KR20100102618A - 수류에서 전력을 추출하기 위한 제어 시스템 - Google Patents

수류에서 전력을 추출하기 위한 제어 시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR20100102618A
KR20100102618A KR1020107013860A KR20107013860A KR20100102618A KR 20100102618 A KR20100102618 A KR 20100102618A KR 1020107013860 A KR1020107013860 A KR 1020107013860A KR 20107013860 A KR20107013860 A KR 20107013860A KR 20100102618 A KR20100102618 A KR 20100102618A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
turbine
measuring
information
water
cpu
Prior art date
Application number
KR1020107013860A
Other languages
English (en)
Inventor
콘라드 세븐스터
팀 코넬리우스
개리 캠프벨
Original Assignee
아틀란티스 리소시스 코포레이션 피티이 리미티드
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
Priority claimed from AU2007906438A external-priority patent/AU2007906438A0/en
Application filed by 아틀란티스 리소시스 코포레이션 피티이 리미티드 filed Critical 아틀란티스 리소시스 코포레이션 피티이 리미티드
Publication of KR20100102618A publication Critical patent/KR20100102618A/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
    • F03B—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
    • F03B15/00—Controlling
    • 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
    • F05B2270/80—Devices generating input signals, e.g. transducers, sensors, cameras or strain gauges
    • F05B2270/806—Sonars
    • 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
    • Y02E10/20—Hydro energy
    • 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
    • Y02E10/30—Energy from the sea, e.g. using wave energy or salinity gradient

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Control Of Water Turbines (AREA)
  • Other Liquid Machine Or Engine Such As Wave Power Use (AREA)
  • Control Of Eletrric Generators (AREA)
  • Control Of Turbines (AREA)

Abstract

터빈; 상기 터빈의 작동에 영향을 미치는 활성도를 측정하는 측정 수단; 상기 터빈의 작동을 변경시키는 변경 수단; 및 중앙 처리 장치(CPU) 및 상기 CPU에 작동 가능하게 연결되어 상기 CPU에 의해 실행되도록 만들어진 프로그램을 내장하는 메모리를 포함하는 데이터 처리 장치를 포함하는, 수력 터빈의 작동을 제어하는 시스템에 대해 기재한다. 상기 CPU와 메모리는 상기 측정 수단으로부터 나온 정보를 받을 수 있도록 함과 동시에 터빈의 작동을 변경시키기 위해 상기 변경 수단에 지령을 내릴 수 있도록 작동 가능하게 구성되어 있다. 데이터 처리 시스템, 컴퓨터 프로그램 요소 및 터빈의 작동을 제어하는 방법에 대해서도 기재하고 있다.

Description

수류에서 전력을 추출하기 위한 제어 시스템{CONTROL SYSTEM FOR EXTRACTING POWER FROM WATER FLOW}
본 발명은 일반적으로는 수력 터빈의 작동을 제어하기 위한 시스템 및 방법에 관한 것이다.
수류에서 전력을 발생시키는 것은 공지되어 있다. 그러나 수류에서 전력을 발생시키기 위한 많은 공지의 시스템들은 제어가 쉽지 않거나 제어에 대한 감응성이 좋지 않다. 전기 그리드에 연결하기 위해서는 예상 가능하고 제어 가능한 전력 출력부들을 갖추는 것이 유용하다. 더욱이, 물의 환경에는 크고 작은 수생 생물, 쓰레기, 침니, 초목이나 수풀 같은 생장물, 기타 복잡한 인자들과 같은 예측 불가능한 요소들이 있다. 지금까지 나온 제어 시스템들은 이러한 종류의 출력 위험 인자들을 처리할 수 없었다.
본 발명은 상기 단점들을 하나 이상 개선하고자 하는 것이다.
본 발명의 첫 번째 태양에 따르면, 본 발명은, 터빈; 상기 터빈의 작동에 영향을 미치는 활성도(activity)를 측정하는 측정 수단; 상기 터빈의 작동을 변경시키는 변경 수단; 및 중앙 처리 장치(CPU) 및 상기 CPU에 작동 가능하게 연결되어 상기 CPU에 의해 실행되도록 만들어진 프로그램을 내장하는 메모리를 포함하고, 상기 CPU와 메모리는 상기 측정 수단으로부터 나온 정보를 받을 수 있도록 함과 동시에 터빈의 작동을 변경시키기 위해 상기 변경 수단에 지령을 내릴 수 있도록 작동 가능하게 되어 있는 구성으로 된 데이터 처리 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 수력 터빈의 작동을 제어하는 작동 제어 시스템을 제공한다.
바람직하기로는, 본 발명의 작동 제어 시스템은 주어진 물의 유속 하에서 발전을 최적화할 수 있도록 터빈을 제어하는 것이다. 통상적으로, 유속은 약 10 노트 미만, 약 8 노트 미만, 약 6 노트 미만, 또는 약 1 내지 5 노트이다. 물의 유속이라 함은 조수, 강의 수류, 유출, 또는 해양 또는 바다에서의 수류에서 발생하는 것일 수 있다. 본 발명은 유속이 약 5 노트 미만으로 낮은 환경에 설치된 수력 터빈을 제어하여 최적의 동력 또는 발전을 제공하는 데에 특히나 적합하다. 본 발명의 시스템은 터빈을 약 8 노트까지 제어하는 데 사용될 수 있다.
터빈은 축류 터빈(axial turbine), 트랙식 터빈(track-based turbine) 및 비틀림 링 터빈(slew-ring turbine)과 같은 임의의 적절한 터빈에서 선택할 수 있다. 바람직하기로는, 국제 특허 공개 WO 2005/028857호, WO 2005/119052호 및 WO 2007/070935호(출원인: 아틀란티스 리소시스 코포레이션 피티이 리미티드)에 기재된 것들과 같은 트랙식 터빈이 좋다.
터빈은 한 종류의 출력이 하나 이상의 발전기의 작동을 시작시키거나 여러 종류의 출력이 다수의 발전기의 작동을 시작시키게 할 수 있다.
터빈의 출력에 영향을 미치는 활성도(activity)들은 물의 유동 속도(유속), 물의 유동 방향, 물의 유동에 대한 상대 위치, 부하, 토크, 수중에서의 높이 또는 위치, 회전자 블레이드 또는 포일의 속도, 회전자 블레이드 또는 포일의 양력, 회전자 블레이드 또는 포일의 항력, 토크, 동력 출력, 발전된 전기, 동력 부하 등으로부터 골라내는 것이 바람직하다.
터빈은 물의 유동 방향에 대한 상대적인 위치 결정, 높이 또는 깊이의 조정, 방향 조정, 회전자 블레이드 또는 포일의 속도의 변경, 동력 부하의 변경, 토크의 변경, 동력의 전달 등의 것 중에서 하나 이상에 의해 변경되는 것이 바람직하다.
동력 부하의 변경에는 터빈 또는 시스템과 관련하여 배치된 가변 속도 구동기(VSD: variable speed drive)를 사용하는 것이 바람직하다. 양호한 일 실시예의 장치에 있어서, 상기 VSD는 발전 시스템의 교탑(pylon)이나 장착 구조체에 위치된다. 상기 VSD는 발전기로 들어가는 동력을 바람직하게 제어 또는 감시하여 부하나 토크에 영향을 줄 수 있도록 한다.
회전자를 최소 또는 소망하는 속도로 회전을 시작하게 하거나 지속하게 하는 데에 외부 동력을 사용하는 경우도 있다. 터빈 시스템이 전력 그리드에 설치되므로, 필요에 따라서는, 상기 전력 그리드로부터의 전력 인출은 제어 시스템이 터빈의 동력을 증강시킴으로써 개시되게 할 수 있다.
상기 활성도를 측정하는 측정 수단은, 잠재적 또는 실제의 장애를 검출하는 음파 탐지 장치; 조류 프로파일러(current profiler)의 형태의 활성도를 측정하는 수단; 대기 중의 공기 또는 물의 온도, 또는 모터의 온도, 또는 유압유의 온도를 측정하는 서모커플; 터빈의 요(yaw) 또는 직선 위치에 관련된 각도 또는 높이 측정치를 받는 트랜스듀서(transducer); 잠재적 또는 실제의 장애를 검출하는 하나 이상의 수중 또는 수상 카메라; 터빈 속도 또는 발생 동력, 발전된 전압, 발생된 위상을 측정하는 하나 이상의 트랜스듀서; 조류 정보; 퓨즈, 접속 또는 릴레이 체크 루틴; 및 이들의 조합 중에서, 하나 이상인 것이 바람직하고, 또한 상기 열거한 것들 이외의 다른 것들과 조합하는 것도 가능하다.
양호한 실시예들에 있어서, 상기 터빈의 작동을 변경시키는 수단은, 해저 높이 위의 터빈의 요 각도 또는 높이를 변경시키는 유압 모터; 터빈으로 입력되어 그 터빈의 속도에 영향을 미치는 토크 입력을 변경시키기 위한 발전기 또는 인버터(inverter); 알람; 및 이들의 조합 중의 하나 이상의 것일 수 있다.
본 발명의 두 번째 태양에 있어서, 본 발명은, 터빈; 물의 유동 속도(유속) 측정 수단; 물의 유동 방향 측정 수단; 터빈의 부하 또는 출력 측정 수단; 터빈 속도 측정 수단; 터빈 블레이드 또는 포일의 받음각(angle of attack) 측정 수단; 터빈의 높이 측정 수단; 및 중앙 처리 장치(CPU) 및 상기 CPU에 작동 가능하게 연결되어 상기 CPU에 의해 실행되도록 만들어진 프로그램을 내장하는 메모리를 포함하고, 상기 CPU와 메모리는 상기 물의 유동 속도(유속) 측정 수단, 물의 유동 방향 측정 수단, 터빈의 부하 또는 출력 측정 수단, 터빈 속도 측정 수단, 및 터빈의 높이 측정 수단으로부터 나온 정보, 터빈의 높이 정보, 및 터빈의 방향 정보를 받을 수 있도록 함과 동시에 터빈의 작동을 제어하는 지령을 실행할 수 있도록 작동 가능하게 만들어진 구성으로 된 데이터 처리 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는, 수력 터빈의 작동을 제어하는 작동 제어 시스템을 제공한다.
바람직하기로는, 상기 지령은, 토크 증가, 토크 감소, 터빈의 방향 변경, 터빈의 높이 변경, 터빈의 배열 방향 변경, 블레이드 또는 포일의 각도 변경, 받음각 변경, VSD 활성도 변경, 발전기의 결합 또는 분리, 그리드로부터 전력 인출, 그리드로의 전력 전송 등의 것 중에서 선택되는 것이 바람직하다.
본 발명의 세 번째 태양에 있어서는, 본 발명은 수력 터빈의 작동을 제어하는 데이터 처리 장치로서, 중앙 처리 장치(CPU)와, 상기 중앙 처리 장치(CPU)에 작동 가능하게 연결되어 상기 CPU에 의해 실행되도록 만들어진 프로그램을 내장하는 메모리를 포함하고, 상기 CPU와 메모리는 터빈의 작동에 영향을 미치는 활성도에 대한 정보를 받고 터빈의 작동을 변경시키는 지령을 보내도록 작동 가능하게 구성된 것을 특징으로 하는 데이터 처리 장치를 제공한다.
바람직하기로는, 상기 데이터 처리 장치는 터빈의 작동에 영향을 미치는 활성도에 대한 수신된 정보와, 터빈의 출력 또는 작동에 대한 정보 및/또는 수신된 정보를 저장할 수 있게 구성하는 것도 좋다.
바람직하기로는, 데이터 처리 유닛을 프로그램 가능한 논리 제어기(PLC: programmable logic controller)로 구성하는 것도 좋다.
터빈의 작동에 영향을 미치는 활성도에 대한 정보는, 잠재적 또는 실제의 장애를 검출하는 음파 탐지 장치; 조류 프로파일러; 대기 중의 공기 또는 물의 온도, 또는 모터의 온도, 또는 유압유의 온도를 측정하는 서모커플; 터빈의 요(yaw) 또는 직선 위치에 관련된 각도 또는 높이 측정치를 받는 트랜스듀서(transducer); 잠재적 또는 실제의 장애를 검출하는 하나 이상의 수중 또는 수상 카메라; 터빈 속도 또는 발생 동력, 발전된 전압, 발생된 위상을 측정하는 하나 이상의 트랜스듀서; 조류 정보; 퓨즈, 접속 또는 릴레이 체크 루틴; 해저 높이 위의 터빈의 요 각도 및 높이를 변경시키는 유압 모터; 터빈의 속도에 영향을 미치기 위해 터빈으로 입력되는 토크를 변경시키기 위한 발전기 또는 트랜스듀서; 알람; 및 이들의 조합 중에서, 하나 이상인 것이 바람직하다.
본 발명의 네 번째 태양에 있어서, 본 발명은 수력 터빈의 작동을 제어하는 데이터 처리 장치로서, 중앙 처리 장치(CPU) 및 상기 CPU에 작동 가능하게 연결된 메모리를 포함하는 중앙 제어기와, 수력 터빈의 활성도에 대한 정보를 전송하기 위해 상기 중앙 제어기와 통신하도록 구성된 적어도 하나의 단말기(terminal)를 포함하되, 상기 중앙 제어기의 메모리는, 터빈의 작동에 영향을 미치는 활성도에 대한 정보를 받으며 터빈의 작동을 변경시키는 지령을 단말기로 보낼 수 있도록 상기 CPU에 의해 실행되게 구성된 프로그램을 내장한 구성으로 된, 데이터 처리 장치를 제공한다.
바람직하기로는, 상기 데이터 처리 장치는, 별개의 터빈 또는 터빈들의 집합체와 각각이 통신하는 다수의 단말기를 내장하는 것이 좋다.
바람직하기로는, 상기 중앙 제어기는 다수의 터빈의 작동에 대한 수신된 정보를 추가로 저장하도록 구성하는 것도 좋다.
상기 중앙 제어기는 단말기에 배선 연결시키거나, 전화, 무선 등에 의해 원격 접속시킬 수도 있다.
본 발명의 다섯 번째 태양에 있어서, 본 발명은 컴퓨터의 도움을 받아 수력 터빈의 작동을 제어하는 수력 터빈 작동 제어 방법으로서, 터빈의 작동에 영향을 미치는 활성도에 대한 정보를 받고, 그 수신된 정보를 분석하고, 수신된 정보에 기초하여 터빈의 작동을 변경시키는 지령을 보내는 것을 포함하는 수력 터빈 작동 제어 방법을 제공한다.
상기 터빈의 작동에 영향을 미치는 활성도에 대한 정보는, 잠재적 또는 실제의 장애를 검출하는 음파 탐지 장치; 조류 프로파일러; 대기 중의 공기 또는 물의 온도, 또는 모터의 온도, 또는 유압유의 온도를 측정하는 서모커플; 터빈의 요(yaw) 또는 직선 위치에 관련된 각도 또는 높이 측정치를 받는 트랜스듀서; 잠재적 또는 실제의 장애를 검출하는 하나 이상의 수중 또는 수상 카메라; 터빈 속도 또는 발생 동력, 발전된 전압, 발생된 위상을 측정하는 하나 이상의 트랜스듀서; 조류 정보; 퓨즈, 접속 또는 릴레이 체크 루틴; 해저 높이 위의 터빈의 요 각도 및 높이를 변경시키는 유압 모터; 터빈의 속도에 영향을 미치기 위해 터빈으로 입력되는 토크를 변경시키기 위한 발전기 또는 트랜스듀서; 알람; 및 이들의 조합 중에서, 하나 이상인 것이 바람직하다.
본 발명의 여섯 번째 태양에 있어서, 본 발명은, 프로그램 가능 장치를 구현하는, 데이터로 인코딩된, 컴퓨터 읽기 메모리(computer readable memory)로서, 터빈의 작동에 영향을 미치는 활성도에 대한 정보를 받는 수단, 그 수신된 정보를 분석하는 수단, 및 수신된 정보에 기초하여 터빈의 작동을 변경시키는 지령을 보내는 수단을 포함하는 컴퓨터 읽기 메모리를 제공한다.
상기 터빈의 작동에 영향을 미치는 활성도에 대한 정보는, 잠재적 또는 실제의 장애를 검출하는 음파 탐지 장치; 조류 프로파일러; 대기 중의 공기 또는 물의 온도, 또는 모터의 온도, 또는 유압유의 온도를 측정하는 서모커플; 터빈의 요(yaw) 또는 직선 위치에 관련된 각도 또는 높이 측정치를 받는 트랜스듀서; 잠재적 또는 실제의 장애를 검출하는 하나 이상의 수중 또는 수상 카메라; 터빈 속도 또는 발생 동력, 발전된 전압, 발생된 위상을 측정하는 하나 이상의 트랜스듀서; 조류 정보; 퓨즈, 접속 또는 릴레이 체크 루틴; 해저 높이 위의 터빈의 요 각도 및 높이를 변경시키는 유압 모터; 터빈의 속도에 영향을 미치기 위해 터빈으로 입력되는 토크를 변경시키기 위한 발전기 또는 트랜스듀서; 알람; 및 이들의 조합 중에서, 하나 이상인 것이 바람직하다.
본 발명의 일곱 번째 태양에 있어서, 본 발명은, 프로그램 가능 장치를 구성하기 위한 것이며, 수력 터빈의 작동에 영향을 미치는 활성도에 대한 정보를 받기 위한 것이며, 그 수신된 정보를 분석하기 위한 것이며, 수신된 정보에 기초하여 터빈의 작동을 변경시키는 지령을 내보내기 위한 것인 컴퓨터 프로그램 코드를 포함하는 컴퓨터 프로그램 요소를 제공한다.
본 발명의 여덟 번째 태양에 있어서, 본 발명은 수류로부터 전력을 발전하는 방법으로서, 물이 흐르고 있는 구역에 본 발명의 첫 번째 또는 두 번째 태양에 따른 전력 시스템을 설치하고, 수류가 터빈을 회전시키게 하고, 상기 전력 시스템을 사용하여 상기 터빈의 동력 출력을 변환시켜서 전기를 생산하게 하는 것을 포함하는, 수류로부터 전력을 발전하는 방법을 제공한다.
본 명세서 전반에 걸쳐, 문맥에 비추어서 다른 사항이 필요치 않는 한은, "포함" 또는 이들의 변형된 표면인 "포함한다" 또는 "포함한" 등과 같은 변형 표현들은, 언급된 한 가지의 요소, 완전체(integer) 또는 단계를 포함하거나 혹은 요소들, 완전체들 또는 단계들의 군을 포함하되, 임의의 다른 요소, 완전체 또는 단계를 배제시킨 것이나 임의의 다른 요소들, 완전체들 또는 단계들의 군을 배제시키는 것이 아닌 함축적 의미로 이해되어야 한다.
본 명세서에서 포함되어 있는 문헌, 활성도, 재료, 장치, 물품 등에 대한 논의 사항들은 단지 본 발명의 배경을 제공하기 위한 목적에 따른 것이다. 이러한 사항들 중 임의의 것이나 그 모두가 종래 기술의 기준을 형성하거나, 혹은 본 명세서에 개시된 본 발명의 우선일 전에 오스트레일리아에서 본 발명과 관련된 기술 분야에서 통상의 일반 기술로서 존재하고 있었던 것이라고 하는 인정으로서 받아들여서는 안 된다.
이하에서는, 본 발명은 더욱 명확하게 이해할 수 있도록 하기 위해, 양호한 실시예에 대해서 다음과 같은 도면 및 예들을 참고하여 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 수력 터빈용 제어 시스템의 개략도이다.
도 2는 본 발명에 따른 수력 터빈용의 또 다른 제어 시스템의 개략도이다.
도 3은 본 발명에 따른 양호한 일 실시예의 제어 시스템의 구성 부품들을 나타내는 개략도이다.
도 4는 본 발명의 양호한 일 실시예의 제어 시스템의 구성 부품들을 나타내는 개략도이다.
도 5는 처리 시스템의 구성 부품들을 도시하는 개략도이다.
통상적으로 수중 발전 시스템들은 다수의 블레이드 또는 포일을 구비하는 터빈을 수용한다. 수중 발전 시스템은 전력 추출 장치를 포함하고, 상기 전력 추출 장치에는, 이 전력 추출 장치를 통해 전력이 발전될 수 있게 하는 물의 압력 또는 양력의 영향 하에서 블레이드 또는 포일의 동력과 회전 또는 운동을 발생시키는 발전기 또는 펌프 등의 것이 있다. 가장 간단한 형태로서, 터빈의 운동 또는 회전 속도는 터빈을 통과하는 물의 운동 또는 유속에 비례한다. 유속이 너무 낮으면, 터빈은 기능을 하지 못하여 전력이 발전되지 않는다. 마찬가지로, 유속이 불규칙하거나 일정하지 않으면, 발전율도 불규칙하거나 일정하지 않게 된다.
본 발명에 따른 수력 터빈의 작동을 제어하는 시스템의 일례가 도 1에 도시되었다. 터빈(40)은 전력 그리드(70)에 연결되고, 전기를 발생시킬 수 있으며 그 전기를 링크(60)를 거쳐서 전력 그리드(70)로 송전할 수 있다. 터빈(40)은 물의 운동의 영향 하에서 작동할 수 있는 것이면 임의의 적절한 설비(arrangement) 형태로 할 수 있다. 이에 대한 예로는 국제 특허 공개 WO 00/50768호(마린 커런트 터빈즈 리미티드)에 개시된 풍력 터빈과 유사한 축류 터빈; 국제 특허 공개 WO 2005/028857호, WO 2005/119052호 및 WO 2007/070935호(아틀란티스 리소시스 코포레이션 피티이 리미티드)에 개시된 트랙형 터빈; 유럽 특허 공보 EP 1 430 220호(크린 커런트 파워 시스템즈 인코포레이티드)에 개시된 비트림-링 터빈 등이 있는데, 이들에만 제한되지는 않는다. 본 발명은 트랙형 터빈을 가지고 여러 시도를 하였고, 그와 같은 시스템용으로 특히 적합하다.
터빈(40)의 작동은 다수의 측정 수단(22, 24, 26, 28)으로부터 정보를 받아서 처리하는 제어 시스템(30)에 의해 실행된다. 상기 측정 수단(22, 24, 26, 28)의 실제 예의 것들은 유속, 유량, 수류 방향, 터빈 부하 또는 축력, 터빈 속도, 터빈 블레이드 또는 포일의 받음각 등을 측정할 수 있다. 상기와 같은 측정을 행하는 특정 장치들은 터빈(40)에 바로 이웃한 주변에 배치할 수 있으며, 그 장치들은 측정치들 또는 정보를 제어 시스템에 중계한다. 측정 수단(22, 24, 26, 28)으로부터 제어 시스템(30)으로 정보가 공급되고, 터빈(40)의 출력은 처리된 정보에 기초하여 제어된다. 터빈(40)의 출력을 주어진 환경 하에서 최적화할 수 있게 정보를 처리해서 터빈에 신호 또는 지령을 보낼 수 있도록 하는 특정의 소프트웨어가 개발되었다.
한 예로서, 제어 시스템(30)은 프로그램 가능 논리 제어기(PLC)를 구비하고, 또한 최적화된 전력 출력을 제공하기 위하여 터빈의 회전 속도를 제어할 수 있도록 구성된 가변 속도 구동기(VSD)를 구비하는 터빈과 결합된다. 상기 PLC는, 주어진 물의 유속 하에서 최적화된 전력 출력을 유지할 수 있도록 하기 위해, VSD를 사용하여 터빈(40)의 작동 속도 및 토크를 조절할 수 있게 구성된다.
상기 제어 시스템은 또한, 유속이 낮은 경우에 터빈의 회전을 개시 또는 증가시키기 위해서나 혹은 입력이 높거나 낮은 상황에서 터빈의 회전에 대한 저항을 극복하기 위한 킥 스타트(kick start) 기능도 추가로 포함할 수 있다.
도 2는 도 1의 제어 시스템과 유사한 설비(arrangement)를 보이고 있는데, 터빈(40)용 외부 변경 수단(52, 54)을 추가로 포함하고 있다. 변경 수단(52, 54)의 예들로는, 터빈(40)을 수류 방향에 대해서 위치시키는 것, 터빈(40)의 높이 또는 깊이를 조정하는 것, 터빈(40)의 회전자 블레이드 또는 포일의 속도를 변경시키는 것, 터빈(40)에 가해진 동력 부하 또는 토크를 변경시키는 것 등이 있다. 발전을 최적화하는 데 바람직한 운동을 유지하기 위해서 터빈(40)에 대해 반대 토크(anti-torque)를 가하는 데에 가변 속도 구동기(VSD)가 사용될 수 있다.
트랙형 시스템용의 터빈에 있어서처럼, 수류 방향에 대해서 특정 위치에 위치시키는 것이 필요한 터빈에 있어서, 그 터빈용 변경 수단은 터빈(40)을 수류 방향에 대해서 초점을 맞추거나 향하게 하는 비틀림 설비(slewing arrangement)로 할 수 있다.
상기 제어 시스템은 또한, 유속이 낮은 경우에 터빈의 회전을 개시 또는 증가시키기 위해서나 혹은 입력이 높거나 낮은 상황에서 터빈의 회전에 대한 저항을 극복하기 위한 킥 스타트(kick start) 기능도 추가로 포함할 수 있다. 이와 관련하여, 모터 장치로 터빈(40)을 회전시키기 위해서 전력 그리드(70)로부터 전력이 인출되기도 한다. 일부 형태의 발전기들은 터빈(40)의 회전을 통해서 전력을 발전할 수 있지만, 전력 그리드(70)로부터 받은 전력에 의해 터빈(40)을 회전시키는 모터로서 사용될 수도 있다. 제어 시스템(30)은 필요에 따라 발전기로 공급하는 전기 또는 발전기로부터 공급받는 전기를 제어한다.
상기 제어 시스템(30)은 시스템(10)에 긴밀히 근접하게 배치될 수 있으며, 측정 수단(22, 24, 26, 28), 변경 수단(52, 54) 및 터빈(40)에 배선으로 연결될 수 있다. 선택적으로, 상기 제어 시스템(30)은 원격에 위치될 수 있으며, 무선 통신망, 또는 인터넷과 같은 기타 통신망에 의해 통신할 수 있다. 상기 제어 시스템(30)은 수력 터빈 설치소에 있는 하나의 터빈을 제어하거나 일련의 터빈을 작동시킬 수 있다.
상기 제어 시스템(30)은 분산 구조를 포함하는 처리 시스템(50)을 포함하는데, 상기 처리 시스템은 도 3에 도시되어 있다. 이 예에 있어서, 베이스 스테이션(1)이 일례로 인터넷 및/또는 무선 통신망과 같은 통신망(2)을 경유하거나 혹은 국지 통신망(LAN)(4)과 같은 통신망(4)을 경유해서 다수의 최종 스테이션(3, 5)에 결합된다.
사용 시에, 상기 처리 시스템(50)은 적어도 측정 수단(22 ~ 26) 및/또는 웹사이트나 제어 입력기와 같은 기타 수단으로부터 정보를 받아서 사용자 또는 제어자의 단말기 형태의 최종 스테이션(3, 5)에 그 받은 정보를 공급하도록 구성된다. 상기 최종 스테이션(5) 각각은 정보를 베이스 스테이션(1)으로 다시 보낼 수 있게 구성된다.
따라서, 임의의 형태의 적절한 처리 시스템(50)을 사용할 수 있다. 한 가지 예를 도 5에 도시하였다. 이 예에서, 처리 시스템(50)은, 버스(11)를 경유하여 함께 결합되어 있는, 프로세서(6), 메모리(7), 키보드 및 디스플레이와 같은 입/출력 장치(8), 그리고 외부 인터페이스(9)를 적어도 포함한다.
따라서, 처리 시스템(50)은, 일례로, 적절하게 프로그램된 PC, PLC, 인터넷 단말기, 랩탑, 휴대형 PC 등과 같이, 데이터 전송을 가능케 하며 경우에 따라서는 웹 브라우징을 가능케 하는 작동 응용 소프트웨어가 통상적인 것이라 할 수 있는, 임의의 적절한 처리 시스템을 가지고 구성할 수 있다는 점을 이해할 수 있을 것이다.
마찬가지로, 상기 최종 스테이션(3) 각각은 베이스 스테이션(1)에 위치된 처리 시스템(50)과 통신하도록 구성되어야 한다. 이는 각기 다른 형태의 최종 스테이션(3)을 다수 사용할 수 있게 한다는 점을 알 수 있을 것이다.
측정 수단 및 입력기(22, 24, 26, 28)들은 카메라, 또는 음파 탐지기와 같은 다른 검출 수단을 포함하며, 본 명세서의 여러 부분에서 설명한 것과 같은 입력기들을 포함한다. 음파 탐지기와 수중 및 수상 카메라를 사용할 수 있고, 그들의 출력은 통신망 상에서 원격에서 감시할 수 있다. 이와 같은 방식에 있어서, 조작자 또는 컴퓨터로 특정 종류의 장애를 탐지할 수 있게 되어, 그 조작자나 컴퓨터가 터빈을 원격에서 중지시키거나 터빈 성능을 어떤 적절한 방식으로 변경시킬 수 있게 된다. 검출 수단, 음파 탐지기 또는 카메라는 또한 알람과 비상 자동 정지에 연계될 수 있다. 잠재적인 장애를 자동으로 검출하고, 제어 시스템(30)이 그에 응답하여서 특정의 다른 장치들을 자동으로 작동시킬 수 있도록 하기 위해, 일례로 형상 확인 소프트웨어(shape recognition software)와 같은 소프트웨어를 사용할 수도 있다. 어떤 상황에서는, 잠재적 또는 실제의 장애가 제거되거나 그 스스로 사라질 때까지, 터빈(40)의 작동 속도, 각도, 또는 높이의 변동이나 알람의 작동과 같이, 특정의 잠재적 위험들에 응답하는 작동이 제어 시스템(30)에 의해 취해질 수 있다. 그 때에, 카메라나 음파 탐지기나 혹은 다른 검출 수단에 의해서 장애가 없다고 검출될 수도 있는데, 그러면 터빈(40)은 전력 발전을 개시하기 위해 자동으로 작동할 수 있다.
또한, 카메라에 포착되는 장면들과 음파 탐지기에 포착된 사건들은 메모리에 기록될 수 있다. 데이터 저장의 효율성을 높이기 위해, 사건이 발생하지 않은 시간대들은 메모리에서 삭제시킬 수 있지만, 장애 전과 후의 일정한 선정 시간대는 추후의 검토를 위해 메모리에 유지시킬 수 있다.
입력기(22, 24, 26, 28)들은 또한, 컴퓨터에 다음과 같은 정보, 즉 물의 속도의 10개 라미나 물 유동층, 수류 방향의 10개 라미나 물 유동층, 평균 수류 속도, 평균 수류 방향, 조류 깊이를 보고하는, 음향 도플러 조류 프로파일러(ADCP: acoustic doppler current profiler)들의 형태의 조류 프로파일러를 포함할 수 있다.
상기 정보들은 SQL 서버 데이터베이스에 기록된다.
상기 ADCP들은 PLC 제어 시스템에 통합되고, 그들의 출력은 프로세서에서 사용될 수 있고, 이에 의하면, 유압 모터와 같은 요소의 작동이 작동 신호를 통해서 유발될 수 있게 되고, 이로써 출력을 최적화하기 위해 터빈(30)의 높이 또는 요 각도를 변경시킬 수 있게 된다. 조류가 방향을 역방향으로 전환하면 제어 시스템은 주 운동(Major movement)(180도 회전)이라고 알려져 있는 운동을 발생시키고, 조류가 방향을 약간의 각도로 틀게 되면 제어 시스템은 동력 출력을 최적화하기 위해 부 운동(Minor movement)이라고 알려져 있는 운동을 발생시킨다.
제어 시스템은 또한 모든 출력부들에 대한 접근 보안을 유지한다. 제어 시스템은 양호한 실시예에서 유용하게 사용되는 비밀번호로 보호되는데, 그 이유는 제어 시스템에 형성된 통신망에는 인터넷이나 위성에 의한 통신 장치가 설치된 곳이면 어느 곳에서든지 접근할 수 있기 때문이다.
제어 시스템(30)은 여러 장치용의 릴레이, 퓨즈 및 스위치로의 PLC 링크들을 포함해서 여러 수준의 전력을 감시하고 제어하며, 또한 전력 그리드(70)로 들어가는 전력의 위상 각도와 크기를 제어하기 위하여 고전압 출력부들 제어하고 감시한다.
전산 회로, UPS, 센서 및/또는 입/출력 제어부들에는 신뢰성을 높이기 위해서 24V 회로가 사용되는 것이 바람직하다. 또한, 제어 시스템(30)에는 예비용 전력 공급기들이 설치된다. 상기 전력 공급기 각각은 다이오드 모듈에 연결되고, 어느 하나의 전력 공급기에 고장 또는 장애가 발생하면 그러한 고장 상태는 해당 다이오드 모듈 뒤에서 억제됨으로써 다른 전력 공급기가 계속해서 작동할 수 있게 된다. 각 전력 공급기는, 고장 알림이 검출되어서 수리될 수 있도록, PLC I/O에 배선 연결된 고장 신호 발생 접속부를 구비한다.
퓨즈들은 PLC 출력들에 의해 원격에서 재설정될 수 있다. 이는 양호한 실시예에서 유용한데, 그 이유는 퓨즈들은 통상적으로는 근해의 원격 위치에서 탑문 상의 캐비넷 안에 위치되기 때문이다.
전력 공급기들은 솔라 패널에 의해 재충전되거나 조수에 의한 전력을 터빈(40)으로부터 인출하는 것과 같은 방법에 의해 재충전될 수 있는 배터리의 형태로 제공될 수 있다.
상기 제어 시스템은 또한, 조수 흐름, 조수 흐름각, 발전된 전력, 사고 기록 등과 관련된 보고를, 요청이 있게 되면, 행할 수도 있다.
PLC에 연결된 다른 측정 수단들로는, 모터 챔버의 범람 검출기; 모터 온도용 서모커플; 공기 온도용 서모커플; 터빈용 타코미터, 모터의 토크, 주파수, 전압, 전류, 전력, RPM을 측정하기 위한 측정 장치들이 있다. PLC는 또한 터빈을 교탑 둘레에서 교탑을 따라서 움직이게 하는 유압 모터에도 연결된다. 또한, 측정치를 정확하게 읽어 들일 수 있으며 정확한 위치를 확보할 수 있도록 위치되는 측정 장치들도 연결된다.
소프트웨어는, 사용자 또는 제어자가 세계 어디에 있든지 간에 그 사용자 또는 제어자 위치에 다음과 같은 정보 및 능력, 즉 전력 발전에서 나온 데이터; 토크 설정의 수동 조작; 터빈(40)의 높이 및 각도의 수동 조작; 실시간 전력 발전 통계의 일람(一覽); 이전 시간대의 전력 발전의 일람; 카메라 화상의 일람; 조수 조견표의 일람; 조수의 실시간 라미나 유동층의 일람; 경고 기록 등의 정보 및 능력을 제공할 수 있도록 한, 그래픽 인터페이스를 제공한다.
본 발명자들은 수력 터빈의 전력 출력을 다방면에 걸쳐 모델화하였고, 그 정보에 기초하여 적절한 제어 시스템(10)을 개발하였다. 물의 유속이 낮은 경우라 해도, 심지어는 예민하거나 혹은 민감한 환경적 요소들을 조작하게 되면, 전력 발전을 최적화할 수 있다는 점을 찾아내었다. 터빈의 종류가 정해져 있고 유속이 정해져 있는 상황 하에서도 설정치를 산출할 수 있는데, 이에 따라, 그 유속에서 출력이 최대가 될 수 있게 하는 터빈의 속도를 유지할 수 있도록 제어 시스템(10)을 프로그램할 수 있게 된다.
본 발명은 전력 그리드에 연결된 트랙형 수력 터빈의 전력 발전을 성공적으로 제어하고 최적화하기 위해서 본 출원의 출원인에 의해 사용되기 시작했다.
당해 기술 분야의 숙련인들이 알 수 있는 바와 같이, 광의로 기재한 본 발명의 기술 사상 또는 범위를 벗어나지 않으면서 특정 실시예에 개시된 본 발명에 대해 여러 가지의 변경 및/또는 수정을 가할 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예들은 그 모든 태양이 예시적이되 비제한적인 것으로서 받아들여져야 한다.

Claims (20)

  1. 수력 터빈의 작동을 제어하는 시스템에 있어서,
    터빈;
    상기 터빈의 작동에 영향을 미치는 활성도를 측정하는 측정 수단;
    상기 터빈의 작동을 변경시키는 변경 수단; 및
    중앙 처리 장치(CPU) 및 상기 CPU에 작동 가능하게 연결되어 상기 CPU에 의해 실행되도록 만들어진 프로그램을 내장하는 메모리를 포함하고, 상기 CPU와 메모리는 상기 측정 수단으로부터 나온 정보를 받을 수 있도록 함과 동시에 터빈의 작동을 변경시키기 위해 상기 변경 수단에 지령을 내릴 수 있도록 작동 가능하게 되어 있는 구성으로 된 데이터 처리 장치를
    포함하는 것을 특징으로 하는 수력 터빈의 작동을 제어하는 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 활성도를 측정하는 측정 수단은, 잠재적 또는 실제의 장애를 검출하는 음파 탐지 장치; 조류 프로파일러(current profiler)의 형태의 활성도를 측정하는 수단; 대기 중의 공기 또는 물의 온도, 또는 모터의 온도, 또는 유압유의 온도를 측정하는 서모커플; 터빈의 요(yaw) 또는 직선 위치에 관련된 각도 또는 높이 측정치를 받는 트랜스듀서(transducer); 잠재적 또는 실제의 장애를 검출하는 하나 이상의 수중 또는 수상 카메라; 터빈 속도 또는 발생 동력, 발전된 전압, 발생된 위상을 측정하는 하나 이상의 트랜스듀서; 조류 정보; 퓨즈, 접속 또는 릴레이 체크 루틴; 및 이들의 조합으로 이루어진 군 중에서 선택된 것임을 특징으로 하는 수력 터빈의 작동을 제어하는 시스템.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 터빈의 작동을 변경시키는 수단은, 해저 높이 위의 터빈의 요 각도 또는 높이를 변경시키는 유압 모터; 터빈으로 입력되어 그 터빈의 속도에 영향을 미치는 토크 입력을 변경시키기 위한 발전기 또는 인버터(inverter); 알람; 및 이들의 조합으로 이루어진 군 중에서 선택된 것임을 특징으로 하는 수력 터빈의 작동을 제어하는 시스템.
  4. 수력 터빈의 작동을 제어하는 시스템에 있어서,
    터빈;
    물의 유동 속도(유속) 측정 수단;
    물의 유동 방향 측정 수단;
    터빈의 부하 또는 출력 측정 수단;
    터빈 속도 측정 수단;
    터빈 블레이드 또는 포일의 받음각(angle of attack) 측정 수단;
    터빈의 높이 측정 수단; 및
    중앙 처리 장치(CPU) 및 상기 CPU에 작동 가능하게 연결되어 상기 CPU에 의해 실행되도록 만들어진 프로그램을 내장하는 메모리를 포함하고, 상기 CPU와 메모리는 상기 물의 유동 속도(유속) 측정 수단, 물의 유동 방향 측정 수단, 터빈의 부하 또는 출력 측정 수단, 터빈 속도 측정 수단, 및 터빈의 높이 측정 수단으로부터 나온 정보, 터빈의 높이 정보, 및 터빈의 방향 정보를 받을 수 있도록 함과 동시에 터빈의 작동을 제어하는 지령을 실행할 수 있도록 작동 가능하게 만들어진 구성으로 된 데이터 처리 장치를
    포함하는 것을 특징으로 하는, 수력 터빈의 작동을 제어하는 시스템.
  5. 수력 터빈의 작동을 제어하는 데이터 처리 장치로서,
    중앙 처리 장치(CPU)와,
    상기 중앙 처리 장치(CPU)에 작동 가능하게 연결되어 상기 CPU에 의해 실행되도록 만들어진 프로그램을 내장하는 메모리를 포함하고,
    상기 CPU와 메모리는 터빈의 작동에 영향을 미치는 활성도에 대한 정보를 받고 터빈의 작동을 변경시키는 지령을 보내도록 작동 가능하게 구성된 것을 특징으로 하는, 수력 터빈의 작동을 제어하는 데이터 처리 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 터빈의 작동에 영향을 미치는 활성도에 대한 정보는, 잠재적 또는 실제의 장애를 검출하는 음파 탐지 장치; 조류 프로파일러(current profiler)의 형태의 활성도를 측정하는 수단; 대기 중의 공기 또는 물의 온도, 또는 모터의 온도, 또는 유압유의 온도를 측정하는 서모커플; 터빈의 요(yaw) 또는 직선 위치에 관련된 각도 또는 높이 측정치를 받는 트랜스듀서(transducer); 잠재적 또는 실제의 장애를 검출하는 하나 이상의 수중 또는 수상 카메라; 터빈 속도 또는 발생 동력, 발전된 전압, 발생된 위상을 측정하는 하나 이상의 트랜스듀서; 조류 정보; 퓨즈, 접속 또는 릴레이 체크 루틴; 해저 높이 위의 터빈의 요 각도 또는 높이를 변경시키는 유압 모터; 터빈으로 입력되어 그 터빈의 속도에 영향을 미치는 토크 입력을 변경시키기 위한 발전기 또는 인버터(inverter); 알람; 및 이들의 조합으로 이루어진 군 중에서 선택된 것임을 특징으로 하는, 수력 터빈의 작동을 제어하는 데이터 처리 장치.
  7. 수력 터빈의 작동을 제어하는 데이터 처리 장치로서,
    중앙 처리 장치(CPU) 및 상기 CPU에 작동 가능하게 연결된 메모리를 포함하는 중앙 제어기와,
    수력 터빈의 활성도에 대한 정보를 전송하기 위해 상기 중앙 제어기와 통신하도록 구성된 적어도 하나의 단말기를 포함하고,
    상기 중앙 제어기의 메모리는, 터빈의 작동에 영향을 미치는 활성도에 대한 정보를 받으며 터빈의 작동을 변경시키는 지령을 단말기에 보낼 수 있도록 상기 CPU에 의해 실행되게 구성된 프로그램을 내장한 것을 특징으로 하는, 수력 터빈의 작동을 제어하는 데이터 처리 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 터빈의 작동에 영향을 미치는 활성도에 대한 정보는, 잠재적 또는 실제의 장애를 검출하는 음파 탐지 장치; 조류 프로파일러(current profiler)의 형태의 활성도를 측정하는 수단; 대기 중의 공기 또는 물의 온도, 또는 모터의 온도, 또는 유압유의 온도를 측정하는 서모커플; 터빈의 요(yaw) 또는 직선 위치에 관련된 각도 또는 높이 측정치를 받는 트랜스듀서(transducer); 잠재적 또는 실제의 장애를 검출하는 하나 이상의 수중 또는 수상 카메라; 터빈 속도 또는 발생 동력, 발전된 전압, 발생된 위상을 측정하는 하나 이상의 트랜스듀서; 조류 정보; 퓨즈, 접속 또는 릴레이 체크 루틴; 해저 높이 위의 터빈의 요 각도 또는 높이를 변경시키는 유압 모터; 터빈으로 입력되어 그 터빈의 속도에 영향을 미치는 토크 입력을 변경시키기 위한 발전기 또는 인버터(inverter); 알람; 및 이들의 조합으로 이루어진 군 중에서 선택된 것임을 특징으로 하는, 수력 터빈의 작동을 제어하는 데이터 처리 장치.
  9. 컴퓨터의 도움을 받아 수력 터빈의 작동을 제어하는 수력 터빈 작동 제어 방법으로서,
    터빈의 작동에 영향을 미치는 활성도에 대한 정보를 받고,
    그 수신된 정보를 분석하고,
    수신된 정보에 기초하여 터빈의 작동을 변경시키는 지령을 보내는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는, 수력 터빈 작동 제어 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 터빈의 작동에 영향을 미치는 활성도에 대한 정보는, 잠재적 또는 실제의 장애를 검출하는 음파 탐지 장치; 조류 프로파일러(current profiler)의 형태의 활성도를 측정하는 수단; 대기 중의 공기 또는 물의 온도, 또는 모터의 온도, 또는 유압유의 온도를 측정하는 서모커플; 터빈의 요(yaw) 또는 직선 위치에 관련된 각도 또는 높이 측정치를 받는 트랜스듀서(transducer); 잠재적 또는 실제의 장애를 검출하는 하나 이상의 수중 또는 수상 카메라; 터빈 속도 또는 발생 동력, 발전된 전압, 발생된 위상을 측정하는 하나 이상의 트랜스듀서; 조류 정보; 퓨즈, 접속 또는 릴레이 체크 루틴; 해저 높이 위의 터빈의 요 각도 또는 높이를 변경시키는 유압 모터; 터빈으로 입력되어 그 터빈의 속도에 영향을 미치는 토크 입력을 변경시키기 위한 발전기 또는 인버터(inverter); 알람; 및 이들의 조합으로 이루어진 군 중에서 선택된 것임을 특징으로 하는, 수력 터빈 작동 제어 방법.
  11. 수력 터빈의 작동을 위한 프로그램 가능 장치를 구현하는, 데이터로 인코딩된, 컴퓨터 읽기 메모리(computer readable memory)로서,
    터빈의 작동에 영향을 미치는 활성도에 대한 정보를 받는 수단,
    그 수신된 정보를 분석하는 수단, 및
    수신된 정보에 기초하여 터빈의 작동을 변경시키는 지령을 보내는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 읽기 메모리.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 터빈의 작동에 영향을 미치는 활성도에 대한 정보는, 잠재적 또는 실제의 장애를 검출하는 음파 탐지 장치; 조류 프로파일러(current profiler)의 형태의 활성도를 측정하는 수단; 대기 중의 공기 또는 물의 온도, 또는 모터의 온도, 또는 유압유의 온도를 측정하는 서모커플; 터빈의 요(yaw) 또는 직선 위치에 관련된 각도 또는 높이 측정치를 받는 트랜스듀서(transducer); 잠재적 또는 실제의 장애를 검출하는 하나 이상의 수중 또는 수상 카메라; 터빈 속도 또는 발생 동력, 발전된 전압, 발생된 위상을 측정하는 하나 이상의 트랜스듀서; 조류 정보; 퓨즈, 접속 또는 릴레이 체크 루틴; 해저 높이 위의 터빈의 요 각도 또는 높이를 변경시키는 유압 모터; 터빈으로 입력되어 그 터빈의 속도에 영향을 미치는 토크 입력을 변경시키기 위한 발전기 또는 인버터(inverter); 알람; 및 이들의 조합으로 이루어진 군 중에서 선택된 것임을 특징으로 하는, 컴퓨터 읽기 메모리.
  13. 컴퓨터 프로그램 요소로서,
    프로그램 가능 장치를 구성하기 위한 것이며,
    수력 터빈의 작동에 영향을 미치는 활성도에 대한 정보를 받기 위한 것이며,
    그 수신된 정보를 분석하기 위한 것이며,
    수신된 정보에 기초하여 터빈의 작동을 변경시키는 지령을 내보내기 위한 것인 컴퓨터 프로그램 코드를
    포함하는 컴퓨터 프로그램 요소.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 터빈의 작동에 영향을 미치는 활성도에 대한 정보는, 잠재적 또는 실제의 장애를 검출하는 음파 탐지 장치; 조류 프로파일러(current profiler)의 형태의 활성도를 측정하는 수단; 대기 중의 공기 또는 물의 온도, 또는 모터의 온도, 또는 유압유의 온도를 측정하는 서모커플; 터빈의 요(yaw) 또는 직선 위치에 관련된 각도 또는 높이 측정치를 받는 트랜스듀서(transducer); 잠재적 또는 실제의 장애를 검출하는 하나 이상의 수중 또는 수상 카메라; 터빈 속도 또는 발생 동력, 발전된 전압, 발생된 위상을 측정하는 하나 이상의 트랜스듀서; 조류 정보; 퓨즈, 접속 또는 릴레이 체크 루틴; 해저 높이 위의 터빈의 요 각도 또는 높이를 변경시키는 유압 모터; 터빈으로 입력되어 그 터빈의 속도에 영향을 미치는 토크 입력을 변경시키기 위한 발전기 또는 인버터(inverter); 알람; 및 이들의 조합으로 이루어진 군 중에서 선택된 것임을 특징으로 하는, 컴퓨터 프로그램 요소.
  15. 수류로부터 전력을 발전하는 방법으로서,
    물이 흐르고 있는 구역에 수력 터빈을 설치하고,
    제1항 또는 제2항에 따른, 수력 터빈의 작동을 제어하는 제어 시스템을, 상기 수력 터빈용으로서 제공하고,
    수류가 터빈을 회전시키게 하고,
    상기 제어 시스템을 사용하여 상기 수력 터빈의 동력 출력을 변환시켜서 전기를 생산하게 하는 것을 포함하는, 수류로부터 전력을 발전하는 방법.
  16. 실시예들을 참조하여 지금까지 설명한 것과 실질적으로 같은, 수력 터빈의 작동을 제어하는 시스템.
  17. 실시예들을 참조하여 지금까지 설명한 것과 실질적으로 같은, 수력 터빈의 작동을 제어하는 데이터 처리 장치.
  18. 실시예들을 참조하여 지금까지 설명한 것과 실질적으로 같은, 컴퓨터의 도움을 받아 수력 터빈의 작동을 제어하는 수력 터빈 작동 제어 방법.
  19. 실시예들을 참조하여 지금까지 설명한 것과 실질적으로 같은, 컴퓨터 읽기 메모리.
  20. 실시예들을 참조하여 지금까지 설명한 것과 실질적으로 같은, 컴퓨터 프로그램 요소.
KR1020107013860A 2007-11-23 2008-11-24 수류에서 전력을 추출하기 위한 제어 시스템 KR20100102618A (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
AU2007906438 2007-11-23
AU2007906438A AU2007906438A0 (en) 2007-11-23 Control system for extracting power from water flow

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20100102618A true KR20100102618A (ko) 2010-09-24

Family

ID=40667065

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020107013860A KR20100102618A (ko) 2007-11-23 2008-11-24 수류에서 전력을 추출하기 위한 제어 시스템

Country Status (9)

Country Link
US (1) US20110210548A1 (ko)
EP (1) EP2212548A4 (ko)
JP (1) JP2011504559A (ko)
KR (1) KR20100102618A (ko)
CN (1) CN101932824B (ko)
AU (1) AU2008328536B2 (ko)
CA (1) CA2706521A1 (ko)
CL (1) CL2008003487A1 (ko)
WO (1) WO2009065189A1 (ko)

Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8801386B2 (en) * 2008-04-14 2014-08-12 Atlantis Resources Corporation Pte Limited Blade for a water turbine
WO2009126995A1 (en) 2008-04-14 2009-10-22 Atlantis Resources Corporation Pte Limited Central axis water turbine
GB0904035D0 (en) * 2009-03-10 2009-04-22 Rolls Royce Plc Tidal stream energy device alignment control
KR20120042746A (ko) 2009-04-28 2012-05-03 아틀란티스 리소시스 코포레이션 피티이 리미티드 수중 동력 발생기
GB2470576A (en) * 2009-05-28 2010-12-01 Rolls Royce Plc Tidal stream energy device alignment control
US8920200B2 (en) 2009-10-27 2014-12-30 Atlantis Resources Corporation Pte Connector for mounting an underwater power generator
JP2011117355A (ja) * 2009-12-03 2011-06-16 Kyowa Engineering Consultants Co Ltd 小水力発電システム
GB0921207D0 (en) * 2009-12-03 2010-01-20 Tidal Energy Ltd Tidal turbine system
GB201006727D0 (en) * 2010-04-22 2010-06-09 Rolls Royce Plc An advanced warning apparatus and method for a turbine
FR2966524B1 (fr) * 2010-10-25 2015-12-11 Patenergie Dispositif pour convertir de l'energie cinetique de la chute d'un flux de materiau en energie electrique
EP2469257B1 (en) * 2010-12-23 2014-02-26 Openhydro IP Limited A hydroelectric turbine testing method
AU2012253228B2 (en) 2011-05-10 2013-07-11 Atlantis Resources Corporation Pte Limited Deployment apparatus and method of deploying an underwater power generator
CN102797617A (zh) * 2012-08-14 2012-11-28 中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司 一种海上风电与海洋波浪能联合发电装置
BR112015026524A2 (pt) * 2013-04-22 2017-07-25 Ihi Corp dispositivo submarino e método para controlar a postura do dispositivo submarino
JP5559412B1 (ja) * 2013-11-05 2014-07-23 長松院 泰久 浮力式連結水車型発電装置
JP2018025185A (ja) * 2016-07-28 2018-02-15 Ntn株式会社 水力発電装置および発電システム
US10819719B2 (en) * 2016-10-11 2020-10-27 General Electric Company Systems and methods for protecting a physical asset against a threat
CN107387305B (zh) * 2017-08-01 2019-11-01 广州腾龙电子塑胶科技有限公司 自适应调整迎浪角方法、系统、存储介质及其计算机设备
CN108798988B (zh) * 2018-06-14 2020-06-19 国电联合动力技术有限公司 一种潮流能发电机组主控程序编码方法

Family Cites Families (83)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2280148A (en) * 1940-08-28 1942-04-21 Dough King Inc Doughnut machine
US3139166A (en) * 1960-02-08 1964-06-30 Dominion Eng Works Ltd Overspeed prevention device
CH541065A (de) * 1972-01-20 1973-08-31 Bbc Brown Boveri & Cie Verdrillte Laufschaufel einer axial durchströmten Turbomaschine
US3942231A (en) * 1973-10-31 1976-03-09 Trw Inc. Contour formed metal matrix blade plies
US3986787A (en) * 1974-05-07 1976-10-19 Mouton Jr William J River turbine
US3986792A (en) * 1975-03-03 1976-10-19 Westinghouse Electric Corporation Vibration dampening device disposed on a shroud member for a twisted turbine blade
JPS521346A (en) * 1975-06-24 1977-01-07 U M I:Kk Power generating process availing ocean current and its device
AR216286A1 (es) * 1975-07-14 1979-12-14 Gutierrez Atencio F Conjunto hidromotriz transportatable
US4075500A (en) * 1975-08-13 1978-02-21 Grumman Aerospace Corporation Variable stator, diffuser augmented wind turbine electrical generation system
US4021135A (en) * 1975-10-09 1977-05-03 Pedersen Nicholas F Wind turbine
CH606801A5 (ko) * 1975-12-02 1978-11-15 Escher Wyss Ag
US4258271A (en) * 1977-05-19 1981-03-24 Chappell Walter L Power converter and method
US4207015A (en) * 1978-02-23 1980-06-10 Atencio Francisco J G Self-stabilized hydromotive assembly
AT359941B (de) * 1979-01-18 1980-12-10 Buchelt Benno Wasserturbine
US4256970A (en) * 1979-06-25 1981-03-17 Eugene Pascucci Apparatus for the exploitation of underwater currents for the production of electrical energy
US4524285A (en) * 1979-09-14 1985-06-18 Rauch Hans G Hydro-current energy converter
US4324985A (en) * 1980-07-09 1982-04-13 Grumman Aerospace Corp. Portable wind turbine for charging batteries
US4352989A (en) * 1980-08-19 1982-10-05 Gutierrez Atencio Francisco J Hydromotive set
DE3403805C2 (de) * 1984-02-03 1986-01-16 Georg Dr.-Ing. 8152 Feldkirchen-Westerham Spinner Verbindungsvorrichtung für Koaxialkabel
US4613279A (en) * 1984-03-22 1986-09-23 Riverside Energy Technology, Inc. Kinetic hydro energy conversion system
US4613760A (en) * 1984-09-12 1986-09-23 The English Electric Company Limited Power generating equipment
US4722665A (en) * 1984-11-07 1988-02-02 Tyson Warren N Turbine
US5506453A (en) * 1990-02-09 1996-04-09 Mccombs; John C. Machine for converting wind energy to electrical energy
GB9210421D0 (en) * 1992-05-15 1992-07-01 Gec Alsthom Ltd Turbine blade assembly
US5642984A (en) * 1994-01-11 1997-07-01 Northeastern University Helical turbine assembly operable under multidirectional fluid flow for power and propulsion systems
US5440176A (en) * 1994-10-18 1995-08-08 Haining Michael L Ocean current power generator
US5947679A (en) * 1996-03-28 1999-09-07 Voith Hydro, Inc. Adjustable blade turbines
US5954474A (en) * 1996-03-28 1999-09-21 Voith Hydro, Inc. Hydro-turbine runner
DE19719406C1 (de) * 1997-05-12 1998-11-19 Voith Hydro Gmbh & Co Kg Verfahren zum Betreiben einer hydraulischen Maschine
US5929531A (en) * 1997-05-19 1999-07-27 William Joseph Lagno Lunar tide powered hydroelectric plant
US5921745A (en) * 1997-09-29 1999-07-13 Hydroenergy Corporation Low head turbine
PT102088B (pt) * 1997-12-11 2004-06-30 Dos Santos Costa Antonio Jose Hidroreactor destinado ao aproveitamento da energia cinetica da agua em locais s onde as correntes sejam significativas para producao de energia electrica
US6091161A (en) * 1998-11-03 2000-07-18 Dehlsen Associates, L.L.C. Method of controlling operating depth of an electricity-generating device having a tethered water current-driven turbine
US6652221B1 (en) * 1999-02-24 2003-11-25 Peter Praenkel Water current turbine sleeve mounting
NL1013559C2 (nl) * 1999-11-11 2001-05-28 Peter Alexander Josephus Pas Systeem voor het uit water produceren van waterstof onder gebruikmaking van een waterstroom zoals een golfstroom of getijdenstroom.
KR100874046B1 (ko) * 1999-12-29 2008-12-12 쥐씨케이 테크놀로지, 인코포레이티드 자유 흐름수 터빈
US6476513B1 (en) * 2000-09-28 2002-11-05 Lubomir B. Gueorguiev Electrical generator system
NO322927B1 (no) * 2001-02-13 2006-12-18 Hammerfest Strom As Anordning for produksjon av energi fra strommer i vannmasser, en forankring, samt fremgangsmate for installasjon av anordningen
JP2002256810A (ja) * 2001-03-05 2002-09-11 Toshiba Corp 軸流タービン
US6856036B2 (en) * 2001-06-26 2005-02-15 Sidney Irving Belinsky Installation for harvesting ocean currents (IHOC)
PT1430220E (pt) 2001-09-17 2005-11-30 Clean Current Power Systems Inc Grupo de turbinas subaquaticas
US6846160B2 (en) * 2001-10-12 2005-01-25 Hitachi, Ltd. Turbine bucket
JP3465246B2 (ja) * 2001-11-08 2003-11-10 学校法人東海大学 流体発電装置
AT411093B (de) * 2001-12-07 2003-09-25 Va Tech Hydro Gmbh & Co Einrichtung und verfahren zur erzeugung elektrischer energie
JP3978186B2 (ja) * 2001-12-28 2007-09-19 三菱重工業株式会社 アップウィンド型風車及びその運転方法
JP2005517123A (ja) * 2002-02-05 2005-06-09 イ サン チョル 風力発電装置
CN2528952Y (zh) * 2002-02-05 2003-01-01 徐永长 流体能源转换器
GB0221896D0 (en) * 2002-09-20 2002-10-30 Soil Machine Dynamics Ltd Apparatus for generating electrical power from tidal water movement
JP4123890B2 (ja) * 2002-10-04 2008-07-23 株式会社日立製作所 ポンプ水車
BR0316445A (pt) * 2002-11-22 2005-10-11 Christophe Fonfrede Roda hidráulica
WO2004061297A1 (ja) * 2002-12-27 2004-07-22 Baba Technical Laboratory Inc. 風力発電装置
EP1462610A1 (de) * 2003-03-28 2004-09-29 Siemens Aktiengesellschaft Laufschaufelreihe für Strömungsmaschinen
US7218011B2 (en) * 2003-04-16 2007-05-15 Composite Support & Solutions, Inc. Diffuser-augmented wind turbine
US7095597B1 (en) * 2003-04-30 2006-08-22 Clipper Windpower Technology, Inc. Distributed static var compensation (DSVC) system for wind and water turbine applications
EP1642005B1 (de) * 2003-07-09 2009-10-14 Siemens Aktiengesellschaft Turbinenschaufel
NL1023999C1 (nl) * 2003-07-25 2005-01-26 Dixi Holding B V Verbeterde verticale as waterturbine, hydro-turby genoemd.
US6956300B2 (en) * 2003-08-04 2005-10-18 Andrew Roman Gizara Gimbal-mounted hydroelectric turbine
EA008203B1 (ru) 2003-09-19 2007-04-27 Атлантис Ресорсес Корпорэйшн Пте. Лимитед Система подводной выработки электроэнергии
BRPI0511731A (pt) 2004-06-01 2008-01-08 Atlantis Resources Corp Pte sistema de geração de energia subaquática
JP2006160025A (ja) * 2004-12-06 2006-06-22 Rikogaku Shinkokai 水中移動体および空気中移動体
US7088012B2 (en) * 2004-12-21 2006-08-08 Andrew Roman Gizara Transverse hydroelectric generator
CN101438054A (zh) * 2004-12-27 2009-05-20 凯文·福里斯特 多涡轮气流增强发生器
US7199484B2 (en) * 2005-07-05 2007-04-03 Gencor Industries Inc. Water current generator
GB2431628B (en) * 2005-10-31 2009-01-28 Tidal Generation Ltd A deployment and retrieval apparatus for submerged power generating devices
PE20070841A1 (es) 2005-12-19 2007-09-28 Atlantis Resources Corp Pte Un sistema de generacion de energia debajo del agua
US7470086B2 (en) * 2006-01-04 2008-12-30 Clifford Allen Jennings Submersible tethered platform for undersea electrical power generation
US20070191973A1 (en) * 2006-02-10 2007-08-16 General Electric Company Apparatus and method for configuring, processing and viewing state based data
US20070241566A1 (en) * 2006-02-28 2007-10-18 Kuehnle Manfred R Submersible turbine apparatus
US20070231117A1 (en) * 2006-04-03 2007-10-04 Alexander Gokhman Two-way generation tidal power plant with one-way turbines
US20070231148A1 (en) * 2006-04-03 2007-10-04 Lehoczky Kalman N Reversing free flow propeller turbine
US7489046B2 (en) * 2006-06-08 2009-02-10 Northern Power Systems, Inc. Water turbine system and method of operation
US7891953B2 (en) * 2006-09-05 2011-02-22 Verdant Power Rotating wedge leveler
AU2007309524B2 (en) * 2006-10-20 2012-05-17 Ocean Renewable Power Company, Llc Submersible turbine-generator unit for ocean and tidal currents
US7851933B2 (en) * 2007-03-15 2010-12-14 Duffey Christopher K System for generating constant speed output from variable speed input
US20080236159A1 (en) * 2007-03-27 2008-10-02 Glenn Martin Tierney Cycloidal power generator
CA2732060A1 (en) * 2007-07-25 2009-01-29 Trulite, Inc. Apparatus, system, and method to manage the generation and use of hybrid electric power
US8303241B2 (en) * 2007-11-13 2012-11-06 Verdant Power, Inc. Turbine yaw control
WO2009126995A1 (en) * 2008-04-14 2009-10-22 Atlantis Resources Corporation Pte Limited Central axis water turbine
US8801386B2 (en) * 2008-04-14 2014-08-12 Atlantis Resources Corporation Pte Limited Blade for a water turbine
KR20120042746A (ko) * 2009-04-28 2012-05-03 아틀란티스 리소시스 코포레이션 피티이 리미티드 수중 동력 발생기
US20120191265A1 (en) * 2009-05-22 2012-07-26 Atlantis Resources Corporation Pte Limited control of underwater turbine
US20120200084A1 (en) * 2009-10-26 2012-08-09 Atlantis Resources Corporation Pte Limited Underwater power generator
US8920200B2 (en) * 2009-10-27 2014-12-30 Atlantis Resources Corporation Pte Connector for mounting an underwater power generator

Also Published As

Publication number Publication date
CN101932824B (zh) 2013-06-05
CA2706521A1 (en) 2009-05-28
US20110210548A1 (en) 2011-09-01
AU2008328536B2 (en) 2013-07-25
JP2011504559A (ja) 2011-02-10
WO2009065189A1 (en) 2009-05-28
AU2008328536A1 (en) 2009-05-28
EP2212548A1 (en) 2010-08-04
EP2212548A4 (en) 2011-02-23
CN101932824A (zh) 2010-12-29
CL2008003487A1 (es) 2009-09-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20100102618A (ko) 수류에서 전력을 추출하기 위한 제어 시스템
AU2010251700B2 (en) Improvements to control of underwater turbine
EP2199606B1 (en) Method for determining a potential for icing on a wind turbine blade
EP1959134B1 (en) Method and system for utilizing lateral tower acceleration to detect asymmetric icing
CN102788697B (zh) 风力涡轮机的状态监测的方法和系统
WO2013002256A1 (ja) 運転監視システム、運転監視方法、及びプログラム
EP2726734B1 (en) Disablement of wind turbines in a wind park
CN104863794A (zh) 风力发电装置的偏航控制系统及偏航控制方法
EP3087271B1 (en) Water current power generation system
WO2012089211A2 (en) Control network for wind turbine park
EP3702613A1 (en) System and method for predicting wind turbine shutdowns due to excessive vibration
Etemaddar et al. Response analysis and comparison of a spar‐type floating offshore wind turbine and an onshore wind turbine under blade pitch controller faults
CN205862181U (zh) 一种基于bim的风电场集中监控系统
KR101196310B1 (ko) 회전망스크린을 위한 하중 감지 및 제어 장치
Jagtap et al. Smart monitoring and controlling of wind farms based on WSN
Talebi et al. Fault detection of wind energy conversion systems using recurrent neural networks
EP3807527A1 (en) A method of operating floating offshore wind turbines
KR20160122519A (ko) 블레이드 피치 컨트롤러 배터리 원격 감시 시스템 및 방법
Kenny et al. Control and instrumentation topologies for an integrated wave energy array
EP4118326B1 (en) Wind turbine control arrangement
LeBlanc et al. Description and Analysis of the Hardware Safety Systems for the DOE/SNL SWiFT Wind Turbines
Marques Control and operation of a vertical axis wind turbine
CN118148831A (zh) 一种风力发电的远程监控系统及方法
KR20240003285A (ko) 인공지능을 이용한 신재생 에너지 설비 관리 장치
EP2677373A2 (en) Concentrated solar power system

Legal Events

Date Code Title Description
WITN Application deemed withdrawn, e.g. because no request for examination was filed or no examination fee was paid