KR102051726B1 - 풍력 발전 설비의 운전 방법 - Google Patents

풍력 발전 설비의 운전 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR102051726B1
KR102051726B1 KR1020177027818A KR20177027818A KR102051726B1 KR 102051726 B1 KR102051726 B1 KR 102051726B1 KR 1020177027818 A KR1020177027818 A KR 1020177027818A KR 20177027818 A KR20177027818 A KR 20177027818A KR 102051726 B1 KR102051726 B1 KR 102051726B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
wind
power
wind turbine
speed
rotational speed
Prior art date
Application number
KR1020177027818A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20170125921A (ko
Inventor
알프레드 베에크만
마르셀 크루제
Original Assignee
보벤 프로퍼티즈 게엠베하
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 보벤 프로퍼티즈 게엠베하 filed Critical 보벤 프로퍼티즈 게엠베하
Publication of KR20170125921A publication Critical patent/KR20170125921A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102051726B1 publication Critical patent/KR102051726B1/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
    • F03D7/0276—Controlling wind motors  the wind motors having rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor controlling rotor speed, e.g. variable speed
    • 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
    • F03D7/028—Controlling wind motors  the wind motors having rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor controlling wind motor output power
    • 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
    • F03D7/042—Automatic control; Regulation by means of an electrical or electronic controller
    • F03D7/048—Automatic control; Regulation by means of an electrical or electronic controller controlling wind farms
    • 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
    • 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
    • F03D7/042—Automatic control; Regulation by means of an electrical or electronic controller
    • F03D7/043—Automatic control; Regulation by means of an electrical or electronic controller characterised by the type of control logic
    • F03D7/046—Automatic control; Regulation by means of an electrical or electronic controller characterised by the type of control logic with learning or adaptive control, e.g. self-tuning, fuzzy logic or neural network
    • 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
    • F05B2270/101—Purpose of the control system to control rotational speed (n)
    • F05B2270/1014—Purpose of the control system to control rotational speed (n) to keep rotational speed constant
    • 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
    • F05B2270/1033—Power (if explicitly mentioned)
    • 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
    • F05B2270/32—Wind speeds
    • 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
    • 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
    • F05B2270/335—Output power or torque
    • 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
    • Y02E10/723—

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)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Artificial Intelligence (AREA)
  • Evolutionary Computation (AREA)
  • Fuzzy Systems (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Software Systems (AREA)
  • Wind Motors (AREA)
  • Control Of Eletrric Generators (AREA)

Abstract

본 발명은 풍력 발전 설비의 운전 방법에 관한 것으로, 우세한 풍속(VW)이 미리 정해진 제 1 한계값(VWG1)을 초과하면, 풍력 발전 설비의 회전 속도(n)와 전력(P)은 감소하고, 풍속(VW)이 더 증가할수록, 회전 속도(n)가 예정된 최저 회전 속도(nmin)에 도달할 때까지 및/또는 전력(P)이 예정된 최저 전력(Pmin)에 도달할 때까지 회전 속도(n)와 전력(P)은 더 감소하고, 풍속(VW)이 여전히 더 증가할수록 풍력 발전 설비는 최저 회전 속도(nmin) 또는 최저 전력(Pmin)을 유지한다.

Description

풍력 발전 설비의 운전 방법
본 발명은 풍력 발전 설비의 운전 방법 및 풍력 발전 단지의 운전 방법에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 풍력 발전 설비 및 풍력 발전 단지에 관한 것이다. 특히 본 발명은 이 경우 기본적으로 수평축을 갖는 풍력 발전 설비 유형들, 즉, 로터가 실질적으로 수평으로 배치되며, 바람직하게는 작동 시 풍력 방향으로 회전되는 회전축을 중심으로 회전하는 풍력 발전 설비 유형들에 관한 것이다. 회전축은 수평선에 대해 약간의 기울기를 가질 수 있지만, 실질적으로 수평으로 배치되므로, 상기 회전축을 중심으로 회전하는 하나 이상의 로터 블레이드는 실질적으로 풍력에 대해 가로 방향으로 위치한 로터 블레이드 평면에 고정된다.
이러한 풍력 발전 설비들은 일반적으로 공개되어 있고, 풍력으로부터 에너지를 취하여 상기 에너지를 전기 에너지로 전환하고, 이는 특히 간단히 전기 에너지의 생성이라고도 한다. 풍력 발전 설비를 위태롭게 할 수 있을 정도로 풍속이 높은 경우에, 특히 문제가 될 수 있다. 풍력 발전 설비에 부하를 가하는 매우 높은 풍속에서 풍력 발전 설비는 장시간 차단되어 있었다. 어쨌든 갑작스러운 차단은 정격 전력에 바람직하지 않은 것으로 밝혀졌다. 에너지가 더 이상 생성될 수 없을 뿐만 아니라, 주로 풍속이 훨씬 감소하는 경우에야 다시 재가동이 실행되는 것도 바람직하지 않다. 따라서 부하 위험이 있는 높은 풍속들의 이러한 범위에서 풍속에 의존해서 생성되는 전력을 위해 히스테리시스-기능이 제공된다.
해결 수단으로서 유럽 특허 0 847 496 B1 호에 따른 교리가 제안되었다. 상기 간행물에서, 지금까지는 차단이 이루어졌던 풍속에 도달 시 풍력 발전 설비를 더 운전하는 것이 기술되고, 이 경우 풍속이 증가할수록 회전 속도와 전력은 감소한다. 따라서 이러한 높은 풍속에서 그럼에도 불구하고 풍력 발전 설비들의 보호가 이루어지고, 즉, 전력이 감소하더라도 더 운전될 수 있다.
이러한 해결 방법은 기본적으로 입증되었다. 그러나 그 동안 풍력 발전 설비들은 더 대형화되었다. 특히 풍력 발전 설비들은 일반적으로 더 높은 축높이와 더 큰 로터 블레이드를 포함한다. 즉, 높은 풍속에서 부하도 견뎌야 하는 더 큰 받음면이 형성된다. 또한, 일반적으로 또한 더 높은 높이에서 더 높은 풍속이 고려되어야 한다.
또한, 추후에 있을 수 있는 심한 폭풍 및 특히 이와 함께 수반되는 많은 돌풍이 고려되어야 한다.
본 발명의 과제는 따라서, 전술한 문제들을 해결하는 것이다. 특히 높은 풍속 관리를 고려하는, 가능한 한 개선을 제안하고 또한 가능한 한 해당하는 풍력 발전 설비도 적어도 그것의 크기 및/또는 축 높이에 따라 고려하는 해결 방법이 더 개발되어야 한다. 적어도 지금까지 공개된 해결 방법들에 대한 대안적인 해결 방법이 제공되어야 한다.
본 발명에 따라 청구항 제 1 항에 따른 방법이 제안된다. 상기 방법은 하기 단계들,
- 우세한 풍속이 미리 정해진 제 1 한계값을 초과하면, 풍력 발전 설비의 회전 속도와 전력은 감소하고,
- 풍속이 더 증가할수록, 회전 속도가 예정된 최저 회전 속도에 도달할 때까지 및/또는 전력이 예정된 최저 전력에 도달할 때까지 회전 속도와 전력은 더 감소하고,
- 풍속이 여전히 더 증가할수록, 풍력 발전 설비는 최저 회전 속도 또는 최저 전력을 유지하는 단계를 포함한다.
풍속이 더 증가할수록 풍력 발전 설비의 회전 속도와 전력은 예컨대 미리 정해진 제 1 한계값부터, 즉 상기 값부터 감소한다. 즉, 풍속에 의존하는 회전 속도와 전력 감소가 제안된다. 회전 속도 또는 전력, 특히 회전 속도 및 전력은 이 경우 0으로 감소하는 것이 아니라, 최저값까지만 감소한다. 이는 회전 속도의 경우에 최저 회전 속도이고, 전력의 경우에 최저 전력이다. 그리고 나서 풍속이 여전히 더 증가하는 경우, 이러한 최저 회전 속도 또는 최저 전력은 유지되어야 한다. 이 경우, 상기 값이 정확히 유지되는 것이 중요한 것이 아니라, 풍속이 더 증가해도 회전 속도 또는 전력은 여전히 더 감소하지 않도록, 특히 0까지 감소하지 않도록, 풍력 발전 설비가 제어되는 것이 중요하다.
이러한 제안은 우선 먼저, 풍력 발전 설비를 위태롭게 하는 풍속이 초과되면, 풍력 발전 설비의 회전 속도 및 전력을 줄이고, 이로 인해 풍력 발전 설비 부하를 줄이거나 제한할 수 있는 것이 여전히 바람직하다는 사실에 기초한다. 또한, 풍속이 여전히 매우 높은 경우에도 낮은 회전 속도 또는 전력으로 풍력 발전 설비의 연속 운전은 풍력 발전 설비의 손상 없이 실시될 수 있다는 사실도 파악되었다. 오히려, 설비가 약간 더 회전되면 유용할 수 있는 것이 밝혀졌다.
우선 먼저 이러한 해결 방법은 조절 가능한 로터 블레이드를 포함하는 풍력 발전 설비에 기초한다. 풍력이 더 강해질수록 이러한 로터 블레이드들은 상기 제 1 한계값보다 훨씬 낮은 정격 풍속부터 풍력에서 점점 더 멀리 벗어나서 회전된다. 이 경우 풍력에 대한 로터 블레이드의 받음면이 감소할 뿐만 아니라, 힘 방향도 - 간단히 말해서 - 블레이드 표면에 대한 가로방향으로부터 블레이드 표면에 대해 평행한 방향으로 변경된다. 로터 블레이드의 조절은 큰 부하 경감을 제공한다. 이러한 낮은 전력 또는 회전 속도에 대한 추가 조절 시 패더링(feathering) 위치의 근처로 조절은 부하의 상당한 감소를 제공하고, 즉, 이 경우 부하는 매우 낮다.
또한, 방위각 조절도 포함해서, 풍력 발전 설비의 운전을 유지하는 것, 즉 풍력에 대해 풍력 발전 설비의 정렬을 유지하는 것이 바람직하다. 이로 인해 특히, 풍력이 여전히 정면에서 그리고 이로 인해 부하가 가장 약한 방향에서 오는 것이 보장될 수도 있다. 풍력이 풍력 발전 설비를 따라 유입되지 않고 회전하면, 풍력은 갑작스럽게 적어도 하나의 로터 블레이드의 더 큰 받음면을 찾고 또한 더 바람직하지 않은 방향에서 블레이드로 유입될 수 있는 것을 야기할 수 있다. 간단히 전술한 내용을 다시 상기하자면, 풍력은 다시 적어도 하나의 로터 블레이드로 블레이드 표면에 대해 가로방향으로 유입될 수 있다.
본 발명에 따라 파악한 사실들 중 하나는, 매우 낮은 고도에서 풍력 발전 설비의 연속 운전이 전술한 문제에 대한 가장 간단하고 효율적인 해결 방안이라는 것이다. 풍력 발전 설비는 즉, 다시 말해서 매우 정상적으로 연속 운전되고, 이는 어떠한 경우든 풍력 발전 설비의 방위각 정렬과 관련된다. 회전 속도 또는 전력은 물론 매우 낮고, 블레이드들도 풍력에서 매우 멀리 벗어나서 회전한다.
다시 말해서, 풍력 발전 설비가 차단에 의해 최대로 보호된다는 것은 적절하지 않은 전제인 것도 파악되었다. 실제로 풍력 발전 설비는 차단 시 기본적으로 조절되지 않은 상태로 풍력의 자연의 힘에 맡겨진다. 제안된 본 발명은 이와 다르다.
또한, 특히 베어링이 너무 오래 작동되지 않으면, 베어링이 그것으로 인해 손상될 수 있다는 사실 또한 간과되어서는 안 된다. 단기간 정지 중인 풍력 발전 설비로 인해 베어링이 손상되지 않지만, 상기 풍력 발전 설비가 더 오랫동안 정지하면, 문제가 발생할 수 있다. 특히, 로터를 지지하는 하나의, 주로 2개의 베어링은 매우 높은 부하 및 요구를 충족해야 한다. 이 경우, 상기 풍력 발전 설비를 너무 오래 정지시키는 것은 위험할 수 있다. 물론, 이러한 베어링은 바람직하지 않은 풍력 조건 및 강풍 시 바람직하지 않은 운전으로 인해 손상될 수도 있다. 제안된 해결 방법은 그러나 매우 높은 풍속에서 낮은 전력과 회전 속도로 운전을 전제로 한다. 그리고 거의 풍력 내로 로터 블레이드의 조절에 의한 전술한 상당한 부하 경감은 상기 로터 베어링의 부하도 경감한다. 로터 베어링 또는 로터 베어링들에 대한 부하는 예컨대 그럼에도 불구하고 연속 회전이 보장되는 본 발명에 따른 해결 방법에서 상당히 감소한다.
바람직하게 이로써 또한, 풍력 발전 설비는 풍속이 여전히 더 증가할수록 최저 회전 속도 또는 최저 전력을 여전히 매우 높은 각각의 풍속에 대해 유지하고 차단하지 않는 것이 제안된다. 이로써 폭풍 및 허리케인 상황을 포함해서, 매우 높은 풍속에서도 풍력 발전 설비가 저부하 상황에서 유지될 수 있는 것이 달성된다.
실시예에 따라 방법은, 예정된 최저 회전 속도에 도달 시 또는 예정된 최저 전력에 도달 시 로터 블레이드의 블레이드 각도는, 풍력으로부터 취한 전력이 일정하게 유지되도록 설정되는 방법을 실시한다. 이는 즉, 우선 먼저, 회전 속도 및/또는 전력이 모니터링되고, 입력 변수로서 사용되는 것을 의미한다. 회전 속도 또는 전력이 모니터링될 수 있다. 이들은, 풍력 발전 설비가 적절하게 조절되면, 함께 그것의 각각의 한계값, 즉 최저 회전 속도 또는 최저 전력에 도달할 수 있다. 이러한 경우에 2개의 값은 동시에 고려될 수 있다. 바람직하게는 2개의 값 중 하나의 값만이 고려됨으로써, 가능할 수 있는 충돌(conflicht)이 방지될 수 있다.
상기 값에 도달하면, 풍력 발전 설비는 블레이드 조절에 의해 풍력에서 취한 전력이 일정하게 유지되도록 더 운전된다. 이는 예를 들어 일정하게 미리 정해진 토크 또는 역 토크 시 이루어질 수 있고, 즉 예를 들어, 바람직한 변형예로서 제안되는 타려식 동기 기계의 경우에 계자 전류가 일정하게 유지된다. 따라서 이러한 그리고 유사한 경우에 폭풍 시에도 풍력 발전 설비의 제안된 조절은, 전력이 모니터링되고 그것에 의존해서 블레이드 각도가 조절되도록 이루어질 수 있다. 즉, 특히 일반적으로 강한 돌풍을 동반하는 높은 풍속에서 어려울 수 있는 풍력 측정이 더 이상 필요 없다.
전력을 일정한 값으로 조절 시, 상기 값이 정확하고 엄격하게 유지되는 것이 중요한 것이 아니라, 오히려 상기 값이 실질적으로 및/또는 평균적으로 일정한 것이 중요하다. 이로 인해 요컨대 풍력 발전 설비는 이러한 소정의 낮은 값에서 유지되고, 동시에 전력을 생성할 수 있다. 생성된 전력은 작을 수 있고, 바람직하게는 풍력 발전 설비의 운전이 보장될 정도로 작아야 한다. 즉, 적어도 풍력 발전 설비의 운전 장치들에 전류를 공급하기에 충분한 정도로 전력이 생성되어야 고, 따라서 풍력 발전 설비가 운전될 수 있다. 특히 이 경우 방위각 정렬의 설정을 위한 조절 장치의 작동이 중요하다.
바람직하게는 상기 전력, 즉 최저 전력은, 하나의 풍력 발전 설비의 운전 장치들에 공급을 위해 필요한 것의 적어도 2배의 크기이므로, 그것을 초과해서 생성되는 전력으로 동일한 크기의 다른 풍력 발전 설비가 운전될 수 있다.
마지막 대안예는 풍력 발전 단지 내의 다수의 풍력 발전 설비의 운전에 관한 것이다. 이 경우 예를 들어 상이하게 설치된 풍력 발전 설비들이 제공될 수 있고, 또는 소정의 고장 안전성이 보장될 수 있다. 즉, 소정의 전력 버퍼(buffer)가 제공되고, 상기 전력 버퍼는 말하자면 다른, 즉 예를 들어 이웃한 풍력 발전 설비들의 운전을 위해 이용될 수 있지만, 고유의 풍력 발전 설비를 위해서도 이용될 수 있고, 상기 전력 버퍼에서 예를 들어 일부는 전기 에너지 저장 장치에 중간 저장되어 준비될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예는, 미리 정해진 제 1 한계값은 우세한 풍력의 돌풍성 및/또는 돌풍 빈도에 의존하고 및/또는 우세한 풍속이 미리 정해진 제 1 한계값에 도달하기 전에, 회전 속도와 전력은 돌풍성 또는 돌풍 빈도가 높은 경우 감소하는 것이 제안된다.
이로써 우세한 풍력의 돌풍성 및 추가로 또는 대안으로서 돌풍 빈도는 상기 방법에 포함되는 것이 제안된다. 예를 들어 풍속의 측정된 1분 평균값이 수 초, 예를 들어 최대 20초 및 적어도 3초 이내에서 지속되면서, 적어도 3m/s만큼 초과되면, 돌풍의 규정이 가능할 것이다. 따라서 이러한 규정에 기초해서 돌풍이 확인될 수 있고, 따라서 돌풍을 카운트하고 이로써 그것의 빈도, 즉 시간 간격당 발생을 결정하는 것도 가능하다.
특히, 높은 돌풍 빈도가 존재하면, 우세한 풍속의 제 1 한계값을 낮추는 것이 제안된다. 우세한 풍속으로서 이 경우에는 물론 본 발명의 모든 나머지 실시예들에서도 풍속의 측정된 1분 평균값이 사용될 수 있다. 대안으로서 또는 추가로 풍력의 돌풍성 또는 돌풍 빈도가 높은 경우 회전 속도와 전력은, 우세한 풍속이 미리 정해진 제 1 한계값에 도달하기 전에 감소할 수 있다. 기본적으로 두 가지 방식으로, 돌풍성이 강하고 또는 돌풍 빈도가 높은 경우, 조기에, 즉 더 낮은 풍속에서 회전 속도 또는 전력이 감소하는 것이 달성될 수 있다.
이러한 사상의 배경은, 풍속이 돌풍에 의해 수 초 내에 갑자기 풍력 발전 설비의 바람직하지 않게 높은 부하를 야기할 수 있는 값으로 증가할 수 있고, 그 이유는 풍력 발전 설비는 상기 값으로 충분히 신속하게 조절될 수 없기 때문이라는 것이다. 예를 들어 돌풍에 의한 또는 일반적으로 약간 더 높은 풍속에 의한 바람직하지 않게 높은 부하란, 즉시 풍력 발전 설비에 회복 불가능한 손상을 입히거나, 자칫 로터 블레이드가 파손되는 것을 의미하지 않는다. 오히려 먼저 일반적으로 마모가 증가하거나 더 빨리 피로 현상이 나타나고, 다시 말해서 바람직하지 않게 높은 부하가 너무 빈번하게, 너무 오래 및/또는 너무 심하게 발생하면, 수명이 단축될 수 있다. 돌풍 빈도가 높은 경우 예컨대 회전 속도 및/또는 전력의 더 큰 감소의 조치 없이는 적어도 단시간에 풍력 발전 설비의 바람직하지 않게 높은 부하를 야기할 수 있는 풍속이 매우 자주 작용할 것이다. 해당하는 빈도에 의해 이는 장기적으로 풍력 발전 설비 또는 그것의 개별 부분들의 수명을 단축시킬 수 있다.
발생하는 돌풍이 특히 강한 경우에, 즉 돌풍이 풍속의 측정된 1분 평균값을 5m/s보다 훨씬 더 초과하는 경우에도 마찬가지이다. 이러한 경우에 높은 돌풍 빈도가 존재하지 않을 수 있지만, 그 대신 특히 강한 돌풍이 존재할 수 있다. 단시간의 과부하, 즉 소정의 값 이상의 부하는, 매우 빈번하지 않은 대신, 더 강할 수 있다. 결과적으로 이로 인해 장기적으로 풍력 발전 설비의 수명 단축이 야기될 수 있다. 그러한 점에서 이 경우, 평균 돌풍이 풍속의 측정된 1분 평균값을 초과하는 만큼의 값은 돌풍의 정도 또는 세기로서 규정될 수 있다. 풍속이 그것의 1분 평균값을 초과하는 만큼인 5m/s의 최저값이 정규화로서 규정되면, 즉 1로 설정되면, 돌풍의 풍속이 평균적으로, 예를 들면 10m/s만큼 초과 시 5m/s의 초과 값일 때의 2배의 강한 돌풍성이 나타날 수 있다.
물론 2개의 값, 즉 돌풍의 빈도와 돌풍성, 즉 평균 돌풍의 세기가 고려될 수도 있다. 높은 돌풍 빈도와 높은 돌풍성이 존재하면, 더 작은 풍속에서도 회전 속도 및/또는 전력은 감소해야 한다.
또한, 모든 실시예에 공통으로, 예컨대 간행물 DE 0 847 496 B1 호와 관련해서, 풍속의 제 1 한계값은 지금까지 차단되었던 풍속의 값인 것이 적용된다. 특히 이러한 제 1 한계값은 이 경우 정격 운전 시 바람직하지 않게 높은 부하가 발생할 수 있는 값으로 정해진다. 바람직하게 풍속의 제 1 한계값은 대략 23 내지 28m/s, 특히 대략 25m/s이다.
바람직하게 풍력 발전 설비는, 풍속이 제 2 한계값에 도달할 때까지, 풍속이 더 증가할수록, 즉 제 1 한계값부터 연속해서 풍속이 증가할수록 회전 속도 및/또는 전력이 감소하도록 운전된다. 이러한 제 2 한계값은 바람직하게 제 1 한계값보다 훨씬 높고, 예를 들어 제 1 한계값보다 적어도 8m/s, 바람직하게는 15m/s 높다. 상기 범위에서, 즉 25m/s의 범위 내에서 4m/s는 보퍼트 풍력 계급(Beaufort scale)과 관련해서 예컨대 하나의 풍력에 해당한다. 제 2 한계값은 이러한 경우에 예컨대 제 1 한계값보다 높은 적어도 하나의 또는 바람직하게는 적어도 2개의 풍력일 것이다.
바람직하게 최저 회전 속도는 정격 회전 속도의 최대 20%, 특히 최대 10%이다. 바람직하게 최저 회전 속도는 정격 회전 속도의 적어도 5%, 특히 적어도 10%이다. 최저 회전 속도는 이로써 정격 회전 속도보다 훨씬 작지만, 그럼에도 불구하고 풍력 발전 설비가 정지 상태일 때보다 훨씬 높다.
바람직하게 최저 전력은 풍력 발전 설비의 정격 전력의 최대 20%, 바람직하게는 정격 전력의 최대 10%이다. 또한, 최저 전력은 0%로 감소할 수 있거나 정격 전력의 적어도 2%, 특히 적어도 5%인 것이 제안된다. 따라서 최저 전력은 정격 전력보다 훨씬 낮은 값을 갖고, 동시에 풍력 발전 설비의 운전 장치들을 작동할 정도로 충분히 크다.
또한, 폭풍은 풍력 발전 설비에 기계적 부하가 될 수 있을 뿐만 아니라, 이러한 상황에서 정전 가능성도 더 높다는 사실이 파악되었다. 주어진 회로망은 예컨대 전기 에너지의 공급을 위해서만 필요한 것이 아니라, 풍력 발전 설비가 자체 전력을 생성하지 않으면, 풍력 발전 설비의 운전 장치들에 공급하기 위해 상기 회로망으로부터 전기 에너지를 인출하기 위해서도 필요하다. 본 발명 또는 본 발명의 몇몇 실시예들은 이러한 문제도, 예컨대 폭풍으로 정전 시에도 풍력 발전 설비의 운전 장치들에 여전히 전력이 공급될 수 있도록 함으로써 해결한다. 특히 이로써 폭풍으로 정전 시에도 해당하는 구동을 포함해서 방위각 제어가 작동할 수 있고, 풍력 발전 설비는 풍력을 향해 회전될 수 있다. 이로 인해 부하도 최소화될 수 있다.
바람직하게는 풍력 발전 설비가 제 2 한계 풍속 이상에서도 작동되는 최저 회전 속도는 대략 4U/min 내지 8U/min, 특히 6U/min의 값을 갖는다. 이러한 회전 속도는 특히 기어 리스 형 풍력 발전 설비에서, 설비의 부식을 방지하기 위해, 즉 특히 불필요한 정지 시간으로 인한 손상을 방지하기 위해 충분할 수 있다.
바람직하게는 이를 위해, 전력을 생성하지 않지만 풍력 발전 설비를 낮은 회전 속도만으로 운전하는 것으로 충분할 수 있다. 풍력 발전 설비가 운전될 수 있는 정도의, 즉 운전 장치들에 공급될 수 있는 정도의 전력만을 생성하는 것이 바람직하다.
운전 장치들의 작동은 방위각 조절의 작동, 피칭(pitching), 즉 로터 블레이드의 조절 및 제어장치들의 전력 공급과도 관련될 수 있다. 경우에 따라서는 이는 제빙과 관련될 수도 있고, 따라서 특히 로터 블레이드의 제빙을 위한 가열 장치들을 작동하기 위해 충분한 전력이 생성된다.
본 발명에 따라 다수의 풍력 발전 설비를 운전하기 위한 방법도 제안된다. 이 경우 특히 풍력 발전 단지의 다수의 풍력 발전 설비들은 각각, 하나의 풍력 발전 설비를 운전하기 위한 전술한 실시예들 중 적어도 하나의 실시예에 제시된 바와 같이 운전된다.
바람직하게는 이 경우 적어도 2개의 풍력 발전 설비는, 하나의 풍력 발전 설비가 다른 풍력 발전 설비에 상기 다른 풍력 발전 설비가 그것의 운전 장치들을 작동하는 전력을 전송하도록, 서로 연결된다.
이로써 특히 폭풍 시, 풍력 발전 설비들이, 최저 회전 속도 또는 전력까지 그것의 회전 속도와 전력을 낮추는 것과 하나의 풍력 발전 설비가 단기간 그것의 운전 장치의 작동을 위한 자체 전력을 충분히 생성하지 않는 경우에 상기 풍력 발전 설비에 다른 풍력 발전 설비에 의해 이러한 필요한 전력이 공급될 수 있는 것이 달성될 수 있다.
바람직하게는 풍속의 제 1 한계값 이상에서 운전 시 하나의 풍력 발전 설비는 다른 풍력 발전 설비에, 상기 다른 풍력 발전 설비가 그것의 운전 장치에 공급할 수 있는 정도로 전력을 여전히 제공할 수 있다. 이는 특히, 풍속의 제 2 한계값 이상에서 작동 시에도, 즉 최저 회전 속도 또는 최저 전력으로 작동 시에도 바람직하다. 특히 상기 다른 풍력 발전 설비가 방위각 조절을 실시할 수 있는 정도로 전력이 전달될 수 있다. 특히 방위각 조절에 의해, 풍력 발전 설비는 풍력을 향해 회전될 수 있는 것과 이로 인해 완전히 또는 거의 패더링 위치에서 회전하는 로터 블레이드에서 부하가 최소로 유지되는 것이 보장될 수 있다. 이는 - 어떠한 이유에서든 항상 - 자체 방위각 조절을 위해 충분한 전력을 제공할 수 없는 풍력 발전 설비를 위해서도 가능할 것이다. 이러한 방위각 조절은 그럼에도 불구하고, 다른 풍력 발전 설비, 특히 인접한 및/또는 동일한 풍력 발전 단지 내에 배치된 풍력 발전 설비가 추가 전력을 제공할 수 있는 경우라면 여전히 가능할 것이다.
바람직하게 이를 위해 다수의 풍력 발전 설비들은 하나의 풍력 발전 단지 내에 배치되고, 풍력 발전 설비들 사이에 이러한 전력 분배, 즉 여분의 전력을 제공하기 위해 및 충분한 전력을 생성하지 않는 풍력 발전 설비들을 조정하기 위해, 중앙 단지 제어부에 의해 제어된다.
본 발명에 따라 또한 하나의 풍력 발전 설비의 운전을 설명하는 전술한 실시예들 중 하나의 실시예에 따라 적어도 운전되는 풍력 발전 설비가 제안된다. 바람직하게 이러한 풍력 발전 설비는 기어 리스 형이므로, 공기 역학 로터는 구동자라고도 하는 발전기의 전기 역학 로터를 직접 구동한다.
바람직하게 발전기는 동기 발전기이고, 특히 바람직하게 타려식 동기 발전기이고, 상기 발전기의 구동자에서 직류가 제어되고, 자기장이 형성되며 자기장의 강도는 직류의 레벨에 의해 제어될 수 있다. 또한, 토크도 제어되고 또는 조절될 수 있다. 특히 이러한 풍력 발전 설비는 바람직하게, 폭풍, 강한 폭풍 또는 대폭풍의 범위를 포함해서 매우 높은 속도에서도 낮은 회전 속도와 전력으로 더 운전된다. 상응하게 낮은 전력과 회전 속도에서 따라서 낮은 토크가 제공되고, 풍력 발전 설비는 이로써 작은 기계적 부하로 운전될 수 있다. 이 경우 풍력 발전 설비는 더 운전되므로, 특히 이러한 기어 리스 컨셉의 정밀하게 안내되는 베어링도 적어도 예컨대 이동이 유지될 수 있다. 특히 기어 리스 형 풍력 발전 설비에서 특히 동일한 베어링 또는 동일한 베어링들은 공기 역학 로터 및 전기 역학 로터(구동자)를 균일하게 안내한다. 전기 역학 로터의 안내를 위해 특수한 정확성이 필요하고, 이로써 예컨대 발전기의 고정자와 전기 역학 로터(구동자) 사이에서 적절한 에어 갭을 유지할 수 있다.
본 발명에 따라 또한, 적어도 하나의 실시예에 따라 전술한 바와 같이 운전되는 개별 풍력 발전 설비들을 포함하는 풍력 단지가 제안되고, 바람직하게는 여기에서 이러한 풍력 발전 단지의 적어도 2개의 풍력 발전 설비 사이의 상호 작용이 제안된다. 이로 인해 풍력 발전 설비들의 운전, 특히 최적의 방위각 위치로 풍력 발전 단지의 모든 풍력 발전 설비들의 정렬은 특히 신뢰적으로 및 때로는 여유롭게 이루어질 수 있다.
계속해서 본 발명은 예시적으로 도면을 참고로 설명된다.
도 1은 풍력 발전 설비를 개략적으로 도시한 도면.
도 2는 풍력 발전 단지를 개략적으로 도시한 도면.
도 3은 풍속에 대한 전력 및 회전 속도의 의존성에 대한 그래프를 개략적으로 도시한 도면.
도 4는 시간에 따라 기재한, 돌풍에 의한 풍속 변화를 설명하는 그래프를 개략적으로 도시한 도면.
도 1은 타워(102)와 나셀(104)을 구비한 풍력 발전 설비(100)를 도시한다. 나셀(104)에 3개의 로터 블레이드(108)와 스피너(110)를 가진 로터(106)가 배치된다. 로터(106)는 풍력에 의해 작동 시 회전 운동하고, 이로 인해 나셀(104) 내의 발전기를 구동한다.
도 2는 예를 들어, 동일하거나 상이할 수 있는 3개의 풍력 발전 설비(100)를 포함하는 풍력 발전 단지(112)를 도시한다. 3개의 풍력 발전 설비(100)는 따라서 기본적으로 풍력 발전 단지(112)의 풍력 발전 설비들의 임의의 개수를 나타낸다. 풍력 발전 설비들(100)은 그것의 전력, 예컨대 특히 생성되는 전류를 풍력 발전 단지 전기 회로망(114)을 통해 제공한다. 이 경우 개별 풍력 발전 설비들(100)의 생성된 각각의 전류 또는 전력은 가산되고, 대개 변압기(116)가 제공되고, 상기 변압기는 풍력 발전 단지 내의 전압을 승압하고, 이로써 일반적으로 PCC라고도 하는 공급점(118)에서 공급 회로망(120) 내로 공급될 수 있다. 도 2는 물론 제어 장치가 제공되었더라도, 예를 들어 제어 장치를 도시하지 않은 풍력 발전 단지(112)의 간단한 도면이다. 또한, 예를 들어 풍력 발전 단지 회로망(114)은 다르게 형성될 수 있고, 상기 회로망에서 예를 들어 변압기는, 다른 실시예를 들자면, 각각의 풍력 발전 설비(100)의 출력부에 제공된다.
도 3은 풍속(Vw)에 의존하는 회전 속도(n)와 전력(P)의 변화를 도시한다. 따라서 초기 풍속(Vw0)부터 회전 속도(n)는 증가한다. 상기 회전 속도는 정격 풍속(VwN)까지 증가한다. 전력(P)은 가동 풍속(VPzu)에서 작은 값으로 시작한다. 이러한 풍속(VPzu)에서 예를 들어 발전기의 로터의 여기(excitation)가 활성화되므로, 처음으로, 즉 이러한 낮은 속도에서 전력이 생성된다. 그리고 나서 전력(P)은 정격 풍속(VwN)까지 더 증가한다. VPzu 내지 VwN의 상기 범위는 부분 부하 범위라고도 한다. 전력(P) 및 회전 속도(n)의 변화는 여기에서 간단하게 선형으로 도시되지만, 일반적으로 엄밀히 말하면, 선형이 아니라 곡선 형태로 단조적으로 증가할 것이다.
정격 풍속(VwN)에서 2개의 값은 그것의 정격값에 도달하고, 즉 회전 속도(n)는 그것의 정격 회전 속도(nN)에 도달하고 전력(P)은 그것의 정격 전력(PN)에 도달한다. 2개의 값은 또한 일반적으로 풍력 발전 설비들의 시스템 특성이고, 상기 특성에 맞게 상기 풍력 발전 설비가 설계되고, 특히 상기 특성에 맞게 발전기가 설계된다. 이는 특히 공기 역학 로터의 회전 속도(n)가 발전기의 구동자 또는 전기 역학 로터의 회전 속도(n)와 일치하는 기어리스형 풍력 발전 설비에 적용된다.
풍속이 더 증가할수록 전력(P)과 회전 속도(n)는 그 정격값에서 유지된다. 특히 이를 위해 풍력에 대한 로터 블레이드의 취부각이 변경된다. 로터 블레이드는 예컨대 풍력이 증가할수록 풍력에서 벗어나서, 즉 패더링 위치의 방향으로 회전된다. 이는, 제 1 한계 풍속(VWG1)까지 실시된다. 이러한 제 1 한계값(VWG1)은 특히 보퍼트 풍력 계급에 따른 풍력 9에 또는 종반부에 그리고 폭풍으로부터 강한 폭풍으로 변화 사이에 위치한다.
이러한 제 1 한계 풍속에서 회전 속도(n) 및 전력(P)은 제 2 한계 풍속(VWG2)까지 감소한다. 그리고 나서 이들은 그것의 최저 값, 즉 최저 전력(Pmin) 또는 최저 회전 속도(nmin)에 도달한다.
제 1 한계 풍속(VWG1)으로부터 제 2 한계 풍속(VWG2)으로 전력(P)과 회전 속도(n)의 감소는 도 3에 대략 선형으로 도시된다. 선형 감소는 바람직한 실시예이지만, 전력(P) 및/또는 회전 속도(n)의 경우에 감소는 다른 방식으로도, 예를 들어 하나의 포물선 또는 혼합된 포물선 또는 사인함수에 의해, 다른 바람직한 예를 들자면, 예컨대 90˚ 내지 270˚의 사인 함수의 양의 범위로 이동된 섹션에 의해 이루어질 수 있다.
제 1 한계 풍속(VWG1)과 제 2 한계 풍속(VWG2)은 이 경우 우세한 풍속의 제 1 한계값 또는 우세한 풍속의 제 2 한계값에 대한 동의어로 사용된다. 제 2 한계 풍속에서 전력(P)과 회전 속도(n)는 그것의 최저값(Pmin 또는 nmin)에 도달하고, 상기 값들에서 이들은 풍속(Vw)이 더 증가해도 유지된다. 거기에서 이것은 기호 ∞로 상징적으로 표시되며, 이로써 상기 2개의 최저값은 기본적으로 임의의 더 높은 풍속에서도 유지되는 것이 설명될 수 있다. 물론 풍속은 "값" ∞에 도달하는 것이 아니라, 이는 설명을 위해서만 이용된다.
도 3의 개략도에 전력(P) 및 회전 속도(n)가 각각 그것의 정격값으로 정규화된다. 도면에 따라 최저 회전 속도(nmin)는 정격 회전 속도(nN)의 대략 25%이고, 최저 전력(Pmin)은 정격 전력(PN)의 대략 0%이고, 즉 이 실시예에서 0으로 또는 거의 0으로 감소하고, 이 경우 더 높은 값도 고려된다. 이는 구체적으로 설명하고 있는 값들일 뿐이고, 정격 회전 속도의 25%는 꽤 높은 값이고, 바람직하게는 더 낮아야 한다. 그러나 실제로 최저 전력(Pmin)은, 최저 회전 속도(nmin)가 그것의 정격 회전 속도(nN)에 비해 감소하는 것보다 정격 전력(Pn)에 비해 더 많이 감소하는데, 그 이유는 그렇지 않은 경우 매우 높은 풍속의 상기 범위에서, 즉 제 2 한계 풍속 이상에서 여전히 최대 토크가 존재할 수 있기 때문이다. 바람직하게 토크도 감소함으로써, 회전 속도의 감소에 따라 전력은 상응하게 더 크게 감소한다. 근거는 식 P = n x m에 따른 전력(P), 회전 속도(n) 및 토크 사이의 관계에 있다.
도 4는 시간(t)에 따른 풍속(VW)의 변화를 매우 개략적으로 도시한다. 더 심하게 변화하는 곡선은 실제 풍속, 특히 순시 풍속 또는 순간 풍속(Vwi)을 나타내는 한편, 매우 일정한 곡선은 1분 평균값(Vw1)을 나타낸다. 개략적인 예는 대략 13분을 나타내고, 순시 풍속(Vwi)은 도시된 시간 섹션에서 3번의 돌풍 B1 내지 B3를 포함한다. 이로써 여기에서 13분에 대해 3번의 돌풍의 돌풍 빈도가 존재하고, 즉 예를 들어 대략 4분마다 한 번의 돌풍이 존재한다. 이는 돌풍의 비교적 낮은 빈도일 수 있다.
돌풍의 표시된 세기는 1분 평균값(Vw1)보다 높은 대략 7m/s 내지 15m/s에 이른다. 돌풍 세기는 이 경우 1분 평균값보다 높은 평균 대략 10m/s이고, 따라서 1분 평균값보다 높은 예컨대 5m/s의 돌풍의 최저 세기의 2배이다. 이 경우 돌풍성은 값 2로 표시될 수 있다. 이러한 2의 돌풍성은 평균값일 수 있고, 또한 예컨대 평균 풍속보다 높은 2개의 풍력 만큼의 돌풍이 존재하는 일반적인 기상 상황에 해당한다.
실시예에 따라, 제 1 한계 풍속(VwG1)은 돌풍 빈도 및/또는 돌풍성 또는 돌풍의 세기에 의존해서 감소하는 것이 제안된다. 이는 도 3에 회전 속도(nB)의 점선의 지선으로 설명되고, 전력(P)에 대해 점선의 지선(PB)로 설명된다. 상기 도면에서 즉, 돌풍에 따른 이동이 도시된다. 한계 풍속들(VwG1, VwG2)은 도면에서 변동되지 않았지만, 결과적으로 한편으로는 전력(P, 또는 PB)이 그리고 다른 한편으로는 회전 속도(n 또는 nB)가 감소하는 풍속값들은 더 낮은 풍속값들로 이동되었다. 이러한 변동된 값들은 가로 좌표에 V* wG1 또는 V* wG2로 표시된다.
도 3 및 도 4를 함께 고려하면, 이 경우 꽤 낮은 돌풍 빈도는 돌풍에 의존하는 전력(PB) 및 돌풍에 의존하는 회전 속도(nB)의 도시된 이동을 야기하지 않거나 경미하게만 야기할 것이다. 도 4에 따른 돌풍성 또는 돌풍의 세기는 대략 평균값을 갖고, 따라서 해당하는 실시예에 따라 전력(PB) 또는 회전 속도(nB)의 변위를 야기할 수 있다.

Claims (11)

  1. 풍력 발전 설비(100)의 운전 방법으로서,
    - 우세한 풍속(VW)이 미리 정해진 제 1 한계값(VWG1)을 초과하면, 상기 풍력 발전 설비(100)의 회전 속도(n)와 전력(P)은 감소하고,
    - 풍속(VW)이 증가할수록, 회전 속도(n)가 예정된 최저 회전 속도(nmin)에 도달할 때까지 또는 전력(P)이 예정된 최저 전력(Pmin)에 도달할 때까지 회전 속도(n)와 전력(P)은 더 감소하고,
    - 풍속(VW)이 더 증가할수록, 상기 풍력 발전 설비(100)는 최저 회전 속도(nmin) 또는 최저 전력(Pmin)을 유지하며,
    미리 정해진 제 1 한계값(VWG1)은 우세한 풍력의 돌풍성 또는 돌풍 빈도에 좌우되거나, 또는 풍력의 돌풍성 또는 돌풍 빈도가 높은 경우에 회전 속도(n)와 전력(P)은, 우세한 풍속(VW)이 미리 정해진 제 1 한계값(VWG1)에 도달하기 전에 감소하는 것을 특징으로 하는 풍력 발전 설비의 운전 방법.
  2. 풍력 발전 설비(100)의 운전 방법으로서,
    - 우세한 풍속(VW)이 미리 정해진 제 1 한계값(VWG1)을 초과하면, 상기 풍력 발전 설비(100)의 회전 속도(n)와 전력(P)은 감소하고,
    - 풍속(VW)이 증가할수록, 회전 속도(n)가 예정된 최저 회전 속도(nmin)에 도달할 때까지 또는 전력(P)이 예정된 최저 전력(Pmin)에 도달할 때까지 회전 속도(n)와 전력(P)은 더 감소하고,
    - 풍속(VW)이 더 증가할수록, 상기 풍력 발전 설비(100)는 최저 회전 속도(nmin) 또는 최저 전력(Pmin)을 유지하며,
    최저 전력(Pmin)은 적어도, 상기 풍력 발전 설비(100)의 운전 장치들에 전류를 공급하기에 충분한 정도여서, 상기 풍력 발전 설비(100)가 운전될 수 있고, 상기 최저 전력(Pmin)은 풍력 발전 설비의 운전 장치들에 공급하기 위해 필요한 전력의 적어도 2배의 크기여서, 상기 풍력 발전 설비(100) 및 동일한 크기의 적어도 하나의 다른 풍력 발전 설비(100)가 운전될 수 있는 것을 특징으로 하는 풍력 발전 설비의 운전 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 풍속(Vw)이 더 증가할수록, 상기 풍력 발전 설비(100)는 최저 회전 속도(nmin) 또는 최저 전력(Pmin)을 각각의 높은 풍속(Vw)에 대해 유지하고, 차단되지 않는 것을 특징으로 하는 풍력 발전 설비의 운전 방법.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 예정된 최저 회전 속도(nmin)에 도달 시 또는 예정된 최저 전력(Pmin)에 도달 시, 로터 블레이드의 블레이드 각도는, 풍력으로부터 취하는 전력(P)이 일정하게 유지되도록 조절되는 것을 특징으로 하는 풍력 발전 설비의 운전 방법.
  5. 적어도 2개의 풍력 발전 설비(100)의 운전 방법으로서, 각각의 상기 풍력 발전 설비(100)는 제 1 항 또는 제 2 항에 따른 방법에 따라 운전되는 것인 풍력 발전 설비의 운전 방법.
  6. 제 5 항에 있어서, 풍력 발전 설비들(100) 중 적어도 하나의 풍력 발전 설비는 제 1 한계값(VWG1) 이상의 풍속(VW)에서, 상기 풍력 발전 설비가 상기 풍력 발전 설비들(100) 중 다른 풍력 발전 설비에 전력(P)을 더 전송할 수 있는 정도로 전력(P)을 생성하여, 상기 다른 풍력 발전 설비(100)는 자신의 운전 장치들을 전송된 상기 전력(P)으로 작동시킬 수 있는 것을 특징으로 하는 풍력 발전 설비의 운전 방법.
  7. 제 1 항 또는 제 2 항에 따른 방법으로 운전되도록 준비된 풍력 발전 설비(100).
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 풍력 발전 설비(100)는 기어 리스 형이고, 동기 발전기를 포함하고, 수평축 풍력 발전 설비로서 형성되거나, 또는 취부각이 조절될 수 있는 로터 블레이드(108)를 포함하는 것을 특징으로 하는 풍력 발전 설비(100).
  9. 제 5 항에 따른 방법으로 운전되도록 준비된 적어도 2개의 풍력 발전 설비(100)를 포함하는 풍력 발전 단지(112).
  10. 제 9 항에 있어서, 폭풍 시, 작동하는 각각의 풍력 발전 설비(100)가, 각각의 다른 풍력 발전 설비(100)가 함께 운전될 수 있는 정도로 전력을 생성하는 것을 특징으로 하는 풍력 발전 단지.
  11. 삭제
KR1020177027818A 2015-03-04 2016-02-26 풍력 발전 설비의 운전 방법 KR102051726B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102015203841.6A DE102015203841A1 (de) 2015-03-04 2015-03-04 Verfahren zum Betreiben einer Windenergieanlage
DE102015203841.6 2015-03-04
PCT/EP2016/054092 WO2016139145A1 (de) 2015-03-04 2016-02-26 Verfahren zum betreiben einer windenergieanlage

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20170125921A KR20170125921A (ko) 2017-11-15
KR102051726B1 true KR102051726B1 (ko) 2019-12-03

Family

ID=55436110

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020177027818A KR102051726B1 (ko) 2015-03-04 2016-02-26 풍력 발전 설비의 운전 방법

Country Status (13)

Country Link
US (1) US10502185B2 (ko)
EP (1) EP3265675B1 (ko)
JP (1) JP6574847B2 (ko)
KR (1) KR102051726B1 (ko)
CN (1) CN107429665B (ko)
AR (1) AR103849A1 (ko)
BR (1) BR112017018734A2 (ko)
CA (1) CA2977711A1 (ko)
DE (1) DE102015203841A1 (ko)
DK (1) DK3265675T3 (ko)
TW (1) TW201641816A (ko)
UY (1) UY36576A (ko)
WO (1) WO2016139145A1 (ko)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7080022B2 (ja) * 2017-07-13 2022-06-03 株式会社日立製作所 風力発電装置および風力発電システム
EP3489507B1 (de) 2017-11-28 2023-04-26 Nordex Energy SE & Co. KG Verfahren und vorrichtung zum betreiben einer windenergieanlage
KR102071323B1 (ko) * 2018-02-19 2020-01-30 두산중공업 주식회사 멀티형 풍력 발전기 및 이의 제어 방법
DE102018114935A1 (de) 2018-06-21 2019-12-24 Wobben Properties Gmbh Leistungsreduzierter Betrieb einer Windenergieanlage
CN109404216A (zh) * 2018-12-25 2019-03-01 中国大唐集团新能源科学技术研究院有限公司 提高风电机组大风发电量的控制方法
EP3754179B1 (en) * 2019-06-19 2023-07-19 Wobben Properties GmbH Method for operating a wind turbine
EP3792482A1 (en) * 2019-09-16 2021-03-17 Siemens Gamesa Renewable Energy A/S Power boost for a wind turbine
US11499524B2 (en) 2021-02-17 2022-11-15 General Electric Company System and method for controlling low-speed operations of a wind turbine
CN113309662B (zh) * 2021-06-21 2022-08-16 许昌许继风电科技有限公司 一种提高风力发电机组风能利用率的风力切出控制方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008274953A (ja) * 2007-05-03 2008-11-13 Siemens Ag 風力タービンの運転方法及び風力タービン
JP2009068379A (ja) * 2007-09-11 2009-04-02 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 風力発電システム、及びその制御方法

Family Cites Families (25)

* 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
DE19532409B4 (de) 1995-09-01 2005-05-12 Wobben, Aloys, Dipl.-Ing. Verfahren zum Betreiben einer Windenergieanlage und eine zugehörige Windenergieanlage
DE19844258A1 (de) * 1998-09-26 2000-03-30 Dewind Technik Gmbh Windenergieanlage
US6856042B1 (en) * 2003-10-09 2005-02-15 Hisaomi Kubota Wind turbine generator
DE102004024564B4 (de) 2004-05-18 2006-03-30 Nordex Energy Gmbh Verfahren zur Steuerung und Regelung einer Windenergieanlage sowie Windenergieanlage
DE102004054608B4 (de) * 2004-09-21 2006-06-29 Repower Systems Ag Verfahren zur Regelung einer Windenergieanlage und Windenergieanlage mit einem Rotor
US8649911B2 (en) * 2005-06-03 2014-02-11 General Electric Company System and method for operating a wind farm under high wind speed conditions
GB2442719A (en) * 2006-10-10 2008-04-16 Iti Scotland Ltd Wave and wind power generation system
GB2442718A (en) * 2006-10-10 2008-04-16 Iti Scotland Ltd Wave and wind power generation system
DK2150699T3 (da) * 2007-04-30 2011-01-31 Vestas Wind Sys As Fremgangsmåde til drift af en vindmølle med pitch-regulering
US7843078B2 (en) * 2009-09-30 2010-11-30 General Electric Company Method and apparatus for generating power in a wind turbine
US8121738B2 (en) * 2010-08-26 2012-02-21 General Electric Company Method and apparatus for controlling wind turbine electric power generation
DE102010041508A1 (de) 2010-09-28 2012-03-29 Repower Systems Se Drehzahlanpassung einer Windenergieanlage
US9137522B2 (en) * 2011-07-11 2015-09-15 Realtek Semiconductor Corp. Device and method for 3-D display control
US20130147201A1 (en) * 2011-12-13 2013-06-13 Robert Roesner Contactless power transfer device and method
US9014861B2 (en) * 2011-12-20 2015-04-21 General Electric Company Method and system for noise-controlled operation of a wind turbine
TWI494505B (zh) * 2011-12-26 2015-08-01 Delta Electronics Inc 風力發電系統及其控制方法
US20140015201A1 (en) * 2012-07-13 2014-01-16 Halliburton Energy Services, Inc. High pressure seal back-up
JP5455092B1 (ja) * 2012-10-10 2014-03-26 泰昌 安 風力原動機
EP2722855A1 (en) * 2012-10-19 2014-04-23 Siemens Aktiengesellschaft Nd-Fe-B permanent magnet without Dysprosium, rotor assembly, electromechanical transducer, wind turbine
US8872372B2 (en) 2012-11-30 2014-10-28 General Electric Company Method and systems for operating a wind turbine when recovering from a grid contingency event
WO2015074664A1 (en) * 2013-11-21 2015-05-28 Vestas Wind Systems A/S Rotor blade control for high winds
CN104753402B (zh) * 2013-12-25 2017-08-25 台达电子工业股份有限公司 发电机制动系统及其控制方法
US9419439B2 (en) * 2014-01-14 2016-08-16 Siemens Aktiengesellschaft Reconnecting a wind power plant to a utility grid
WO2015135549A1 (en) * 2014-03-12 2015-09-17 Vestas Wind Systems A/S Control method for a wind turbine

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008274953A (ja) * 2007-05-03 2008-11-13 Siemens Ag 風力タービンの運転方法及び風力タービン
JP2009068379A (ja) * 2007-09-11 2009-04-02 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 風力発電システム、及びその制御方法

Also Published As

Publication number Publication date
DK3265675T3 (da) 2022-05-23
AR103849A1 (es) 2017-06-07
EP3265675A1 (de) 2018-01-10
KR20170125921A (ko) 2017-11-15
JP2018509126A (ja) 2018-03-29
US20180045180A1 (en) 2018-02-15
CN107429665B (zh) 2019-10-18
DE102015203841A1 (de) 2016-09-08
UY36576A (es) 2016-09-30
WO2016139145A1 (de) 2016-09-09
CA2977711A1 (en) 2016-09-09
JP6574847B2 (ja) 2019-09-11
CN107429665A (zh) 2017-12-01
US10502185B2 (en) 2019-12-10
EP3265675B1 (de) 2022-04-13
TW201641816A (zh) 2016-12-01
BR112017018734A2 (pt) 2018-04-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102051726B1 (ko) 풍력 발전 설비의 운전 방법
RU2569121C2 (ru) Ветроэнергетическая установка и способ эксплуатации ветроэнергетической установки
JP4764422B2 (ja) 風力タービンの制御および調節方法
AU2002221852B2 (en) Azimuthal control of a wind-energy turbine during a storm
EP2405133B2 (en) Wind farm and method of controlling power production of a wind turbine of a wind farm
US7999406B2 (en) Wind turbine plant high wind derating control
JP4058341B2 (ja) 風力装置
EP2715125B1 (en) A wind farm and a method of operating a wind farm
US20130119660A1 (en) Wind-power generation system and control method for the same
ES2923144T3 (es) Control de un aerogenerador mediante la modificación de parámetros de número de revoluciones
US10294920B2 (en) Wind turbine and method for operating a wind turbine
US11448188B2 (en) Power converter control and operation
EP3076011A1 (en) Method for operating a wind turbine
KR102042259B1 (ko) 풍력발전시스템 및 그것의 구동 정지 방법
CN108667366B (zh) 一种采用有功功率优先模式的自封闭型电磁耦合调速风电机组控制方法
TWI784667B (zh) 在極端風力狀態下之風力渦輪機操作
US20230279837A1 (en) Methods for operating wind turbines and feeding auxiliary systems
US20230003191A1 (en) Wind turbine control

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant