KR20120110685A - Torque control method for wind turbine - Google Patents

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KR20120110685A KR1020110028710A KR20110028710A KR20120110685A KR 20120110685 A KR20120110685 A KR 20120110685A KR 1020110028710 A KR1020110028710 A KR 1020110028710A KR 20110028710 A KR20110028710 A KR 20110028710A KR 20120110685 A KR20120110685 A KR 20120110685A
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Abstract

PURPOSE: A method for controlling the torque of a wind turbine is provided to decrease shocks caused by the change of the torque. CONSTITUTION: A method for controlling the torque of a wind turbine comprises following steps. A torque control is processed on the basis of a lookup table(S100). Whether or not the rotary speed of the wind turbine becomes less than a pre-set RPM(Revolution Per Minute) value is determined after a reference gradient gets into a rated power generation range(S200,S300). If the rotary speed is changed into less than the pre-set value, a torque value corresponding to the present rotary speed is compared with a present torque value(S400). If the present torque value is higher, first and second gradients which are set on the basis of the present rotary speed are controlled(S500). If the present torque value is smaller, the torque control is processed according to the lookup table(S600). [Reference numerals] (AA) Start; (BB) No; (CC) Yes; (DD) No; (EE) Yes; (FF) No; (GG) Yes; (S100) Facilitating the torque control in a first area on the basis of a lookup table; (S200) The rotary speed of the wind turbine exceeds the regulated speed?; (S300) Facilitating the torque control by entering a second area by estimating a standard gradient; (S400) A torque value corresponding to the present rotary speed is compared with a present torque value; (S500) Whether or not the present torque values is above the set torque value on the lookup table; (S600) Increasing or decreasing the torque on the basis of the first and second gradients

Description

풍력 발전기의 토크 제어 방법{Torque control method for wind turbine}Torque control method for wind turbine

본 발명은 풍력 발전기의 토크 제어방법에 관한 것으로서, 더욱 자세하게는 풍력 발전기의 회전속도가 일시적으로 급격하게 변동하여 규정속도 이하로 떨어지는 경우에도 연속적인 토크 변동을 유지하는 풍력 발전기의 토크 제어방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a torque control method of a wind generator, and more particularly, to a torque control method of a wind generator that maintains a continuous torque fluctuation even when the rotational speed of the wind generator temporarily fluctuates rapidly below a specified speed. will be.

일반적으로 풍력 발전은 어느 곳에나 산재되어 있는 무공해, 무한정의 바람을 이용하므로 환경에 미치는 영향이 거의 없고, 국토를 효율적으로 이용할 수 있다. In general, wind power generation uses no-pollution, indefinite wind, which is scattered everywhere, and has little impact on the environment, and can effectively use the land.

최근 풍력 발전기의 효율을 높이기 위해 발전기의 회전속도를 변동시킬 수 있는 가변속(variable speed) 풍력발전 시스템이 많이 채용되고 있는데, 미리 설정한 궤적을 추종하도록 토크 제어를 수행하는 방식이 이용되고 있으며, 이러한 토크 제어의 한 예로 조사표(lookup table)를 이용한 방식이 있다. Recently, in order to increase the efficiency of a wind generator, a variable speed wind power generation system capable of varying the rotational speed of the generator has been adopted, and a method of performing torque control to follow a predetermined trajectory has been used. One example of torque control is to use a lookup table.

도 1은 종래 조사표를 이용한 토크 제어 방식에서 토크와 회전속도의 관계를 보인 도면이다. 1 is a view showing the relationship between the torque and the rotation speed in the torque control method using a conventional lookup table.

상기 조사표를 이용한 토크 제어방식은, 발전기 회전속도에 대응하는 토크값을 미리 조사표(또는 함수식)에 설정해 놓고, 이에 따라 제어하는 방식으로, 발전기의 회전속도가 S1 이상이 되면 발전을 시작하여 풍속이 증가함에 따라 영역 1(ABCD 구간) -> 영역 2(DE 구간)의 궤적을 따라 토크 제어를 수행한다. In the torque control method using the survey table, a torque value corresponding to the generator rotation speed is set in advance in the survey table (or a function formula) and controlled accordingly. When the rotation speed of the generator reaches S1 or more, power generation starts and wind speed is increased. As it increases, torque control is performed along the trajectory of area 1 (ABCD section)-> area 2 (DE section).

여기서 영역 1(ABCD 구간)은 정격 이하의 발전 영역을 나타내며, 영역 2(DE 구간)는 정격발전이 가능한 영역이며, 영역 1의 BC 구간은 최적 선단속도비(tip-speed ratio)를 유지하는 구간이다. 즉, 영역 1과 영역 2는 발전기 회전속도에 따라 구분되며, 회전속도가 규정속도값(Sr) 미만일 때는 영역 1, 회전속도가 규정속도값(Sr) 이상인 경우에는 영역 2가 된다. Here, Zone 1 (ABCD section) represents a power generation area below the rating, Zone 2 (DE section) is a zone where rated power generation is possible, and BC section of Zone 1 is a section that maintains an optimal tip-speed ratio. to be. That is, the area 1 and the area 2 are divided according to the generator rotational speed, and the area 1 is the area 1 when the rotational speed is less than the specified speed value Sr, and the area 2 when the rotational speed is more than the specified speed value Sr.

또한, 상기 발전기의 회전속도는 센서를 통해 측정하고, 센서의 장착 위치나 증속기의 유무에 따라 계산하는 방식이 적용되며, 필터를 사용하여 잡음이나 불필요한 주파수 성분을 제거한다.
In addition, the rotational speed of the generator is measured through a sensor, a calculation method is applied according to the mounting position of the sensor or the presence or absence of the speed increaser, using a filter to remove noise or unnecessary frequency components.

그러나, 종래 토크 제어 방식에 있어서는 도 1에 도시한 바와 같이 회전속도가 증가하여 영역 1에서 영역 2로 이동한 후 영역 2에서 발전을 하는 중 풍속이 감소하여 발전기 회전속도가 고정된 규정속도값(Sr) 이하로 약간 변경되는 경우, 즉 풍속이 일시적으로 감소할 경우에도 영역 2에서 영역 1로 급격하게 토크가 변동함에 따라 정격발전을 지속적으로 유지하지 못한다는 문제점이 있었다.
However, in the conventional torque control method, as shown in FIG. 1, the rotational speed is increased to move from the area 1 to the area 2, and then the wind speed decreases during power generation in the area 2 so that the generator speed is fixed. Sr) is slightly changed below, that is, even if the wind speed is temporarily reduced, there is a problem in that the constant power generation is not continuously maintained as the torque fluctuates rapidly from the region 2 to the region 1.

본 발명의 목적은 상술한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 정격발전이 가능한 영역으로 진입 후에 발전기 회전속도가 규정속도값 이하로 변경되는 경우에 설정값까지 관성 에너지를 이용한 토크 제어를 수행하여 정격발전을 지속적으로 유지하는 풍력 발전기의 토크 제어 방법을 제공하는데 그 목적이 있다. An object of the present invention is to solve the conventional problems as described above, the torque control using the inertia energy up to the set value when the generator rotational speed is changed to less than the specified speed value after entering the area capable of rated power generation The purpose of the present invention is to provide a torque control method of a wind generator that continuously maintains rated power generation.

또한, 토크 제어가 간단한 조사표를 사용하면서도 정격발전이 가능한 영역을 증가시킬 수 있는 토크 제어방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
It is also an object of the present invention to provide a torque control method capable of increasing a range in which rated power is possible while using a simple table of torque control.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 풍력 발전기의 토크 제어 방법은, 풍력 발전기 회전속도에 대응하는 토크값을 설정해 놓은 조사표(또는 함수식)를 참조하여 토크 제어의 수행을 시작하는 단계, 상기 단계에서 회전속도의 지속적인 증가에 따라 기준 경사도를 추종하여 정격발전이 가능한 영역으로 진입한 이후에 발전기 회전속도가 기 설정한 회전속도값(rpm) 이하로 변경되는가를 판단하는 단계, 상기 회전속도가 설정한 회전속도값(rpm) 이하로 변경되는 경우에, 상기 조사표 상에 설정된 현재 회전속도에 대응하는 토크값과 현재 검출한 토크값의 비교를 수행하는 단계, 상기 비교결과 현재 검출한 토크값이 큰 경우에는 현재 회전속도의 감소 또는 증가에 따라 설정한 제1 경사도 또는 제2 경사도를 추종한 토크의 감소 또는 증가 제어를 수행하는 단계 및 상기 비교결과 현재 검출한 토크값이 작은 경우에는 상기 조사표(또는 함수식)를 참조하여 토크 제어를 수행하는 단계를 포함하여 이루어진다.
In order to achieve the above object, the torque control method of the wind power generator according to the present invention, the step of starting to perform the torque control with reference to the survey table (or functional formula) that has set the torque value corresponding to the wind generator rotational speed, Determining whether the generator rotational speed changes below a predetermined rotational speed value (rpm) after entering a region where rated power generation is possible by following the reference gradient according to the continuous increase of the rotational speed in the step; Is compared with a torque value corresponding to the current rotation speed set on the survey table and the currently detected torque value when the rotation speed value is lower than the set rotation speed value (rpm), the torque value currently detected as a result of the comparison. In this large case, the decrease or increase in torque following the first or second slope set according to the decrease or increase in the current rotation speed. And the step of performing the control result of the comparison when the currently detected torque value is small, comprises the step of performing a torque control by reference to the lookup table (or a function expression).

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 풍력 발전기의 토크 제어 방법에 의하면, 풍속의 감소로 인하여 발전기 회전속도가 고정된 규정속도값 이하로 변경되는 경우에도 관성 에너지를 이용한 토크 제어를 수행하여 정격발전을 지속적으로 유지하고, 회전속도가 감소와 증가를 반복하여도 설정된 기울기를 추종하는 연속적인 토크 감소 또는 증가를 통해 토크 변동으로 인한 충격을 완화시키며, 제어가 간단한 조사표를 사용하면서도 정격발전이 가능한 영역을 증가시킨다는 효과가 얻어진다.
As described above, according to the torque control method of the wind generator according to the present invention, even when the generator rotational speed is changed to less than a fixed specified speed value due to the reduction of the wind speed, the torque control using the inertial energy is carried out to perform the rated power generation. Remains continuous, reduces the shock caused by torque fluctuations by continuously decreasing or increasing the torque following the set slope even if the rotational speed is repeatedly decreased and increased. The effect of increasing is obtained.

도 1은 종래 조사표를 이용한 토크 제어 방식에서 토크와 회전속도의 관계를 보인 도면.
도 2는 본 발명의 실시예를 적용하기 위한 풍력 발전기의 구성을 간략하게 보인 블록도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 풍력 발전기의 토크 제어 과정을 보인 흐름도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 토크 제어 방식에서 토크와 회전속도의 관계를 보인 도면. 1 is a view showing the relationship between the torque and the rotation speed in the torque control method using a conventional lookup table.
Figure 2 is a simplified block diagram showing the configuration of a wind generator for applying an embodiment of the present invention.
Figure 3 is a flow chart showing a torque control process of the wind generator according to an embodiment of the present invention.
4 is a view showing a relationship between the torque and the rotation speed in the torque control method according to an embodiment of the present invention.

이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 또한, 본 발명을 설명하는데 있어서 동일 부분은 동일 부호를 붙이고, 그 반복 설명은 생략한다.
DETAILED DESCRIPTION Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present invention. In addition, in describing this invention, the same code | symbol is attached | subjected and the repeated description is abbreviate | omitted.

도 2는 본 발명의 실시예를 적용하기 위한 풍력 발전 시스템의 구성을 간략하게 보인 블록도이다. 2 is a block diagram briefly showing a configuration of a wind power generation system for applying an embodiment of the present invention.

도 2에서 도시한 바와 같이, 본 발명을 적용하기 위한 풍력 발전기는, 다수의 블레이드(100), 허브(200)를 통해 블레이드와 연결되어 블레이드의 회전에 따라 회전되는 주축(300), 상기 주축(300)에 연결되어 회전속도를 높이기 위한 증속기(400), 상기 증속기(400)에 연결되어 전기를 발생시키는 발전기(500), 풍속 및 풍향을 측정하기 위한 풍속/풍향 측정기(600), 풍력 발전 시스템의 전반적인 제어를 위한 제어기(700) 및 상기 발전기(500)에서 발전되는 전력을 변환하여 상용 전력계통망에 연계시키는 전력변환기(800)를 포함하며, 이중 상기 제어기(700)는 토크 지령을 생성하여 발전기(500)의 토크를 제어하게 된다.
As shown in FIG. 2, the wind generator for applying the present invention includes a plurality of blades 100 and a spindle 300 connected to the blades through the hub 200 to be rotated according to the rotation of the blades, the spindle ( 300 is connected to the speed increaser 400 to increase the rotational speed, the generator 500 is connected to the speed increaser 400 to generate electricity, the wind speed / wind direction measurer 600 for measuring the wind speed and wind direction, wind power A controller 700 for the overall control of the power generation system and a power converter 800 for converting the power generated in the generator 500 to be connected to the commercial power system network, wherein the controller 700 is a torque command Generate and control the torque of the generator 500.

이와 같이 구성한 본 발명에 따른 실시예의 동작 과정을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. When described in detail with reference to the accompanying drawings the operation of the embodiment according to the present invention configured as described above.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 풍력 발전기의 토크 제어 과정을 보인 흐름도이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 토크 제어 방식에서 토크와 회전속도의 관계를 보인 도면이다. 3 is a flowchart illustrating a torque control process of a wind generator according to an exemplary embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a diagram illustrating a relationship between a torque and a rotation speed in a torque control scheme according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 3 및 도 4를 참조하면, 먼저 발전기 회전속도에 대응하는 토크값을 설정해 놓은 조사표(또는 함수식)를 참조하여 영역 1(ABCD)에서의 토크 제어 수행을 시작한다(S100). 3 and 4, first, torque control is performed in the area 1 ABCD with reference to a survey table (or a function formula) in which a torque value corresponding to a generator rotational speed is set (S100).

상기 영역 1의 BC 구간에서 토크 제어 수행 중 발전기의 회전속도가 지속적인 증가에 따라 정격발전을 위한 규정속도값(Sr) 이상이 되면, 상기 조사표를 참조한 기준 경사도(CD)를 추종하여 정격발전이 가능한 영역 2(DE)로 진입하여 토크 제어를 수행한다(S200 ~ S300). If the rotational speed of the generator during the torque control in the BC section of the area 1 is more than the specified speed value (Sr) for the rated power generation as the continuous increase, the rated power generation is possible by following the reference gradient (CD) referring to the survey table Torque control is performed by entering the area 2 DE (S200 to S300).

이후, 상기 발전기 회전속도가 기 설정한 회전속도값(Sg) 이하인가를 판단한다(S400). Thereafter, it is determined whether the generator rotational speed is equal to or less than the predetermined rotational speed value Sg (S400).

상기 S400 단계의 판단결과 설정한 회전속도값(Sg) 이하로 변경되는 경우에는 상기 조사표 상에 설정된 현재 회전속도에 대응하는 토크값과 현재 검출한 토크값의 비교를 수행한다(S500).When the rotation speed value Sg is changed to be equal to or less than the set rotation speed value Sg as a result of the determination in step S400, a comparison between the torque value corresponding to the current rotation speed set on the survey table and the currently detected torque value is performed (S500).

상기 비교결과 현재 검출한 토크값이 작은 경우에는 상기 조사표(또는 함수식)를 참조하여 토크 제어를 수행하는 단계 S100으로 되돌아가고, 현재 검출한 토크값이 큰 경우에는 현재 회전속도의 감소 또는 증가에 따라 설정한 제1 경사도 또는 제2 경사도를 추종한 토크의 감소 또는 증가 제어를 수행한다(S600). As a result of the comparison, when the detected torque value is small, the flow returns to step S100 of performing torque control with reference to the survey table (or a function expression). When the detected torque value is large, the current rotation speed decreases or increases. The reduction or increase control of the torque following the set first inclination or second inclination is performed (S600).

즉, 현재 회전속도가 감소하는 경우에는 상기 제1 경사도(GH)를 추종한 토크값으로 감소 제어를 수행하며, 이때 하기의 수학식 1에 의해 산출되는 토크(T)로 감소 제어를 수행한다. That is, when the current rotation speed decreases, the reduction control is performed using the torque value following the first gradient GH, and the reduction control is performed by the torque T calculated by Equation 1 below.

Figure pat00001
Figure pat00001

여기서,

Figure pat00002
는 토크,
Figure pat00003
는 이전 시간단계(time step)에서의 토크값,
Figure pat00004
는 제1 경사도,
Figure pat00005
는 현재 발전기의 회전속도,
Figure pat00006
는 이전 시간단계에서의 발전기의 회전속도이다. here,
Figure pat00002
Is torque,
Figure pat00003
Is the torque value from the previous time step,
Figure pat00004
Is the first slope,
Figure pat00005
Is the speed of current generator,
Figure pat00006
Is the rotational speed of the generator in the previous time step.

만약, 상기 제1 경사도(GH, Slope2)를 추종하여 토크의 감소 제어중에 회전속도가 지속적으로 감소하여 현재 토크값이 조사표 상에 설정된 현재 회전속도에 대응하는 토크값보다 작아지면 상기 단계 S100으로 되돌아간다.
If the rotational speed is continuously decreased during the torque reduction control by following the first slopes GH and Slope2, and the current torque value becomes smaller than the torque value corresponding to the current rotational speed set on the survey table, the process returns to step S100. Goes.

한편, 도 4에 도시한 바와 같이 상기 S600 단계에서 현재 회전속도의 증가에 따라 설정한 제2 경사도(IJ, Slope3)를 추종한 토크의 증가 제어를 수행하는 경우, 하기의 수학식 2에 의해 산출되는 토크(T)로 감소 제어를 수행한다. 이때, 상기 기준 경사도(CD)와 제1 경사도(GH, Slope2)는 제2 경사도(IJ, Slope3)보다 상대적으로 큰 경사값을 갖고, 상기 기준 경사도(CD)와 제1 경사도(GH, Slope2)는 동일한 값을 갖지 않으며, 풍력 발전기의 특성에 따라 결정한다. On the other hand, as shown in Figure 4 when the increase control of the torque following the second inclination (IJ, Slope3) set in accordance with the increase of the current rotation speed in step S600 is performed by the following equation (2) The reduction control is performed at the torque T. In this case, the reference slope CD and the first slopes GH and Slope2 have a larger slope value than the second slopes IJ and Slope3, and the reference slope CD and the first slopes GH and Slope2. Does not have the same value and depends on the characteristics of the wind generator.

Figure pat00007
Figure pat00007

여기서,

Figure pat00008
는 토크,
Figure pat00009
는 이전 시간단계(time step)에서의 토크값,
Figure pat00010
는 제2 경사도,
Figure pat00011
는 현재 발전기의 회전속도,
Figure pat00012
는 이전 시간단계에서의 발전기의 회전속도이다.
here,
Figure pat00008
Is torque,
Figure pat00009
Is the torque value from the previous time step,
Figure pat00010
Is the second slope,
Figure pat00011
Is the speed of current generator,
Figure pat00012
Is the rotational speed of the generator in the previous time step.

또한, 상기 제2 경사도(IJ, Slope3)를 추종하도록 토크를 증가 제어시에 다시 회전속도가 감소하면 제1 경사도(GH, Slope2)를 추종하도록 토크 감소제어를 수행한다(단, 상기 조사표 상에 설정된 현재 회전속도에 대응하는 토크값보다 현재 검출한 토크값이 큰 경우).
Further, if the rotational speed decreases again when the torque is increased to follow the second inclinations IJ and Slope3, the torque reduction control is performed to follow the first inclinations GH and Slope2. Current detected torque value is larger than the torque value corresponding to the set current rotation speed).

이상, 본 발명자에 의해서 이루어진 발명을 상기 실시예에 따라 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것은 아니고, 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변경 가능한 것은 물론이다.
As mentioned above, although the invention made by this inventor was demonstrated concretely according to the said Example, this invention is not limited to the said Example and can be variously changed in the range which does not deviate from the summary.

100 : 블레이드 200 : 허브
300 : 주축 400 : 증속기
500 : 발전기 600 : 풍속/풍향 측정기
700 : 제어기 800 : 전력변환기 100: blade 200: hub
300: spindle 400: gearbox
500: generator 600: wind speed / direction measuring instrument
700: controller 800: power converter

Claims (6)

풍력 발전기 회전속도에 대응하는 토크값을 설정해 놓은 조사표(또는 함수식)를 참조하여 토크 제어의 수행을 시작하는 단계,
상기 단계에서 회전속도의 지속적인 증가에 따라 기준 경사도를 추종하여 정격발전이 가능한 영역으로 진입한 이후에 발전기 회전속도가 기 설정한 회전속도값(rpm) 이하로 변경되는가를 판단하는 단계,
상기 회전속도가 설정한 회전속도값(rpm) 이하로 변경되는 경우에, 상기 조사표 상에 설정된 현재 회전속도에 대응하는 토크값과 현재 검출한 토크값의 비교를 수행하는 단계,
상기 비교결과 현재 검출한 토크값이 큰 경우에는 현재 회전속도의 감소 또는 증가에 따라 설정한 제1 경사도 또는 제2 경사도를 추종한 토크의 감소 또는 증가 제어를 수행하는 단계 및
상기 비교결과 현재 검출한 토크값이 작은 경우에는 상기 조사표(또는 함수식)를 참조하여 토크 제어를 수행하는 단계를 포함하는 풍력 발전기의 토크 제어 방법. Starting to perform torque control with reference to a survey table (or a function formula) in which a torque value corresponding to the wind generator rotation speed is set;
Determining whether the generator rotational speed changes below a predetermined rotational speed value (rpm) after entering the area where rated power generation is possible by following the reference slope according to the continuous increase of the rotational speed in the step;
Performing a comparison between a torque value corresponding to a current rotation speed set on the survey table and a currently detected torque value when the rotation speed is changed to a set rotation speed value (rpm) or less;
Performing a control to decrease or increase the torque following the first inclination or the second inclination according to the decrease or increase of the current rotation speed when the current detected torque value is large; and
Torque control method of the wind turbine, comprising the step of performing torque control with reference to the survey table (or a function expression) when the currently detected torque value is small as a result of the comparison. 제1항에 있어서,
상기 제1 경사도를 추종하여 토크의 감소 제어 수행중, 상기 회전속도가 증가하는 경우에는 상기 제2 경사도를 추종하여 토크값을 증가시키는 단계를 더 포함하는 것인 풍력 발전기의 토크 제어 방법. The method of claim 1,
The torque control method of the wind turbine further comprises the step of following the second inclination to increase the torque value when the rotational speed is increased during the following control of the torque decrease following the first inclination. 제1항에 있어서,
상기 제2 경사도를 추종하여 토크의 증가 제어 수행중, 상기 회전속도가 감소하는 경우에는 상기 제1 경사도를 추종하여 토크값을 감소시키는 단계를 더 포함하는 것인 풍력 발전기의 토크 제어 방법. The method of claim 1,
The torque control method of the wind generator further comprises the step of following the first inclination to reduce the torque value when the rotational speed is reduced during the increase control of the torque following the second inclination. 제1항에 있어서,
상기 기준 경사도와 제1 경사도는 제2 경사도보다 상대적으로 큰 경사값을 갖고,
상기 기준 경사도와 제1 경사도는 동일한 값을 갖지 않으며, 풍력 발전기의 특성에 따라 결정되는 것인 풍력 발전기의 토크 제어 방법. The method of claim 1,
The reference inclination and the first inclination have a larger inclination value than the second inclination,
The reference inclination and the first inclination do not have the same value, and the torque control method of the wind generator is determined according to the characteristics of the wind generator. 제1항에 있어서,
상기 설정한 제1 경사도를 추종하도록 토크를 감소 제어시에 하기의 수학식에 의해 산출되는 토크로 감소 제어하는 것인 풍력 발전기의 토크 제어 방법.
[수학식 1]
Figure pat00013

여기서,
Figure pat00014
는 토크,
Figure pat00015
는 이전 시간단계(time step)에서의 토크값,
Figure pat00016
는 제1 경사도,
Figure pat00017
는 현재 발전기의 회전속도,
Figure pat00018
는 이전 시간단계에서의 발전기의 회전속도이다. The method of claim 1,
Torque control method of the wind turbine, characterized in that the torque is reduced by the torque calculated by the following equation during the reduction control to follow the set first inclination.
[Equation 1]
Figure pat00013

here,
Figure pat00014
Is torque,
Figure pat00015
Is the torque value from the previous time step,
Figure pat00016
Is the first slope,
Figure pat00017
Is the speed of current generator,
Figure pat00018
Is the rotational speed of the generator in the previous time step. 제1항에 있어서,
상기 설정한 제2 경사도를 추종하도록 토크를 증가 제어시에 하기의 수학식에 의해 산출되는 토크로 증가 제어하는 것인 풍력 발전기의 토크 제어 방법.
[수학식 2]
Figure pat00019

여기서,
Figure pat00020
는 토크,
Figure pat00021
는 이전 시간단계(time step)에서의 토크값,
Figure pat00022
는 제2 경사도,
Figure pat00023
는 현재 발전기의 회전속도,
Figure pat00024
는 이전 시간단계에서의 발전기의 회전속도이다. The method of claim 1,
The torque control method of the wind power generator is to increase the control by the torque calculated by the following equation during the increase control to follow the set second slope.
&Quot; (2) "
Figure pat00019

here,
Figure pat00020
Is torque,
Figure pat00021
Is the torque value from the previous time step,
Figure pat00022
Is the second slope,
Figure pat00023
Is the speed of current generator,
Figure pat00024
Is the rotational speed of the generator in the previous time step.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101402307B1 (en) * 2013-05-08 2014-06-03 한밭대학교 산학협력단 Method and apparatus for controlling torque of wind turbine using aerodynamic torque observer
WO2023130686A1 (en) * 2022-01-10 2023-07-13 江苏金风科技有限公司 Control method and apparatus for wind turbine generator set, and device

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101676968B1 (en) 2015-12-10 2016-11-16 한밭대학교 산학협력단 Method andapparatus for controlling torque of wind turbine using wind speed observer
KR101716074B1 (en) 2016-02-04 2017-03-14 한밭대학교 산학협력단 Method and apparatus of power controller for regulating rated power in wind turbine systems
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3169838B2 (en) 1996-08-21 2001-05-28 東芝機械株式会社 Servo motor control method
US6137187A (en) * 1997-08-08 2000-10-24 Zond Energy Systems, Inc. Variable speed wind turbine generator
JP3864309B2 (en) 2002-07-05 2006-12-27 株式会社安川電機 Wind power generation system and method

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101402307B1 (en) * 2013-05-08 2014-06-03 한밭대학교 산학협력단 Method and apparatus for controlling torque of wind turbine using aerodynamic torque observer
WO2023130686A1 (en) * 2022-01-10 2023-07-13 江苏金风科技有限公司 Control method and apparatus for wind turbine generator set, and device

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