KR20140061635A - Cooling device for wind power generating system and controlling method thererof - Google Patents

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Abstract

Disclosed are a cooling apparatus for a wind power generating system and a control method thereof. The cooling apparatus for a wind power generating system comprises a water-cooling type cooling module successively or selectively cooling multiple electric energy generating elements in a cooling water circulation mode; an oil cooling module successively or selectively cooling multiple mechanical rotary energy generating elements in an oil circulation mode; and a cooling controller independently controlling the circulation of cooling water in the water-cooling type cooling module and the circulation of oil in the oil cooling module by controlling the opening/closing of an entrance valve and a bypass valve.

Description

풍력 발전 시스템 냉각 장치 및 그 제어 방법{Cooling device for wind power generating system and controlling method thererof}Technical Field [0001] The present invention relates to a cooling device for a wind power generation system,

본 발명은 풍력 발전 시스템 냉각 장치 및 그 제어 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a wind turbine cooling system and a control method thereof.

최근 차세대 동력원으로 각광받고 있는 풍력 발전은 전세계적으로 그 규모와 시장성이 증가하고 있다. 일반적으로 풍력 발전은 풍력 터빈을 이용하여, 바람을 전기에너지로 바꾸어 생산하는 발전 방식으로, 풍력이 전력망에서 차지하는 비중이 커지면서 차세대 동력원으로서 중요한 역할을 하고 있다. Wind power generation, which has been attracting attention as a next generation power source, is growing in size and marketability around the world. Generally, wind power generation is a power generation system that uses wind turbines to convert wind into electric energy. Wind power plays a major role as a next generation power source as it occupies a larger portion in the power grid.

풍력 발전 시스템의 경우, 정격 풍속 발생 시 내부 기계요소들의 적절한 운전 온도를 유지시켜 시스템 내부 과열 등으로 인해 발생하는 시스템 부속품들의 파손을 방지하고 시스템 운전 효율을 높이기 위해 냉각 장치를 필요로 한다. In the case of wind turbine systems, a cooling device is required to maintain the proper operating temperature of the internal mechanical components during rated wind speed to prevent damage to system components caused by overheating in the system, and to improve system operation efficiency.

풍력 발전 시스템 냉각 장치는 크게 냉각수 순환 방식과 오일 순환 방식의 2가지 타입으로 구분될 수 있다. Wind turbine cooling system can be divided into two types, cooling water circulation system and oil circulation system.

전기에너지를 발생시키는 발전기, 변압기, 컨버터 등의 경우에는 냉각수 순환 방식으로 시스템의 내부 과열 상태를 방지하고 있으며, 기계적 회전에너지를 일으키는 핏치, 기어 박스, 브레이크 등의 경우에는 오일 순환 방식으로 시스템의 내부 과열 상태를 방지하여 시스템의 운전 효율을 높이고 있다. 한국공개특허공보 제10-2010-0026866호에도 풍력 발전 증속기용 냉각 윤활 시스템이 개시되어 있다. In the case of generators, transformers, converters, etc. generating electric energy, the internal overheating of the system is prevented by the cooling water circulation system. In the case of pitch, gear box, and brake that cause mechanical rotation energy, Thereby preventing overheating and improving the operating efficiency of the system. Korean Patent Laid-Open No. 10-2010-0026866 also discloses a cooling lubrication system for a wind power generator.

하지만, 이러한 시스템들의 냉각 계통의 경우 모두 개별적인 냉각 시스템 운용 체계를 가지고 있다. 개별적인 냉각 시스템 운용을 통해 풍력 발전기의 타워 상부, 즉 나셀에 대해서 시스템 제작 비용이 증가하고 불필요한 운전이 발생하게 되며, 개별적인 운용 체계로 인해 전체적인 부피가 증가하는 단점이 있다. However, all of these cooling systems have separate cooling system operating systems. The operation of the individual cooling system increases the production cost of the system for the upper part of the tower of the wind turbine, that is, the nacelle, and unnecessary operation occurs, and the overall volume increases due to the individual operating system.

한국공개특허공보 제10-2010-0026866호Korean Patent Publication No. 10-2010-0026866

본 발명은 시스템 내부의 냉각 장치의 제어부를 일원화하여 시스템의 냉각 제어를 집중 감시할 수 있으며, 시스템 제작 비용을 저감하고 유지 보수를 위한 공간 확대가 가능하며, 불필요한 내부 운전을 줄이고 소비 전력을 줄일 수 있는 풍력 발전 시스템 냉각 장치 및 그 제어 방법을 제공하기 위한 것이다. The present invention can centrally control the cooling control of the system by unifying the control unit of the cooling apparatus inside the system, and it is possible to reduce the manufacturing cost of the system, enlarge the space for maintenance, reduce the unnecessary internal operation, And a method of controlling the same.

본 발명은 시스템 내부 부품 간의 바이패스 라인을 통해 내부 기기 간의 냉각수 혹은 오일의 순환 경로를 조정함으로써 내부 부품에 대한 적응적 온도 조절이 가능한 풍력 발전 시스템 냉각 장치 및 그 제어 방법을 제공하기 위한 것이다. The present invention is to provide a cooling system for a wind power generation system capable of adjusting the temperature of internal components by adjusting the circulation path of cooling water or oil between internal devices through a bypass line between components in the system and a control method thereof.

본 발명의 이외의 목적들은 하기의 설명을 통해 쉽게 이해될 수 있을 것이다.Other objects of the present invention will become readily apparent from the following description.

본 발명의 일 측면에 따르면, 풍력 발전 시스템의 냉각 장치에 있어서, 복수의 전기에너지 발생 요소를 제1 냉각매체로 순차 혹은 선택적으로 냉각시키고, 상기 복수의 전기에너지 발생 요소를 냉각시키기 위한 복수의 제1 인입 밸브 및 복수의 제1 바이패스 밸브를 포함하는 제1 쿨링 모듈; 및 상기 복수의 제1 인입 밸브 및 복수의 제1 바이패스 밸브를 독립적으로 개폐 제어하여 상기 제1 냉각매체의 순환을 제어하는 냉각 제어부를 포함하는 풍력 발전 시스템 냉각 장치가 제공된다.According to an aspect of the present invention, there is provided a cooling apparatus for a wind power generation system, comprising: a plurality of electric energy generating elements for sequentially or selectively cooling a plurality of electric energy generating elements with a first cooling medium, A first cooling module including a one-way valve and a plurality of first bypass valves; And a cooling control section for controlling the circulation of the first cooling medium by independently controlling opening and closing of the plurality of first intake valves and the plurality of first bypass valves.

상기 제1 쿨링 모듈과 이격되고, 복수의 기계적 회전에너지 발생 요소를 제2 냉각매체로 순차 혹은 선택적으로 냉각시키고, 상기 복수의 기계적 회전에너지 발생 요소를 냉각시키기 위한 복수의 제2 인입 밸브 및 복수의 제2 바이패스 밸브를 포함하는 제2 쿨링 모듈을 더 포함할 수 있다. A plurality of second inlet valves spaced apart from the first cooling module and cooling the plurality of mechanical rotational energy generating elements sequentially or selectively with a second cooling medium, And a second cooling module including a second bypass valve.

상기 냉각 제어부는 상기 복수의 제2 인입 밸브 및 복수의 제2 바이패스 밸브를 독립적으로 개폐 제어하여 상기 제2 냉각매체의 순환을 제어할 수 있다.The cooling control unit may control the circulation of the second cooling medium by independently controlling the opening and closing of the plurality of second inlet valves and the plurality of second bypass valves.

상기 냉각 제어부는 상기 제1 쿨링 모듈과 상기 제2 쿨링 모듈을 독립적으로 제어할 수 있다. The cooling control unit may independently control the first cooling module and the second cooling module.

상기 제1 쿨링 모듈은, 외부와의 열교환을 통해 상기 제1 냉각매체를 냉각시키는 열교환기와; 펌핑을 통해 상기 열교환기에서 냉각된 상기 제1 냉각매체를 상기 제1 쿨링 모듈 내부 전체에 순환시키는 제1 냉각매체 순환 펌프와; 상기 제1 냉각매체 순환 펌프에 의해 순환되는 상기 제1 냉각매체를 인입하여 상기 복수의 전기에너지 발생 요소를 각각 냉각시키는 복수의 냉각부를 더 포함하되, 상기 복수의 제1 인입 밸브 및 복수의 제1 바이패스 필터는 상기 복수의 냉각부 각각의 전단에 설치되고, 상기 냉각 제어부의 개폐 제어에 따라 상기 복수의 냉각부 중 적어도 하나를 바이패스하고 나머지에 대해서 상기 제1 냉각매체를 인입시킬 수 있다.The first cooling module includes: a heat exchanger for cooling the first cooling medium through heat exchange with the outside; A first cooling medium circulation pump circulating the first cooling medium cooled in the heat exchanger through the entire first cooling module through pumping; Further comprising a plurality of cooling sections for drawing the first cooling medium circulated by the first cooling medium circulation pump to cool the plurality of electric energy generating elements, respectively, wherein the plurality of first inlet valves and the plurality of first The bypass filter is installed at a front end of each of the plurality of cooling units, and can bypass at least one of the plurality of cooling units according to the opening and closing control of the cooling control unit and draw the first cooling medium to the rest.

상기 제2 쿨링 모듈은, 외부와의 열교환을 통해 상기 제2 냉각매체를 냉각시키는 열교환기와; 펌핑을 통해 상기 열교환기에서 냉각된 상기 제2 냉각매체를 상기 제2 쿨링 모듈 내부 전체에 순환시키는 제2 냉각매체 순환 펌프와; 상기 제2 냉각매체 순환 펌프에 의해 순환되는 상기 제2 냉각매체를 인입하여 상기 복수의 기계적 회전에너지 발생 요소를 각각 냉각시키는 복수의 냉각부를 더 포함하되, 상기 복수의 제2 인입 밸브 및 복수의 제2 바이패스 필터는 상기 복수의 냉각부 각각의 전단에 설치되고, 상기 냉각 제어부의 개폐 제어에 따라 상기 복수의 냉각부 중 적어도 하나를 바이패스하고 나머지에 대해서 상기 제2 냉각매체를 인입시킬 수 있다. The second cooling module includes: a heat exchanger for cooling the second cooling medium through heat exchange with the outside; A second cooling medium circulation pump circulating the second cooling medium cooled in the heat exchanger through the entire second cooling module through pumping; Further comprising a plurality of cooling sections for drawing the second cooling medium circulated by the second cooling medium circulation pump to cool the plurality of mechanical rotation energy generating elements, respectively, wherein the plurality of second inlet valves and the plurality of 2 bypass filter may be installed at a front end of each of the plurality of cooling units and may bypass at least one of the plurality of cooling units according to opening and closing control of the cooling control unit and draw the second cooling medium to the rest .

상기 전기에너지 발생 요소는 발전기, 변압기 및 컨버터 중 하나이며, 상기 기계적 회전에너지 발생 요소는 기어박스, 유압식 핏치, 브레이크 중 하나일 수 있다.The electric energy generating element may be one of a generator, a transformer, and a converter, and the mechanical rotating energy generating element may be one of a gear box, a hydraulic pitch, and a brake.

한편 본 발명의 다른 측면에 따르면, 복수의 인입 밸브 및 복수의 바이패스 밸브의 개폐 제어를 통해 쿨링 모듈에서 냉각매체의 순환을 독립적으로 제어하는 풍력 발전 시스템 냉각 장치의 냉각 제어부에서의 제어 방법으로, (a) 상기 냉각매체의 순환을 억제하고자 하는 냉각부를 선택하는 단계; 및 (b) 상기 선택된 냉각부의 전단에 설치된 상기 바이패스 밸브를 오픈시켜 바이패스 라인을 형성하는 단계를 포함하는 풍력 발전 시스템 냉각 장치의 제어 방법이 제공된다. According to another aspect of the present invention, there is provided a control method in a cooling control unit of a wind power system cooling apparatus that independently controls the circulation of a cooling medium in a cooling module through an opening / closing control of a plurality of inlet valves and a plurality of bypass valves, (a) selecting a cooling unit to suppress circulation of the cooling medium; And (b) forming a bypass line by opening the bypass valve provided at a front end of the selected cooling unit.

(c) 상기 선택된 냉각부의 전단에 설치된 상기 인입 밸브를 클로즈시키는 단계를 더 포함할 수 있다.(c) closing the inlet valve provided at the front end of the selected cooling section.

상기 단계 (a)는 상기 쿨링 모듈에 설치된 센서에서 측정된 각 지점의 온도 및 압력에 따라, 혹은 사고 발생 유무, 부품의 교체 혹은 교환 필요성 여부에 따라 상기 냉각부를 선택할 수 있다. In the step (a), the cooling unit may be selected according to the temperature and pressure of each point measured by the sensor installed in the cooling module, or depending on whether an accident has occurred, a necessity for replacing or replacing the part is required.

전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점이 이하의 도면, 특허청구범위 및 발명의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.Other aspects, features, and advantages will become apparent from the following drawings, claims, and detailed description of the invention.

본 발명의 실시예에 따르면, 시스템 내부의 냉각 장치의 제어부를 일원화하여 시스템의 냉각 제어를 집중 감시할 수 있으며, 시스템 제작 비용을 저감하고 유지 보수를 위한 공간 확대가 가능하며, 불필요한 내부 운전을 줄이고 소비 전력을 줄일 수 있는 효과가 있다. According to the embodiment of the present invention, it is possible to centrally monitor the cooling control of the system by unifying the control unit of the cooling device inside the system, to reduce the manufacturing cost of the system, to enlarge the space for maintenance and to reduce unnecessary internal operation The power consumption can be reduced.

또한, 시스템 내부 부품 간의 바이패스 라인을 통해 내부 기기 간의 냉각수 혹은 오일의 순환 경로를 조정함으로써 내부 부품에 대한 적응적 온도 조절이 가능한 효과가 있다. Also, by adjusting the circulation path of the cooling water or the oil between the internal devices through the bypass line between the internal parts of the system, it is possible to adaptively adjust the temperature of the internal parts.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력 발전 시스템 냉각 장치를 개념적으로 나타낸 도면,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력 발전 시스템 냉각 장치에서의 냉각 제어 방법의 순서도,
도 3은 도 2에 도시된 냉각 제어 방법에 따른 냉각유체의 흐름을 나타낸 도면. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a conceptual view of a wind turbine cooling system according to an embodiment of the present invention;
2 is a flowchart of a cooling control method in a wind power system cooling apparatus according to an embodiment of the present invention;
3 shows a flow of cooling fluid according to the cooling control method shown in Fig.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.While the invention is susceptible to various modifications and alternative forms, specific embodiments thereof are shown by way of example in the drawings and will herein be described in detail. It is to be understood, however, that the invention is not to be limited to the specific embodiments, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. It is to be understood that when an element is referred to as being "connected" or "connected" to another element, it may be directly connected or connected to the other element, . On the other hand, when an element is referred to as being "directly connected" or "directly connected" to another element, it should be understood that there are no other elements in between.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In this specification, the terms "comprises" or "having" and the like refer to the presence of stated features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof, But do not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.The terms first, second, etc. may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.

또한, 명세서에 기재된 "…부", "…모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.Also, the terms " part, "" module," and the like, which are described in the specification, refer to a unit for processing at least one function or operation, and may be implemented by hardware or software or a combination of hardware and software.

또한, 각 도면을 참조하여 설명하는 실시예의 구성 요소가 해당 실시예에만 제한적으로 적용되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상이 유지되는 범위 내에서 다른 실시예에 포함되도록 구현될 수 있으며, 또한 별도의 설명이 생략될지라도 복수의 실시예가 통합된 하나의 실시예로 다시 구현될 수도 있음은 당연하다.It is to be understood that the components of the embodiments described with reference to the drawings are not limited to the embodiments and may be embodied in other embodiments without departing from the spirit of the invention. It is to be understood that although the description is omitted, multiple embodiments may be implemented again in one integrated embodiment.

또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일하거나 관련된 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Reference will now be made in detail to the preferred embodiments of the present invention, examples of which are illustrated in the accompanying drawings, wherein like reference numerals refer to the like elements throughout. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description, well-known functions or constructions are not described in detail since they would obscure the invention in unnecessary detail.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력 발전 시스템 냉각 장치를 개념적으로 나타낸 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력 발전 시스템 냉각 장치에서의 냉각 제어 방법의 순서도이며, 도 3은 도 2에 도시된 냉각 제어 방법에 따른 냉각유체의 흐름을 나타낸 도면이다. 2 is a flowchart of a cooling control method in a wind power generation system cooling apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 3 is a flowchart of a cooling control method in a wind power generation system cooling apparatus according to an embodiment of the present invention. Is a view showing the flow of the cooling fluid according to the cooling control method shown in FIG.

도 1을 참조하면, 풍력 발전 시스템 냉각 장치(1), 냉각 제어부(10), 수냉식 쿨링 모듈(20), 오일 쿨링 모듈(30), 냉각수 순환 펌프(23), 오일 순환 펌프(33), 팬(22, 32), 필터(28, 38), 펌프 밸브(27a, 37a), 인입 밸브(27b, 37b), 바이패스 밸브(27c, 37c), 발전기 냉각부(24), 변압기 냉각부(25), 컨버터 냉각부(26), 브레이크 냉각부(34), 유압식 핏치 냉각부(35), 기어박스 냉각부(36), 냉각수 메인 라인(29a), 냉각수 인입 라인(29b), 냉각수 바이패스 라인(29c), 오일 메인 라인(39a), 오일 인입 라인(39b), 오일 바이패스 라인(39c)이 도시되어 있다. 1, a wind power generation system cooling apparatus 1, a cooling control unit 10, a water cooling type cooling module 20, an oil cooling module 30, a cooling water circulation pump 23, an oil circulation pump 33, The inlet valves 27b and 37b, the bypass valves 27c and 37c, the generator cooling section 24 and the transformer cooling section 25 A converter cooling section 26, a brake cooling section 34, a hydraulic type pitch cooling section 35, a gear box cooling section 36, a cooling water main line 29a, a cooling water inlet line 29b, An oil main line 39a, an oil inlet line 39b, and an oil bypass line 39c.

본 실시예에 따른 풍력 발전 시스템 냉각 장치는 풍력 발전 시스템의 각 구성요소에 대하여 동일한 냉각유체를 이용하는 구성요소들끼리 그룹화하여, 냉각유체로 제1 냉각매체를 이용하는 제1 쿨링 모듈 및/또는 제2 냉각매체를 이용하는 제2 쿨링 모듈로 구분하고, 제1 냉각매체 및/또는 제2 냉각매체의 인입, 바이패스 등과 같은 냉각유체의 흐름에 대한 제어를 일원화시킬 수 있는 것을 특징으로 한다. The wind power generation system cooling apparatus according to the present embodiment is a system for grouping components using the same cooling fluid for each component of a wind power generation system so that a first cooling module using a first cooling medium as a cooling fluid and / And a second cooling module using a cooling medium, so that the control of the flow of the cooling fluid such as the inlet and bypass of the first cooling medium and / or the second cooling medium can be unified.

제1 쿨링 모듈은 복수의 전기에너지 발생 요소를 제1 냉각매체를 이용하여 순차적으로 혹은 선택적으로 냉각시키고, 복수의 전기에너지 발생 요소를 냉각시키기 위한 복수의 제1 인입 밸브 및 복수의 제1 바이패스 밸브를 포함할 수 있다. 제2 쿨링 모듈은 제1 쿨링 모듈과 이격되고, 복수의 기계적 회전에너지 발생 요소를 제2 냉각매체를 이용하여 순차적으로 혹은 선택적으로 냉각시키고, 복수의 기계적 회전에너지 발생 요소를 냉각시키기 위한 복수의 제2 인입 밸브 및 복수의 제2 바이패스 밸브를 포함할 수 있다. 제1 쿨링 모듈 및 제2 쿨링 모듈은 냉각 제어부에 의해 독립적으로 제어될 수 있다. The first cooling module sequentially or selectively cools a plurality of electric energy generating elements using a first cooling medium, a plurality of first inlet valves for cooling a plurality of electric energy generating elements, and a plurality of first bypass valves Valve. The second cooling module is spaced apart from the first cooling module, and sequentially or selectively cooling the plurality of mechanical rotation energy generating elements by using the second cooling medium, and the plurality of mechanical rotating energy generating elements A two-inlet valve and a plurality of second bypass valves. The first cooling module and the second cooling module can be independently controlled by the cooling control unit.

이하 본 명세서에서는 제1 냉각매체가 냉각수이고 제1 쿨링 모듈이 수냉식 쿨링 모듈이며, 제2 냉각매체가 오일이고 제2 쿨링 모듈이 오일 쿨링 모듈인 경우를 가정하여 설명하기로 한다. In the following description, it is assumed that the first cooling medium is cooling water, the first cooling module is a water-cooling type cooling module, the second cooling medium is oil, and the second cooling module is an oil cooling module.

본 실시예에 따른 풍력 발전 시스템 냉각 장치(1)는 수냉식 쿨링 모듈(20), 오일 쿨링 모듈(30) 및 냉각 제어부(10)를 포함한다. The wind power generation system cooling apparatus 1 according to the present embodiment includes a water-cooled cooling module 20, an oil cooling module 30, and a cooling control unit 10.

수냉식 쿨링 모듈(20)은 냉각수 순환 방식에 의해 시스템의 내부 과열 상태를 방지하는 부분이다. 예를 들어 풍력 발전 시스템에서 전기에너지를 발생시키는 전기에너지 발생 요소(예를 들어, 발전기, 변압기, 컨버터(전력변환장치) 등)가 수냉식 쿨링 모듈(20)에 의해 냉각되는 구성요소일 수 있다. The water-cooled cooling module 20 is a part for preventing the internal overheating of the system by the cooling water circulation system. (E.g., a generator, a transformer, a converter (power converter), etc.) that generates electrical energy in a wind turbine system may be a component that is cooled by a water-cooled cooling module 20.

수냉식 쿨링 모듈(20)은 열교환기(21), 냉각수 순환 펌프(23), 발전기 냉각부(24), 변압기 냉각부(25), 컨버터 냉각부(26)를 포함한다. The water-cooled cooling module 20 includes a heat exchanger 21, a cooling water circulation pump 23, a generator cooling section 24, a transformer cooling section 25, and a converter cooling section 26.

열교환기(21)는 수냉식 쿨링 모듈(20) 내부의 순환에 의해 과열된 냉각수의 열을 외부와의 열교환 방식으로 외부로 방출하여 냉각수가 냉각되도록 한다. 열교환기(21)에는 2개의 팬(22)이 설치되어 있어, 냉각수의 온도를 강제적으로 공랭하여 온도를 떨어뜨리게 된다. 기본적으로는 1개의 팬(22)을 구동시키고 냉각수의 온도가 설정 온도 이상이 되는 경우에 2개의 팬(22)을 모두 구동시킴으로써, 적응적으로 팬(22)을 구동하여 효율적인 냉각이 이루어지게 하면서도 소비 전력의 절감이 가능하다. The heat exchanger 21 discharges the heat of the superheated cooling water to the outside by heat exchange with the outside by the circulation inside the water-cooled cooling module 20, so that the cooling water is cooled. The heat exchanger 21 is provided with two fans 22, so that the temperature of the cooling water is forcibly cooled by the cooling air. Basically, by driving one fan 22 and driving the two fans 22 when the temperature of the cooling water is equal to or higher than the set temperature, the fan 22 is adaptively driven to achieve efficient cooling It is possible to reduce power consumption.

냉각수 순환 펌프(23)는 열교환기(21)에서 냉각된 냉각수가 수냉식 쿨링 모듈(20)의 내부 전체에 원활하게 순환하도록 내부 압력을 유지해준다. 도면에 도시된 것과 같이 복수의 냉각수 순환 펌프(23)가 병렬 연결되어 있을 수 있으며, 내부 압력 저하가 크지 않을 경우에는 하나의 펌프만을 동작시켜 시스템을 운용하고, 내부 압력 저하가 큰 경우에는 모든 펌프를 동작시켜 소정의 내부 압력 또는 기밀을 유지하도록 한다. 냉각수 순환 펌프(23)의 전단에는 펌프 밸브(27a)가 설치되어 있어 개폐 동작을 수행함으로써 냉각수 메인 라인(29a)을 따라 흐르는 냉각수의 진입을 허용 혹은 억제한다. The cooling water circulation pump 23 maintains the internal pressure such that the cooling water cooled in the heat exchanger 21 is smoothly circulated throughout the interior of the water-cooling type cooling module 20. As shown in the drawing, a plurality of cooling water circulation pumps 23 may be connected in parallel. When the internal pressure drop is not large, only one pump is operated to operate the system. When the internal pressure drop is large, So as to maintain a predetermined internal pressure or airtightness. A pump valve 27a is provided at the front end of the cooling water circulation pump 23 to permit opening or closing of the cooling water main passage 29a.

냉각수 순환 펌프(23)에 의해 순환되는 냉각수는 복수의 경로로 분기된 냉각수 인입 라인(29b)을 따라 발전기 냉각부(24), 변압기 냉각부(25), 컨버터 냉각부(26), 열교환기(21) 중 적어도 하나로 인입되거나 냉각수 바이패스 라인(29c)을 따라 냉각수 메인 라인(29a)으로 바이패스될 수 있다. The cooling water circulated by the cooling water circulation pump 23 is supplied to the generator cooling section 24, the transformer cooling section 25, the converter cooling section 26, the heat exchanger (not shown) 21 or may be bypassed to the cooling water main line 29a along the cooling water bypass line 29c.

인입 혹은 바이패스 과정에서 발전기 냉각부(24), 변압기 냉각부(25), 컨버터 냉각부(26), 열교환기(21) 각각의 전단에 설치된 인입 밸브(27b)의 개폐 제어 및 바이패스 밸브(27c)의 개폐 제어에 의해 냉각수의 각 냉각부 혹은 열교환기로의 인입이 허용 혹은 억제되거나 바이패스될 수 있다. Closing control of the inlet valve 27b provided at the front end of each of the generator cooling section 24, the transformer cooling section 25, the converter cooling section 26 and the heat exchanger 21 in the inlet or the bypass process, 27c can be allowed or inhibited or bypassed to each cooling section or heat exchanger of the cooling water.

예를 들어, 발전기 냉각부(24)의 전단에 설치된 인입 밸브(27b)가 오픈(open)된 경우 냉각수가 발전기 냉각부(24)로 인입될 수 있다. 전단에 설치된 바이패스 밸브(27c)가 오픈되면, 냉각수가 발전기 냉각부(24)로 인입되는 대신에 바이패스 라인(29c)을 따라 냉각수 메인 라인(29a)으로 바이패스될 수 있다. For example, when the inlet valve 27b provided at the front end of the generator cooling section 24 is open, the cooling water can be drawn into the generator cooling section 24. [ When the bypass valve 27c provided at the previous stage is opened, the cooling water can be bypassed to the cooling water main line 29a along the bypass line 29c, instead of being drawn into the generator cooling section 24. [

도 1에서는 그 배치 순서가 발전기 냉각부(24), 변압기 냉각부(25), 컨버터 냉각부(26)인 것으로 도시되어 있으나, 이는 일 실시예에 불과하며, 시스템 운용 과정에서의 필요에 의해 그 배치 순서를 임의로 변경할 수 있음은 물론이다. 1, the arrangement order is shown to be the generator cooling section 24, the transformer cooling section 25, and the converter cooling section 26, but this is merely an embodiment, It goes without saying that the arrangement order can be arbitrarily changed.

냉각수 순환 펌프(23)의 전단, 각 냉각부(24, 25, 26)의 전단 혹은 열교환기(21)의 전단에는 냉각수 순환 중에 발생될 수 있는 이물질의 인입을 방지하기 위한 필터(28)가 설치되어 있을 수 있다. A filter 28 is installed at the front end of the cooling water circulation pump 23, at the front end of each of the cooling units 24, 25 and 26 or at the front end of the heat exchanger 21 to prevent the ingress of foreign substances, .

각 냉각부(24, 25, 26)의 전단 혹은 후단 및/또는 필터(28)의 전단 혹은 후단에는 수냉식 쿨링 모듈(20) 내부의 압력 및 온도 중 적어도 하나를 측정하는 센서가 설치되어 있어, 내부 압력 유지 상태를 확인하거나 온도를 통해 냉각 장치의 운영 상태를 감시 및 제어할 수 있다. A sensor for measuring at least one of the pressure and the temperature inside the water-cooled cooling module 20 is provided at the front end or the rear end of each cooling section 24, 25, 26 and / or the front end or the rear end of the filter 28, The pressure maintenance status can be checked or the temperature can be used to monitor and control the operating status of the cooling unit.

또한, 수냉식 쿨링 모듈(20)의 각 구성요소 사이에는 역류 방지부가 설치되어 있어 냉각수가 의도치 않은 방향으로 역류하는 것을 방지하고, 펌핑 동작 및 밸브 제어에 의해 냉각수가 냉각수 라인(인입 라인, 바이패스 라인, 메인 라인)을 따라 냉각을 필요로 하는 구성요소로 원활히 흐르도록 할 수 있다. In addition, a reverse-flow preventing portion is provided between each component of the water-cooling type cooling module 20 to prevent reverse flow of the cooling water in an unintended direction, and the cooling water is supplied to the cooling water line Line, main line) to components that require cooling.

오일 쿨링 모듈(30)은 오일 순환 방식에 의해 시스템의 내부 과열 상태를 방지하는 부분이다. 예를 들어 풍력 발전 시스템에서 기계적 회전에너지를 일으키는 기계적 회전에너지 발생 요소(예를 들어, 기어박스, 유압식 핏치, 브레이크 등)가 오일 쿨링 모듈(30)에 의해 냉각되는 구성요소일 수 있다. The oil cooling module 30 is a part for preventing an internal overheating state of the system by an oil circulation system. (E.g., gear box, hydraulic pitch, brakes, etc.) that cause mechanical rotational energy in the wind turbine system may be a component that is cooled by the oil cooling module 30.

오일 쿨링 모듈(30)은 열교환기(31), 오일 순환 펌프(33), 브레이크 냉각부(34), 유압식 핏치 냉각부(35), 기어박스 냉각부(36)를 포함한다. The oil cooling module 30 includes a heat exchanger 31, an oil circulation pump 33, a brake cooling section 34, a hydraulic type pitch cooling section 35 and a gear box cooling section 36.

열교환기(31)는 오일 쿨링 모듈(30) 내부의 순환에 의해 과열된 오일(예를 들어, 윤활유)의 열을 열교환 방식으로 외부로 방출하여 오일이 냉각되도록 한다. 열교환기(31)에는 2개의 팬(32)이 설치되어 있어, 오일의 온도를 강제적으로 공랭하여 온도를 떨어뜨리게 된다. 기본적으로는 1개의 팬(32)을 구동시키고 오일의 온도가 설정 온도 이상이 되는 경우에 2개의 팬(32)을 모두 구동시킴으로써, 적응적으로 팬(32)을 구동하여 효율적인 냉각이 이루어지게 하면서도 소비 전력의 절감이 가능하다. The heat exchanger 31 discharges the heat of the oil (for example, lubricating oil), which has been overheated by the circulation inside the oil cooling module 30, to the outside in a heat exchange manner so that the oil is cooled. The heat exchanger (31) is provided with two fans (32), and the temperature of the oil is forcibly cooled by dropping the temperature. Basically, by driving one fan 32 and driving the two fans 32 when the temperature of the oil becomes equal to or higher than the set temperature, the fan 32 is adaptively driven to achieve efficient cooling It is possible to reduce power consumption.

오일 순환 펌프(33)는 열교환기(31)에서 냉각된 오일이 오일 쿨링 모듈(30)의 내부 전체에 원활하게 순환하도록 내부 압력을 유지해준다. 도면에 도시된 것과 같이 복수의 오일 순환 펌프(33)가 병렬 연결되어 있을 수 있으며, 내부 압력 저하가 크지 않을 경우에는 하나의 펌프만을 동작시켜 시스템을 운용하고, 내부 압력 저하가 큰 경우에는 모든 펌프를 동작시켜 소정의 내부 압력 또는 기밀을 유지하도록 한다. 오일 순환 펌프(33)의 전단에는 펌프 밸브(37a)가 설치되어 있어 개폐 동작을 수행함으로써 오일 메인 라인(39a)을 따라 흐르는 오일의 진입을 허용 혹은 억제한다.The oil circulation pump 33 maintains the internal pressure so that the oil cooled in the heat exchanger 31 is smoothly circulated throughout the interior of the oil cooling module 30. [ As shown in the figure, a plurality of oil circulation pumps 33 may be connected in parallel. When the internal pressure drop is not large, only one pump is operated to operate the system. When the internal pressure drop is large, So as to maintain a predetermined internal pressure or airtightness. A pump valve 37a is provided at the front end of the oil circulation pump 33 to allow opening or closing operation to permit or inhibit the entry of oil flowing along the oil main line 39a.

오일 순환 펌프(33)에 의해 순환되는 오일은 복수의 경로로 분기된 오일 인입 라인(39b)을 따라 브레이크 냉각부(34), 유압식 핏치 냉각부(35), 기어박스 냉각부(36), 열교환기(31) 중 적어도 하나로 인입되거나 오일 바이패스 라인(39c)을 따라 오일 메인 라인(39a)으로 바이패스될 수 있다. The oil circulated by the oil circulation pump 33 is supplied to the brake cooling section 34, the hydraulic type pitch cooling section 35, the gearbox cooling section 36, the heat exchange Or may be bypassed to the oil main line 39a along the oil bypass line 39c.

인입 혹은 바이패스 과정에서 브레이크 냉각부(34), 유압식 핏치 냉각부(35), 기어박스 냉각부(36), 열교환기(31) 각각의 전단에 설치된 인입 밸브(37b)의 개폐 제어 및 바이패스 밸브(37c)의 개폐 제어에 의해 오일의 각 냉각부 혹은 열교환기로의 인입이 허용 혹은 억제되거나 바이패스될 수 있다. Closing control of the inlet valve 37b provided at the front end of each of the brake cooling section 34, the hydraulic pitch cooling section 35, the gearbox cooling section 36 and the heat exchanger 31 during the intake or the bypass process, The opening and closing control of the valve 37c allows the entry of oil into each cooling section or heat exchanger to be permitted, suppressed or bypassed.

도 1에서는 그 배치 순서가 브레이크 냉각부(34), 유압식 핏치 냉각부(35), 기어박스 냉각부(36)인 것으로 도시되어 있으나, 이는 일 실시예에 불과하며, 시스템 운용 과정에서의 필요에 의해 그 배치 순서를 임의로 변경할 수 있음은 물론이다. 1, it is shown that the arrangement order is the brake cooling section 34, the hydraulic pitch cooling section 35, and the gearbox cooling section 36, but this is only an embodiment, The arrangement order can be changed arbitrarily.

오일 순환 펌프(33)의 전단, 각 냉각부(34, 35, 36)의 전단 혹은 열교환기(31)의 전단에는 오일 순환 중에 발생될 수 있는 이물질의 인입을 방지하기 위한 필터(38)가 설치되어 있을 수 있다. A filter 38 is provided at the front end of the oil circulation pump 33, at the front end of each of the cooling units 34, 35, and 36, or at the front end of the heat exchanger 31 to prevent foreign substances, .

각 냉각부(34, 35, 36)의 전단 혹은 후단 및/또는 필터(38)의 전단 혹은 후단에는 오일 쿨링 모듈(30) 내부의 압력 및 온도 중 적어도 하나를 측정하는 센서가 설치되어 있어, 내부 압력 유지 상태를 확인하거나 온도를 통해 냉각 장치의 운영 상태를 감시 및 제어할 수 있다. A sensor for measuring at least one of the pressure and the temperature inside the oil cooling module 30 is provided at the front end or the rear end of each cooling section 34, 35, 36 and / or the front end or the rear end of the filter 38, The pressure maintenance status can be checked or the temperature can be used to monitor and control the operating status of the cooling unit.

또한, 오일 쿨링 모듈(30)의 각 구성요소 사이에는 역류 방지부가 설치되어 있어 오일이 의도치 않은 방향으로 역류하는 것을 방지하고, 펌핑 동작 및 밸브 제어에 의해 오일이 냉각을 필요로 하는 구성요소로 원활히 흐르도록 할 수 있다.Further, a backflow preventing portion is provided between each component of the oil cooling module 30 to prevent backflow of the oil in an unintended direction, and to prevent the oil from flowing back into the component requiring the oil to be cooled by the pumping operation and the valve control So that it can smoothly flow.

냉각 제어부(10)는 수냉식 쿨링 모듈(20) 및/또는 오일 쿨링 모듈(30)에 설치된 센서에서 측정된 냉각수 및/또는 오일의 온도와 압력에 따라 펌프(냉각수 순환 펌프(23) 및/또는 오일 순환 펌프(33))의 동작 제어, 열교환기(21, 31)의 팬(22, 32)의 동작 제어, 인입 밸브(27b, 37b) 및 바이패스 밸브(27c, 37c)의 개폐 제어 등을 수행한다. The cooling control unit 10 controls the pump (the cooling water circulation pump 23 and / or the oil pump 23) according to the temperature and the pressure of the cooling water and / or the oil measured by the sensor installed in the water cooling type cooling module 20 and / The operation of the fans 22 and 32 of the heat exchangers 21 and 31 and the opening and closing of the inlet valves 27b and 37b and the bypass valves 27c and 37c do.

여기서, 인입 밸브(27b, 37b) 및 바이패스 밸브(27c, 37c)는 예를 들어 솔레노이드 밸브일 수 있으며, 개폐 제어를 통해 냉각수 혹은 오일의 흐름을 허용하거나 억제한다. 이 경우 인입 밸브(27b, 37b) 및 바이패스 밸브(27c, 37c)가 설치된 위치에 따라 냉각 제어부(10)는 냉각수 혹은 오일이 수냉식 쿨링 모듈(20) 혹은 오일 쿨링 모듈(30)의 내부 전체를 순환하지 않고 선택적으로 순환하도록 운전 제어할 수 있다. Here, the inlet valves 27b and 37b and the bypass valves 27c and 37c may be, for example, solenoid valves and allow or inhibit the flow of cooling water or oil through opening / closing control. In this case, depending on the position where the inlet valves 27b and 37b and the bypass valves 27c and 37c are installed, the cooling controller 10 controls the entire inside of the water-cooling type cooling module 20 or the oil cooling module 30, The operation can be controlled so as to be selectively circulated without circulation.

단순히 냉각수 라인 혹은 오일 라인을 일원화한 경우에는 냉각 계통의 사고가 발생하거나 일부 부품의 교체 혹은 교환이 필요한 경우에 타 부품에 대해서도 냉각수 혹은 오일의 공급이 어려워 적시에 냉각이 수행되지 못 할 수 있다. 하지만, 본 실시예에서는 인입 밸브(27b, 37b) 및 바이패스 밸브(27c, 37c)를 설치하고 밸브 개폐를 독립적으로 제어함으로써 사고가 발생하였거나 교체 혹은 교환이 필요한 냉각부에 대해서는 냉각수 혹은 오일이 순환하지 않도록 하면서도 다른 냉각부에 대해서는 냉각수 혹은 오일이 원활히 순환되도록 할 수 있다. If the cooling water line or the oil line is simply unified, it may be difficult to supply the cooling water or the oil to other parts in case of occurrence of an accident of the cooling system or replacement or replacement of some parts. However, in this embodiment, by installing the inlet valves 27b and 37b and the bypass valves 27c and 37c and independently controlling the opening and closing of the valve, cooling water or oil is circulated The cooling water or the oil can be smoothly circulated to the other cooling part.

여기서, 냉각 제어부(10)에서 선택 순환이 가능하도록 하는 제어 방법을 도 2 및 도 3을 참조하여 설명하면 다음과 같다. Hereinafter, a control method for enabling the selective circulation in the cooling control unit 10 will be described with reference to FIGS. 2 and 3. FIG.

냉각 제어부(10)는 냉각수 혹은 오일을 순환시키지 않고자 하는 냉각부를 선택한다(단계 S100). 냉각부의 선택은 센서에서 측정된 각 지점의 온도 및 압력에 따라, 혹은 사고 발생 유무, 교체/교환 필요성 여부에 따라 이루어질 수 있다. 도 3에서는 수냉식 쿨링 모듈(20)의 변압기 냉각부(25)가 순환 억제 대상으로 선택된 것으로 가정한다. The cooling control section 10 selects a cooling section which does not circulate cooling water or oil (step S100). The selection of the cooling section can be made according to the temperature and pressure at each point measured by the sensor, or whether an accident has occurred, and whether replacement or replacement is necessary. In FIG. 3, it is assumed that the transformer cooling section 25 of the water-cooled cooling module 20 is selected as a circulation suppression target.

선택된 냉각부의 전단에 설치된 바이패스 밸브를 오픈시킨다(단계 S110). 변압기 냉각부(25)의 전단에 설치된 바이패스 밸브(27c)가 오픈되는 경우, 해당 냉각부(25)로의 냉각유체 인입이 억제되고 바이패스 라인(29c)을 따라 냉각유체가 메인 라인(29a)으로 바이패스된다. 여기서, 바이패스되는 냉각유체는 전단의 냉각부(발전기 냉각부(24))를 통과한 냉각유체(①)이거나 인입 라인(29b)을 통해 순환 펌프(23)로부터 직접 인입된 냉각유체(②)일 수 있다. The bypass valve provided at the front end of the selected cooling section is opened (step S110). When the bypass valve 27c provided at the front end of the transformer cooling section 25 is opened, the cooling fluid is prevented from being drawn into the cooling section 25 and the cooling fluid flows along the bypass line 29c to the main line 29a. . Here, the bypassed cooling fluid is the cooling fluid (1) that has passed through the cooling section (generator cooling section 24) at the previous stage or the cooling fluid (2) that is drawn directly from the circulation pump 23 through the inlet line 29b, Lt; / RTI >

보다 효과적인 순환 억제를 위해서, 선택된 냉각부의 전단에 설치된 인입 밸브를 클로즈시킬 수 있다(단계 S120). 도 3에서는 냉각유체(②)가 인입 라인(29b)을 통해 순환 펌프(23)로부터 직접 인입되지 못하므로, 전단의 냉각부(발전기 냉각부(24))를 통과한 냉각유체(①)만을 바이패스시키면 충분하여 바이패스 밸브의 통과 용량이 적을 경우에도 효과적인 제어가 가능하다. For more effective circulation suppression, the inlet valve provided at the front end of the selected cooling section can be closed (step S120). 3, since the cooling fluid (2) is not drawn directly from the circulation pump (23) through the inlet line (29b), only the cooling fluid (1) It is sufficient to pass the bypass valve so that effective control is possible even when the bypass capacity of the bypass valve is small.

다시 도 1을 참조하면, 오일 쿨링 모듈(30)에서는 오일 순환 과정에서 사고가 발생한 경우 사고 지점에 대하여 오일 공급을 중단하여 그 파급 범위를 제한할 수 있는 장점도 있다. Referring again to FIG. 1, the oil cooling module 30 has an advantage that the oil supply to the point of an accident is stopped when an accident occurs in the oil circulation process, thereby limiting the extent of the oil supply.

또한, 바이패스 라인을 이용함으로써 일 구성요소에서 발생되는 폐열을 회수하여 타 구성요소에서 활용함으로써 시스템의 운전 안정도를 높일 수도 있다. 예를 들어, 각 구성요소가 과열된 경우에는 냉각을 필요로 하지만, 일부 구성요소의 경우 기동을 위해서는 소정 이상의 온도를 유지할 필요가 있다. 이 때 타 구성요소를 순환하여 과열된 냉각수 혹은 오일이 열교환기에서 냉각되기 이전에 온도 상승이 필요한 구성요소를 지나도록 함으로써, 폐열을 효율적으로 활용할 수 있게 되며, 구동 시간을 단축시킬 수 있게 된다. Also, by using the bypass line, it is possible to recover the waste heat generated in one component and utilize it in the other components, thereby improving the operation stability of the system. For example, if each component is overheated, cooling is required, but for some components it is necessary to maintain a predetermined temperature for startup. In this case, by circulating the other constituent elements, the superheated cooling water or oil passes through the components requiring a temperature rise before being cooled in the heat exchanger, the waste heat can be utilized effectively and the driving time can be shortened.

또한, 냉각 제어부(10)는 각 구성요소의 전원 공급을 제어하며, 풍력 발전 시스템에 적정한 운전 상태를 유지하고 있거나 내부 압력이 정상적으로 유지되고 있는 경우에 시스템의 부하 전원을 차단하여 시스템의 대기 전력 소비를 줄일 수도 있다. In addition, the cooling control unit 10 controls the power supply of each component, and when the proper operation state is maintained in the wind power generation system or the internal pressure is normally maintained, the load power of the system is shut off, .

본 실시예에서 수냉식 쿨링 모듈(20)과 오일 쿨링 모듈(30)은 독립적으로 제어되며, 필요에 따라 수냉식 쿨링 모듈(20) 혹은 오일 쿨링 모듈(30) 중 어느 하나만이 풍력 발전 시스템 냉각 장치에 포함되는 경우에도 전술한 것과 동일한 제어가 가능할 것이다. In the present embodiment, the water-cooled cooling module 20 and the oil cooling module 30 are independently controlled and only one of the water-cooled cooling module 20 or the oil cooling module 30 is included in the wind power generation system cooling device The same control as described above will be possible.

상기에서는 본 발명의 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 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 or scope of the invention as defined in the following claims And changes may be made without departing from the spirit and scope of the invention.

1: 풍력 발전 시스템 냉각 장치 10: 냉각 제어부
20: 수냉식 쿨링 모듈 30: 오일 쿨링 모듈
23: 냉각수 순환 펌프 33: 오일 순환 펌프
22, 32: 팬 28, 38: 필터
27a, 37a: 펌프 밸브 27b, 37b: 인입 밸브
27c, 37c: 바이패스 밸브 24: 발전기 냉각부
25: 변압기 냉각부 26: 컨버터 냉각부
34: 브레이크 냉각부 35: 유압식 핏치 냉각부
36: 기어박스 냉각부 29a: 냉각수 메인 라인
29b: 냉각수 인입 라인 29c: 냉각수 바이패스 라인
39a: 오일 메인 라인 39b: 오일 인입 라인
39c: 오일 바이패스 라인1: Wind power generation system cooling apparatus 10: Cooling control unit
20: Water cooling type cooling module 30: Oil cooling module
23: cooling water circulation pump 33: oil circulation pump
22, 32: fan 28, 38: filter
27a, 37a: pump valve 27b, 37b: inlet valve
27c, 37c: bypass valve 24: generator cooling section
25: transformer cooling section 26: converter cooling section
34: Brake cooling section 35: Hydraulic pitch cooling section
36: gear box cooling section 29a: cooling water main line
29b: Cooling water inlet line 29c: Cooling water bypass line
39a: oil main line 39b: oil inlet line
39c: oil bypass line

Claims (10)

풍력 발전 시스템의 냉각 장치에 있어서,
복수의 전기에너지 발생 요소를 제1 냉각매체로 순차 혹은 선택적으로 냉각시키고, 상기 복수의 전기에너지 발생 요소를 냉각시키기 위한 복수의 제1 인입 밸브 및 복수의 제1 바이패스 밸브를 포함하는 제1 쿨링 모듈; 및
상기 복수의 제1 인입 밸브 및 복수의 제1 바이패스 밸브를 독립적으로 개폐 제어하여 상기 제1 냉각매체의 순환을 제어하는 냉각 제어부를 포함하는 풍력 발전 시스템 냉각 장치.A cooling device for a wind turbine system,
A plurality of first intake valves and a plurality of first bypass valves for cooling the plurality of electric energy generating elements sequentially or selectively with the first cooling medium, module; And
And a cooling control section for independently controlling opening and closing of the plurality of first inlet valves and the plurality of first bypass valves to control the circulation of the first cooling medium. 제1항에 있어서,
상기 제1 쿨링 모듈과 이격되고, 복수의 기계적 회전에너지 발생 요소를 제2 냉각매체로 순차 혹은 선택적으로 냉각시키고, 상기 복수의 기계적 회전에너지 발생 요소를 냉각시키기 위한 복수의 제2 인입 밸브 및 복수의 제2 바이패스 밸브를 포함하는 제2 쿨링 모듈을 더 포함하는 풍력 발전 시스템 냉각 장치.The method according to claim 1,
A plurality of second inlet valves spaced apart from the first cooling module and cooling the plurality of mechanical rotational energy generating elements sequentially or selectively with a second cooling medium, And a second cooling module including a second bypass valve. 제2항에 있어서,
상기 냉각 제어부는 상기 복수의 제2 인입 밸브 및 복수의 제2 바이패스 밸브를 독립적으로 개폐 제어하여 상기 제2 냉각매체의 순환을 제어하는 풍력 발전 시스템 냉각 장치.3. The method of claim 2,
Wherein the cooling control unit independently controls the opening and closing of the plurality of second inlet valves and the plurality of second bypass valves to control the circulation of the second cooling medium. 제2항에 있어서,
상기 냉각 제어부는 상기 제1 쿨링 모듈과 상기 제2 쿨링 모듈을 독립적으로 제어하는 풍력 발전 시스템 냉각 장치.3. The method of claim 2,
Wherein the cooling control unit independently controls the first cooling module and the second cooling module. 제1항에 있어서,
상기 제1 쿨링 모듈은,
외부와의 열교환을 통해 상기 제1 냉각매체를 냉각시키는 열교환기와;
펌핑을 통해 상기 열교환기에서 냉각된 상기 제1 냉각매체를 상기 제1 쿨링 모듈 내부 전체에 순환시키는 제1 냉각매체 순환 펌프와;
상기 제1 냉각매체 순환 펌프에 의해 순환되는 상기 제1 냉각매체를 인입하여 상기 복수의 전기에너지 발생 요소를 각각 냉각시키는 복수의 냉각부를 더 포함하되,
상기 복수의 제1 인입 밸브 및 복수의 제1 바이패스 필터는 상기 복수의 냉각부 각각의 전단에 설치되고, 상기 냉각 제어부의 개폐 제어에 따라 상기 복수의 냉각부 중 적어도 하나를 바이패스하고 나머지에 대해서 상기 제1 냉각매체를 인입시키는 풍력 발전 시스템 냉각 장치. The method according to claim 1,
The first cooling module includes:
A heat exchanger for cooling the first cooling medium through heat exchange with the outside;
A first cooling medium circulation pump circulating the first cooling medium cooled in the heat exchanger through the entire first cooling module through pumping;
Further comprising a plurality of cooling units for drawing the first cooling medium circulated by the first cooling medium circulation pump to cool the plurality of electric energy generating elements respectively,
Wherein the plurality of first inlet valves and the plurality of first bypass filters are provided at the front ends of the plurality of cooling sections and at least one of the plurality of cooling sections is bypassed in accordance with the opening and closing control of the cooling control section, And the first cooling medium is drawn in. 제2항에 있어서,
상기 제2 쿨링 모듈은,
외부와의 열교환을 통해 상기 제2 냉각매체를 냉각시키는 열교환기와;
펌핑을 통해 상기 열교환기에서 냉각된 상기 제2 냉각매체를 상기 제2 쿨링 모듈 내부 전체에 순환시키는 제2 냉각매체 순환 펌프와;
상기 제2 냉각매체 순환 펌프에 의해 순환되는 상기 제2 냉각매체를 인입하여 상기 복수의 기계적 회전에너지 발생 요소를 각각 냉각시키는 복수의 냉각부를 더 포함하되,
상기 복수의 제2 인입 밸브 및 복수의 제2 바이패스 필터는 상기 복수의 냉각부 각각의 전단에 설치되고, 상기 냉각 제어부의 개폐 제어에 따라 상기 복수의 냉각부 중 적어도 하나를 바이패스하고 나머지에 대해서 상기 제2 냉각매체를 인입시키는 풍력 발전 시스템 냉각 장치. 3. The method of claim 2,
The second cooling module includes:
A heat exchanger for cooling the second cooling medium through heat exchange with the outside;
A second cooling medium circulation pump circulating the second cooling medium cooled in the heat exchanger through the entire second cooling module through pumping;
Further comprising: a plurality of cooling units for drawing the second cooling medium circulated by the second cooling medium circulation pump to cool the plurality of mechanical rotation energy generating elements, respectively,
Wherein the plurality of second inlet valves and the plurality of second bypass filters are provided in front of each of the plurality of cooling sections and at least one of the plurality of cooling sections is bypassed according to the opening and closing control of the cooling control section, And the second cooling medium is drawn in. 제2항에 있어서,
상기 전기에너지 발생 요소는 발전기, 변압기 및 컨버터 중 하나이며, 상기 기계적 회전에너지 발생 요소는 기어박스, 유압식 핏치, 브레이크 중 하나인 풍력 발전 시스템 냉각 장치. 3. The method of claim 2,
Wherein the electric energy generating element is one of a generator, a transformer and a converter, and the mechanical rotating energy generating element is one of a gear box, a hydraulic type pitch and a brake. 복수의 인입 밸브 및 복수의 바이패스 밸브의 개폐 제어를 통해 쿨링 모듈에서 냉각매체의 순환을 독립적으로 제어하는 풍력 발전 시스템 냉각 장치의 냉각 제어부에서의 제어 방법으로,
(a) 상기 냉각매체의 순환을 억제하고자 하는 냉각부를 선택하는 단계; 및
(b) 상기 선택된 냉각부의 전단에 설치된 상기 바이패스 밸브를 오픈시켜 바이패스 라인을 형성하는 단계를 포함하는 풍력 발전 시스템 냉각 장치의 제어 방법. A control method in a cooling control section of a wind power generation system cooling apparatus that independently controls circulation of a cooling medium in a cooling module through opening and closing control of a plurality of intake valves and a plurality of bypass valves,
(a) selecting a cooling unit to suppress circulation of the cooling medium; And
(b) forming a bypass line by opening the bypass valve provided at a front end of the selected cooling unit. 제8항에 있어서,
(c) 상기 선택된 냉각부의 전단에 설치된 상기 인입 밸브를 클로즈시키는 단계를 더 포함하는 풍력 발전 시스템 냉각 장치의 제어 방법. 9. The method of claim 8,
(c) closing the inlet valve provided at a front end of the selected cooling section. 제8항 또는 제9항에 있어서,
상기 단계 (a)는 상기 쿨링 모듈에 설치된 센서에서 측정된 각 지점의 온도 및 압력에 따라, 혹은 사고 발생 유무, 부품의 교체 혹은 교환 필요성 여부에 따라 상기 냉각부를 선택하는 풍력 발전 시스템 냉각 장치의 제어 방법.10. The method according to claim 8 or 9,
The step (a) may be performed by controlling the wind turbine cooling apparatus that selects the cooling unit according to the temperature and pressure at each point measured by the sensor installed in the cooling module, according to whether an accident has occurred, Way.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN106523677A (en) * 2016-10-30 2017-03-22 河北建投新能源有限公司 Heat dissipation device for gearbox of wind driven generator
CN109435735A (en) * 2018-11-23 2019-03-08 珠海银隆电器有限公司 Charging station and charging station cooling control method

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