KR101480662B1 - 풍속 측정 블레이드를 구비한 풍력발전 장치, 풍속 측정 방법, 운전 모드 제어방법 및 위험 운전 모드 경고방법 - Google Patents

풍속 측정 블레이드를 구비한 풍력발전 장치, 풍속 측정 방법, 운전 모드 제어방법 및 위험 운전 모드 경고방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101480662B1
KR101480662B1 KR1020140002249A KR20140002249A KR101480662B1 KR 101480662 B1 KR101480662 B1 KR 101480662B1 KR 1020140002249 A KR1020140002249 A KR 1020140002249A KR 20140002249 A KR20140002249 A KR 20140002249A KR 101480662 B1 KR101480662 B1 KR 101480662B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
wind speed
blade
wind
rotor
relative
Prior art date
Application number
KR1020140002249A
Other languages
English (en)
Inventor
강원형
Original Assignee
두산중공업 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 두산중공업 주식회사 filed Critical 두산중공업 주식회사
Priority to KR1020140002249A priority Critical patent/KR101480662B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101480662B1 publication Critical patent/KR101480662B1/ko

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D7/00—Controlling wind motors 
    • F03D7/02—Controlling wind motors  the wind motors having rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor
    • F03D7/04—Automatic control; Regulation
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P5/00—Measuring speed of fluids, e.g. of air stream; Measuring speed of bodies relative to fluids, e.g. of ship, of aircraft
    • G01P5/02—Measuring speed of fluids, e.g. of air stream; Measuring speed of bodies relative to fluids, e.g. of ship, of aircraft by measuring forces exerted by the fluid on solid bodies, e.g. anemometer
    • G01P5/04—Measuring speed of fluids, e.g. of air stream; Measuring speed of bodies relative to fluids, e.g. of ship, of aircraft by measuring forces exerted by the fluid on solid bodies, e.g. anemometer using deflection of baffle-plates
    • 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)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (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)
  • Wind Motors (AREA)

Abstract

본 발명은 풍속 측정 블레이드를 구비한 풍력발전 장치에 관한 것으로, 나셀의 회전축에 결합되는 로터 허브부와 상기 로터 허브부 외주면에 결합되는 블레이드를 포함하는 로터부, 상기 블레이드로 유입되는 풍향을 측정하도록 상기 블레이드의 일측면에 결합되는 풍향계, 상기 풍향계에서 측정되는 풍향과 상기 로터부의 회전 속도를 비교하여 상기 로터부의 회전 반경 방향에 수직한 방향의 풍속을 산출하는 풍속 연산부, 상기 풍속 연산부에서 산출되는 풍속과 상기 블레이드의 피치각을 비교하여 상기 블레이드의 피치각에 따라 상기 블레이드로 유입되는 상대적인 풍속을 산출하는 상대 풍속 연산부 및 상기 상대 풍속 연산부에서 산출되는 상대 풍속에 따라 상기 로터부의 회전을 제어하는 제어부를 포함하는 것이 바람직하다.

Description

풍속 측정 블레이드를 구비한 풍력발전 장치, 풍속 측정 방법, 운전 모드 제어방법 및 위험 운전 모드 경고방법{WIND POWER GENERATOR HAVING BLADE WITH ANEMOMMTER, METHOD FOR MEASURING WIND VELOCITY, METHOD FOR CONTROLLING OPERATING MODE AND METHOD FOR DANGEROUS OPERATING MODE WARNING}
본 발명은, 풍속 측정 블레이드를 구비한 풍력발전 장치, 풍속 측정 방법, 운전 모드 제어방법 및 위험 운전 모드 경고방법에 관한 것으로, 블레이드에 풍향계를 설치하고, 풍향계를 통해 측정하는 풍향으로 블레이드에 유입되는 풍속을 산출하여, 풍속에 따라 로터부의 운전을 제어하는 풍속 측정 블레이드를 구비한 풍력발전 장치, 풍속 측정 방법, 운전 모드 제어방법 및 위험 운전 모드 경고방법에 관한 것이다.
풍력발전(風力發電)이란 풍차를 이용해 바람이 가진 에너지를 주축을 통한 기계적인 에너지(회전력)로 변환시키고, 이 기계적 에너지가 발전기를 구동함으로써 전기적인 에너지로 변환되어 전력을 얻는 발전 방식을 말한다.
풍력발전은 현재까지 개발된 신재생 에너지원 중에서 가장 경제성이 높을 뿐 아니라 무한정, 무비용의 청정에너지원인 바람을 이용하여 발전할 수 있는 장점 때문에 유럽은 물론 미주와 아시아 등지에서도 적극적인 투자가 이뤄지고 있는 실정이다.
상기와 같은 풍력발전을 위한 풍력발전장치는 회전축의 방향에 따라 수직축 풍력발전장치와 수평축 풍력발전장치로 구분될 수 있다. 현재까지는 수직축에 비해 수평축 풍력발전장치의 효율이 높고 안정적이어서 상업용 풍력발전단지에는 대부분 수평축 풍력발전장치가 적용되고 있다.
이러한 풍력발전 장치는 유럽특허 특허번호 제2286084(특허문헌 1)호 및 유럽특허 특허번호 제2444659(특허문헌 2)호에 개시되어 있다.
도 1은 종래의 풍력발전 장치를 설명하는 사시도이다.
도 1을 참조하면, 종래의 풍력발전 장치(100)는 지면에 소정의 높이로 세워지는 타워(10)와, 타워(10)의 상단에는 발전기와 기어박스 등을 내부에 구비하는 나셀(20)이 결합된다. 나셀(20)의 일측에는 바람에 의해 회전되는 로터부(30)가 결합된다. 여기서 로터부(30)는 나셀(20)의 회전축(미도시)의 일단에 결합되는 로터 허브부(31)와, 로터 허브부(31)의 외주면에 방사상으로 결합되는 복수의 블레이드(32)를 포함한다.
종래의 풍력발전 장치(100)는 풍속 및 풍향을 측정하기 위한 풍향계가 다양한 형태로 설치될 수 있다. 종래의 풍력발전 장치(100)는 나셀(20)의 상부에 초음파 풍속계(Ultrasonic anemometer) 또는 라이다(LiDAR)와 같은 풍속계가 설치될 수 있다. 여기서, 초음파 풍속계는 초음파를 이용해 풍속 및 풍향을 측정하는 장치로서, 낙뢰를 유도할 수 있는 위험성이 존재하여 블레이드(32)에 설치할 수 없으므로, 블레이드(32)에 유입되는 바람에 의해 블레이드(32)에 가해지는 하중이 증가되는 것을 판단할 수 없다.
또한, 라이다는 바람장을 측정하여 향후 풍속 및 풍향을 예상할 수 있지만, 가격이 비싸고, 로터부(30)의 후방에 설치할 경우 로터부(30)의 후류의 영향을 받아 바람장의 측정이 불명확해지는 문제점이 발생할 수 있다.
또한, 종래의 풍력발전 장치(100)는 블레이드(32)에 스트레인 게이지(Strain Gauge) 또는 광섬유센서를 설치하고, 블레이드(32)에 가해지는 하중에 의해 변형되는 블레이드(32)의 변형량을 측정하여 블레이드(32)의 피치각 또는 로터부(30)의 회전을 제어할 수 있다. 이러한 스트레인 게이지 또는 광섬유센서가 설치되는 풍력발전 장치(100)는 스트레인 게이지 또는 광섬유센서의 손상 가능성이 높고, 블레이드(32)에 가해지는 하중이 발생되어야 측정이 가능하므로 풍속 및 풍향에 따라 로터부(30) 및 블레이드(32) 피치각의 신속한 제어가 불가하다.
유럽특허 제2286084호(2012.06.20.) 유럽특허 제2444659호(2012.04.25.)
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 블레이드에 간단한 기계적 구조의 풍향계를 설치하여 블레이드에 유입되는 풍속을 산출하여, 블레이드에 유입되는 풍속에 따라 로터부의 회전 및 블레이드의 피치각을 제어할 수 있는 풍속 측정 블레이드를 구비한 풍력발전 장치, 풍속 측정 방법, 운전 모드 제어방법 및 위험 운전 모드 경고방법을 제공하는데 목적이 있다.
또한, 본 발명은 블레이드에 유입되는 풍속에 따라 로터부의 회전 및 블레이드의 피치각을 제어함으로써, 블레이드에 가해지는 하중이 과도하게 발생하여 파손 또는 손상되는 것을 방지할 수 있는 풍속 측정 블레이드를 구비한 풍력발전 장치, 풍속 측정 방법, 운전 모드 제어방법 및 위험 운전 모드 경고방법을 제공하는데 목적이 있다.
또한, 본 발명은 블레이드에 유입되는 풍속에 따라 로터부의 회전 및 블레이드의 피치각을 제어함으로써, 발전 효율을 증대할 수 있는 풍속 측정 블레이드를 구비한 풍력발전 장치, 풍속 측정 방법, 운전 모드 제어방법 및 위험 운전 모드 경고방법을 제공하는데 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 나셀의 회전축에 결합되는 로터 허브부와 상기 로터 허브부 외주면에 결합되는 블레이드를 포함하는 로터부, 상기 블레이드로 유입되는 풍향을 측정하도록 상기 블레이드의 일측면에 결합되는 풍향계, 상기 풍향계에서 측정되는 풍향과 상기 로터부의 회전 속도를 비교하여 상기 로터부의 반경에 수직한 방향의 풍속을 산출하는 풍속 연산부, 상기 풍속 연산부에서 산출되는 풍속과 상기 블레이드의 피치각을 비교하여 상기 블레이드의 피치각에 따라 상기 블레이드로 유입되는 상대적인 풍속을 산출하는 상대 풍속 연산부 및 상기 상대 풍속 연산부에서 산출되는 상대 풍속에 따라 상기 로터부의 회전을 제어하는 제어부를 포함하는 것이 바람직하다.
이때, 상기 풍향계는 상기 블레이드로 유입되는 바람의 방향에 따라 회동하는 가변부와, 상기 가변부가 상기 블레이드에서 이격되도록 회동축을 제공하는 회동축부 및 상기 블레이드와 상기 가변부의 일측을 연결하여 상기 가변부의 회동 각도를 감지하는 연결부를 포함하는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 연결부는 링크 연결구조로 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 연결부는 벨트 연결구조로 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 풍향계는 상기 블레이드의 면부분에 배치되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 풍향계는 상기 블레이드의 팁부분에 배치되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 풍향계는 상기 블레이드에 길이 방향으로 일정 간격 이격되도록 복수개가 배치되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 풍향계는 상기 블레이드의 폭이 좁아짐에 따라 이격된 간격이 좁아지도록 복수개가 배치되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 풍향계는 비금속 재질로 형성되는 것이 바람직하다.
한편, 본 발명의 다른 실시예로서, 로터부를 구성하는 블레이드에 결합된 풍항계를 통해 블레이드로 유입되는 풍향을 측정하는 풍향측정단계, 상기 풍향측정단계에서 측정된 풍향과 상기 로터부의 회전 속도를 비교하여 상기 로터부의 회전 반경 방향에 수직한 방향의 풍속을 산출하는 풍속 연산단계, 상기 풍속 연산단계에서 산출되는 풍속과 상기 블레이드의 피치각을 비교하여 상기 블레이드의 피치각에 따라 상기 블레이드로 유입되는 상대적인 풍속을 산출하는 상대 풍속 연산단계 및 상기 상대 풍속 연산단계에서 산출되는 상대 풍속에 따라 상기 로터부의 회전을 제어하는 제어단계를 포함하는 것이 바람직하다.
이때, 상기 풍속 연산단계는 상기 풍향측정단계에서 측정되는 풍향 벡터와 상기 로터부의 회전 방향 속도 벡터를 비교하여 상기 로터부의 회전 반경에 수직한 풍속을 산출하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 상대 풍속 연산단계는 상기 풍속 연산단계에서 산출되는 상기 로터부의 회전 반경 방향에 수직한 방향의 속도 벡터와 상기 블레이드의 피치각 벡터를 비교하여 상기 블레이드로 유입되는 상대적인 풍속을 산출하는 것이 바람직하다.
한편, 본 발명의 다른 실시예로서, 로터부를 구성하는 블레이드에 결합된 풍항계를 통해 블레이드로 유입되는 풍향을 측정하는 풍향측정단계, 상기 풍향측정단계에서 측정된 풍향과 상기 로터부의 회전 속도를 비교하여 상기 로터부의 회전 반경 방향에 수직한 방향의 풍속을 산출하는 풍속 연산단계, 상기 풍속 연산단계에서 산출되는 풍속과 상기 블레이드의 피치각을 비교하여 상기 블레이드의 피치각에 따라 상기 블레이드로 유입되는 상대적인 풍속을 산출하는 상대 풍속 연산단계 및 상기 상대 풍속 연산단계에서 산출되는 상대 풍속에 따라 상기 로터부의 운전 모드를 제어하는 제어단계를 포함하는 것이 바람직하다.
이때, 상기 제어단계는 상기 상대 풍속 연산단계에서 산출되는 상대 풍속이 일정 속도 이하인 경우, 상기 로터부를 안전 운전 모드로 운전하도록 제어하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 제어단계는 상기 로터부를 상기 안전 운전 모드로 제어하는 경우, 발전 효율이 최적화되도록 상기 블레이드의 피치각을 제어하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 제어단계는 상기 상대 풍속 연산단계에서 산출되는 상대 풍속이 일정 속도 범위 이내인 경우, 상기 로터부를 위험 운전 모드로 운전하도록 제어하는 것이 바람직하다.
이때, 상기 제어단계는 상기 로터부를 상기 위험 운전 모드로 제어하는 경우, 상기 블레이드에 가해지는 하중이 감소되도록 상기 블레이드의 피치각을 제어하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 제어단계는 상기 로터부를 상기 위험 운전 모드로 제어하는 경우, 상기 블레이드에 가해지는 하중이 감소되도록 상기 로터부의 회전 속도를 제어하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 제어단계는 상기 상대 풍속 연산단계에서 산출되는 상대 풍속이 일정 속도 이상인 경우, 상기 로터부를 정지 모드로 돌입하도록 제어하는 것이 바람직하다.
한편, 본 발명의 다른 실시예로서, 로터부를 구성하는 블레이드에 결합된 풍항계를 통해 블레이드로 유입되는 풍향을 측정하는 풍향측정단계, 상기 풍향측정단계에서 측정된 풍향과 상기 로터부의 회전 속도를 비교하여 상기 로터부의 회전 반경 방향에 수직한 방향의 풍속을 산출하는 풍속 연산단계, 상기 풍속 연산단계에서 산출되는 풍속과 상기 블레이드의 피치각을 비교하여 상기 블레이드의 피치각에 따라 상기 블레이드로 유입되는 상대적인 풍속을 산출하는 상대 풍속 연산단계 및 상기 상대 풍속 연산단계에서 산출되는 상대 풍속이 일정 속도 이상인 경우 상기 로터부를 위험 운전 모드로 운전하도록 제어하고 상기 위험 운전 모드 돌입 상태를 경고하는 제어단계를 포함하는 것이 바람직하다.
이때, 상기 제어단계는 상기 위험 운전 모드 돌입 상태를 통제센터에 경고음을 발생하여 경고하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 제어단계는 상기 위험 운전 모드 돌입 상태를 통제센터의 제어 디스플레이에 표시하여 경고하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 제어단계는 상기 위험 운전 모드 돌입 상태를 관리자의 무선 단말로 경고 신호를 송출하여 경고하는 것이 바람직하다.
본 발명에 의하면, 블레이드에 간단한 기계적 구조의 풍향계를 설치하여 블레이드에 유입되는 풍속을 산출하여, 블레이드에 유입되는 풍속에 따라 로터부의 회전 및 블레이드의 피치각을 제어할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 블레이드에 유입되는 풍속에 따라 로터부의 회전 및 블레이드의 피치각을 제어함으로써, 블레이드에 가해지는 하중이 과도하게 발생하여 파손 또는 손상되는 것을 방지할 수 있고, 발전 효율을 증대할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 블레이드에 유입되는 풍속이 일정 속도 이상인 경우 로터부의 회전을 제한하여 블레이드 및 풍력발전 장치의 파손 또는 손상을 방지할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 로터부가 회전함에 따라 하나의 블레이드가 지나간 일정 위치를 다음에 지나가는 블레이드에 풍속에 따라 가해지는 하중 범위를 예측하여 로터부의 회전 및 블레이드의 피치각을 제어함으로써 블레이드에 가해지는 하중이 과도하게 발생하여 파손 또는 손상되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 블레이드에 유입되는 풍향 및 풍속을 측정하여 블레이드에 가해지는 하중을 측정함으로써, 블레이드의 변형량을 통해 블레이드에 가해지는 하중을 측정하는 방법(스트레인 게이지 또는 광섬유센서 사용)에 비해 블레이드에 가해지는 하중을 신속하게 측정할 수 있고, 로터부의 회전 및 블레이드의 피치각을 신속하게 제어할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래의 풍력발전 장치를 설명하는 사시도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 풍속 측정 블레이드를 구비한 풍력발전 장치를 설명하는 구성도.
도 3은 도 2의 일 실시예에 따른 풍향계 및 블레이드를 설명하는 도면.
도 4는 도 2의 다른 일 실시예에 따른 풍향계 및 블레이드를 설명하는 도면.
도 5는 도 2의 풍속 및 상대 풍속을 산출하는 구조를 설명하는 구성도.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 풍향계의 배치 구조를 설명하는 도면.
도 7은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 풍향계의 배치 구조를 설명하는 도면.
도 8은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 풍향계의 배치 구조를 설명하는 도면.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 풍속 측정 블레이드를 구비한 풍력발전 장치의 풍속 측정 방법을 설명하는 순서도.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 풍속 측정 블레이드를 구비한 풍력발전 장치의 운전 모드 제어방법을 설명하는 순서도.
도 11은 도 10의 로터부의 안전 운전 모드 제어방법을 설명하는 순서도.
도 12는 도 10의 로터부의 위험 운전 모드 제어방법을 설명하는 순서도.
도 13은 도 10의 로터부의 정지 모드 제어방법을 설명하는 순서도.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 풍속 측정 블레이드를 구비한 풍력발전 장치의 위험 운전 모드 경고방법을 설명하는 순서도.
본 발명의 실시를 위한 구체적인 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 설명한다. 이러한 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로써, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 풍속 측정 블레이드를 구비한 풍력발전 장치를 설명하는 구성도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 풍속 측정 블레이드를 구비한 풍력발전 장치(200)는 지면에 소정의 높이로 세워지는 타워(미도시)의 상단에 설치되는 나셀(20)의 회전축(21)에 결합되는 로터 허브부(211)와 로터 허브부(211)의 외주면에 결합되는 블레이드(212)를 포함하는 로터부(210)와, 블레이드(212)로 유입되는 풍향을 측정하는 풍향계(220)와, 풍향계(220)에서 측정된 풍향과 로터부(210)의 회전 속도를 비교하여 로터부(210)의 회전 반경 방향에 수직한 방향의 풍속을 산출하는 풍속 연산부(230)와, 풍속 연산부(230)에서 산출된 풍속과 블레이드(212)의 피치각을 비교하여 블레이드(212)로 유입되는 상대적인 풍속을 산출하는 상대 풍속 연산부(240) 및 상대 풍속 연산부(240)에서 산출된 상대 풍속에 따라 로터부(210)의 회전을 제어하는 제어부(250)를 포함한다.
로터부(210)는 나셀(20)의 회전축(21)에 결합되는 로터 허브부(211)와, 로터 허브부(211) 외주면에 방사상으로 결합되는 복수의 블레이드(212)를 포함한다. 로터부(210)는 블레이드(212)로 유입되는 풍속 및 풍향에 의해 회전하며, 나셀(20)의 내부에 구비되는 발전기를 작동시킨다.
풍향계(220)는 블레이드(212)로 유입되는 풍향을 측정하도록 블레이드(212)의 일측면에 결합된다. 풍향계(220)는 블레이드(212)로 유입되는 바람의 방향에 따라 회동하는 가변부(221)와, 가변부(221)가 블레이드(212)에서 이격되도록 회동축을 제공하는 회동축부(222) 및 블레이드(212)와 가변부(221)의 일측을 연결하여 가변부(221)의 회동 각도를 감지하는 연결부(223)를 포함한다. 이러한 풍향계(220)는 벼락에 의해 파손 또는 손상되지 않도록 비금속 재질로 형성될 수 있다. 이하 도 3을 통해 일 실시예에 따른 풍향계(220) 및 블레이드(212)를 더 자세히 설명한다.
도 3은 도 2의 일 실시예에 따른 풍향계 및 블레이드를 설명하는 도면이다.
도 3을 참조하면, 풍향계(220)는 블레이드(212)의 면부분에 배치될 수 있다. 이때, 풍향계(220)는 회동축부(222)가 블레이드(212)의 면부분으로부터 이격된 회동축을 제공하고, 회동축부(222)에 가변부(221)가 회동 가능하게 결합된다.
가변부(221)는 양단 중 어느 한단의 인근에 회동 가능하게 결합되는 연결부(223)의 일단이 결합되고, 연결부(223)의 타단은 블레이드(212)에 결합된다. 즉, 연결부(223)는 가변부(221)를 블레이드(212)에 연결하도록 링크 연결구조로 형성된다. 이러한, 연결부(223)는 가변부(221)의 회동에 의해 함께 회동함으로써, 블레이드(212)로 유입되는 바람에 따라 회동하는 가변부(221)의 회동각도를 측정할 수 있게 한다. 이하, 도 4를 통해 다른 일 실시예에 따른 풍향계(220) 및 블레이드(212)를 더 자세히 설명한다.
도 4는 도 2의 다른 일 실시예에 따른 풍향계 및 블레이드를 설명하는 도면이다.
도 4를 참조하면, 풍향계(220)는 블레이드(212)의 팁부분에 배치될 수 있다. 이때, 풍향계(220)는 회동축부(222)가 블레이드(212)의 팁부분으로부터 이격된 회동축을 제공하고, 회동축부(222)에 가변부(221)가 회동 가능하게 결합된다.
가변부(221)는 일측에 연결부(223)의 일단이 결합되고, 연결부(223)의 타단은 블레이드(212)의 팁부분 인근에 결합된다. 이때, 연결부(223)는 가변부(221)를 블레이드(212)에 연결하도록 벨트 연결구조로 형성되고, 회동축부(222)는 가변부(221)가 회동함에 따라 함께 회동하며 회동력을 연결부(223)로 전달한다. 이러한, 연결부(223)는 가변부(221)의 회동에 의해 함께 회동함으로써, 블레이드(212)로 유입되는 바람에 따라 회동하는 가변부(221)의 회동각도를 측정할 수 있게 한다.
다시 도 2를 참조하면, 풍속 연산부(230)는 풍향계(220)에서 측정된 풍향과 로터부(210)의 회전 속도를 비교하여 로터부(210)의 회전 반경 방향에 수직한 방향의 풍속을 산출한다. 이때, 로터부(210)는 기 설정된 속도로 회전하므로, 풍속 연산부(230)는 로터부(210)의 회전 속도와 풍향계(220)에서 측정된 풍향을 비교하여 풍속을 산출할 수 있다.
상대 풍속 연산부(240) 풍속 연산부(230)에서 산출되는 풍속과 블레이드(212)의 피치각을 비교하여 블레이드(212)의 피치각에 따라 블레이드(212)로 유입되는 상대적인 풍속을 산출한다.
제어부(250)는 상대 풍속 연산부(240)에서 산출되는 상대 풍속에 따라 로터부(210)의 회전을 제어한다. 즉, 제어부(250)는 상대 풍속이 일정 속도 범위 이내이거나 일정 속도 이하인 경우 로터부(210)가 회전 되도록 제어하고, 상대 풍속이 일정 속도 이상인 경우 로터부(210)가 회전 되지 않도록 제어한다. 이때, 로터부(210)의 회전을 제어하기 위한 상대 풍속 기준은 블레이드(212)의 크기 및 개수에 따라 다르게 설정될 수 있다.이하 도 2 및 도 5를 통해 풍속 및 상대 풍속을 산출하는 구조를 더 자세히 설명한다.
도 5는 도 2의 풍속 및 상대 풍속을 산출하는 구조를 설명하는 구성도이다.
도 2 및 도 5를 참조하면, 풍속 연산부(230)는 풍향계(220)에서 측정된 풍향(가)과 로터부(210)의 회전 속도(나)를 비교하여 로터부(210) 회전 반경 방향에 수직한 풍속(다)을 산출한다(a). 이때, 블레이드(212)의 일측을 기준으로 로터부(210) 회전 속도(나)는 로터부(210)의 회전 반경 방향의 벡터로 표현될 수 있고, 풍향(가)은 블레이드(212) 상의 기준인 회전 속도(나)의 일단에 접하도록 평행 이동된 풍향 평행선(가')의 벡터로 표현될 수 있다.
여기서, 블레이드(212) 상의 기준인 회전 속도(나)의 일단에 회전 속도(나)와 수직한 방향 벡터를 통해 로터부(210) 회전 반경 방향에 수직한 방향의 풍속(다)을 산출할 수 있다. 즉, 로터부(210) 회전 반경 방향에 수직한 방향의 풍속(다)은 회전 속도(나)의 타단에서 수직하게 연장되는 연장선과 풍향(가)의 연장선이 교차되는 위치의 크기로 산출할 수 있다.
또한, 상대 풍속 연산부(240)는 풍속 연산부(230)에서 산출된 로터부(210) 회전 반경 방향에 수직한 풍속(다)과 블레이드(212)의 피치각(라)을 비교하여 블레이드(212)로 유입되는 상대 풍속(마)을 산출한다(b). 이때, 블레이드(212)의 일측을 기준으로 산출된 풍속(다)의 벡터와, 블레이드(212) 상의 기준인 풍속(다)의 일단으로부터 연장되는 피치각(라)의 방향 벡터를 통해 상대 풍속(마)를 산출할 수 있다.
즉, 상대 풍속(마)은 풍속(다) 벡터와, 풍속(다)의 타단에서 피치각(라)과 평행하게 연장된 연장선에 교차되는 위치의 크기로 산출될 수 있다. 이하 도 6 내지 도 8을 통해 풍향계(220)의 배치 구조를 설명한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 풍향계의 배치 구조를 설명하는 도면이다.
도 6을 참조하면, 풍향계(220)는 블레이드(212)의 면부분에 배치될 수 있다. 이때, 풍향계(220)는 블레이드(212)의 길이 방향으로 일정 간격 이격되도록 복수개가 배치된다. 이러한 풍향계(220)는 설치된 각각의 위치에서 풍속에 따라 블레이드(212)에 가해지는 하중이 증감되는 것을 판단할 수 있도록 블레이드(212)로 유입되는 풍속을 산출한다.
도 7은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 풍향계의 배치 구조를 설명하는 도면이다.
도 7을 참조하면, 풍향계(220)는 블레이드(212)의 팁부분에 배치될 수 있다. 이때, 풍향계(220)는 블레이드(212)의 길이 방향으로 일정 간격 이격되도록 복수개가 배치된다. 이러한 풍향계(220)는 설치된 각각의 위치에서 풍속에 따라 블레이드(212)에 가해지는 하중이 증감되는 것을 판단할 수 있도록 블레이드(212)로 유입되는 풍속을 산출한다.
도 8은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 풍향계의 배치 구조를 설명하는 도면이다.
도 8을 참조하면, 풍향계(220)는 블레이드(212) 면부분 또는 팁부분에 배치될 수 있다. 이때, 풍향계(220)는 블레이드(212)의 폭에 따라 이격된 간격이 서로 다르게 복수개가 배치될 수 있다. 즉, 풍향계(220)는 블레이드(212)의 폭이 좁아짐에 따라 이격된 간격이 좁아지도록 복수개가 배치될 수 있다. 이러한 풍향계(220)는 블레이드(212) 폭이 좁아짐에 따라 강도가 약해지는 블레이드(212) 구조에 따라 폭이 좁아질 수록 풍속 측정 범위를 축소하여 풍속에 따라 블레이드(212)에 가해지는 하중의 증감을 세밀하게 판단할 수 있게 한다. 이하 도 9를 통해 풍속 측정 블레이드를 구비한 풍력발전 장치의 풍속 측정 방법을 설명한다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 풍속 측정 블레이드를 구비한 풍력발전 장치의 풍속 측정 방법을 설명하는 순서도이다.
도 9를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 풍속 측정 블레이드를 구비한 풍력발전 장치의 풍속 측정 방법은 로터부(210)를 구성하는 블레이드(212)에 결합된 풍향계(220)를 통해 블레이드(212)로 유입되는 풍향을 측정하고(S110), 측정된 풍향과 로터부(210)의 회전 속도를 비교하여 로터부(210)의 회전 반경 방향에 수직한 방향의 풍속을 산출한다(S120).
이때, 산출된 풍속과 블레이드(212)의 피치각을 비교하여 블레이드(212)의 피치각에 따라 블레이드로 유입되는 상대 풍속을 산출하고(S130), 산출된 상대 풍속에 따라 로터부(210)의 회전을 제어한다(S140).
여기서 로터부(210)의 회전 반경 방향에 수직한 방향의 풍속은 풍향계(220)에서 측정되는 풍향 벡터와 로터부(210)의 회전 방향 속도 벡터를 비교하여 산출할 수 있다. 또한, 블레이드(212)로 유입되는 상대 풍속은 로터부(210)의 회전 반경 방향에 수직한 방향의 풍속의 속도 벡터와 블레이드 피치각 벡터를 비교하여 산출할 수 있다. 이하 도 10을 통해 풍속 측정 블레이드를 구비한 풍력발전 장치의 운전 모드 제어방법을 설명한다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 풍속 측정 블레이드를 구비한 풍력발전 장치의 운전 모드 제어방법을 설명하는 순서도이다.
도 10을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 풍속 측정 블레이드를 구비한 풍력발전 장치의 운전 모드 제어방법은 로터부(210)를 구성하는 블레이드(212)에 결합된 풍향계(220)를 통해 블레이드(212)로 유입되는 풍향을 측정하고(S210), 측정된 풍향과 로터부(210)의 회전 속도를 비교하여 로터부(210)의 회전 반경 방향에 수직한 방향의 풍속을 산출한다(S220).
이때, 산출된 풍속과 블레이드(212)의 피치각을 비교하여 블레이드(212)의 피치각에 따라 블레이드로 유입되는 상대 풍속을 산출하고(S230), 산출된 상대 풍속에 따라 로터부(210)의 운전 모드를 제어한다(S240). 이하 도 11 내지 도 13을 통해 도 10의 로터부(210) 운전 모드 제어방법을 더 자세히 설명한다.
도 11은 도 10의 로터부의 안전 운전 모드 제어방법을 설명하는 순서도이다.
도 11을 참조하면, 풍속 측정 블레이드를 구비한 풍력발전 장치의 운전 모드 제어방법은 로터부(210)를 구성하는 블레이드(212)에 결합된 풍향계(220)를 통해 블레이드(212)로 유입되는 풍향을 측정하고(S310), 측정된 풍향과 로터부(210)의 회전 속도를 비교하여 로터부(210)의 회전 반경 방향에 수직한 방향의 풍속을 산출한다(S320).
이때, 산출된 풍속과 블레이드(212)의 피치각을 비교하여 블레이드(212)의 피치각에 따라 블레이드로 유입되는 상대 풍속을 산출하고(S330), 상대 풍속이 일정 속도 이하인지 판단한다(S340). 상대 풍속이 일정 속도 이하인 경우, 제어부(250)는 로터부(210)를 안전 운전 모드로 운전하도록 제어한다(S350).
로터부를 안전 운전 모드로 제어하는 경우, 제어부(250)는 발전 효율이 최적화되도록 블레이드(212)의 피치각을 제어할 수 있다. 즉, 제어부(250)는 블레이드(212)에 가해지는 하중이 증가되도록 풍향에 따라 피치각을 제어할 수 있다. 또한, 제어부(250)는 나셀(20)의 토크를 조절하여 로터부(210)의 부하를 조절함으로써 발전 효율을 최적할 수 있다.
도 12는 도 10의 로터부의 위험 운전 모드 제어방법을 설명하는 순서도이다.
도 12를 참조하면, 풍속 측정 블레이드를 구비한 풍력발전 장치의 운전 모드 제어방법은 로터부(210)를 구성하는 블레이드(212)에 결합된 풍향계(220)를 통해 블레이드(212)로 유입되는 풍향을 측정하고(S410), 측정된 풍향과 로터부(210)의 회전 속도를 비교하여 로터부(210)의 회전 반경 방향에 수직한 방향의 풍속을 산출한다(S420).
이때, 산출된 풍속과 블레이드(212)의 피치각을 비교하여 블레이드(212)의 피치각에 따라 블레이드로 유입되는 상대 풍속을 산출하고(S430), 상대 풍속이 일정 속도 범위 이내인지 판단한다(S440). 상대 풍속이 일정 속도 범위 이내인 경우, 제어부(250)는 로터부(210)를 위험 운전 모드로 운전하도록 제어한다(S450).
로터부(210)를 위험 운전 모드로 제어하는 경우, 제어부(250)는 블레이드(212)에 가해지는 하중이 감소되도록 블레이드(212)의 피치각을 제어할 수 있다. 또한, 로터부(210)를 위험 운전 모드로 제어하는 경우, 제어부(250)는 블레이드(212)에 가해지는 하중이 감소되도록 나셀(20)의 토크를 증감하여 로터부(210)의 회전 속도를 제어할 수 있다.
도 13은 도 10의 로터부의 정지 모드 제어방법을 설명하는 순서도이다.
도 13을 참조하면, 풍속 측정 블레이드를 구비한 풍력발전 장치의 운전 모드 제어방법은 로터부(210)를 구성하는 블레이드(212)에 결합된 풍향계(220)를 통해 블레이드(212)로 유입되는 풍향을 측정하고(S510), 측정된 풍향과 로터부(210)의 회전 속도를 비교하여 로터부(210)의 회전 반경 방향에 수직한 방향의 풍속을 산출한다(S520).
이때, 산출된 풍속과 블레이드(212)의 피치각을 비교하여 블레이드(212)의 피치각에 따라 블레이드로 유입되는 상대 풍속을 산출하고(S530), 상대 풍속이 일정 속도 이상인지 판단한다(S540). 상대 풍속이 일정 속도 이상인 경우, 제어부(250)는 로터부(210)를 정지 모드로 돌입하도록 제어한다(S550). 이하 도 14를 통해 풍속 측정 블레이드를 구비한 풍력발전 장치의 위험 운전 모드 경고방법을 설명한다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 풍속 측정 블레이드를 구비한 풍력발전 장치의 위험 운전 모드 경고방법을 설명하는 순서도이다.
도 14를 참조하면, 풍속 측정 블레이드를 구비한 풍력발전 장치의 운전 모드 제어방법은 로터부(210)를 구성하는 블레이드(212)에 결합된 풍향계(220)를 통해 블레이드(212)로 유입되는 풍향을 측정하고(S610), 측정된 풍향과 로터부(210)의 회전 속도를 비교하여 로터부(210)의 회전 반경 방향에 수직한 방향의 풍속을 산출한다(S620).
이때, 산출된 풍속과 블레이드(212)의 피치각을 비교하여 블레이드(212)의 피치각에 따라 블레이드로 유입되는 상대 풍속을 산출하고(S630), 상대 풍속이 일정 속도 이상인지 판단한다(S640). 상대 풍속이 일정 속도 이상인 경우, 제어부(250)는 로터부(210)를 위험 운전 모드로 운전하도록 제어한다(S650).
제어부(250)는 로터부(210)를 위험 운전 모드로 운전하도록 제어하게 되면, 로터부(210)의 위험 운전 모드 돌입 상태를 경고한다(S660) 이때, 제어부(250)는 로터부(210)의 위험 운전 모드 돌입 상태를 통제센터에 경고음을 발생하여 경고할 수 있다. 또한, 제어부(250)는 로터부(210)의 위험 운전 모드 돌입 상태를 통제센터의 제어 디스플레이에 표시하여 경고할 수 있다. 또한, 제어부(250)는 로터부(210)의 위험 운전 모드 돌입 상태를 관리자의 무선 단말로 경고 신호를 송출하여 경고할 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명은 도면에 도시된 실시 예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
200 : 풍속 측정 블레이드를 구비한 풍력발전 장치
210 : 로터부 211 : 로터 허브부
212 : 블레이드 220 : 풍향계
221 : 가변부 222 : 회동축부
223 : 연결부 230 : 풍속 연산부
240 : 상대 풍속 연산부 250 : 제어부

Claims (23)

  1. 나셀의 회전축에 결합되는 로터 허브부와, 상기 로터 허브부 외주면에 결합되는 블레이드를 포함하는 로터부;
    상기 블레이드로 유입되는 풍향을 측정하도록 상기 블레이드의 일측면에 결합되는 풍향계;
    상기 풍향계에서 측정되는 풍향과 상기 로터부의 회전 속도를 비교하여 상기 로터부의 회전 반경 방향에 수직한 방향의 풍속을 산출하는 풍속 연산부;
    상기 풍속 연산부에서 산출되는 풍속과 상기 블레이드의 피치각을 비교하여 상기 블레이드의 피치각에 따라 상기 블레이드로 유입되는 상대적인 풍속을 산출하는 상대 풍속 연산부; 및
    상기 상대 풍속 연산부에서 산출되는 상대 풍속에 따라 상기 로터부의 회전을 제어하는 제어부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 풍속 측정 블레이드를 구비한 풍력발전 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 풍향계는
    상기 블레이드로 유입되는 바람의 방향에 따라 회동하는 가변부와,
    상기 가변부가 상기 블레이드에서 이격되도록 회동축을 제공하는 회동축부 및
    상기 블레이드와 상기 가변부의 일측을 연결하여 상기 가변부의 회동 각도를 감지하는 연결부를 포함하는 것을 특징으로 하는 풍속 측정 블레이드를 구비한 풍력발전 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 연결부는
    링크 연결구조로 형성되는 것을 특징으로 하는 풍속 측정 블레이드를 구비한 풍력발전 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 연결부는
    벨트 연결구조로 형성되는 것을 특징으로 하는 풍속 측정 블레이드를 구비한 풍력발전 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 풍향계는
    상기 블레이드의 면부분에 배치되는 것을 특징으로 하는 풍속 측정 블레이드를 구비한 풍력발전 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 풍향계는
    상기 블레이드의 팁부분에 배치되는 것을 특징으로 하는 풍속 측정 블레이드를 구비한 풍력발전 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 풍향계는
    상기 블레이드에 길이 방향으로 일정 간격 이격되도록 복수개가 배치되는 것을 특징으로 하는 풍속 측정 블레이드를 구비한 풍력발전 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 풍향계는
    상기 블레이드의 폭이 좁아짐에 따라 이격된 간격이 좁아지도록 복수개가 배치되는 것을 특징으로 하는 풍속 측정 블레이드를 구비한 풍력발전 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 풍향계는
    비금속 재질로 형성되는 것을 특징으로 하는 풍속 측정 블레이드를 구비한 풍력발전 장치.
  10. 로터부를 구성하는 블레이드에 결합된 풍항계를 통해 블레이드로 유입되는 풍향을 측정하는 풍향측정단계;
    상기 풍향측정단계에서 측정된 풍향과 상기 로터부의 회전 속도를 비교하여 상기 로터부의 회전 반경 방향에 수직한 방향의 풍속을 산출하는 풍속 연산단계;
    상기 풍속 연산단계에서 산출되는 풍속과 상기 블레이드의 피치각을 비교하여 상기 블레이드의 피치각에 따라 상기 블레이드로 유입되는 상대적인 풍속을 산출하는 상대 풍속 연산단계; 및
    상기 상대 풍속 연산단계에서 산출되는 상대 풍속에 따라 상기 로터부의 회전을 제어하는 제어단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 풍속 측정 블레이드를 구비한 풍력발전 장치의 풍속 측정 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 풍속 연산단계는
    상기 풍향측정단계에서 측정되는 풍향 벡터와 상기 로터부의 회전 방향 속도 벡터를 비교하여 상기 로터부의 회전 반경 방향에 수직한 풍속을 산출하는 것을 특징으로 하는 풍속 측정 블레이드를 구비한 풍력발전 장치의 풍속 측정 방법.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 상대 풍속 연산단계는
    상기 풍속 연산단계에서 산출되는 상기 로터부의 회전 반경 방향에 수직한 방향의 속도 벡터와 상기 블레이드의 피치각 벡터를 비교하여 상기 블레이드로 유입되는 상대적인 풍속을 산출하는 것을 특징으로 하는 풍속 측정 블레이드를 구비한 풍력발전 장치의 풍속 측정 방법.
  13. 로터부를 구성하는 블레이드에 결합된 풍항계를 통해 블레이드로 유입되는 풍향을 측정하는 풍향측정단계;
    상기 풍향측정단계에서 측정된 풍향과 상기 로터부의 회전 속도를 비교하여 상기 로터부의 회전 반경 방향에 수직한 방향의 풍속을 산출하는 풍속 연산단계;
    상기 풍속 연산단계에서 산출되는 풍속과 상기 블레이드의 피치각을 비교하여 상기 블레이드의 피치각에 따라 상기 블레이드로 유입되는 상대적인 풍속을 산출하는 상대 풍속 연산단계; 및
    상기 상대 풍속 연산단계에서 산출되는 상대 풍속에 따라 상기 로터부의 운전 모드를 제어하는 제어단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 풍속 측정 블레이드를 구비한 풍력발전 장치의 운전 모드 제어방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제어단계는
    상기 상대 풍속 연산단계에서 산출되는 상대 풍속이 일정 속도 이하인 경우, 상기 로터부를 안전 운전 모드로 운전하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 풍속 측정 블레이드를 구비한 풍력발전 장치의 운전 모드 제어방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 제어단계는
    상기 로터부를 상기 안전 운전 모드로 제어하는 경우, 발전 효율이 최적화되도록 상기 블레이드의 피치각을 제어하는 것을 특징으로 하는 풍속 측정 블레이드를 구비한 풍력발전 장치의 운전 모드 제어방법.
  16. 제13항에 있어서,
    상기 제어단계는
    상기 상대 풍속 연산단계에서 산출되는 상대 풍속이 일정 속도 범위 이내인 경우, 상기 로터부를 위험 운전 모드로 운전하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 풍속 측정 블레이드를 구비한 풍력발전 장치의 운전 모드 제어방법.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 제어단계는
    상기 로터부를 상기 위험 운전 모드로 제어하는 경우, 상기 블레이드에 가해지는 하중이 감소되도록 상기 블레이드의 피치각을 제어하는 것을 특징으로 하는 풍속 측정 블레이드를 구비한 풍력발전 장치의 운전 모드 제어방법.
  18. 제16항에 있어서,
    상기 제어단계는
    상기 로터부를 상기 위험 운전 모드로 제어하는 경우, 상기 블레이드에 가해지는 하중이 감소되도록 상기 로터부의 회전 속도를 제어하는 것을 특징으로 하는 풍속 측정 블레이드를 구비한 풍력발전 장치의 운전 모드 제어방법.
  19. 제13항에 있어서,
    상기 제어단계는
    상기 상대 풍속 연산단계에서 산출되는 상대 풍속이 일정 속도 이상인 경우, 상기 로터부를 정지 모드로 돌입하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 풍속 측정 블레이드를 구비한 풍력발전 장치의 운전 모드 제어방법.
  20. 로터부를 구성하는 블레이드에 결합된 풍항계를 통해 블레이드로 유입되는 풍향을 측정하는 풍향측정단계;
    상기 풍향측정단계에서 측정된 풍향과 상기 로터부의 회전 속도를 비교하여 상기 로터부의 회전 반경 방향에 수직한 방향의 풍속을 산출하는 풍속 연산단계;
    상기 풍속 연산단계에서 산출되는 풍속과 상기 블레이드의 피치각을 비교하여 상기 블레이드의 피치각에 따라 상기 블레이드로 유입되는 상대적인 풍속을 산출하는 상대 풍속 연산단계; 및
    상기 상대 풍속 연산단계에서 산출되는 상대 풍속이 일정 속도 이상인 경우, 상기 로터부를 위험 운전 모드로 운전하도록 제어하고, 상기 위험 운전 모드 돌입 상태를 경고하는 제어단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 풍속 측정 블레이드를 구비한 풍력발전 장치의 위험 운전 모드 경고방법.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 제어단계는
    상기 위험 운전 모드 돌입 상태를 통제센터에 경고음을 발생하여 경고하는 것을 특징으로 하는 풍속 측정 블레이드를 구비한 풍력발전 장치의 위험 운전 모드 경고방법.
  22. 제20항에 있어서,
    상기 제어단계는
    상기 위험 운전 모드 돌입 상태를 통제센터의 제어 디스플레이에 표시하여 경고하는 것을 특징으로 하는 풍속 측정 블레이드를 구비한 풍력발전 장치의 위험 운전 모드 경고방법.
  23. 제20항에 있어서,
    상기 제어단계는
    상기 위험 운전 모드 돌입 상태를 관리자의 무선 단말로 경고 신호를 송출하여 경고하는 것을 특징으로 하는 풍속 측정 블레이드를 구비한 풍력발전 장치의 위험 운전 모드 경고방법.
KR1020140002249A 2014-01-08 2014-01-08 풍속 측정 블레이드를 구비한 풍력발전 장치, 풍속 측정 방법, 운전 모드 제어방법 및 위험 운전 모드 경고방법 KR101480662B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140002249A KR101480662B1 (ko) 2014-01-08 2014-01-08 풍속 측정 블레이드를 구비한 풍력발전 장치, 풍속 측정 방법, 운전 모드 제어방법 및 위험 운전 모드 경고방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140002249A KR101480662B1 (ko) 2014-01-08 2014-01-08 풍속 측정 블레이드를 구비한 풍력발전 장치, 풍속 측정 방법, 운전 모드 제어방법 및 위험 운전 모드 경고방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101480662B1 true KR101480662B1 (ko) 2015-01-12

Family

ID=52588545

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020140002249A KR101480662B1 (ko) 2014-01-08 2014-01-08 풍속 측정 블레이드를 구비한 풍력발전 장치, 풍속 측정 방법, 운전 모드 제어방법 및 위험 운전 모드 경고방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101480662B1 (ko)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105464903A (zh) * 2015-12-16 2016-04-06 大连尚能科技发展有限公司 一种风速风向仪的角度测量误差曲线的循环学习方法
CN105484939A (zh) * 2015-12-16 2016-04-13 大连尚能科技发展有限公司 一种风速风向仪的角度测量误差曲线的替代学习方法
CN111723510A (zh) * 2020-06-28 2020-09-29 中国航发湖南动力机械研究所 叶片危险模态的识别方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004022970A1 (en) * 2002-09-04 2004-03-18 Pp Energy Aps A method and a device for lifting and/or lowering of objects at a wind turbine or the like and uses hereof
JP2006022792A (ja) * 2004-07-09 2006-01-26 Topy Ind Ltd エネルギー効率を高めることができる風力発電システムおよび風力発電システム制御方法
JP2013174231A (ja) * 2011-05-02 2013-09-05 Toshiba Corp 風力発電システムおよびその制御方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004022970A1 (en) * 2002-09-04 2004-03-18 Pp Energy Aps A method and a device for lifting and/or lowering of objects at a wind turbine or the like and uses hereof
JP2006022792A (ja) * 2004-07-09 2006-01-26 Topy Ind Ltd エネルギー効率を高めることができる風力発電システムおよび風力発電システム制御方法
JP2013174231A (ja) * 2011-05-02 2013-09-05 Toshiba Corp 風力発電システムおよびその制御方法

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105464903A (zh) * 2015-12-16 2016-04-06 大连尚能科技发展有限公司 一种风速风向仪的角度测量误差曲线的循环学习方法
CN105484939A (zh) * 2015-12-16 2016-04-13 大连尚能科技发展有限公司 一种风速风向仪的角度测量误差曲线的替代学习方法
CN111723510A (zh) * 2020-06-28 2020-09-29 中国航发湖南动力机械研究所 叶片危险模态的识别方法
CN111723510B (zh) * 2020-06-28 2023-02-17 中国航发湖南动力机械研究所 叶片危险模态的识别方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7476985B2 (en) Method of operating a wind turbine
US8890347B2 (en) Wind power generation system and control method for the same
JP6001770B2 (ja) 風力発電装置、および風力発電装置またはウィンドパークの制御方法
US9371819B2 (en) Method and system to actively pitch to reduce extreme loads on wind turbine
AU2008211451B2 (en) Wind turbine generator system
US8247913B2 (en) Method and system for operating a wind energy installation
EP3199806B1 (en) Wind turbine power generating apparatus and method of operating the same
KR101200122B1 (ko) 풍력 발전 장치 및 그 제어 방법
US9422917B2 (en) Safety system for a wind turbine
US20020047275A1 (en) Wind energy installation
US11280315B2 (en) Wind turbine measurement system
EP2444659A1 (en) Method and system for adjusting a power parameter of a wind turbine
WO2012103668A1 (en) System and methods for controlling wind turbine
KR101480662B1 (ko) 풍속 측정 블레이드를 구비한 풍력발전 장치, 풍속 측정 방법, 운전 모드 제어방법 및 위험 운전 모드 경고방법
KR101314811B1 (ko) 풍력 발전기의 풍향 풍속 측정장치
JP4434661B2 (ja) 水平軸風車及び吹上角計測方法
US10344739B2 (en) Method of determining and controlling the attack angle of fixed-speed wind turbine blade
KR20130046858A (ko) 풍력 발전기 블레이드 감시 시스템 및 이를 이용한 감시 방법
TWI729349B (zh) 風力發電裝置及風力發電系統
WO2018198580A1 (ja) 風力発電システム
JPWO2012029134A1 (ja) 風車ロータ設計方法、風車ロータ設計支援装置、風車ロータ設計支援プログラム及び風車ロータ
EP3237753B1 (en) A method of operating a wind turbine
WO2021039188A1 (ja) 風力発電装置およびその停止方法
JP6696694B2 (ja) 風力発電システムおよび風力発電方法
JP7477866B2 (ja) 風車制御装置、風車制御プログラム及び風車制御方法

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20171204

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190102

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20200102

Year of fee payment: 6