KR20130074260A - Apparatus for controlling wind turbine in extreme wind speeds and method using the same - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: An apparatus and method for controlling the extreme wind speed of a wind turbine are provided to reducing the operation stop time of the turbine, thereby improving the availability and the annual energy production (AEP) of the turbine. CONSTITUTION: An apparatus for controlling the extreme wind speed of a wind turbine (10) includes a regulating part (110), a wind speed detecting part (120), and a control part (130). The regulating part regulates at least one between the rotating speed of a blade (11) and the output amount of a generator (12) in the turbine. The wind speed detecting part detects a wind speed on the turbine. When the wind speed is over a predetermined shut down speed, the control part controls the regulating part in order to reduce at least one between the rotating speed and the output amount. [Reference numerals] (110) Regulating part; (12) Generator; (120) Wind speed detecting part; (13) Power converter; (130) Control part; (20) System

Description

풍력 터빈의 극한 풍속 제어 장치 및 제어 방법{APPARATUS FOR CONTROLLING WIND TURBINE IN EXTREME WIND SPEEDS AND METHOD USING THE SAME}Wind speed turbine extreme wind speed control device and control method {APPARATUS FOR CONTROLLING WIND TURBINE IN EXTREME WIND SPEEDS AND METHOD USING THE SAME}

본 발명은 풍력 터빈의 극한 풍속 제어 장치 및 제어 방법에 관한 것으로서, 고풍속으로 인한 풍력 터빈의 운정 정지로 인해 발생하게 되는 전력 손실을 감소 및 계통에 원활하게 전력을 공급 할 수 있도록 구성된 풍력 터빈의 극한 풍속 제어 장치 및 제어 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an extreme wind speed control apparatus and a control method of a wind turbine, and to reduce the power loss caused by the wind turbine's operation stop due to high wind speed and to provide a smooth power supply to the system. It relates to an extreme wind speed control device and a control method.

일반적으로, 풍력 에너지는 급성장하는 에너지 공급원으로서, 화석 기반 에너지 공급원에 비하여 청정하면서 재생 가능하며, 생태학적으로 자연 친화적인 에너지를 제공한다. 따라서, 풍력 발전은 유력한 대체 에너지원으로 인정받고 있으며, 그 이용이 늘어가고 있는 추세이다.In general, wind energy is a rapidly growing energy source that provides clean, renewable and ecologically friendly energy compared to fossil-based energy sources. Therefore, wind power generation is recognized as a viable alternative energy source, and its use is increasing.

풍력 발전에 사용되는 풍력 터빈(Wind Turbine Generator; WTG)는 여러 가지 형태나 구조의 블레이드를 이용하여 바람 에너지를 회전 에너지와 같은 기계적 에너지로 변환하고, 변환된 기계적 에너지를 이용하여 발전기를 구동시킴으로써 전력을 생산하도록 한다.Wind Turbine Generator (WTG) used in wind power generation uses blades of various shapes or structures to convert wind energy into mechanical energy such as rotational energy, and uses the converted mechanical energy to drive a generator. To produce.

최근에는 발전 용량의 증가로 인해 대단위 풍력 터빈 단지가 조성됨으로써 전국적으로 소비자에게 전기를 전달할 수 있는 전력망 내에 통합이 가능해지고, 풍력 발전을 위한 풍력 터빈(Wind Turbine Generator; WTG)의 성능이 전력을 전달받게 되는 계통(power gird)의 특성에 큰 영향을 미치게 되므로, 외적인 극한 상황에서도 풍력 터빈이 계통과 연결되어 발전을 수행할 수 있어야 한다. In recent years, the increase in power generation capacity has led to the creation of large-scale wind turbine complexes, which can be integrated into the grid to deliver electricity to consumers nationwide, and the performance of wind turbine generators (WTG) for wind power generation deliver power. Because of the significant impact on the characteristics of the power girds received, wind turbines must be able to connect with the grid to generate electricity under extreme conditions.

그러나, 도 1에 도시된 풍력 터빈의 풍속 대비 출력을 나타내는 그래프(도 1의 (a))와 운전시간에 따른 출력의 변화량을 나타내는 그래프(도 1의 (b))에서와 같이, 종래의 풍력 터빈은 고풍속(V_out), 즉 풍속이 셧다운 풍속(shut down speed, 제한 풍속)에 도달하는 경우, 운전을 정지하게 되고, 이러한 풍력 터빈의 운전 정지로 인해 전력 생산이 감소하게 되며, 재운전할 때까지의 운전 정지 기간(T1)이 길어지게 되는 문제가 있다.However, as in the graph showing the output versus the wind speed of the wind turbine shown in Fig. 1 (Fig. 1 (a)) and the graph showing the amount of change in output according to the operating time (Fig. 1 (b)), conventional wind power The turbine will stop operating when high wind speed (V_out), that is, when the wind speed reaches the shutdown wind speed (limit wind speed), the power production is reduced due to the operation of the wind turbine, and when restarting There is a problem in that the operation stop period T1 until.

본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 고풍속에서 발생하게 되는 전력 손실을 감소시키도록 하고, 풍력 터빈의 운전 정지 시간을 감소시킴으로써 풍력 터빈의 이용률과 연간 에너지 생산량(Annual Energy Production : AEP)을 증대시키도록 한다.The present invention is to solve the conventional problems as described above, and to reduce the power loss generated at high wind speed, by reducing the downtime of the wind turbine utilization rate and annual energy output of the wind turbine (Annual Energy Production: AEP).

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면, 풍력 터빈의 극한 풍속 제어 장치로서, 상기 풍력 터빈(10)에 포함된 블레이드(11)의 회전속도 및 발전기(12)의 출력량 중 어느 하나 이상을 조절하는 조절부(110); 상기 풍력 터빈(10)에 가해지는 풍속을 감지하는 풍속감지부(120); 및 상기 풍속감지부(120)에 의해 감지된 풍속이 설정된 셧다운 풍속(shut down speed) 이상인 경우, 상기 조절부(110)를 제어하여 상기 블레이드(11)의 회전속도 및 발전기(12)의 출력량 중 어느 하나 이상을 감소시키도록 제어하는 제어부(130);를 포함하는 것을 특징으로 하는 풍력 터빈의 극한 풍속 제어 장치를 제공한다.According to an aspect of the present invention for achieving the above object, as an extreme wind speed control device of the wind turbine, any one or more of the rotational speed of the blade 11 included in the wind turbine 10 and the output of the generator 12 Adjusting unit 110 to adjust; A wind speed sensing unit 120 for sensing wind speeds applied to the wind turbine 10; And when the wind speed sensed by the wind speed detector 120 is equal to or greater than a set shutdown wind speed, the controller 110 controls the control unit 110 to control the rotation speed of the blade 11 and the output of the generator 12. It provides an extreme wind speed control device of a wind turbine comprising a; control unit 130 to control to reduce any one or more.

상기 조절부(110)는, 블레이드(11)가 바람을 맞이하는 방향과 상기 블레이드(11)로 부는 바람의 방향 사이의 풍향 편차값을 조절하여 상기 블레이드(11)의 회전속도 및 발전기(12)의 출력량 중 어느 하나 이상을 조절하는 것;을 특징으로 한다.The control unit 110, by adjusting the wind direction deviation value between the direction in which the blade 11 receives the wind and the direction of the wind blowing into the blade 11, the rotational speed of the blade 11 and the generator 12 Adjusting any one or more of the output amount of;

상기 제어부(130)는, 상기 풍력 터빈(10)에 가해지는 풍하중이 설정된 풍하중 이상인 경우, 상기 풍력 터빈(10)의 운전을 정지하는 것;을 특징으로 한다.When the wind load applied to the wind turbine 10 is equal to or greater than the set wind load, the controller 130 stops the operation of the wind turbine 10.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 풍력 터빈의 극한 풍속 제어 장치로서, 상기 풍력 터빈(10)에 가해지는 풍속이 설정된 셧다운 풍속(shut down speed) 이상인 경우, 블레이드(11)가 바람을 맞이하는 방향과 상기 블레이드(11)로 부는 바람의 방향 사이의 풍향 편차값을 크게 하여 상기 블레이드(11)의 회전속도 및 발전기(12)의 출력량을 줄이는 것; 을 특징으로 하는 풍력 터빈의 극한 풍속 제어 장치를 제공한다.According to another aspect of the present invention, as an extreme wind speed control device for a wind turbine, when the wind speed applied to the wind turbine 10 is equal to or greater than a set shutdown down speed, the direction in which the blade 11 receives the wind and Reducing the rotational speed of the blades 11 and the output of the generator 12 by increasing the wind direction deviation value between the directions of the wind blowing to the blades 11; Provided is an extreme wind speed control device for a wind turbine.

본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 풍력 터빈의 극한 풍속 제어 방법으로서, 상기 풍력 터빈(10)에 가해지는 풍속을 감지하는 단계(S12); 및 상기 풍속을 감지하는 단계(S12)에서 상기 풍속이 설정된 셧다운 풍속(shut down speed) 이상인 경우 블레이드(11)의 회전속도 및 발전기(12)의 출력량 중 어느 하나 이상을 감소시키는 단계(S13);를 포함하는 것을 특징으로 하는 풍력 터빈의 극한 풍속 제어 방법을 제공한다. According to still another aspect of the present invention, there is provided a method of controlling an extreme wind speed of a wind turbine, the method comprising: detecting a wind speed applied to the wind turbine (10) (S12); And reducing at least one of a rotational speed of the blade 11 and an output amount of the generator 12 when the wind speed is equal to or greater than a set shutdown down speed in the step S12 of detecting the wind speed. It provides an extreme wind speed control method of a wind turbine comprising a.

상기 블레이드(11)의 회전속도 및 발전기(12)의 출력량 중 어느 하나 이상을 감소시키는 단계(S13)를 수행하는 과정에서 상기 풍력 터빈(10)에 가해지는 풍하중이 설정된 풍하중 이상인 경우, 상기 풍력 터빈(10)의 운전을 정지시키는 단계(S14);를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.When the wind load applied to the wind turbine 10 is greater than or equal to the set wind load during the step S13 of reducing at least one of the rotational speed of the blade 11 and the output amount of the generator 12, the wind turbine Step (S14) to stop the operation of (10); characterized in that it further comprises.

본 발명에 따르면, 풍력 터빈이 정지하는 과정에서도 전력을 생산케함으로써 고풍속에서 발생하게 되는 전력 손실을 감소시킬 수 있고, 풍력 터빈의 운전 정지 기간도 감소되어 풍력 터빈의 이용률과 연간 에너지 생산량(Annual Energy Production : AEP)을 증대시킬 수 있다.According to the present invention, by generating power even in the process of stopping the wind turbine, it is possible to reduce the power loss generated at high wind speed, the downtime of the wind turbine is also reduced, the wind turbine utilization and annual energy output (Annual) Energy Production (AEP) can be increased.

도 1의 (a)는 종래의 기술에 따른 풍력 터빈의 풍속 대비 출력을 나타낸 그래프이며, (b)는 운전시간에 따른 출력의 변화량을 나타내는 그래프.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력 터빈의 극한 풍속 제어 장치를 도시한 구성도.
도 3의 (a)는 본 발명의 일 실시예에 따른 극한 풍속 제어 장치에 의한 풍력 터빈의 풍속 대비 출력을 나타낸 그래프이며, (b) 운전시간에 따른 출력의 변화량을 나타낸 그래프.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력 터빈의 극한 풍속 제어 방법을 도시한 흐름도.Figure 1 (a) is a graph showing the output relative to the wind speed of the wind turbine according to the prior art, (b) is a graph showing the amount of change in output according to the operating time.
Figure 2 is a block diagram showing an extreme wind speed control device of a wind turbine according to an embodiment of the present invention.
Figure 3 (a) is a graph showing the output compared to the wind speed of the wind turbine by the extreme wind speed control apparatus according to an embodiment of the present invention, (b) a graph showing the amount of change in output according to the operating time.
4 is a flowchart illustrating a method of controlling an extreme wind speed of a wind turbine according to an embodiment of the present invention.

이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 구성 및 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다. 또한 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In addition, the following examples can be modified in various forms, and the scope of the present invention is not limited to the following examples.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력 터빈의 극한 풍속 제어 장치를 도시한 구성도이고, 도 3의 (a)는 본 발명의 일 실시예에 따른 극한 풍속 제어 장치에 의한 풍력 터빈의 풍속 대비 출력을 나타낸 그래프이며, (b) 운전시간에 따른 출력의 변화량을 나타낸 그래프이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력 터빈의 극한 풍속 제어 방법을 도시한 흐름도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력 터빈의 극한 풍속 제어 장치를 도시한 구성도이다.Figure 2 is a block diagram showing the extreme wind speed control device of the wind turbine according to an embodiment of the present invention, Figure 3 (a) is the wind speed of the wind turbine by the extreme wind speed control device according to an embodiment of the present invention (B) is a graph showing the amount of change in output according to the operation time, and FIG. 4 is a flowchart illustrating a method of controlling the extreme wind speed of a wind turbine according to an embodiment of the present invention, and FIG. It is a block diagram showing an extreme wind speed control apparatus of a wind turbine according to an embodiment of the present invention.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력 터빈의 극한 풍속 제어 장치(100)는 풍력 터빈(10)에 포함된 발전기(12)의 회전속도 또는 출력량을 조절하는 조절부(110)와, 조절부(110)를 제어하는 제어부(130)를 포함할 수 있다.As shown in Figure 2, the extreme wind speed control device 100 of the wind turbine according to an embodiment of the present invention is a control unit for adjusting the rotational speed or output amount of the generator 12 included in the wind turbine 10 ( 110, and a controller 130 for controlling the controller 110.

한편, 풍력 터빈(10)은 풍력에 의해 회전하도록 회전축에 의해 설치되는 블레이드(11)와, 블레이드(11)에 회전력을 전달받도록 연결되어 회전 에너지로부터 전력을 생산하도록 하는 발전기(12)를 포함할 수 있고, 나아가서, 발전기(12)로부터 생산된 전력을 교류 전력으로 변환하여 계통(20)에 공급되도록 하는 컨버터와, 컨버터에 의해 변환된 교류 전력을 전자 상호 유도 작용을 이용하여 계통(20)에 사용되기에 적합한 전압을 가지도록 변환시키는 전력변환기(13)를 포함할 수 있다. Meanwhile, the wind turbine 10 may include a blade 11 installed by a rotating shaft to rotate by wind, and a generator 12 connected to the blade 11 so as to receive rotational force to generate electric power from the rotational energy. And further, a converter for converting the electric power generated from the generator 12 into alternating current power so as to be supplied to the grid 20, and the alternating current power converted by the converter to the grid 20 using electromagnetic interaction. It may include a power converter 13 for converting to have a voltage suitable for use.

조절부(110)는 블레이드(11)의 회전속도 및 발전기(12)의 출력량(일례로 생산 전력) 중 어느 하나 이상을 조절할 수 있는데, 발전기(12)의 출력량은 예컨대 블레이드(11)로부터 전달되는 회전속도를 가감속기어들을 포함하는 회전속도가변유닛 등을 이용하여 변환시키거나, 발전기(12)의 회전축에 토크를 조절하도록 설치되는 토크조절유닛을 이용하여 변환시키거나, 회로적인 구성으로 발전기(12)의 출력량을 변환시킬 수 있다.The adjusting unit 110 may adjust any one or more of the rotational speed of the blade 11 and the output amount (for example, the production power) of the generator 12, and the output amount of the generator 12 may be transmitted from the blade 11, for example. Convert the rotational speed by using a rotational speed variable unit including acceleration and deceleration gears, or by using a torque control unit installed to adjust the torque on the rotational axis of the generator 12, or in a circuit configuration generator ( The output of 12) can be converted.

제어부(130)는 풍력 터빈(10)에 가해지는 풍속이 설정된 셧다운 풍속(shut down speed) 이상인 경우, 블레이드(11)의 회전속도 및 발전기(12)의 출력량 중 어느 하나 이상을 감소시키도록 조절부(110)를 제어할 수 있다. The controller 130 may adjust the controller 130 to reduce any one or more of the rotational speed of the blade 11 and the output of the generator 12 when the wind speed applied to the wind turbine 10 is equal to or greater than a set shutdown wind speed. 110 may be controlled.

여기서, 도 3에 도시된 바와 같이, 셧다운 풍속(V_con)는 고풍속 영역으로서 풍력 터빈(10)의 구동을 멈추고 전력 생산을 중단시키고자 하는 풍력 터빈(10)의 운전 제한 풍속에 해당하는 풍속으로서, 풍력 터빈(10)의 용량, 정격 속도 등을 고려하여 미리 설정될 수 있으며, 시동풍속(V_in)은 풍력 터빈(10)의 운전이 시작(기동)되는 풍속을 의미하고, 종단풍속(V_out)은 풍력 터빈(10)의 운전이 실제로 정지되는 풍속을 의미한다. Here, as shown in FIG. 3, the shutdown wind speed V_con is a high wind speed area and corresponds to a wind speed corresponding to an operation limit wind speed of the wind turbine 10 to stop driving of the wind turbine 10 and stop power generation. In consideration of the capacity of the wind turbine 10, the rated speed, and the like, it may be set in advance, and the starting wind speed V_in means the wind speed at which the operation of the wind turbine 10 starts (starts), and the end wind speed V_out. Means wind speed at which the operation of the wind turbine 10 is actually stopped.

도 3의 (a)는 일정시간(예를 들면, 10분)의 평균풍속에 따른 출력을 나타낸 도면으로서, 풍속의 순간적인 변화로 인한 시스템 충격을 미연에 방지하기 위해서 풍속에 일정시간 평균의 개념을 도입할 수 있다. 그리고, 도 3의 (b)는 일정시간(예를 들면, 1초)에 따른 출력을 나타낸 도면이다. Figure 3 (a) is a view showing the output according to the average wind speed of a certain time (for example, 10 minutes), in order to prevent the system shock due to the instantaneous change of the wind speed in advance the concept of a certain time average to the wind speed Can be introduced. And (b) of FIG. 3 is a figure which shows the output over a predetermined time (for example, 1 second).

이렇게 풍력 터빈(10)에 가해지는 풍속이 설정된 셧다운 풍속(shut down speed) 이상에 해당하여 풍력 터빈(10)을 정지하더라도 극한풍속 제어구간(t) 중에 블레이드(11)의 회전속도 및 발전기(12)의 출력량 중 어느 하나 이상을 감소시키면서 전력을 생산할 수 있으므로 전력 손실이 감소하게 된다. Thus, even if the wind turbine 10 is stopped because the wind speed applied to the wind turbine 10 corresponds to a predetermined shutdown down speed or more, the rotational speed of the blade 11 and the generator 12 during the extreme wind speed control section t. The power loss can be reduced by producing power while reducing one or more of the outputs of the power supply.

또한, 도 1 및 도 3에 도시된 바와 같이, 운전 정지 기간(T2)도 종래의 종전 정지 기간(T1)보다 짧아지므로 풍력 터빈 이용률 및 AEP가 증가할 수 있게 된다. In addition, as shown in Figures 1 and 3, the operation stop period (T2) is also shorter than the conventional conventional shutdown period (T1) it is possible to increase the wind turbine utilization and AEP.

조절부(110)는 블레이드(11)가 바람을 맞이하는 방향과 블레이드(11)로 부는 바람의 방향 사이의 풍향 편차값을 조절하여 블레이드(11)의 회전속도 및 발전기(12)의 출력량 중 어느 하나 이상을 조절할 수도 있다. The adjusting unit 110 adjusts a wind direction deviation value between the direction in which the blade 11 receives the wind and the direction of the wind blowing into the blade 11 to adjust any of the rotational speed of the blade 11 and the output of the generator 12. You can adjust more than one.

제어부(130)는 본 실시예에서처럼 발전기(12)로부터 생산된 전력을 계통(20)에 공급하기에 적절한 교류 전력으로 변환시키는 컨버터의 기능을 함께 수행하도록 구성될 수 있고, 이와 달리, 컨버터와는 별개로 이루어져서 발전기(12)의 회전속도를 조절할 수 있다. The controller 130 may be configured to perform the function of a converter that converts the power generated from the generator 12 into alternating current power suitable for supplying the system 20 as in the present embodiment. It can be made separately to adjust the rotational speed of the generator (12).

또한, 제어부(130)는 블레이드(11)의 회전속도를 직접 추출하고, 이를 풍속으로 환산하여 풍력 터빈(10)에 가해지는 풍속을 산출하도록 블레이드(11)에 설치되는 엔코더 또는 자기 홀센서를 가질 수 있는데, 이와 달리, 본 실시예에서처럼 풍력 터빈(10)에 가해지는 풍속을 감지하기 위한 별도의 풍속감지부(120)가 마련될 수 있다.In addition, the controller 130 may have an encoder or a magnetic hall sensor installed in the blade 11 to directly extract the rotational speed of the blade 11 and convert it into a wind speed to calculate the wind speed applied to the wind turbine 10. Alternatively, as in this embodiment, a separate wind speed sensing unit 120 may be provided to detect wind speeds applied to the wind turbine 10.

풍속감지부(120)는 풍력 터빈(10)에 인접 내지 주위에 설치되고, 풍력 터빈(10)에 가해지는 풍속을 감지하여 감지신호로 제어부(130)에 출력할 수 있으며, 이로 인해 제어부(130)가 풍속에 따라 조절부(110)를 제어하도록 한다.The wind speed detector 120 may be installed adjacent to or around the wind turbine 10 and may detect wind speeds applied to the wind turbine 10 and output the detected wind speed to the controller 130 as a detection signal, thereby controlling the controller 130. ) To control the adjusting unit 110 according to the wind speed.

제어부(130)는 풍력 터빈(10)에 가해지는 풍하중이 설정된 풍하중, 예컨대 풍력 터빈(10)의 안전을 위해 풍력 터빈(10)에 가해지는 기준치의 풍하중 이상인 경우, 풍력 터빈(10)의 운전을 정지하도록 제어할 수 있다.The controller 130 may operate the wind turbine 10 when the wind load applied to the wind turbine 10 is equal to or larger than the set wind load, for example, the wind load of the reference value applied to the wind turbine 10 for the safety of the wind turbine 10. Can be controlled to stop.

여기서, 제어부(130)는 풍속감지부(120)에 의해 감지된 풍속으로부터 풍력 터빈(10)에 가해지는 풍하중을 산출하도록 할 수 있으며, 풍속 대비 풍하중에 대하여 미리 산출된 데이터를 통해서 풍력 터빈(10)의 정지를 제어할 수 있다.Here, the control unit 130 may calculate the wind load applied to the wind turbine 10 from the wind speed sensed by the wind speed detection unit 120, and through the data calculated in advance for the wind load against the wind turbine 10 ) Can be controlled.

또한, 나셀(nacelle)에 진동센서를 설치하여 기준치 이상의 진동이 발생하는 경우 설정된 풍하중을 넘는 것으로 판단하여 풍력 터빈(10)의 운전을 정지하도록 제어할 수도 있을 것이다. In addition, by installing a vibration sensor in the nacelle (nacelle) may be controlled to stop the operation of the wind turbine 10 by determining that the wind load exceeds the set wind load when the vibration is higher than the reference value.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력 터빈의 극한 풍속 제어 방법을 도시한 흐름도이다.4 is a flowchart illustrating a method of controlling an extreme wind speed of a wind turbine according to an embodiment of the present invention.

도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력 터빈의 극한 풍속 제어 방법은 풍속을 감지하는 단계(S12)와, 블레이드(11)의 회전속도 및 발전기(12)의 출력량 중 어느 하나 이상을 감소시키는 단계(S13)를 포함할 수 있다.As shown in Figure 4, the extreme wind speed control method of the wind turbine according to an embodiment of the present invention is any step of detecting the wind speed (S12), the rotational speed of the blade 11 and the output of the generator 12 It may comprise a step (S13) to reduce one or more.

풍속을 감지하는 단계(S12)에 의하면, 풍력 터빈(10)을 구동(S11)시킨 다음, 풍속감지부(120)를 통해서 풍속을 감지함으로써 풍력 터빈(10)에 가해지는 풍속을 감지하도록 한다. According to the step S12 of detecting the wind speed, the wind turbine 10 is driven (S11), and then the wind speed is sensed through the wind speed sensing unit 120 to sense the wind speed applied to the wind turbine 10.

블레이드의 회전속도 및 발전기의 출력량 중 어느 하나 이상을 감소시키는 단계(S13)에 의하면, 풍속을 감지하는 단계(S12)에서 감지된 풍속이 미리 설정된 셧다운 풍속(shut down speed), 즉 고풍속 영역으로서 풍력 터빈(10)의 운전 제한 풍속에 해당하는 풍속 이상인 경우, 제어부(130)는 조절부(110)의 제어에 의해 블레이드(11)의 회전속도 및 발전기(12)의 출력량 중 어느 하나 이상을 감소시킨다. According to step S13 of reducing the rotation speed of the blade and the output amount of the generator, the detected wind speed in the step S12 of detecting the wind speed is a predetermined shutdown down speed, that is, a high wind speed area. When the wind speed is equal to or higher than the wind speed limit of the wind turbine 10, the controller 130 decreases any one or more of the rotational speed of the blade 11 and the output amount of the generator 12 by the control of the control unit 110. Let's do it.

여기서, 셧다운 풍속는 풍력 터빈(10)의 용량, 구조나 정격 속도 등에 따라 달라질 수 있으며, 예컨대 20 ∼ 25m/sec일 수 있다.Here, the shutdown wind speed may vary depending on the capacity, structure or rated speed of the wind turbine 10, and may be, for example, 20 to 25 m / sec.

한편, 블레이드의 회전속도 및 발전기의 출력량 중 어느 하나 이상을 감소시키는 단계(S13)를 수행하는 과정에서 풍력 터빈(10)에 가해지는 풍하중이 설정된 풍하중 이상인 경우, 풍력 터빈(10)의 운전을 정지시키도록 제어할 수 있다(S14).On the other hand, if the wind load applied to the wind turbine 10 is greater than the set wind load in the process of reducing any one or more of the rotational speed of the blade and the output of the generator (S13), the operation of the wind turbine 10 is stopped. It may be controlled to make (S14).

따라서, 풍력 터빈(10)이 과도한 풍하중에 의해 손상되는 것을 방지하도록 한다.Thus, the wind turbine 10 is prevented from being damaged by excessive wind load.

이와 같은 본 발명에 따른 풍력 터빈의 극한 풍속 제어 장치 및 제어 방법에 의하면, 고풍속에서 발생하게 되는 전력 손실을 감소시킬 수 있고, 풍력 터빈의 정지 기간이 감소되어 풍력 터빈의 이용률과 연간 에너지 생산량(Annual Energy Production : AEP)을 증대시킬 수 있다.
According to such an extreme wind speed control apparatus and control method of the wind turbine according to the present invention, it is possible to reduce the power loss generated at high wind speed, the downtime of the wind turbine is reduced, the utilization rate and annual energy output of the wind turbine ( Increase Annual Energy Production (AEP).

본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고 본 발명의 기술적 요지를 벗어나지 아니하는 범위 내에서 다양하게 수정 또는 변형되어 실시될 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어서 자명한 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit and scope of the invention will be.

10 : 풍력 터빈 11 : 블레이드
12 : 발전기 13 : 전력변환기
20 : 계통 110 : 조절부
120 : 풍속감지부 130 : 제어부
t : 극한풍속 제어구간 T2 : 운전 정지 기간10: wind turbine 11: blade
12 generator 13 power converter
20: system 110: control unit
120: wind speed detection unit 130: control unit
t: Extreme wind speed control section T2: Operation stop period

Claims (6)

풍력 터빈의 극한 풍속 제어 장치로서,
상기 풍력 터빈(10)에 포함된 블레이드(11)의 회전속도 및 발전기(12)의 출력량 중 어느 하나 이상을 조절하는 조절부(110);
상기 풍력 터빈(10)에 가해지는 풍속을 감지하는 풍속감지부(120); 및
상기 풍속감지부(120)에 의해 감지된 풍속이 설정된 셧다운 풍속(shut down speed) 이상인 경우, 상기 조절부(110)를 제어하여 상기 블레이드(11)의 회전속도 및 발전기(12)의 출력량 중 어느 하나 이상을 감소시키도록 제어하는 제어부(130);
를 포함하는 것을 특징으로 하는 풍력 터빈의 극한 풍속 제어 장치.As an extreme wind speed control device of a wind turbine,
Adjusting unit 110 for adjusting any one or more of the rotational speed of the blade 11 included in the wind turbine 10 and the output amount of the generator 12;
A wind speed sensing unit 120 for sensing wind speeds applied to the wind turbine 10; And
When the wind speed sensed by the wind speed detection unit 120 is equal to or more than a set shutdown wind speed, the controller 110 controls the control unit 110 to control any of the rotational speed of the blade 11 and the output amount of the generator 12. A controller 130 for controlling to reduce one or more;
Extreme wind speed control device of a wind turbine comprising a. 청구항 1에 있어서, 상기 조절부(110)는,
블레이드(11)가 바람을 맞이하는 방향과 상기 블레이드(11)로 부는 바람의 방향 사이의 풍향 편차값을 조절하여 상기 블레이드(11)의 회전속도 및 발전기(12)의 출력량 중 어느 하나 이상을 조절하는 것;
을 특징으로 하는 풍력 터빈의 극한 풍속 제어 장치.The method according to claim 1, The control unit 110,
Adjusting the wind direction deviation value between the direction in which the blade 11 receives the wind and the direction of the wind blowing into the blade 11 to adjust any one or more of the rotational speed of the blade 11 and the output of the generator 12. To do;
An extreme wind speed control device for a wind turbine, characterized in that. 청구항 2에 있어서, 상기 제어부(130)는,
상기 풍력 터빈(10)에 가해지는 풍하중이 설정된 풍하중 이상인 경우, 상기 풍력 터빈(10)의 운전을 정지하는 것;
을 특징으로 하는 풍력 터빈의 극한 풍속 제어 장치.The method of claim 2, wherein the controller 130,
When the wind load applied to the wind turbine 10 is equal to or greater than the set wind load, stopping the operation of the wind turbine 10;
An extreme wind speed control device for a wind turbine, characterized in that. 풍력 터빈의 극한 풍속 제어 장치로서,
상기 풍력 터빈(10)에 가해지는 풍속이 설정된 셧다운 풍속(shut down speed) 이상인 경우, 블레이드(11)가 바람을 맞이하는 방향과 상기 블레이드(11)로 부는 바람의 방향 사이의 풍향 편차값을 크게 하여 상기 블레이드(11)의 회전속도 및 발전기(12)의 출력량을 줄이는 것;
을 특징으로 하는 풍력 터빈의 극한 풍속 제어 장치.As an extreme wind speed control device of a wind turbine,
When the wind speed applied to the wind turbine 10 is equal to or greater than a set shutdown down speed, the wind direction deviation value between the direction in which the blade 11 receives the wind and the direction of the wind blowing in the blade 11 is greatly increased. To reduce the rotational speed of the blades 11 and the output of the generator 12;
An extreme wind speed control device for a wind turbine, characterized in that. 풍력 터빈의 극한 풍속 제어 방법으로서,
상기 풍력 터빈(10)에 가해지는 풍속을 감지하는 단계(S12); 및
상기 풍속을 감지하는 단계(S12)에서 상기 풍속이 설정된 셧다운 풍속(shut down speed) 이상인 경우 블레이드(11)의 회전속도 및 발전기(12)의 출력량 중 어느 하나 이상을 감소시키는 단계(S13);
를 포함하는 것을 특징으로 하는 풍력 터빈의 극한 풍속 제어 방법.As an extreme wind speed control method of a wind turbine,
Detecting a wind speed applied to the wind turbine (S12); And
Reducing at least one of a rotational speed of the blades 11 and an output amount of the generator 12 when the wind speed is equal to or greater than a set shutdown wind speed in the step S12 of detecting the wind speed;
Ultimate wind speed control method of a wind turbine comprising a. 청구항 5에 있어서, 상기 블레이드(11)의 회전속도 및 발전기(12)의 출력량 중 어느 하나 이상을 감소시키는 단계(S13)를 수행하는 과정에서 상기 풍력 터빈(10)에 가해지는 풍하중이 설정된 풍하중 이상인 경우, 상기 풍력 터빈(10)의 운전을 정지시키는 단계(S14);
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 풍력 터빈의 극한 풍속 제어 방법.The wind load applied to the wind turbine 10 in a process of reducing at least one of the rotational speed of the blade 11 and the output amount of the generator 12 is equal to or greater than the set wind load. If the step of stopping the operation of the wind turbine (10) (S14);
Extreme wind speed control method of the wind turbine further comprising a.
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