KR20150128348A - Method of estimating yaw error and apparatus thereof - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a method for estimating a yaw error of a wind power generator and a device thereof. Needed is a yaw error correcting work for matching the direction of wind with the direction of a nacelle to maximize efficiency of a wind power generator. The method for estimating a yaw error of a wind power generator and the device thereof according to the present invention analyze the weight of a blade due to a force by an azimuth of the blade when the force is applied to the blade due to wind, thereby estimating a yaw error by using weight distribution per a blade azimuth and a yaw error relation, wherein the weight distribution is generated by pre-statistical processing or calculating.

Description

풍력 발전기의 요 에러 추정 방법 및 추정 장치{METHOD OF ESTIMATING YAW ERROR AND APPARATUS THEREOF}[0001] METHOD OF ESTIMATING YAW ERROR AND APPARATUS THEREOF [0002]

본 발명은 풍력 발전기의 요 에러를 추정하는 방법 및 추정 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a method and an estimation apparatus for estimating a yaw error of a wind turbine generator.

근래에 들어서 화석 에너지의 고갈과 지구 온난화 현상을 완화하기 위하여 친환경 에너지를 이용한 발전 방법이 각광을 받고 있다. 특히, 지구의 어느 곳에나 존재하는 바람을 이용하는 풍력 발전기는 설치 이후에 발전을 위하여 별다른 비용이 필요하지 않기 때문에 친환경 에너지 중에서도 널리 이용되고 있는 편이다.In recent years, the use of environmentally friendly energy has been attracting attention in order to mitigate the depletion of fossil energy and the global warming phenomenon. In particular, wind turbines using winds existing anywhere on the earth are widely used in environmentally friendly energy since they do not require much cost for power generation after installation.

풍력 발전기의 블레이드에 바람의 에너지가 최대로 전달되기 위해서는, 바람의 방향으로 낫셀을 회전하여야 한다. 이를 위해서, 풍력 발전기에는 바람의 방향을 측정할 수 있는 풍향 센서가 설치되어 있다.In order for the wind energy to reach the blade of the wind turbine at the maximum, it is necessary to rotate the nacelle in the direction of the wind. To this end, the wind turbine is provided with a wind direction sensor capable of measuring the wind direction.

한국등록특허 제1314811호Korean Patent No. 1314811

일반적으로 블레이드가 낫셀의 전면에 설치가 되고 풍향 센서는 낫셀의 후미에 설치가 됨으로써, 풍향 측정의 정확도 및 신뢰도가 높지 않은 문제점이 있다. 따라서, 정확도가 낮은 풍향 센서를 보조하거나 대체할 수 있는 풍향 측정 기술의 제공이 요구 된다.Generally, the blade is installed on the front of the nacelle and the wind sensor is installed on the back of the nacelle, so that the accuracy and reliability of the wind direction measurement are not high. Therefore, it is required to provide a wind direction measurement technique which can assist or replace a low-accuracy wind direction sensor.

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 풍력 발전기의 블레이드가 받는 하중을 이용하여 요 에러를 추정하는 방법을 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a method for estimating a yaw error using a load received by a blade of a wind turbine generator.

본 발명이 해결하고자 하는 다른 기술적 과제는 풍력 발전기의 블레이드가 받는 하중을 이용하여 요 에러를 추정하는 장치를 제공하는 것이다.It is another object of the present invention to provide an apparatus for estimating a yaw error using a load received by a blade of a wind turbine generator.

본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해 될 수 있을 것이다.The technical objects of the present invention are not limited to the above-mentioned technical problems, and other technical subjects not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 태양에 따른 요 에러 추정 장치는, 로터의 회전한 각에 기초하여 방위각 정보를 생성하는 방위각 센서, 블레이드가 받는 하중에 기초하여 하중 정보를 생성하는 하중 센서, 상기 방위각 센서에서 생성된 방위각 정보 및 상기 하중 센서에서 생성된 하중 정보를 저장하는 측정값 저장부 및 상기 측정값 저장소에 저장된 방위각 정보 및 하중 정보를 이용하여 방위각별 하중분포를 생성하고, 상기 방위각별 하중분포에 기초하여 요 에러를 계산하는 요 에러 계산부를 포함한 것이다.According to an aspect of the present invention, there is provided a yaw error estimating apparatus including an azimuth sensor generating azimuth information based on a rotation angle of a rotor, a load sensor generating load information based on a load received by the blade, A measurement value storage unit for storing the azimuth information generated by the azimuth sensor and the load information generated by the load sensor, and the azimuth information and the load information stored in the measurement value storage, And a yaw error calculation section for calculating yaw errors based on the different load distributions.

일 실시예에 따르면, 요 에러 추정 장치는 기 설정된 방위각별 하중분포와 요 에러 간의 대응관계 정보를 포함하는 요 에러 DB을 더 포함하고, 상기 요 에러 계산부는 상기 요 에러 DB로부터 상기 생성한 방위각별 하중분포에 대응하는 요 에러를 추출할 수도 있다.According to one embodiment, the yaw error estimating apparatus further includes a yaw error DB including information on correspondence between a load distribution of each azimuth angle and a yaw error, and the yaw error calculating unit calculates yaw errors from the yaw error DB The yaw error corresponding to the load distribution can be extracted.

일 실시예에 따르면, 상기 하중 센서는, 상기 블레이드가 플랩와이즈(flapwise) 방향으로 받는 하중을 감지하여 하중 정보를 생성할 수도 있다.According to one embodiment, the load sensor may detect load received by the blade in a flapwise direction to generate load information.

일 실시예에 따르면, 요 에러 추정 장치는 상기 요 에러 계산부가 계산한 요 에러를 이용하여 풍력발전기의 낫셀(nacelle)을 요 회전 시키는 낫셀 회전장치를 더 포함할 수도 있다.According to one embodiment, the yaw error estimating apparatus may further include a nacelle rotating device for rotating the nacelle of the wind turbine using the yaw error calculated by the yaw error calculating section.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 다른 태양에 따른 요 에러 추정 방법은, 로터의 회전량을 가리키는 방위각을 측정하는 단계, 블레이드의 루트부가 받는 하중값을 측정하는 단계, 상기 방위각과 상기 하중값을 이용하여 방위각별 하중 분포를 생성하는 단계, 및 상기 방위각별 하중 분포에 기초하여 요 에러를 계산하는 단계를 포함한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of estimating a yaw error, comprising the steps of: measuring an azimuth indicating a rotation amount of a rotor; measuring a load value received by a root portion of the blade; Generating a load distribution for each azimuth angle using the azimuth angle distribution, and calculating a yaw error based on the load distribution for each azimuth angle.

일 실시예에 따르면, 상기 요 에러를 계산하는 단계는, 기 설정된 방위각별 하중분포와 요 에러 간의 대응관계 정보를 포함하는 요 에러 DB로부터 상기 생성된 방위각별 하중분포에 대응하는 요 에러를 추출하는 단계를 포함할 수도 있다.According to one embodiment, the step of calculating the yaw error includes extracting a yaw error corresponding to the generated load distribution by the azimuth angle from a yaw error DB including information of correspondence between a load distribution of each azimuth angle and a yaw error Step < / RTI >

일 실시예에 따르면, 상기 하중값을 측정하는 단계는, 상기 블레이드가 플랩와이즈 방향으로 받는 하중을 측정하는 단계를 포함할 수도 있다.According to one embodiment, measuring the load value may include measuring a load that the blade receives in the flapwise direction.

일 실시예에 따르면, 요 에러 추정 방법은 상기 요 에러 계산하는 단계 이후에, 상기 계산된 요 에러를 이용하여 낫셀을 회전시키는 단계를 더 포함할 수도 있다.According to one embodiment, the method of estimating a yaw error may further comprise, after the calculating the yaw error, rotating the narscell using the calculated yaw error.

상기와 같은 본 발명에 따르면, 풍력 발전의 요 에러를 추정하고 상기 추정된 요 에러를 바탕으로 낫셀을 회전함으로써 발전 효율을 극대화 할 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, it is possible to maximize power generation efficiency by estimating a yaw error of a wind turbine and rotating the nacelle based on the estimated yaw error.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른, 풍력 발전기의 구조도이다.
도 2 내지 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른, 바람에 방향에 따른 낫셀의 회전을 나타낸 예시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른, 요 에러 추정 장치의 구성도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른, 방위각 센서와 하중 센서의 동작을 나타내는 예시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른, 요 에러 DB의 예시이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른, 방위각별 하중 분포와 요 에러와의 관계를 나타낸 그래프이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른, 요 에러 추정 방법의 순서도이다.1 is a structural diagram of a wind turbine generator according to an embodiment of the present invention.
FIGS. 2 to 3 are views illustrating rotation of a neth cell along a wind direction according to an embodiment of the present invention.
4 is a configuration diagram of a yaw error estimating apparatus according to an embodiment of the present invention.
5 is an exemplary view showing the operation of the azimuth sensor and the load sensor according to an embodiment of the present invention.
6 is an illustration of a yaw error DB, in accordance with an embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a graph illustrating a relationship between a load distribution and a yaw error according to an azimuth angle according to an embodiment of the present invention.
8 is a flowchart of a yaw error estimating method according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 게시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 게시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The advantages and features of the present invention and the manner of achieving them will become apparent with reference to the embodiments described in detail below with reference to the accompanying drawings. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, and will fully convey the scope of the invention to those skilled in the art. Is provided to fully convey the scope of the invention to those skilled in the art, and the invention is only defined by the scope of the claims. Like reference numerals refer to like elements throughout the specification.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms (including technical and scientific terms) used herein may be used in a sense commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Also, commonly used predefined terms are not ideally or excessively interpreted unless explicitly defined otherwise.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른, 풍력 발전기의 구조도이다.1 is a structural diagram of a wind turbine generator according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하여, 본 발명의 대상인 풍력 발전기의 기본 구조에 대해서 자세하게 설명한다.Referring to Fig. 1, the basic structure of a wind power generator, which is an object of the present invention, will be described in detail.

풍력 발전기(100)는 타워(110), 낫셀(120), 허브(140) 및 블레이드(130)을 포함할 수 있다. The wind power generator 100 may include a tower 110, a nacelle 120, a hub 140 and a blade 130.

타워(110)는 지면 또는 해저면에 설치가 되어 낫셀(120)을 지지하는 기능을 수행한다. 타워(110)는 원통 형태의 기둥일 수 있다.The tower 110 is installed on the ground or the sea floor to support the nacelle 120. The tower 110 may be a cylindrical column.

낫셀(120)은 내부의 공간에 풍력 발전기의 제어 모듈과 발전기 모듈이 설치되는 구조물이다. 허브(140)의 회전축이 발전기 모듈에 연결이 되며, 허브(140)의 회전은 발전기 모듈에서 전기로 변환된다.The nacelle 120 is a structure in which a control module of a wind turbine generator and a generator module are installed in an inner space. The rotation axis of the hub 140 is connected to the generator module, and the rotation of the hub 140 is converted to electricity from the generator module.

허브(140)은 낫셀(120)의 전면부에 장착이 되며, 허브(140)의 회전축은 상기 발전기 모듈에 연결된다. 허브(140)에는 블레이드(130)가 장착되며, 허브(140)는 블레이드(130)를 지지한다. 허브(140)는 바람에 의해서 블레이드(130)가 받는 힘을 로터(rotor) 회전으로 변환한다.The hub 140 is mounted on the front side of the nacelle 120 and the rotary shaft of the hub 140 is connected to the generator module. The hub 140 is equipped with a blade 130, and the hub 140 supports the blade 130. The hub 140 converts the force received by the blade 130 by the wind into rotor rotation.

블레이드(130)는 허브(140)에 장착되어 고정된다. 블레이드(130)는 바람에 의해서 받는 힘을 허브(140)에 전달한다. 상기 힘에 의해서 허브(140)와 블레이드(130)가 로터 축(180)에 의해서 회전하게 된다.The blade 130 is mounted and fixed to the hub 140. The blade 130 transfers the force received by the wind to the hub 140. The hub 140 and the blade 130 are rotated by the rotor shaft 180 by the force.

도 2 내지 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른, 바람에 방향에 따른 낫셀의 회전을 나타낸 예시도이다.FIGS. 2 to 3 are views illustrating rotation of a neth cell along a wind direction according to an embodiment of the present invention.

도 2 내지 도 3을 참조하여, 바람 방향에 따른 낫셀(120)의 요 회전(yaw rotation, 170)을 자세하게 설명한다.2 to 3, yaw rotation 170 of the nacelle 120 along the wind direction will be described in detail.

도 2 를 참조하면, 바람이 허브(140)와 블레이드(130)의 정면 방향에서 불어오지 않는 경우 바람의 힘이 전부 블레이드(130)에 전달되지 않고 일부만이 전달된다.Referring to FIG. 2, when the wind is not blown in the front direction of the hub 140 and the blade 130, only a part of the wind force is transmitted to the blade 130 without being transmitted.

도 3을 참조하면, 본 발명은 낫셀(120)의 로터 축(180)과 바람의 방향이 형성하는 각을 가리키는 요 에러(yaw error, 190)를 추정할 수 있다. Referring to FIG. 3, the present invention can estimate a yaw error 190 indicative of an angle formed by the rotor axis 180 of the nacelle 120 and the wind direction.

요 에러(190)를 이용하여 낫셀(120)을 요 회전(170) 시키면 블레이드(130)에 상기 바람의 힘이 정면으로 작용하게 되고, 풍력 발전기의 효율을 높일 수 있다.When the netshell 120 is revolved 170 by using the yaw error 190, the force of the wind acts on the blade 130 and the efficiency of the wind power generator can be increased.

본 발명은 요 에러(190)의 크기를 추정하기 위하여 로터 축(180)을 중심으로 한 방위각에 따른 블레이드(130)가 받는 하중을 측정하여 방위각별 하중분포를 생성할 수 있다. In order to estimate the magnitude of the yaw error 190, the present invention can measure the load received by the blade 130 with respect to the azimuth angle around the rotor axis 180 to generate a load distribution for each azimuth angle.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 사전에 제공된 요 에러와 방위각별 하중분포의 관계를 이용하여, 상기 생성된 방위각별 하중분포에 해당하는 요 에러를 추정할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, a yaw error corresponding to the generated load distribution according to the azimuth angle can be estimated using the relationship between the yaw error provided beforehand and the load distribution by the azimuth angle.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른, 요 에러 추정 장치의 구성도이다.4 is a configuration diagram of a yaw error estimating apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 4를 참조하여, 본 발명의 요 에러 추정 장치(400)에 대해서 설명한다.The yaw error estimating apparatus 400 of the present invention will be described with reference to FIG.

요 에러 추정 장치(400)은 방위각 센서(210), 하중 센서(250), 측정값 저장부(430), 요 에러 계산부(440) 및 요 에러 DB(Database, 450)를 포함할 수 있다.The yaw error estimating apparatus 400 may include an azimuth sensor 210, a load sensor 250, a measured value storing unit 430, a yaw error calculating unit 440, and a yaw error DB 450.

방위각 센서(210)는 로터의 회전 정도를 감지하고, 상기 회전 정도를 가리키는 방위각 정보를 생성할 수 있다. 로터 축(180)은 허브(140)에 연결되어 있고, 허브(140)에는 블레이드(130)이 장착되어 있기 때문에, 상기 방위각 정보는 블레이드(130)의 회전 정보를 가리키는 정보일 수 있다.The azimuth sensor 210 senses the degree of rotation of the rotor and may generate azimuth angle information indicating the degree of rotation. Since the rotor shaft 180 is connected to the hub 140 and the hub 130 is equipped with the blade 130, the azimuth information may be information indicating the rotation information of the blade 130.

하중 센서(250)은 바람에 의해서 블레이드(130)가 받는 하중을 감지하여, 상기 하중을 가리키는 하중 정보를 생성할 수 있다. 상기 하중은 블레이드(130)가 바람에 의해서 받는 힘 중에서 블레이드(130)의 길이 방향을 따라 허브(140)와 만나는 지점에서 감지되는 힘을 가리킬 수 있지만, 이에 한정되지는 않는다.The load sensor 250 senses a load received by the blade 130 by wind and can generate load information indicating the load. The load may indicate a force sensed at a point where the blade 130 meets the hub 140 along the longitudinal direction of the blade 130 among the forces received by the wind, but is not limited thereto.

측정값 저장부(430)는 방위각 센서(210)가 상기 생성한 방위각 정보와 하중 센서(250)가 상기 생성한 하중 정보를 저장할 수 있다. The measurement value storage unit 430 may store the azimuth information generated by the azimuth sensor 210 and the load information generated by the load sensor 250. [

요 에러 DB(450)는 방위각별 하중분포와 요 에러의 관계가 저장되어 있다. 상기 저장된 방위각별 하중분포와 요 에러 관계는 사전에 계산되어서 저장될 수 있다. 예를 들어서, 실제로 하나 이상의 요 에러에 대한 방위각별 하중분포를 측정한 데이터를 통계 처리한 값이 요 에러 DB(450)에 저장될 수 있다.The yaw error DB 450 stores the relationship between the yaw error and the load distribution by the azimuth angle. The load distribution by the stored azimuth angle and the yaw error relationship can be calculated and stored in advance. For example, a value obtained by statistically processing data obtained by measuring the load distribution by azimuth angle with respect to at least one yaw error may be stored in the yaw error DB 450. [

요 에러 계산부(440)는 측정값 저장부(430)에 저장된 상기 방위각 정보와 상기 하중 정보를 이용하여서 방위각별 하중분포를 계산할 수 있다. The yaw error calculation unit 440 may calculate the load distribution by azimuth angle using the azimuth information stored in the measurement value storage unit 430 and the load information.

일 실시예에 따르면, 요 에러 계산부(440)는 요 에러 DB(450)에 저장된 방위각별 하중분포와 요 에러의 관계에서, 상기 생성된 방위각별 하중분포에 대응하는 요 에러를 추출할 수 있다.According to one embodiment, the yaw error calculation unit 440 can extract a yaw error corresponding to the generated load distribution by the azimuth angle in the relationship between the yaw error and the load distribution by the azimuth angle stored in the yaw error DB 450 .

다른 실시예에 따르면, 요 에러 계산부(440)는 요 에러 DB(450)에서 상기 생성된 방위각별 하중분포와 가장 유사한 상기 저장된 방위각별 하중분포를 검색한다. 요 에러 계산부(440)는 상기 검색된 방위각별 하중분포에 대응되는 요 에러를 상기 생성된 방위각별 하중분포의 요 에러로 추정할 수 있다.According to another embodiment, the yaw error calculation unit 440 searches the yaw error DB 450 for the stored load distribution by the azimuth angle most similar to the generated load distribution by the azimuth angle. The yaw error calculation unit 440 can estimate the yaw error corresponding to the searched load distribution by the azimuth angle as the yaw error of the generated load distribution by the azimuth angle.

요 회전부(460)는 요 에러 계산부(440)가 제공하는 요 에러를 이용하여, 낫셀(120)을 요 회전시킬 수 있다. 상기 회전에 의해서 블레이드(130)는 바람 부는 방향을 정면으로 향할 수 있으며, 이에 따라 블레이드(130)에 작용하는 상기 바람의 힘이 최대가 되어, 풍력 발전기의 효율이 높아 질 수 있다.The yaw rotation unit 460 can rotate the narsell 120 by using the yaw error provided by the yaw error calculation unit 440. [ By this rotation, the blade 130 can face the wind direction in the front direction, thereby maximizing the force of the wind acting on the blade 130, so that the efficiency of the wind power generator can be increased.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른, 방위각 센서와 하중 센서의 동작을 나타내는 예시도이다.5 is an exemplary view showing the operation of the azimuth sensor and the load sensor according to an embodiment of the present invention.

도 5을 참조하여, 요 에러 추정 장치가 바람에 의해서 블레이드(130)에 작용하는 방위각별 하중분포를 생성하는 것에 대해서 자세하게 설명한다.With reference to FIG. 5, a detailed description will be given of how the yaw error estimating apparatus generates the load distribution by the azimuth angle acting on the blade 130 by the wind.

방위각 센서(210)는 로터 축(180)에 장착될 수 있지만, 이것은 예시에 불과하면 이에 한정되지는 않는다.The azimuth sensor 210 may be mounted to the rotor shaft 180, but this is not so limited.

방위각 센서(210)는 로터의 회전 정도를 감지하고, 상기 회전 정도를 가리키는 방위각 정보를 생성할 수 있다. 로터 축(180)은 허브(140)에 연결되어 있고, 허브(140)에는 블레이드(130)이 장착되어 있기 때문에, 로터 축(180)과 허브(140)의 회전 정도는 블레이드(130)의 회전 정도와 동일하므로, 상기 방위각 정보는 블레이드(130)의 방위각 정보로 사용될 수 있다. 이하 설명의 편의를 위하여 허브(140)의 방위각 정보와 블레이드(130)의 방위각 정보는 동일한 것으로 가정하고 설명하도록 한다.The azimuth sensor 210 senses the degree of rotation of the rotor and may generate azimuth angle information indicating the degree of rotation. Since the rotor shaft 180 is connected to the hub 140 and the hub 140 is equipped with the blade 130, the degree of rotation of the rotor shaft 180 and the hub 140 is determined by the rotation of the blade 130 The azimuth angle information can be used as the azimuth angle information of the blade 130. For convenience of explanation, it is assumed that the azimuth information of the hub 140 and the azimuth information of the blade 130 are the same.

하중 센서(250)는 블레이드(130)의 하단과 허브(140)가 결합하는 부분에 장착될 수 있지만, 이것은 예시에 불과하면 이에 한정되지는 않는다.The load sensor 250 may be mounted at a portion where the lower end of the blade 130 and the hub 140 are engaged, but this is not limitative.

바람이 블레이드(130)의 정면이 아닌 비스듬한 방향에서 부는 경우, 바람이 블레이드(130)에 작용하는 힘(220)은 수직 방향 힘(230)과 수평 방향 힘(240)으로 나눌 수 있다. When the wind blows in an oblique direction rather than in front of the blade 130, the force 220 acting on the wind 130 can be divided into a vertical force 230 and a horizontal force 240.

상기 바람이 블레이드(130)에 작용하는 힘(220, 230, 240)은 바람의 세기에 비례할 수 있다. 상기 바람의 세기는 상기 바람의 속도(풍속)에 비례할 수 있다. The forces (220, 230, 240) acting on the blades (130) can be proportional to the wind strength. The wind intensity may be proportional to the wind speed (wind speed).

발명의 일 실시예에 따르면, 하중 센서(250)는 수직 방향 힘(230)을 감지할 수 있으며, 수직 방향 힘(230)의 크기를 가리키는 하중 정보를 생성할 수 있다.According to one embodiment of the invention, the load sensor 250 may sense the vertical force 230 and may generate load information indicative of the magnitude of the vertical force 230.

발명의 다른 실시예에 따르면, 하중 센서(250)는 블레이드(130)가 플랩와이즈(flapwise) 방향으로 받는 하중을 감지하여 하중 정보를 생성할 수 도 있다. 플랩와이즈 방향은 블레이드(130)의 면에 수직한 방향을 의미한다. 하중 센서(250)은 블레이드(130)의 날개 면에 장착이 되어, 블레이드(130)의 날개 면에 수직한 방향으로 작용하는 힘을 감지하여 하중 정보를 생성할 수도 있다.According to another embodiment of the present invention, the load sensor 250 may sense the load received by the blade 130 in the flapwise direction to generate load information. The flapwise direction refers to a direction perpendicular to the plane of the blade 130. [ The load sensor 250 may be mounted on the blade surface of the blade 130 to sense force acting in a direction perpendicular to the blade surface of the blade 130 to generate load information.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 요 에러 DB의 예시이고, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 방위각별 하중분포와 요 에러와의 관계를 나타낸 그래프이다.FIG. 6 is an example of a yaw error DB according to an embodiment of the present invention, and FIG. 7 is a graph illustrating a relationship between a load distribution and an yaw error according to an azimuth angle according to an embodiment of the present invention.

도 6 내지 도 7를 참조하여, 요 에러 추정 장치(400)가 방위각별 하중분포를 이용하여 요 에러를 추정하는 것을 설명한다.6 to 7, the yaw error estimating apparatus 400 estimates the yaw error using the load distribution according to the azimuth angles.

도 6는 방위각(310)에 따른 하중(320)과 요 에러(330)의 관계를 나타낸 요 에러 테이블(300)의 예시이다. 요 에러 테이블(300)은 요 에러 DB(450)에 저장되어 있을 수 있다. 6 is an illustration of a yaw error table 300 showing the relationship between the load 320 and the yaw error 330 according to the azimuth 310. The yaw error table 300 may be stored in the yaw error DB 450.

요 에러 테이블(300)에는 3 개의 방위각(310)에 따른 하중(320)과 하나의 요 에러(300)의 관계를 나타내고 있지만, 방위각(310)에 따른 하중(320)의 개수는 상기 3개에 한정되지 않는다. 이하, 설명의 편의를 위하여 하나의 요 에러에(330)에 대한 3개의 방위각별 하중분포를 이용하여 요 에러 추정을 설명한다.The relationship between the load 320 according to the three azimuthal angles 310 and one yaw error 300 is shown in the yaw error table 300. The number of the loads 320 according to the azimuth angle 310 is not limited to three It is not limited. Hereinafter, for ease of explanation, the yaw error estimation will be described by using the load distribution by three azimuth angles with respect to one yaw error (330).

발명의 일 실시예에 따르면, 요 에러 테이블(300)의 값은 사전에 수집된 방위각 정보와 하중 정보를 이용하여 사전에 계산된 요 에러 값의 집합일 수 있다. 이와 같이 요 에러 값을 사전에 미리 계산해 놓음으로써, 요 에러 계산부(410)이 방위각별 하중분포에 해당하는 요 에러를 빠르게 계산할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the value of the yaw error table 300 may be a set of previously calculated yaw error values using azimuth information and load information collected in advance. By previously calculating the yaw error value in advance, the yaw error calculating section 410 can quickly calculate the yaw error corresponding to the load distribution by the azimuth angle.

도 7는 요 에러 테이블(300)의 값을 방위각(310)을 x축 상에 나타내고 하중(320)을 y축 상에 나타낸 방위각별 하중분포 그래프(305)이다. 7 is a load distribution graph 305 for each azimuth angle showing the azimuth error table 300 on the x-axis and the load 320 on the y-axis.

요 에러 계산부(440)는 요 에러 DB(450)에 저장된 방위각별 하중분포 데이터와 요 에러 데이터를 이용하여 방위각별 하중분포 그래프(305)를 작성할 수 있다.The yaw error calculation unit 440 can generate the load distribution graph 305 for each azimuth angle by using the load distribution data and the yaw error data for each azimuth angle stored in the yaw error DB 450. [

방위각별 하중분포 그래프(305)의 각 곡선은 하나의 요 에러 값을 나타낸다. 제1 곡선(340)은 요 에러 테이블(300)의 요 에러 5°에 해당하는 곡선이고, 제2 곡선(350)은 요 에러 테이블(300)의 요 에러 20°에 해당하는 곡선이다.Each curve of the load distribution graph 305 for each azimuth represents one yaw error value. The first curve 340 is a curve corresponding to the yaw error 5 ° of the yaw error table 300 and the second curve 350 is the curve corresponding to the yaw error 20 ° of the yaw error table 300.

요 에러 계산부(440)는 측정값 저장부(430)에 저장된 방위각 정보와 하중 정보를 이용하여 요 에러 그래프(305)에 상기 측정된 방위각별 하중분포 그래프(305)를 작성할 수 있다.The yaw error calculator 440 may generate the measured load distribution graph 305 for each azimuth angle on the yaw error graph 305 using the azimuth information and the load information stored in the measurement value storage 430. [

일점쇄선으로 그려진 제3 곡선(390)은 방위각 센서(210)와 하중 센서(250)로부터 생성된 방위각 정보와 하중 정보를 이용하여 나타낸 방위각별 하중분포 그래프이다.The third curve 390 drawn by the one-dot chain line is a graph of load distribution by azimuth angle using the azimuth angle information and the load information generated from the azimuth sensor 210 and the load sensor 250.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 요 에러 계산부(440)는 제3 곡선(390)과 가장 근접한 곡선의 요 에러를 제3 곡선(390)의 요 에러 값으로 추정할 수 있다. 요 에러 계산부(440)는 요 에러 그래프(305)에서 제3 곡선(390)이 제1 곡선(340)에 가장 근접하기 때문에 제3 곡선(390)의 요 에러는 제1 곡선(340)의 요 에러 값인 5°로 추정할 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the yaw error calculation unit 440 may estimate the yaw error of the curve closest to the third curve 390 to the yaw error value of the third curve 390. The yaw error calculator 440 determines that the yaw error of the third curve 390 is smaller than the yaw error of the first curve 340 because the third curve 390 is closest to the first curve 340 in the yaw error graph 305. [ It can be estimated as a yaw error value of 5 degrees.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른, 요 에러 추정 방법의 순서도이다.8 is a flowchart of a yaw error estimating method according to an embodiment of the present invention.

도 8을 참조하여, 요 에러 추정 방법을 설명한다.The yaw error estimating method will be described with reference to Fig.

블레이드(130)의 회전각을 가리키는 방위각을 측정한다(S110). 블레이드(130)가 바람에 의해 받는 하중을 측정한다(S120). 상기 방위각과 하중을 이용하여, 방위각별 하중분포를 생성하고 상기 방위각별 하중분포에 따른 요 에러를 계산한다(S130). 상기 계산된 요 에러를 바탕으로 낫셀을 상기 요 회전시킨다(S140).The azimuth indicating the rotation angle of the blade 130 is measured (S110). The load on the blade 130 is measured by the wind (S120). A load distribution is generated for each azimuth angle using the azimuth angle and the load, and a yaw error is calculated according to the load distribution for each azimuth angle (S130). Based on the calculated yaw error, the ncelcell is rotated in the yaw rotation direction (S140).

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be practical exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, You will understand. It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative in all aspects and not restrictive.

풍력 발전기 100
낫셀 120
블레이드 130
허브 140Wind power generator 100
Nassel 120
Blade 130
Hub 140

Claims (8)

로터의 회전한 각에 기초하여 방위각 정보를 생성하는 방위각 센서;
블레이드가 받는 하중에 기초하여 하중 정보를 생성하는 하중 센서;
상기 방위각 센서에서 생성된 방위각 정보 및 상기 하중 센서에서 생성된 하중 정보를 저장하는 측정값 저장부; 및
상기 측정값 저장부에 저장된 방위각 정보 및 하중 정보를 이용하여 방위각별 하중분포를 생성하고, 상기 방위각별 하중분포에 기초하여 요 에러를 계산하는 요 에러 계산부를 포함하는,
요 에러 추정 장치.An azimuth angle sensor for generating azimuth angle information based on the rotated angle of the rotor;
A load sensor for generating load information based on a load received by the blade;
A measurement value storage unit for storing the azimuth information generated by the azimuth sensor and the load information generated by the load sensor; And
And a yaw error calculation unit for generating a load distribution for each azimuth angle using the azimuth information and the load information stored in the measurement value storage unit and calculating a yaw error based on the load distribution for each azimuth angle,
A yaw error estimating device. 제1항에 있어서,
기 설정된 방위각별 하중분포와 요 에러 간의 대응관계 정보를 포함하는 요 에러 DB을 더 포함하고,
상기 요 에러 계산부는,
상기 요 에러 DB로부터 상기 생성한 방위각별 하중분포에 대응하는 요 에러를 추출하는
요 에러 추정 장치.The method according to claim 1,
Further comprising a yaw error DB including information on correspondence between a load distribution of each azimuth angle and a yaw error,
Wherein the yaw error calculation unit comprises:
And extracts a yaw error corresponding to the generated load distribution by the azimuth angle from the yaw error DB
A yaw error estimating device. 제1항에 있어서,
상기 하중 센서는,
상기 블레이드가 플랩와이즈(flapwise) 방향으로 받는 하중을 감지하여 하중 정보를 생성하는,
요 에러 추정 장치.The method according to claim 1,
Wherein the load sensor comprises:
Wherein the blade receives a load in a flapwise direction to generate load information,
A yaw error estimating device. 제1항에 있어서,
상기 요 에러 계산부가 계산한 요 에러를 이용하여 풍력발전기의 낫셀(nacelle)을 요 회전 시키는 낫셀 회전장치를 더 포함하는,
요 에러 추정 장치.The method according to claim 1,
Further comprising a nacelle rotating device for rotating the nacelle of the wind turbine using the yaw error calculated by the yaw error calculating section.
A yaw error estimating device. 로터의 회전량을 가리키는 방위각을 측정하는 단계;
블레이드의 루트부가 받는 하중값을 측정하는 단계;
상기 방위각과 상기 하중값을 이용하여 방위각별 하중 분포를 생성하는 단계; 및
상기 방위각별 하중 분포에 기초하여 요 에러를 계산하는 단계를 포함하는,
요 에러 추정 방법.Measuring an azimuth indicating a rotation amount of the rotor;
Measuring a load value received by the root portion of the blade;
Generating a load distribution for each azimuth angle using the azimuth angle and the load value; And
And calculating a yaw error based on the load distribution by the azimuth angle.
Method of estimating yaw errors. 제5항에 있어서,
상기 요 에러를 계산하는 단계는,
기 설정된 방위각별 하중분포와 요 에러 간의 대응관계 정보를 포함하는 요 에러 DB로부터 상기 생성된 방위각별 하중분포에 대응하는 요 에러를 추출하는 단계를 포함하는 요 에러 추정 방법.6. The method of claim 5,
Wherein calculating the yaw error comprises:
And extracting a yaw error corresponding to the generated load distribution according to the azimuth angle from a yaw error DB including information on a correspondence relationship between a load distribution of each azimuth and a yaw error. 제5항에 있어서,
상기 하중값을 측정하는 단계는,
상기 블레이드가 플랩와이즈 방향으로 받는 하중을 측정하는 단계를 포함하는,
요 에러 추정 방법.6. The method of claim 5,
Wherein the measuring the load value comprises:
And measuring a load that the blade receives in the flapwise direction.
Method of estimating yaw errors. 제6항에 있어서,
상기 요 에러 계산하는 단계 이후에,
상기 계산된 요 에러를 이용하여 낫셀을 회전시키는 단계를 더 포함하는,
요 에러 추정 방법.The method according to claim 6,
After the step of calculating the yaw error,
And rotating the netscell using the calculated yaw error.
Method of estimating yaw errors.
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