NL8105816A - Schoepspoedhoekregelinrichting voor een windturbinegenerator. - Google Patents

Schoepspoedhoekregelinrichting voor een windturbinegenerator. Download PDF

Info

Publication number
NL8105816A
NL8105816A NL8105816A NL8105816A NL8105816A NL 8105816 A NL8105816 A NL 8105816A NL 8105816 A NL8105816 A NL 8105816A NL 8105816 A NL8105816 A NL 8105816A NL 8105816 A NL8105816 A NL 8105816A
Authority
NL
Netherlands
Prior art keywords
signal
generator
wind speed
wind
power
Prior art date
Application number
NL8105816A
Other languages
English (en)
Original Assignee
United Technologies Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by United Technologies Corp filed Critical United Technologies Corp
Publication of NL8105816A publication Critical patent/NL8105816A/nl

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03DWIND MOTORS
    • F03D7/00Controlling wind motors 
    • F03D7/02Controlling wind motors  the wind motors having rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor
    • F03D7/04Automatic control; Regulation
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03DWIND MOTORS
    • F03D7/00Controlling wind motors 
    • F03D7/02Controlling wind motors  the wind motors having rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor
    • F03D7/022Adjusting aerodynamic properties of the blades
    • F03D7/0224Adjusting blade pitch
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05BINDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2270/00Control
    • F05B2270/10Purpose of the control system
    • F05B2270/103Purpose of the control system to affect the output of the engine
    • F05B2270/1032Torque
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05BINDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2270/00Control
    • F05B2270/10Purpose of the control system
    • F05B2270/103Purpose of the control system to affect the output of the engine
    • F05B2270/1033Power (if explicitly mentioned)
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05BINDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2270/00Control
    • F05B2270/30Control parameters, e.g. input parameters
    • F05B2270/32Wind speeds
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70Wind energy
    • Y02E10/72Wind turbines with rotation axis in wind direction

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Wind Motors (AREA)
  • Control Of Eletrric Generators (AREA)

Description

t * -1-
Schoepspoedhoekregelinrichting voor een windturbinegenera-tor.
De uitvinding heeft betrekking op een sehoep-spoedhoekregelinrichting voor horizontale as-windturbine-generatoren en meer in het bijzonder op dergelijke turbo-generatoren, die voorzien zijn van een aantal grote lucht-5 wervelingsschoepen met variabele spoed, die gemonteerd zijn op een- rotor, die een synchrone generator drijft door tussenkomst van een overbrengingsinrichting.
Moderne, grote, horizontale as-windturbinegenera-toren bevatten in het algemeen, een aantal schoepbladen met 10 variabele spoed, die gemonteerd zijn op een rotor, die een synchrone generator drijft door tussenkomst van een overbrengingsinrichting. Door de overbrengingsinrichting wordt de rotatiesnelheid van de hoof dturbine-a.s opgevoerd tot de snelheid, die vereist is voor de synchrone werking van 15 de generator.
De schoepen,, overbrengingsinrichting en generator zijn in staat om een slechts beperkt hieraan toegevoerd draaimoment of vermogen.te verwerken. Bij het regelen van dergelijke moderne, grote windturbinegeneratoren zoals 20 bijvoorbeeld beschreven in het Amerikaanse octrooischrift No. 4-193005 worden, derhalve voor het beveiligen van de turbineschoepen, schoepmontagemiddelen, tandwielgroepen, generator- en andere systeemelementen de windenergie of vermogen, ingevangen door de schoepen, en het resulterende 25 koppel, toegevoerd aan. de hoofdturbine-generatoras, begrensd tot veilige hoeveelheden door de spoedhoekinstelling van de turbine luchtwervelingsgroepen. Teneinde de overbrenging van het vermogen en het koppel binnen de windturbinegenerator te begrenzen, moet het schoepspoedregelsysteem worden voor-30 zien van een signaal of zelf een signaal leveren, dat de maximum verwerkingscapaciteit van het vermogen of het koppel van de bovengenoemde turbine-generatorelementen aangeeft.
In het bovengenoemde octrooischrift wordt een gewenst koppel-signaal zoals een koppelreferentiesignaal afgeleid van een 35 koppel- of funktie-generator (14-4·)» waarin numerieke nominale koppel-waarden worden opgeslagen als funktie van de windsnelheid, waardoor een windsnelheidingang aan de regeling 8105816 t ' -2- een korresponderend. koppelui.tgamgleverend signaal van de regeling oplevert.
De referentiekoppelwaarden, opgëslagen in de signaalgenerator in fig .-4., zijn tot nu toe bepaald op basis 5 van de nominale waarden van de turbineschoepen, de generator en de overbrengingsinriehting, welke bepaling van deze nominale waarden, gebaseerd is op de werking van.deze elementen onder elektrische, belasting en klimatologische omstandigheden, die in het algemeen ongunstig zijn voor een maxi-10 male vermogens- of. koppeltransmi.ssie.. Alsdus begrenst de funktiegenerator 14-4- bet refërentievermogen- of -koppel-signaal en hierdoor.de generat.oruitgang; tot een waarde, die veilig is onder relatief ongunstige werkomstandigheden, ook wanneer de werkelijke werkomstandigheden·, gunstig zijn voor 15 een maximale vermogens- of koppeloverbrenging door de schoepen, de-overbrengingsinriehting en de generator, en derhalve gunstig voor de maximum elektrische generatoruit-gang.
Met 'betrekking tot de windturbineschoepen is 20 vastgesteld,, dat de mechanische spanningen aan de schoepen het hoogst zijn bij de nominale ("rated") windsnelheid (de laagste windsnelheid,.waarbij het toelaatbare vermogen wordt . geleverd), waarbij de schoepspoed wordt ingesteld voor maximum energievangst.. Boven de nominale snelh.eid worden de 25 schoepen ingesteld op een zodanige spoed» dat de axiale druk op de schoepen wordt gereduceerd, waarbij aanzienlijke hoeveelheden.wind van de. schoepen worden verstrooid. Een dergelijke spoedregeling heeft- tot gevolg, dat de spanningen aan de schoepen worden verlaagd ten opzichte van die, welke 30 optreden bij de nominale snelheid.
De maximum toelaatbare elektrische uitgang van een synchrone generator is afhankelijk van factoren zoals de belastingsfactor en de capaciteit tot koelen van de generator, die op haar beurt afhankelijk is van de omgevingstem-35 peratuur en luchtdichtheid (hoogte), De uitgang van de generator is een funktie van de belasting en de koppelingang aan de generator. De maximum toelaatbare elektrische uitgang van de generator neemt toe bij een verhoging van de belastingsfactor en bij een verhoogde koelcapaciteit. Voor 4-0 een gegeven generatorplaatsing. (hoogte) bij hoge belastings- 8105816 * * -3- en/of lage omgevingstemperaturen kan de generator inwerking worden gesteld bij een hogere dan de nominale koppelingang aan de rotor en derhalve voor een hogere dan de nominale elektrische vermogensuitgang aan de belasting.
5 In het algemeen wordt de bij de windturbinegenera- tor gebruikte overbrengingsinrichting eveneens berekend op een nominale koppelingang of vermagensverwerkingscapaciteit. De koppelingang aan de overbrengingsinrichting wordt op haar beurt bepaald, door. de koppeluitgang van de. windturbine-10 rotor zowel in stationaire toestand als bij windstoten.
In praktische toepassingen werden dergelijke..overbrengings-inrichtingen berekend op een nominale bedrijfswaarde bij een bepaalde stationaire koppelingang en de overbrengingsinrichting zodanig ontworpen, da.t zij weerstand biedt aan 15 grotere, benaderde .overgangskoppeld van windstoten. Deze overgangskoppels worden in het algemeen verondersteld circa 14-0$ van het nominale koppel te bedragen. Vastgesteld is, dat wanneer de daadwerkelijk ontvangen windstoot van geringere grootte, frekwentie en. duur is dan werd aangenomen, de 20 overbrengingsinrichting in de stationaire toestand met een groter dan de nominale koppelingang hieraan inwerking kan worden gesteld,, waardoor een hogere dan de nominale elektrische generatoruit'gang kan. worden geleverd.
Na het bovenstaande is het duidelijk, dat onder 25 bepaalde omstandigheden z.oals een lage- omgevingstemperatuur, een hoge arbeidsfactor, en een lage windturbulentiefactor bij een gemiddelde, windsnelheid boven de nominale snelheid de windturbinegenerator veilig kan worden bestuurd bij hogere dan het nominale vermogen of koppel, van de turbineschoepen, 30 de overbrengingsinrichting of generator, beantwoord door een bekende referentiesiguaalregeling. De besturing bij deze hogere dan de nominale vermogen- of koppel-niveau’s doet uiteraard de elektrische uitgang van de turbinegenerator toenemen, waardoor de eenheidskosten van de hierdoor gelever-35 de elektrische energie worden verlaagd.
De uitvinding beoogt een optimaal vermogen- of koppelreferentiesignaal tot stand te brengen voor een wind-turbinegeneratorregelsysteem, gebaseerd op de werkelijke werkingstoestanden van de turbinegenerator.
4-0 Voor het bereiken van dit oogmerk worden signalen, 8105816 -4- die de maximum verwerkingscapaciteit. van het vermogen of koppel van de generator,, schoepen en overbrengingsinrichting aangeven onder wind-, temperatuur- .en, arbeidsfactorwerkings-omstandigheden., alsmede, een stuursignaal, dat het gewenste 5 generatoruitgangsvermogen. aangeeft, vergeleken met.een verder vermogen- of kappel-signaal van zo •gering mogelijke grootte,, dat . gekozen is als, het vermogen- of koppel-referen-tiesignaal-., -Dit..referentiesignaal wordt vervolgens toegevoerd aan een schoepspoedregelsysteem. voor het tot stand brengen 10 van spoedstanden, waarbij de turbogeneratoruitgang korres-pondeert met het referentiesignaal. In een gunstige uitvoeringsvorm volgens .de uitvinding worden een of meer van de maximum generator-, schoep·-, en overbrengingsinrichtingver-mogen-capaciteitssigralen toegevoerd aan een capaciteits-15 en compensatieketen die een integrerend compensatieorgaan bevat voor het afvlakken van. het signaal en het volgen van de nauwkeurigheid. . De vertragingscompensatieketen bevat ook middelen voor he.t begrenzen van de fout tussen de uitgang van het integrerend compensatieorgaan. en het uitgangs-20 referentiesignaal van het systeem tot een waarde, die een overmatige werking van het. integrerend compensatieorgaan verhindert wanneer het referentiesignaal wordt begrensd door een vermogenscapaciteitssignaal, verschillend van dat, waarmede de vertragingcompensatieketen is gekoppeld.
25 De uitvinding zal hieronder nader toegelicht aan de hand van de enkele, tekening, waarin bij wijze van voorbeeld een schema, van. een. gunstige uitvoeringsvorm van de windturbine-generatorschoepspoedregelinrichting volgens de uitvinding is weergegeven.
30 De in haar geheel .met het verwijzingscijfer 10 weergegeven regelinrichting .volgens de uitvinding bevat middelen, zoals digitale.'informatie-opzoekgeheugens of analoge funktiegeneratore.n 15,· 20, 25 voor. het leveren van signalen, die de energieverwerkingscapaciteiten van de windturbine-35 generator overbrengingsinrichting,. de schoepen en de generator als funktie van d.e turbinegeneratorwerkingstoestanden aangeven. Het is duidelijk, dat In. plaats van genoemde op-zoekgeheugens ook korresponderende koppel.-funktiegeheugens kunnen worden toegepast, waarbij numerieke, waarden van kop- 4-0 pels gemakkelijk kunnen worden omgezet in die van vermogens 8105816 1 » -5- en omgekeerd'. Wanneer hierna wordt, verwezen, naar een vermo-gen-slgnaal,· kan. dit derhalve ook. een koppel-signaal zijn.
Het generatorgeheugen 15 bewaart de generator-vermogenverwerkingseapaciteit'als funktie van zowel arbeids-5 factor (P..F.)- als·' omgevingstemperatuur (T^^g)-ingangs- . signalen voor een gegeven hoogte. Na het bovenstaande is het duidelijk voorwa.t de. generatorvermogenverwerkingscapa-eiteit toeneemt bij groter wordende arbeidsfactor en afnemende omgevingstemperatuur. De arbeidsfactor- en temperatuur-10 signalen worden .geleverd door geschikte overdragers zoals een thermokoppel. 27 en een arbeidsfactormeter-.28 en ingang aan het geheugen. 15 via resp.. lijnen 30 en 35.· Een schoep-geheugen 20 levert een. signaal, dat de schoepvermogenver-werkingscapaciteit. (begrenst do.or toelaatbare mechanische 15 schoepspanning) aangeeft als. funktie van een ’’gemiddelde windsnelheid"-signaal, verkregen van een overdrager 37 zoals een windmeter en een ingang aan het geheugen via een lijn 4.0. De overbrenging-funktiegenerator of geheugeneenheid 25 levert een uitgang, die de vermo'genverwerkingscapaciteit 20 van de overbrenging aangeeft als funktie van zowel de gemiddelde windsnelheid (V^)- als de windturbulentiefactor (T.F.)-ingangssignalen. Het windsnelheidssignaal kan worden ♦ afgeleid van de lijn 4-0 en een ingang aan het geheugen 25 via een lijn 4-5. Het turbulentief actor signaal, dat de 25 grootte van de windturbulentie (windstoot) aangeeft, wordt geleverd door een geschikte inrichting 4-7, die bij herhaling metingen uitvoert van de windsnelheid en een turbulen-tiefactor berekent, die gebaseerd is op gemeten windstoten en berekende gemiddelde windsnelheden. Di-t signaal wordt 30 via een lijn 50 toegevoerd als ingang aan het geheugen 20. Zoals boven is beschreven, verminderen de mechanische schoepspanningen wanneer de wind wordt toegelaten zich vandaar te verspreiden, waardoor de resulterende windstoot op de schoepen wordt gereduceerd. Bij windsnelheden, groter 35 dan de nominale snelheid, worden derhalve de mechanische schoepspanningen lager dan die bij nominale snelheid en bijgevolg zijn de schoepen, in staat om grotere hoeveelheden windenergie te vangen zonder dat hierbij overmatige interne mechanische spanningen ontstaan. Zoals aangegeven door het geheugen 25, zal naarmate de turbulentie afneemt de verwer- 8105816 -6- werkingscapaciteit van het stationaire vermogen of koppel door de overbrenging toenemen. Opgemerkt wordt, dat onder bepaalde gunstige wind-, temperatuur- en arbeidsfactorom-standigheden de geheugens 15» 20 en 25 vermogensignalen 5 leveren, die een vermogenscapaciteit aangeven, die aanzienlijk groter is dan elk van de nominale bedrijfsvoorwaarden van de schoepen, de overbrenging of de generator.
De uitgangssignalen van de geheugens 15» 20 en 25 worden resp. aangelegd aan de lijnen 55, 60 en 65. Soms, 10 bijvoorbeeld tijdens het aanzetten van de windturbine-generator wanneer de windturbine geleidelijk op snelheid moet worden gebracht, is een referentiesignaal van minder dan de maximum waarde vereist. Voor het tot stand brengen van deze regeling wordt aan de ingang van het systeem volgens de 15 uitvinding een stuurvermogensignaal toegevoerd via een lijn 70.
Wanneer wordt aangenomen, dat de keten binnen de stippellijnrechthoek 75 geen deel uitmaakt van de uitvinding, worden de uitgangssignalen van de geheugens 15» 20 en 25 20 en het stuurvermogensignaal toegevoerd aan een kleinste waarde-kiesketen 80, die de kleinste van deze vier signalen kiest en dit kleinste signaal doorlaat als uitgangsreferen-tiesignaal 85. Zoals boven reeds werd vermeld, geeft dit signaal een aanduiding, van een schoepspoedhoek, waarop de 25 windturbineschoepen worden, ingesteld voor het bereiken van een uitgangsvermogen, dat korrespondeert met dit referentiesignaal. De kleinste waarde-kiesketen kan bestaan uit een eerste stel vergelijkers, die de waarde van een van de signalen vergelijken met de waarde van de andere signalen, en 30 uit een tweede stel vergelijkers die de .uitgangen van het eerste stel vergelijkers vergelijkt tezamen met poorten, waarvan er een wordt bekraQhtigd door de vergelijkers teneinde het signaal van de laagste waarde door te laten als van de kleinste waarde-kiesketen.
35 Verondersteld wordt, dat de maximum mogelijke uit gang van de windturbinegenerator is gewenst. Bij het in werking zijn zal dan het stuursignaal een grotere waarde hebben dan de maximum toelaatbare vermogen- of koppel-signalen van de geheugens 15, 20 en 25. Bij een middelmatig hoge 4-0 gemiddelde windsnelheid, een hoge arbeidsfactor relatief 8105816 -7- lage turbulentièfactor zal het duidelijk, zijn, dat de turbi-neschoepen en de generator geschikt zijn voor vermogens-ingangen, die aanzienlijk groter zijn dan de minimale bedrijf svoorwaarden van deze delen. Evenzo zal bij een lage 5 turbulentièfactor een hogere dan nominale vermogensingang aan de overbrenging mogelijk zijn. De windturbine-generator kan derhalve veilig inwerking worden gesteld bij hogere dan de nominale vermogensingangen aan de schoepen, de overbrenging en de generator en kan bij gevolg worden inwerking ge-10 steld bij hogere dan de nominale elektrische vermogensuit-gang. Wanneer de windtoestanden zodanig zijn, dat de vermo-gensinganggrens aan de overbrenging is bereikt voordat de koppel- of vermogensinganggrenzen aan de andere delen zijn bereikt, zal het signaal van het overbrenging-geheugen 25 15 kleiner zijn dan de uitgangsignalen van de andere delen en kleiner dan het stuursignaal. Dienovereenkomstig kiest het kleinste waarde-kieso.r gaan het overbrenging-signaal en laat dit signaal door als het uitgangsreferentiesignaal. Dit referentiesignaal* wordt· toegevoerd aan het (niet nader 20 weergegeven) deel van het windturbinegeneratarregelsysteem, waarmede de schoepspoed wordt ingesteld in een stand, die korrespondeert met een. momentele windturbinegeneratoruitgangs-vermogen, dat in hoofdzaak gelijk is aan dat, opgevraagd door het referentiesignaal. Bij bepaalde gunstige wind-, 25 temperatuur- en arbeidsfactoromstandigheden kan derhalve het regelsysteem volgens de uitvinding wanneer het opgevraagd is een vermogenreferentiesignaal instellen, dat aanzienlijk groter is dan een van de nominale toelaatbare belastingen van de schoepen, overbrenging of generator, waardoor de 30 door de turbinegenerator geleverde elektrische energie maximaal wordt.
De uitgangen van het geheugen 15 kunnen worden toegevoerd aan een integrerende of vertraging-compensatie-keten 75. Het is duidelijk, dat soortgelijke vertragings-35 compensatieketen op soortgelijke wijze kunnen worden aangesloten op de uitgangen van de geheugens 20 en 25. De vertra-gingcompensatieketen bevat een eerste somknooppunt- of ver-schilketen 90, waarmede het verschil wordt bepaald tussen het uitgangsreferentiesignaal 85 van het kleinste waarde-40 kie sorgaan 80 en de uitgang van de vertragingcompensatie- 8105816 -8- keten. (lijn. 95), waarbij als uitgang hiervan, aan de lijn 100 een eerste foutsignaal wordt afgegeven, dat evenredig ié met dit verschil. Deze uitgang van het somknooppunt 90 wordt toegevoerd aan een begrenzer 105, die de waarde van 5 het eerste foutsignaal begrenst. Zoals de grafische voorstelling van het begrenzersignaal aangeeft» is in een dode band onder een tevoren bepaalde fout (in de gunstige uitvoeringsvorm een ingesteld, percentage zoals 5% van het nominale windturbinegeneratoruitgangsvermogen) de begrenzer-10 uitgang 0. Boven deze dode band is de begrenzeruitgang een ingesteld deel van de waarde van het eerste foutsignaal zoals bepaald door de begrenzerversterking. De uitgang van de begrenzer 105 wordt toegevoerd aan een tweede som knelpunt 110, waar het verschil wordt bepaald tussen de som van de 15 uitgang tussen de begrenzer 105 en het uitgangsreferentie-signaal 85 en de uitgang van het bijbehorende geheugen, in dit geval geheugen 15. Het uitgangssignaal van het tweede som knooppunt 110 wordt toegevoerd aan een integrator 115, die een integrerende compensatie verschaft ten-20 einde de nauwkeurigheid van het uitgangssignaal van het geheugen te verhogen en dit uitgangssignaal af te vlakken.
De integrerende of vertraging-compensatieketen werkt als volgt. Wanneer het uitgangsreferentiesignaal 85 wordt bepaald door een signaal, afkomstig van een andere 25 dan de funktiegenerator 15, levert het somknooppunt 90 een fout signaal, dat evenredig is met het verschil tussen de uitgang van de integrator 115 en het uitgangsreferentiesignaal 85- Zonder begrenzingsorgaan 50 zou een aanzienlijk verschil tussen het referentie-uitgangssignaal 85 .en de 30 uitgang van de integrator 115 of, wanneer aangelegd aan het tweede somknooppunt 110 met de uitgang van het geheugen 15 en het referentiesignaal 85, een groot tweede foutsignaal bepalen, dat de integrator 115 trekkert doch’overbodige integrator door dit element tot gevolg hebben., hetwelk op 35 haar beurt weer leidt tot een verdere voortgezette vergroting van de foutsignalen. Door de begrenzer 105 wordt de fout tussen de integratoruitgang en het referentiesignaal 85 op dezelfde wijze als bovenbeschreven begrensd door elk verschil tussen de uitgang van het geheugen 15 en het uit- 4-0 gangsreferentiesignaal 85 ongedaan te maken. Hierdoor wordt 8105816 a ' * .
-9- de uitgang van het somknooppunt 110 gereduceerd tot 0 of een waarde, die de werking en derhalve de uitgang van de integrator 115 op geschikte wijze begrenst.
Zoals eerder opgemerkt, zal het duidelijk zijn, 5 dat hoewel in het uitvoeringsvoorbeeld de vertragingcompen-satieketen is weergegeven in samenhang met de generatorver-mogensverwerkingseapaciteitfunktiegenerator 15» soortgelijke vertragingcompensatieketens kunnen op dezelfde wijze worden gebruikt bij zowel het schoepgeheugen 20 als het 10 overbrenging-geheugen 25.
Volgens de uitvinding kan gebruik worden gemaakt van een analoge of een digitale inrichting of een combinatie hiervan, waarbij een omzetting van signalen van analoge naar digitale vorm of omgekeerd wordt voorgenomen. Verder 15 zal hoewel in het gegeven uitvoeringsvoorbeeld het uitvoeren van de funktiegenerators of geheugens 15» 20 en 25 zijn beschreven als funkties van de temperatuur, de arbeidsfactor, de turbulentiefactor en de windsnelheid, het duidelijk zijn, dat deze organen ook kunnen worden bepaald als funkties van 20 andere parameters zoals parameters, waarmede de bovengenoemde temperatuur-, arbeidsfactor-, turbulentiefactory en windsnelheid-parameters kunnen worden berekend.
Het zal duidelijk zijn, dat de uitvinding geenszins beperkt is tot het bovenbeschreven uitvoeringsvoorbeeld, 25 doch dat velerlei gewijzigde uitvoeringsvormen kunnen worden ontwikkeld zonder hierbij buiten het kader van de uitvinding te treden.
conclusies 8105816

Claims (7)

1. Schoepspoedgroepregelinrichting voor een wind- turbinegenerator met Watt-componenten, die een schoepenrotor met variabele spoed bevatwaarmede een elektrische generator wordt aangedreven via een overbrenging, welke regelin-5 richting een orgaan bevat voor het leveren van een windsnel-heidsignaal, dat de gemiddelde momentele windsnelheid aan-, geeft, en een signaalverwerkingsorgaan, dat reageert op het windsnelheidsorgaan voor het leveren van een vermogenreferen-tiesignaal, dat de gewenste schoepspoedhoek voor de windtur-10 binegenerator aangeeft teneinde weerstand te bieden aan de wind bij de snelheid, aangegeven door het windsnelheidsignaal, met het kenmerk, dat het verder een orgaan bevat, dat een turbulentiefactorsignaal levert, dat de mate aangeeft,,, waarin de momentele windsnelheid de gegeven gemid-15 delde windsnelheid mag overschrijden, en dat het signaal-’ verwerkingsorgaan reageert op het turbulentiefactorsignaal voor het leveren van een overbrengingscapaciteitssignaal als funktie van het windsnelheidssignaal en het turbulentiefactorsignaal, dat de gewenste schoepspoedhoek voor de rotor 20 aangeeft teneinde de overbrenging veilig aan te drijven in antwoord op de maximum waarschijnlijke windsnelheid, aangegeven door het windsnelheidssignaal en het turbulentiefactorsignaal, welk signaalverwerkingsorgaan verder reageert op het windsnelheidssignaal voor het leveren van een schoep-25 capaciteitssignaal als funktie van het windsnelheidssignaal, dat de gewenste schoepspoedhoek voor de rotor aangeeft teneinde de windsnelheden, gegeven, door het windsnelheidssignaal en het turbulentiefactorsignaal, veilig op te nemen, welk signaalverwerkingsorgaan het vermogenreferentiesignaal levert, 30 dat de gewenste schoepspoedhoek aangeeft als funktie van het schoepcapaciteitssignaal of het overbrengingcapaciteitssig-naal teneinde een vermogensreferentiesignaal te leveren, dat de grootste toelaatbare schoepspoedhoek aangeeft voor een veilige werking van de rotor en overbrenging. 35 8 1 0 5 8 1 6 -11-
2. Regelinrichting volgens conclusie 1, m e t het kenmerk, dat zij verder een generatorcondi-tieorgaan bevat voor het leveren van eei/conditiesignaal, dat de gegeven grootte van een variabele, parameter aangeeft, 5 die de belastingverwerkingscapaciteit van de elektrische generator beïnvloedt, en dat het signaalverwerkingseorgaan reageert op het conditiesignaal voor het leveren van een generatorcapaciteitssignaal, dat dé gewenste schoepspoed-hoek voor de rotor aangeeft teneinde de generator veilig 10 aan te drijven, en voor het leveren van een vermogenreferen-tiesignaal als funktie van het schoepcapaciteitssignaal of het overbrengingscapaciteitssignaal of het generatoreapaci-teitssignaal teneinde een vermogensreferentiesignaal te leveren, dat de grootste toelaatbare schoepspoedhoek aan-15 geeft voor een veilige werking van de rotoroverbrenging en generator.
3. Regelinrichting volgens conclusie 2, m e t het kenmerk, dat het generatorconditieorgaan een 20 conditiesignaal levert, dat de generatoromgevingstempera-tuur aangeeft'.
4-. Regelinrichting volgens conclusie 2, m e t het kenmer k.,.. dat het generatorconditieorgaan een 25 conditiesignaal levert, dat de generatoruitgangsarbeids-factor aangeeft.
5. Regelinrichting volgens conclusie 4·» m et het kenmerk, dat het generatorconditiesignaal een 30 tweede conditiesignaal levert, dat de .generatoromgevings-temperatuur aangeeft, en dat het signaalverwerkingsorgaan middelen bevat voor het leveren vapliet generatorcapaciteitssignaal in gecombineerd antwoord op de conditiesignalen.
6. Regelinrichting volgens een der voorgaande conclusies, met het. kenmerk, dat het signaalverwerkingsorgaan het vermogensreferentiesignaal levert als integraal-signaal als funktie van de tijdsintegraal van het verschil tussen een van de capaciteitssignalen en het ver-40 mogensreferentiesignaal, of als.een ander capaciteitssignaal. 8105816 -12-
7. Regelinrichting volgens conclusie 6, m e t het kenmerk, dat het signaalverwerkingsorgaan het integraal-signaal.levert als tijdsintegraal van het verschil tussen één van de capaciteitssignalen en de som van het 5 vermogensreferentiesignaal en een begrensd deel boven de drempelwaarde van het verschil, tussen het integraal-signaal en het vermogensreferentiesignaal. 8105816
NL8105816A 1980-12-24 1981-12-23 Schoepspoedhoekregelinrichting voor een windturbinegenerator. NL8105816A (nl)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US06/219,611 US4339666A (en) 1980-12-24 1980-12-24 Blade pitch angle control for a wind turbine generator
US21961180 1980-12-24

Publications (1)

Publication Number Publication Date
NL8105816A true NL8105816A (nl) 1982-07-16

Family

ID=22819990

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NL8105816A NL8105816A (nl) 1980-12-24 1981-12-23 Schoepspoedhoekregelinrichting voor een windturbinegenerator.

Country Status (20)

Country Link
US (1) US4339666A (nl)
JP (1) JPS57131874A (nl)
KR (1) KR880002283B1 (nl)
AR (1) AR243647A1 (nl)
AU (1) AU543413B2 (nl)
BR (1) BR8108292A (nl)
CA (1) CA1161899A (nl)
DE (1) DE3150824A1 (nl)
DK (1) DK576981A (nl)
ES (1) ES8300383A1 (nl)
FI (1) FI76867C (nl)
FR (1) FR2496774A1 (nl)
GB (1) GB2089901B (nl)
IL (1) IL64630A0 (nl)
IN (1) IN154485B (nl)
IT (1) IT1139947B (nl)
NL (1) NL8105816A (nl)
NO (1) NO156257C (nl)
SE (1) SE442762B (nl)
ZA (1) ZA818909B (nl)

Families Citing this family (66)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3232965A1 (de) * 1982-09-04 1984-03-15 Walter 5300 Bonn Schönball Verfahren zur steuerung von windenergieanlagen
US4474531A (en) * 1982-12-27 1984-10-02 U.S. Windpower, Inc. Windmill with direction-controlled feathering
US4426192A (en) * 1983-02-07 1984-01-17 U.S. Windpower, Inc. Method and apparatus for controlling windmill blade pitch
DE3342583C2 (de) * 1983-11-25 1986-02-27 Deutsche Forschungs- und Versuchsanstalt für Luft- und Raumfahrt e.V., 5300 Bonn Verfahren zum Betrieb einer Windkraftanlage
US4584486A (en) * 1984-04-09 1986-04-22 The Boeing Company Blade pitch control of a wind turbine
US4703189A (en) * 1985-11-18 1987-10-27 United Technologies Corporation Torque control for a variable speed wind turbine
US4700081A (en) * 1986-04-28 1987-10-13 United Technologies Corporation Speed avoidance logic for a variable speed wind turbine
GB2308867A (en) * 1995-12-05 1997-07-09 John Arthur Howard Automatic wind turbine control
FR2748296B1 (fr) * 1996-05-06 1998-11-20 Richer Bertrand Louis Isidore Systeme de controle du calage des pales d'un aerogenerateur avec effet de reduction des charges dynamiques et extremes
EP0970308B1 (en) 1997-03-26 2003-05-21 Forskningscenter Riso A wind turbine with a wind velocity measurement system
DE19731918B4 (de) * 1997-07-25 2005-12-22 Wobben, Aloys, Dipl.-Ing. Windenergieanlage
AU2004220762B2 (en) * 1997-08-08 2007-11-22 General Electric Company Variable speed wind turbine generator
US6137187A (en) * 1997-08-08 2000-10-24 Zond Energy Systems, Inc. Variable speed wind turbine generator
US6600240B2 (en) * 1997-08-08 2003-07-29 General Electric Company Variable speed wind turbine generator
US6420795B1 (en) 1998-08-08 2002-07-16 Zond Energy Systems, Inc. Variable speed wind turbine generator
DE19860215C1 (de) * 1998-12-24 2000-03-16 Aerodyn Eng Gmbh Verfahren zum Betreiben einer Offshore-Windenergieanlage
JP4577538B2 (ja) * 1999-11-01 2010-11-10 ソニー株式会社 情報伝送システム及び情報伝送方法
DE10011393A1 (de) * 2000-03-09 2001-09-13 Tacke Windenergie Gmbh Regelungssystem für eine Windkraftanlage
DE10137272A1 (de) * 2001-07-31 2003-02-27 Aloys Wobben Frühwarnsystem für Windenergieanlagen
AU2004213513B2 (en) * 2003-02-18 2009-07-16 Technical University Of Denmark Method of controlling aerodynamic load of a wind turbine based on local blade flow measurement
CA2535367C (en) * 2003-09-10 2009-07-14 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Blade-pitch-angle control device and wind power generator
JP4064900B2 (ja) * 2003-09-10 2008-03-19 三菱重工業株式会社 ブレードピッチ角度制御装置及び風力発電装置
US7692322B2 (en) * 2004-02-27 2010-04-06 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Wind turbine generator, active damping method thereof, and windmill tower
NO20041208L (no) * 2004-03-22 2005-09-23 Sway As Fremgangsmate for reduskjon av aksialkraftvariasjoner for rotor samt retningskontroll for vindkraft med aktiv pitchregulering
AT504818A1 (de) * 2004-07-30 2008-08-15 Windtec Consulting Gmbh Triebstrang einer windkraftanlage
US8649911B2 (en) * 2005-06-03 2014-02-11 General Electric Company System and method for operating a wind farm under high wind speed conditions
CN101401294B (zh) * 2006-03-17 2013-04-17 英捷电力技术有限公司 具有激励器设备和不连接至电网的功率变换器的变速风机
US7425771B2 (en) * 2006-03-17 2008-09-16 Ingeteam S.A. Variable speed wind turbine having an exciter machine and a power converter not connected to the grid
US7560823B2 (en) * 2006-06-30 2009-07-14 General Electric Company Wind energy system and method of operation thereof
DE102006040970B4 (de) * 2006-08-19 2009-01-22 Nordex Energy Gmbh Verfahren zum Betrieb einer Windenergieanlage
US7281482B1 (en) 2006-09-25 2007-10-16 The United States Of America Represented By The Secretary Of The Navy Side thruster performance improvement with power optimization controller
US20080112807A1 (en) * 2006-10-23 2008-05-15 Ulrich Uphues Methods and apparatus for operating a wind turbine
US8021110B2 (en) * 2007-01-05 2011-09-20 General Electric Company Tonal emission control for wind turbines
US7950901B2 (en) * 2007-08-13 2011-05-31 General Electric Company System and method for loads reduction in a horizontal-axis wind turbine using upwind information
EP2205862A2 (de) * 2007-10-15 2010-07-14 Suzion Energy GmbH Windenergieanlage mit erhöhtem überspannungsschutz
US8977401B2 (en) 2007-12-14 2015-03-10 Vestas Wind Systems A/S Lifetime optimization of a wind turbine generator by controlling the generator temperature
DK2108830T3 (da) 2008-01-10 2019-11-25 Siemens Gamesa Renewable Energy As Fremgangsmåde til bestemmelse af udmattelseslast af en vindmølle og til udmattelseslaststyring og tilsvarende vindmøller
CA2753879A1 (en) * 2008-02-29 2009-09-03 Efficient Drivetrains, Inc. Improved wind turbine systems using continuously variable transmissions and controls
CN101660493B (zh) * 2008-08-29 2014-10-01 维斯塔斯风力系统有限公司 用于测试桨距系统故障的桨距控制系统
US8083482B2 (en) * 2008-09-30 2011-12-27 Ge Aviation Systems, Llc Method and system for limiting blade pitch
US8380357B2 (en) * 2009-03-23 2013-02-19 Acciona Windpower, S.A. Wind turbine control
US7780412B2 (en) * 2009-05-28 2010-08-24 General Electric Company Operating a wind turbine at motor over-temperature conditions
CN101603503B (zh) * 2009-07-21 2011-04-20 南京航空航天大学 一种定桨距风力机的内模控制方法
US20110044811A1 (en) * 2009-08-20 2011-02-24 Bertolotti Fabio P Wind turbine as wind-direction sensor
US8328514B2 (en) * 2009-09-11 2012-12-11 General Electric Company System and methods for determining a monitor set point limit for a wind turbine
US8562300B2 (en) * 2009-09-14 2013-10-22 Hamilton Sundstrand Corporation Wind turbine with high solidity rotor
WO2011150931A2 (en) * 2010-06-02 2011-12-08 Vestas Wind Systems A/S A method for operating a wind turbine at improved power output
DK177434B1 (en) * 2010-06-18 2013-05-21 Vestas Wind Sys As Method for controlling a wind turbine
US8095244B2 (en) * 2010-08-05 2012-01-10 General Electric Company Intelligent active power management system for renewable variable power generation
GB2487715A (en) 2011-01-18 2012-08-08 Vestas Wind Sys As Method and apparatus for protecting wind turbines from extreme wind direction changes
DE102011101897A1 (de) * 2011-05-18 2012-11-22 Nordex Energy Gmbh Verfahren zum Betreiben einer Windenergieanlage
CN102182633B (zh) * 2011-06-07 2013-07-24 浙江运达风电股份有限公司 一种大型风电机组独立变桨控制方法及装置
CN102418662B (zh) * 2011-12-27 2013-11-27 东方电气集团东方汽轮机有限公司 风力发电机安全运行控制系统
EP2636893B1 (en) * 2012-03-07 2016-08-31 Siemens Aktiengesellschaft Method to control the operation of a wind turbine
CN102900606B (zh) * 2012-09-19 2014-11-19 河北工业大学 基于有限时间保成本稳定的风电机组变桨距控制器设计方法
CN102900604B (zh) * 2012-09-19 2014-11-19 河北工业大学 基于有限时间非脆稳定的风电机组变桨距控制器设计方法
KR101485346B1 (ko) * 2012-11-16 2015-01-27 한국전기연구원 가변속 풍력터빈의 특성 파라미터를 산출하기 위한 장치 및 그 방법
US9518560B2 (en) * 2013-05-28 2016-12-13 Siemens Aktiengesellschaft Method to individually optimize respective pitch angles of a plurality of blades in a wind turbine
CN103629047B (zh) * 2013-11-05 2016-02-10 清华大学 一种降低风电机组载荷的非线性桨距角控制方法
EP2878809B1 (en) * 2013-11-29 2017-06-14 Alstom Renovables España, S.L. Methods of operating a wind turbine, wind turbines and wind parks
CN103939286B (zh) * 2014-04-25 2017-08-04 中国科学院电工研究所 变速恒频风电机组变速变桨距联合控制方法
WO2016082837A1 (en) * 2014-11-24 2016-06-02 Vestas Wind Systems A/S Over-rating control of a wind turbine generator
CN107810322B (zh) * 2015-06-26 2019-07-16 维斯塔斯风力系统集团公司 通过风力涡轮机增加有功功率
US11268494B2 (en) 2016-09-19 2022-03-08 General Electric Company Wind turbine and method for controlling wind turbine
CN109973301B (zh) * 2017-12-28 2020-07-24 新疆金风科技股份有限公司 在极端湍流风况下控制风力发电机组变桨的方法和装置
CN110307121B (zh) * 2019-06-27 2020-12-15 湘电风能有限公司 一种风力发电机组叶片桨角寻优方法

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2922972C2 (de) * 1978-06-15 1986-11-13 United Technologies Corp., Hartford, Conn. Windturbinenregelsystem
US4160170A (en) * 1978-06-15 1979-07-03 United Technologies Corporation Wind turbine generator pitch control system
US4193005A (en) * 1978-08-17 1980-03-11 United Technologies Corporation Multi-mode control system for wind turbines

Also Published As

Publication number Publication date
IT8125807A0 (it) 1981-12-23
KR880002283B1 (ko) 1988-10-21
KR830008030A (ko) 1983-11-09
NO156257C (no) 1987-08-19
DE3150824C2 (nl) 1987-01-15
NO156257B (no) 1987-05-11
JPH0147630B2 (nl) 1989-10-16
SE442762B (sv) 1986-01-27
IL64630A0 (en) 1982-03-31
SE8107659L (sv) 1982-06-25
FI76867C (fi) 1988-12-12
FI76867B (fi) 1988-08-31
GB2089901B (en) 1984-06-27
CA1161899A (en) 1984-02-07
GB2089901A (en) 1982-06-30
BR8108292A (pt) 1982-10-05
FI814151L (fi) 1982-06-25
FR2496774B1 (nl) 1984-12-21
JPS57131874A (en) 1982-08-14
NO814360L (no) 1982-06-25
IN154485B (nl) 1984-11-03
AU543413B2 (en) 1985-04-18
AR243647A1 (es) 1993-08-31
ZA818909B (en) 1982-11-24
DE3150824A1 (de) 1982-08-05
DK576981A (da) 1982-06-25
FR2496774A1 (fr) 1982-06-25
AU7883481A (en) 1982-07-01
US4339666A (en) 1982-07-13
ES508312A0 (es) 1982-11-01
IT1139947B (it) 1986-09-24
ES8300383A1 (es) 1982-11-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
NL8105816A (nl) Schoepspoedhoekregelinrichting voor een windturbinegenerator.
US4656362A (en) Blade pitch angle control for large wind turbines
US4193005A (en) Multi-mode control system for wind turbines
US8594903B2 (en) Method of monitoring gas turbine engine operation
CN1873219B (zh) 用于在大风速条件下操作风场的系统和方法
US6715277B2 (en) Fuel control system for gas turbine engines
US20090224542A1 (en) Wind turbine operational method
CN107110119B (zh) 风力涡轮发电机的过额定值运转控制
US9719494B2 (en) Methods of operating a wind turbine, wind turbines and wind parks
SE444599B (sv) Regleringsanordning for vindturbindriven generator i ett elproducerande vindkraftverk
CN106164477A (zh) 具有过载控制的风力涡轮机
US4644744A (en) Control device for controlling an engine of a turbine power system having more than one engine
US10715066B2 (en) Method for controlling a wind turbine
EP3571394A1 (en) Inertial response for grid stability
JP2011236913A (ja) 風力タービン
EP2527643B1 (en) Wind turbine control methods and systems for cold climate and low altitude conditions
CN112952860A (zh) 一种发电机调频控制方法和装置
EP0112792A1 (en) Blade pitch angle control for large wind turbines
JPS6363733B2 (nl)
EP3109461B1 (en) Operating a wind turbine
CN113167226B (zh) 用于风力涡轮机的全功率控制的方法和控制器
JPH03935A (ja) プロペラ駆動航空機の鈍い応答克服装置
CN112523939B (zh) 变桨控制方法、装置、系统及计算机可读存储介质
EP3739199A1 (en) Controlling wind turbine rotor speed by regulating rotor yaw angle
CN114294162A (zh) 风力发电机控制方法、装置、存储介质和电子设备

Legal Events

Date Code Title Description
A85 Still pending on 85-01-01
BA A request for search or an international-type search has been filed
BB A search report has been drawn up
BC A request for examination has been filed
BV The patent application has lapsed