의 반동부재는 이 때 실제 제너레이터 속도가 경미한 극편차(pole deviation)로 설정속도에 상응하도록 제어된다. 이 설정점(경미한 극편차를 가지는 제너레이터 속도)은 시스템의 고유값이며, 따라서 미리 정해질 수 있다. 그럼에도 불구하고 또한 피드백 제어에 의해 반동부재에 대한 이러한 최초 조정설정을 조절할 수 있다. 일단 경미한 극편차를 가지는 제너레이터의 설정속도가 도달되면, 전기적 네트워트와 동기화가 일어난다. 동기화 이후에, 로터 블레이드 위치를 바람쪽으로 돌림으로써 전체 동력이 받아들여진다. 이 때부터 로터 블레이드의 위치는 더 이상 능동적으로 제어되지 않고 미리 정해진 값으로 유지되는 것이 바람직하다.
정지단계가 시작될 경우에, 로터 블레이드 컨트롤러는 다시 활성화되는데, 이것은 예를 들어, 도 7e에 도시된다. 로터 블레이드들은 로터 블레이드 피치각을 조정함으로써 바람으로부터 회전된다.
제 3 제어레벨이 응답하는 가능한 운전상태는 부하발산(load shedding)인데, 이것은 큰 소비자의 갑작스런 손실의 경우에 특히, 네트워크 불안정을 역전시키기 위한 슈퍼네트워크 연결의 중단의 경우에 발생하는 것과 같다. 이와 함께 풍력발전설비는 그의 활동적인 평형을 상실한다. 공기흐름에 의해 풍력발전설비에 제공된 유효동력은 더 이상 전력의 형태로 네트워크로 제공되지 않는다. 로터, 허브 및 구동열은 가속되며, 과잉동력은 회전질량들의 운동에너지로 전환된다. 회전부들의 회전속도가 구성적으로 미리 정해진 임계값을 초과할 경우에, 로터, 제너레이터 로터, 축들 및 베어링들은 손상되거나 완전히 파괴된다. 회전부들에 대한 손상은 주로 안전위험을 나타내며 모든 환경들 하에서 회피될 필요가 있다. 이러한 안전-임계상태를 피하기 위하여, 개개적으로 제공되는 피드백 제어 알고리즘이 상술한 바와 같이 제 3 제어레벨에 설치된다. 제 2 레벨의 컨트롤러들은 그 때에 유효한 운전상태로부터 "부하발산"의 운전상태로 이동된다. 이러한 운전상태는 주로 블레이드각들이 바람으로부터 그들의 최대조정속도로 회전된다는 점에서 특징지워진다. 이러한 측정법은 공기흐름에 의해 풍력발전설비로 제공된 동력이 가능한 한 신속히 감소되는 것을 보증한다. 영점경과(zero passage)를 통과한 후에, 에너지는 로터로부터 받아들여진다. 설비는 안전한 운전상태에 다시 도달할 때까지 이러한 시간동안 지연된다. 또한 토크컨버터에서의 반동부재에 대한 컨트롤러는 상술한 바와 같이 제너레이터 로터가 그의 정격속도 이상으로 가능한 한 적게 가속되고 또한 안전하게 제동될 수 있도록 제 2 제어레벨 내에서 영향을 받는다. 이것을 위해 토크컨버터에서의 유체역학적 연결은 그의 최상의 값으로 가정하는 것을 보증할 필요가 있다. 토크컨버터에서의 액츄에이터는 따라서 안내된다. 이러한 2가지 제어특성들은 풍력발전설비의 로터 및 제너레이터 로터 뿐만 아니라 중첩분기에서의 터빈이 어떠한 과도한 속도에 도달하지 못하는 것을 보증하는데, 이것은 안전에 대해 또는 손상초래에 대해 임계적이다.
제너레이터의 스테이터(stator)는 전력전달을 위해 전기적 네트워크와 적어도 간접적으로 연결된다. 전력생산이 동기적 제너레이터에 관계될 경우에, 이것의 작동적인 거동은 로터 상에서의 여자(excitation; 勵磁)전압을 통해 영향을 받을 수 있다. 전압급강하가 전기적 네트워크에서 발생할 경우에, 상술한 바와 같은 제 3 제어레벨은, 풍력발전설비가 최하로 가능한 부하에 종속되고 네트워크가 최상으로 가능한 방법으로 뒷받침되도록, 제 2 제어레벨로부터 제너레이터에 대한 여자제어에 영향을 주어야 한다. 공기흐름으로부터 로터에 의해 받아들여져서 풍력발전설비로 제공되는 동력은 소위 동력계수 CP에 비례하고, 풍속의 제 2 동력에 비례한다. 적어도 공칭전력을 발생시키기 위해 요구되는 풍속은 또한 공칭풍속으로서 이하에 언급된다. 현재의 풍속이 공칭풍속을 초과할 경우에, 공기흐름으로부터 풍력발전설비로 제공되는 유효동력은 제한될 필요가 있다. 이것을 위해, 피치 컨트롤러가 상술한 바와 같은 제 3 제어레벨을 통해 제 2 레벨에서 활성화되며, 따라서 피치각은 풍력발전설비의 정격전압이 더 이상 초과되지 않을 때까지 정격전압을 초과하는 유효동력에 따라 증가된다. 이와 유사하게, 피치각은, 동력계수 CP가 그것의 최대값에 도달하며 로터가 공기흐름으로부터 최대동력을 받아들일 때까지, 정격전압 이하로 떨어질 경우에 감소된다.
전기적 네트워크 내의 소비자의 일시적인 변동거동의 결과로서, 네트워트 오퍼레이터(operator)는 발전설비로부터 용량성 또는 유도성 무효동력의 교호적인 요구를 필요로 할 수 있다. 이러한 요구는 여자를 통한 전기기계로서 동기적 제너레이터에 의해 간단하게 충족될 수 있다. 이를 위해, 네트워크 오퍼레이터에 의해 요구되는 것과 같은 용량성 또는 유도성 무효동력 요구는 제 3 레벨의 상술한 컨트롤러에 의해 제 2 레벨의 여자제어의 여자전압의 설정값으로 전환된다. 제 2 레벨의 여자제어는 여자전압은, 풍력발전설비에 의해 전기적 네트워크로 전달되는 무효동력이 네트워크 오퍼레이터에 의해 요구되는 값에 상응하는 형태로 영향을 받는 것을 보증한다.
사용 수명, 부하 집합들(load collectives) 및 보수 간격들에 의존하여, 지연(hold-off) 운전상태를 도입하는 것이 또한 가능하다. 이것은 돌풍 상태의 경우에 바람으로부터 풍력발전설비의 조기 비틀림(twisting)에 관한 것인데, 이것은 로터 블레이드 위치에 의해 달성된다. 또한 특수한 운전상태는 풍력발전설비의 정립이후의 테스트단계에 대해 또는 교정 목적을 위해 정의된다. 풍력발전설비의 어떠한 운전상태들이 동시에, 즉 복합적으로 발생하는 것도 가능한데, 이것은 제 2 제어레벨에 대한 제 3 제어레벨의 조정된 영향을 가져온다.
도 8은 유체역학적 변속기의 반동부재의 제어를 위한 실시예로서, 적어도 3개의 제어레벨 내에서의 풍력발전설비의 제어의 배열의 예시적인 도면을 도시한다. 도 6의 운전범위 Ⅱ가 가정되는데, 여기서 윈드로터의 속도는 노이즈 제한을 위해 유도된다. 이 단순화된 경우에서, 단지 제 2 제어레벨의 유체역학적 변속기의 반동부재의 컨트롤러만이 제 3 제어레벨의 이러한 목적을 달성하기 위하여 활성화되는데, 여기서 로터 블레이드 속도에 대한 제 3 제어레벨에 의해 설정점이 미리 정해진다. 로터 속도에 대한 실제값 및 설정값 사이의 비교는 제 2 제어레벨에서 실행되는데, 여기서 이에 따라 결정된 컨트롤러 편차는 유체역학적 변속기의 반동부재에 대한 제어의 입력변수를 나타낸다. 이 경우에 있어서, 하류에 연결되는 I-컨트롤러를 구비하는 P-컨트롤러(K2) 및 D-컨트롤러(K1)가 사용된다. 본 발명의 범위 내에서, 퍼지 제어 또는 상태 제어와 같은 여러가지의 다른 제어접근들을 사용할 수 있다.
출력값으로서, 유체역학적 변속기의 반동부재에 대한 컨트롤러는 제 1 제어레벨에 대한 임계값들 0 및 1 사이에 설정점 설정을 미리 정할 수 있다. 반동부재에 대해 하류에 놓여지는 컨트롤러는 본 실시예에서 제 1 제어레벨 내에서 반동부재에 대해 소정의 미리 정해진 값으로 설정하기 위해 사용된다. 이 단순화된 경우에서, P-컨트롤러가 상기 목적을 위해 사용되는데, 이 컨트롤러는 반동부재의 작동장치의 시스템에 작용한다. 이것은 단순화된 방법으로 배출구의 위치에 의존하는 오일흐름의 비례적인 거동 및 유압 액츄에이터의 적분 거동에 의해 특징지워지는 시스템거동을 가진다.
하류에 놓여진 위치결정 컨트롤러를 통해 영향을 받는 반동부재의 실제위치는 본 발명에 따른 전술한 유체역학적 구동열(도 8에서는 도시되지 않음) 내에서 제너레이터에 관련하여 윈드로터로 되돌아가 작용한다. 제 2 제어레벨에서의 설정/실제값 비교를 위한 실제 로터속도의 피드백은 또한 상세하게 도시되지 않는다.
이상에서와 같이, 본 발명에 따른 유체역학적 전동장치를 구비하는 풍력발전설비를 위한 제어시스템에 의하면, 부분부하에 대한 윈드로터의 효율-최적화된 속도유도에 관련하여, 속도가 일정하고 네트워크에 연결된 제너레이터의 작동을 가능하게 하며, 노이즈 제한을 위한 감속 및 전부하범위에도 적절할 뿐만 아니라, 풍력발전설비의 작동동안에 발생하는 모든 운전범위 및 상태에 적절히 조정될 수 있는 효과가 있다.

Claims (12)

  1. 윈드로터, 상기 윈드로터(3)에 의해 적어도 간접적으로 구동되며 제 1 및 제 2 동력분기(7, 18)를 포함하는 동력분기전동장치(5), 상기 제 1 동력분기(7)에 의해 적어도 간접적으로 구동되며 일정한 시스템 주파수를 가지고 전기적 네트워크로 전력을 내보내는 제너레이터(11), 뿐만 아니라 상기 제 1 동력분기(7)로부터 동력을 받아들이는 적어도 1개의 반동부재(15)를 구비하며 상기 반동부재(15)의 설정에 의존하여 상기 제 2 동력분기(18)를 통해 상기 동력분기전동장치(5)로 동력의 피드백을 일으키는 유체역학적 변속기(12)를 포함하는 제 1 제어레벨을 가지며;
    상기 제 1 제어레벨의 동력분기전동장치(5) 및 유체역학적 변속기(12)의 조합은 그 특성에 있어서 대체로 효율-최적 속도유도의 경우에 상기 윈드로터(3)의 동력입력에 해당하고;
    상기 유체역학적 변속기(12)의 반동부재(15)의 설정은 상기 제 1 제어레벨 내에서 제어되며;
    상기 로터 블레이드의 각도적 위치에 대한 컨트롤러 또는 상기 유체역학적 변속기의 반동부재의 설정에 대한 컨트롤러 또는 상기 제너레이터의 동력 전기장치에 대한 컨트롤러를 포함하는 제 2 제어레벨을 가지고;
    풍력발전설비의 운전상태들 또는 전기적 네트워크 또는 바람특성들에 의존하여, 상기 제 2 제어레벨의 컨트롤러들을 활성화 및 불활성화하거나, 가중치를 설정하거나, 설정점 특성들을 미리 정하는 제 3 제어레벨을 가지는; 적어도 3개의 제어레벨들을 가지는 풍력발전설비.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 제어레벨의 컨트롤러들은 정상운전상태 및 부분부하상태들에 대해 불활성화되며, 상기 로터 블레이드들의 각도적 위치 및 상기 유체역학적 변속기의 반동부재의 설정은 고정된 미리 정해진 값으로 가정되고, 여기서 상기 유체역학적 변속기의 반동부재의 설정은, 상기 윈드로터의 속도유도가 대체로 효율-최적이며 상기 제너레이터 속도가 대체로 일정하도록 선정되는 것을 특징으로 하는, 적어도 3개의 제어레벨들을 가지는 풍력발전설비.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 유체역학적 변속기의 반동부재의 설정에 대한 컨트롤러는 정상운전상태에서 상기 윈드로터의 고정된 속도 임계값 이상에서 활성화되며, 여기서 상기 윈드로터의 속도는 미리 정해진 값 또는 값 범위로 가정되는 것을 특징으로 하는, 적어도 3개의 제어레벨들을 가지는 풍력발전설비.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 윈드로터에 대한 미리 정해진 속도값 또는 속도범위는 상기 제 3 제어레벨에 의해 결정되는 것을 특징으로 하는, 적어도 3개의 제어레벨들을 가지는 풍력발전설비.
  5. 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,
    상기 윈드로터의 미리 정해진 속도는 대체로 일정한 값 또는 일정한 값 범위로 가정되는 것을 특징으로 하는, 적어도 3개의 제어레벨들을 가지는 풍력발전설비.
  6. 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,
    상기 윈드로터의 미리 정해진 값 또는 값 범위는 상기 윈드로터에 받아들여지는 모멘트에 따라 결정되는 것을 특징으로 하는, 적어도 3개의 제어레벨들을 가지는 풍력발전설비.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 로터 블레이드들의 각도적 위치에 대한 컨트롤러 및 상기 유체역학적 변속기의 반동부재를 설정하기 위한 컨트롤러는 정상운전시에 전부하 하에서 활성화되는 것을 특징으로 하는, 적어도 3개의 제어레벨들을 가지는 풍력발전설비.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 제너레이터의 동력 전기장치의 컨트롤러는 단지 동력 또는 무효동력에 대한 네트워크 요구의 경우에만 활성화되는 것을 특징으로 하는, 적어도 3개의 제어레벨들을 가지는 풍력발전설비.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 제어레벨의 컨트롤러들은, 단계적인 전이가 하나의 운전상태 또는 운전조건으로부터 또 다른 운전상태 또는 운전조건으로 일어나도록, 활성화 및 불활성화되는 것을 특징으로 하는, 적어도 3개의 제어레벨들을 가지는 풍력발전설비.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 3 제어단계에 의해 고려되고 정의되는 운전상태들은 시동단계, 동기단계, 정지단계, 부하발산, 단락회로, 무효동력에 대한 요구 및 동력에 있어서의 감소를 포함하는 것을 특징으로 하는, 적어도 3개의 제어레벨들을 가지는 풍력발전설비.
  11. 제 1 항에 있어서,
    포물선형 동력입력 및 전부하 하에서 적어도 부분부하의 운전상태들이 존재하는 것을 특징으로 하는, 적어도 3개의 제어레벨들을 가지는 풍력발전설비.
  12. 윈드로터, 상기 윈드로터에 의해 적어도 간접적으로 구동되며 제 1 및 제 2 동력분기를 포함하는 동력분기전동장치, 상기 제 1 동력분기에 의해 적어도 간접적으로 구동되며 일정한 시스템 주파수를 가지고 전기적 네트워크로 전력을 내보내는 제너레이터, 뿐만 아니라 상기 제 1 동력분기로부터 동력을 받아들이는 적어도 1개의 반동부재를 구비하며 상기 반동부재의 설정에 의존하여 상기 제 2 동력분기를 통해 상기 동력분기전동장치로 동력 피드백을 일으키는 유체역학적 변속기를 포함하며, 제 1 제어레벨의 상기 동력분기전동장치 및 유체역학적 변속기의 조합은 효율-최적 속도유도 하에서 그 특성에 있어서 실질적으로 상기 윈드로터의 동력입력에 해당하고, 상기 유체역학적 변속기의 반동부재의 설정이 제어되며;
    제 2 제어레벨 내에 포함되는 상기 로터 블레이드의 각도적 위치에 대한 컨트롤러 또는 상기 유체역학적 변속기의 반동부재의 설정에 대한 컨트롤러 또는 상기 제너레이터의 동력 전기장치에 대한 컨트롤러는, 풍력발전설비의 운전상태들 또는 전기적 네트워크 또는 바람특성들에 의존하는 제 3 제어레벨에 의해, 활성화 및 불활성화되거나, 가중치가 설정되거나, 설정점 특성들이 미리 정해지는, 풍력발전설비의 제어를 위한 방법.
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Families Citing this family (63)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10314757B3 (de) * 2003-03-31 2004-11-11 Voith Turbo Gmbh & Co. Kg Antriebsstrang zum Übertragen einer variablen Leistung
ES2619198T3 (es) * 2003-04-09 2017-06-23 General Electric Company Parque eólico y procedimiento de operación del mismo
US7525208B2 (en) * 2003-09-23 2009-04-28 Aloys Wobben Method for operating a wind turbine during a disturbance in the grid
DE10357292B4 (de) * 2003-12-05 2006-02-02 Voith Turbo Gmbh & Co. Kg Verfahren für die Steuerung eines Antriebsstrangs für eine Strömungskraftmaschine mit Drehzahlführung, Kraftstoßreduktion und Kurzzeitenergiespeicherung
AT504818A1 (de) * 2004-07-30 2008-08-15 Windtec Consulting Gmbh Triebstrang einer windkraftanlage
DE102004054608B4 (de) * 2004-09-21 2006-06-29 Repower Systems Ag Verfahren zur Regelung einer Windenergieanlage und Windenergieanlage mit einem Rotor
US7476985B2 (en) * 2005-07-22 2009-01-13 Gamesa Innovation & Technology, S.L. Method of operating a wind turbine
EP1945946A1 (en) 2005-10-31 2008-07-23 Chapdrive As A turbine driven electric power production system and a method for control thereof
DE102005054539B3 (de) * 2005-11-14 2007-06-14 Voith Turbo Gmbh & Co. Kg Betriebsverfahren für eine Windkraftanlage mit einem hydrodynamischen Regelgetriebe
US7485979B1 (en) * 2005-11-17 2009-02-03 Staalesen Haakon A Method and system for controlling power generator having hydraulic motor drive
JP2009526522A (ja) * 2006-02-14 2009-07-23 ダブリュー ファーマー，ジェームズ 樹木地下固定装置及び方法
DE102006007919B4 (de) * 2006-02-21 2008-01-24 Nordex Energy Gmbh Verfahren zum Betreiben einer Windenergieanlage
US7352075B2 (en) * 2006-03-06 2008-04-01 General Electric Company Methods and apparatus for controlling rotational speed of a rotor
US7312537B1 (en) * 2006-06-19 2007-12-25 General Electric Company Methods and apparatus for supplying and/or absorbing reactive power
DE102006040930A1 (de) * 2006-08-31 2008-03-20 Nordex Energy Gmbh Verfahren zum Betrieb einer Windenergieanlage mit einem Synchrongenerator und einem Überlagerungsgetriebe
DE102006040929B4 (de) * 2006-08-31 2009-11-19 Nordex Energy Gmbh Verfahren zum Betrieb einer Windenergieanlage mit einem Synchrongenerator und einem Überlagerungsgetriebe
EP1911968A1 (en) * 2006-10-10 2008-04-16 Ecotecnia Energias Renovables S.L. Control system for a wind turbine and method of controlling said wind turbine
ES2341820B1 (es) * 2007-01-31 2011-05-13 GAMESA INNOVATION & TECHNOLOGY, S.L. Un metodo para eliminar el impacto de los retrocesos en la multiplicadora de un aerogenerador.
DE102007020615A1 (de) * 2007-04-30 2008-11-06 Voith Patent Gmbh Antriebsstrang für eine tauchende Energieerzeugungsanlage
GB0711043D0 (en) * 2007-06-08 2007-07-18 Orbital 2 Ltd Variable radio transmission
DE102007030501A1 (de) * 2007-06-30 2009-01-02 Nordex Energy Gmbh Verfahren zum Einlaufen einer Triebstrangkomponente einer Windenergieanlage und Windenergieanlage zur Ausführung dieses Verfahrens
DE102007030494A1 (de) * 2007-06-30 2009-01-02 Nordex Energy Gmbh Verfahren zum Anfahren einer Windenergieanlage nach einer Betriebspause und Windenergieanlage, die das Verfahren ausführen kann
GB0714777D0 (en) * 2007-07-30 2007-09-12 Orbital 2 Ltd Improvements in and relating to electrical power generation from fluid flow
GB0719119D0 (en) * 2007-10-01 2007-11-07 Orbital 2 Ltd A transmission system for power generation
NO327275B1 (no) * 2007-11-13 2009-06-02 Chapdrive As Vindturbin med roterende hydrostatisk transmisjonssystem
US7948100B2 (en) * 2007-12-19 2011-05-24 General Electric Company Braking and positioning system for a wind turbine rotor
EP2080903B2 (en) * 2008-01-21 2020-02-12 Siemens Gamesa Renewable Energy A/S Fail-safe system for controlling wind turbines
DE102008011139A1 (de) * 2008-02-26 2009-08-27 Nordex Energy Gmbh Regler für einen Blatteinstellwinkel mindestens eines Rotorblatts einer Windenergieanlage
EP2107237A1 (en) * 2008-03-31 2009-10-07 AMSC Windtec GmbH Wind energy converter comprising a superposition gear
EP2107238A1 (en) * 2008-03-31 2009-10-07 AMSC Windtec GmbH Variable ratio gear
AT507395A3 (de) * 2008-10-09 2012-09-15 Hehenberger Gerald Differentialgetriebe für windkraftanlage
WO2010085988A2 (en) * 2009-01-30 2010-08-05 Dewind, Inc. Wind turbine with lvrt capabilities
US8008797B2 (en) * 2009-02-13 2011-08-30 Bernard Joseph Simon System for converting wind power to electrcial power with transmission
CA2756827C (en) * 2009-04-21 2016-06-14 Gen-Tech Llc Power generator system
US7902689B2 (en) * 2009-07-07 2011-03-08 General Electric Company Method and system for noise controlled operation of a wind turbine
US8388481B2 (en) * 2009-07-20 2013-03-05 Differential Dynamics Corporation System and method for providing a constant output from a variable flow input
US9151269B2 (en) 2009-07-20 2015-10-06 Differential Dynamics Corporation Run-of-the-river or ocean current turbine
GB2472593B (en) * 2009-08-11 2012-10-24 Mactaggart Scott Energy converter device
DE102009028612A1 (de) 2009-08-18 2011-02-24 Zf Friedrichshafen Ag Windkraftanlage und Verfahren zur Betriebssteuerung einer Windkraftanlage
CN102770665B (zh) * 2010-05-31 2015-07-22 株式会社碧鲁门鹿儿岛 风力发电装置
EP2577831B1 (en) * 2010-06-03 2019-03-06 Vestas Wind Systems A/S Method and control arrangement for controlling central capacitors in wind power plants
US9912209B2 (en) 2010-07-20 2018-03-06 Differential Dynamics Corporation Renewable energy marine hydrokinetic or wind turbine
US9476401B2 (en) 2010-07-20 2016-10-25 Differential Dynamics Corporation Marine hydrokinetic turbine
US9222466B2 (en) * 2010-08-13 2015-12-29 Vestas Wind Systems A/S Wind-power production with reduced power fluctuations
US20130057183A1 (en) * 2011-09-07 2013-03-07 Tai-Her Yang Hydraulic electricity generator and separation type electric fluid pump driven by the same
EP2762722B1 (en) * 2011-09-29 2017-02-22 General Electric Company Methods and system for operating a wind turbine coupled to a power grid
US9014861B2 (en) * 2011-12-20 2015-04-21 General Electric Company Method and system for noise-controlled operation of a wind turbine
BRPI1106964A8 (pt) * 2011-12-20 2017-09-19 Miranda Monteiro De Lima Alan Transmissão automática inercial continuamente variável
CN104066977B (zh) * 2011-12-20 2016-12-21 文德浮洛科技有限公司 发电系统和液压控制系统
US8536722B1 (en) 2012-02-29 2013-09-17 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Wind-turbine-generator control system, wind turbine generator, wind farm, and wind-turbine-generator control method
US20150066468A1 (en) * 2012-04-16 2015-03-05 Kk Wind Solutions A/S Data acquisition system and a method of acquiring data from a wind turbine
KR101375945B1 (ko) * 2012-05-31 2014-03-27 영남대학교 산학협력단 퍼지규칙을 이용한 터빈의 피치각 제어 장치 및 이를 이용한 터빈의 피치각 제어 방법
DE102012212366A1 (de) 2012-07-13 2014-01-30 Wobben Properties Gmbh Verfahren zum Steuern eines elektrischen Erzeugers
CN102798525A (zh) * 2012-07-26 2012-11-28 枣庄新中兴实业有限责任公司 发电机并网调动试验台
WO2014040601A2 (en) * 2012-09-17 2014-03-20 Vestas Wind Systems A/S A method of determining individual set points in a power plant controller, and a power plant controller
CN103939564A (zh) * 2013-10-22 2014-07-23 杭州前进齿轮箱集团股份有限公司 一种液力调速装置
ES2855175T3 (es) * 2014-10-16 2021-09-23 Ingeteam Power Tech Sa Kit para una estación eólica, y método
US10670116B2 (en) 2015-08-28 2020-06-02 Differential Dynamics Corporation Control apparatus and method for variable renewable energy
DE102017101339A1 (de) * 2017-01-25 2018-07-26 Voith Patent Gmbh Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstranges zum drehzahlvariablen Antreiben einer Arbeitsmaschine und Antriebsstrang
US10634121B2 (en) 2017-06-15 2020-04-28 General Electric Company Variable rated speed control in partial load operation of a wind turbine
CN108131249B (zh) * 2017-11-27 2019-12-20 兰州理工大学 用于静液储能式液压传动型风力发电机组的控制系统
EP3853504A4 (en) 2018-12-27 2021-11-03 Differential Dynamics Corporation WIND AND HYDRO TURBINES CONTROLLED BY A SCALABLE AND EFFICIENT MECHANICAL SPEED CONVERTER
US11268596B2 (en) 2019-07-15 2022-03-08 Caterpillar Inc. Variable speed drive for a generator

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002048050A (ja) 2000-08-07 2002-02-15 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 風力発電装置のピッチ角制御方法及びその装置
JP2003193956A (ja) 2001-12-21 2003-07-09 Komatsu Ltd 風力発電装置
JP2003254221A (ja) 2002-02-25 2003-09-10 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 風力発電装置の制御方法

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2176105A (en) * 1934-11-28 1939-10-17 Schneider Heinrich Planetary turbine transmission
FR1031929A (fr) * 1950-04-24 1953-06-29 Voith Gmbh J M Transformateur d'écoulement avec tiroir annulaire
US4219308A (en) * 1977-11-21 1980-08-26 Ventus Energy Corp. Torque control system for wind energy conversion devices
US4333018A (en) * 1977-11-21 1982-06-01 Ventus Energy Corp. Wind energy conversion system with reaction torque for power control
DE2922972C2 (de) * 1978-06-15 1986-11-13 United Technologies Corp., Hartford, Conn. Windturbinenregelsystem
SE419113B (sv) * 1979-11-14 1981-07-13 Allmaenna Ingbyran Vindkraftverk for huvudsakligen mekanisk transmission av ett variabelt turbinvarvtal till ett synkront utgaende varvtal
IT1209350B (it) * 1980-09-15 1989-07-16 Snam Progetti Metodo di utilizzazione dell'energia eolica per laproduzione di energia elettrica.
US4774855A (en) * 1982-08-17 1988-10-04 Vickers Shipbuilding And Engineering Limited Apparatus for providing an electrical generator with a constant rotational speed from a variable speed input
US4565929A (en) * 1983-09-29 1986-01-21 The Boeing Company Wind powered system for generating electricity
US5222924A (en) * 1990-01-31 1993-06-29 Chan Shin Over-drive gear device
DE4029722A1 (de) * 1990-09-17 1992-03-19 Miroslaw Janowicz Windgenerator
IL106440A0 (en) * 1993-07-21 1993-11-15 Ashot Ashkelon Ind Ltd Wind turbine transmission apparatus
KR0163825B1 (ko) * 1995-03-27 1998-12-01 신찬 변속입력 정속출력 기어장치
JP2829854B2 (ja) * 1997-03-10 1998-12-02 川崎重工業株式会社 風力エネルギ収集装置
DE10011393A1 (de) * 2000-03-09 2001-09-13 Tacke Windenergie Gmbh Regelungssystem für eine Windkraftanlage
US20020029097A1 (en) * 2000-04-07 2002-03-07 Pionzio Dino J. Wind farm control system
AU2001291806A1 (en) * 2000-08-30 2002-03-13 Voith Turbo Gmbh And Co. Kg Hydrodynamic component
EP1283359A1 (de) * 2001-08-10 2003-02-12 RWE Piller Gmbh Windkraftanlage zur Erzeugung elektrischer Energie
JP2004162652A (ja) * 2002-11-14 2004-06-10 Nsk Ltd 風力発電装置
DE10300174B3 (de) * 2003-01-08 2004-12-23 Nordex Energy Gmbh Windenergieanlage mit mindestens zwei Komponenten und einem Datennetz
DE10314757B3 (de) * 2003-03-31 2004-11-11 Voith Turbo Gmbh & Co. Kg Antriebsstrang zum Übertragen einer variablen Leistung
DE10357292B4 (de) * 2003-12-05 2006-02-02 Voith Turbo Gmbh & Co. Kg Verfahren für die Steuerung eines Antriebsstrangs für eine Strömungskraftmaschine mit Drehzahlführung, Kraftstoßreduktion und Kurzzeitenergiespeicherung

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002048050A (ja) 2000-08-07 2002-02-15 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 風力発電装置のピッチ角制御方法及びその装置
JP2003193956A (ja) 2001-12-21 2003-07-09 Komatsu Ltd 風力発電装置
JP2003254221A (ja) 2002-02-25 2003-09-10 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 風力発電装置の制御方法

Also Published As

Publication number Publication date
KR20050065357A (ko) 2005-06-29
US20050194787A1 (en) 2005-09-08
US7081689B2 (en) 2006-07-25
EP1548279A1 (de) 2005-06-29
DE10361443A1 (de) 2005-07-28
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