NO178905B - Vindturbin med variabel hastighet - Google Patents

Vindturbin med variabel hastighet Download PDF

Info

Publication number
NO178905B
NO178905B NO864564A NO864564A NO178905B NO 178905 B NO178905 B NO 178905B NO 864564 A NO864564 A NO 864564A NO 864564 A NO864564 A NO 864564A NO 178905 B NO178905 B NO 178905B
Authority
NO
Norway
Prior art keywords
speed
signal
generator
torque
turbine
Prior art date
Application number
NO864564A
Other languages
English (en)
Other versions
NO864564D0 (no
NO864564L (no
Inventor
Glidden Sweet Doman
Joseph Michael Kos
Kermit Ivan Harner
Eugene D Divalentin
Henry Stephen Healy
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
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=25174906&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=NO178905(B) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by United Technologies Corp filed Critical United Technologies Corp
Publication of NO864564D0 publication Critical patent/NO864564D0/no
Publication of NO864564L publication Critical patent/NO864564L/no
Publication of NO178905B publication Critical patent/NO178905B/no

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P9/00—Arrangements for controlling electric generators for the purpose of obtaining a desired output
    • H02P9/42—Arrangements for controlling electric generators for the purpose of obtaining a desired output to obtain desired frequency without varying speed of the generator
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P5/00—Arrangements specially adapted for regulating or controlling the speed or torque of two or more electric motors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D15/00—Transmission of mechanical power
    • F03D15/10—Transmission of mechanical power using gearing not limited to rotary motion, e.g. with oscillating or reciprocating members
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D17/00—Monitoring or testing of wind motors, e.g. diagnostics
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D7/00—Controlling wind motors 
    • F03D7/02—Controlling wind motors  the wind motors having rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor
    • F03D7/0272—Controlling wind motors  the wind motors having rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor by measures acting on the electrical generator
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D9/00—Adaptations of wind motors for special use; Combinations of wind motors with apparatus driven thereby; Wind motors specially adapted for installation in particular locations
    • F03D9/20—Wind motors characterised by the driven apparatus
    • F03D9/25—Wind motors characterised by the driven apparatus the apparatus being an electrical generator
    • F03D9/255—Wind motors characterised by the driven apparatus the apparatus being an electrical generator connected to electrical distribution networks; Arrangements therefor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2220/00—Application
    • F05B2220/70—Application in combination with
    • F05B2220/706—Application in combination with an electrical generator
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2260/00—Function
    • F05B2260/96—Preventing, counteracting or reducing vibration or noise
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2270/00—Control
    • F05B2270/10—Purpose of the control system
    • F05B2270/101—Purpose of the control system to control rotational speed (n)
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2270/00—Control
    • F05B2270/10—Purpose of the control system
    • F05B2270/1016—Purpose of the control system in variable speed operation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2270/00—Control
    • F05B2270/10—Purpose of the control system
    • F05B2270/103—Purpose of the control system to affect the output of the engine
    • F05B2270/1032—Torque
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2270/00—Control
    • F05B2270/10—Purpose of the control system
    • F05B2270/20—Purpose of the control system to optimise the performance of a machine
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2270/00—Control
    • F05B2270/30—Control parameters, e.g. input parameters
    • F05B2270/327—Rotor or generator speeds
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P2101/00—Special adaptation of control arrangements for generators
    • H02P2101/15—Special adaptation of control arrangements for generators for wind-driven turbines
    • Y—GENERAL 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70—Wind energy
    • Y02E10/72—Wind turbines with rotation axis in wind direction

Description

Oppfinnelsen gjelder en vindturbin med variabel hastighet, for drift langs optimal ytelseskurve for effektkoeffisienten i forhold til hastighetsforholdet, som angitt i den innledende delen av patentkrav 1.
Forskjellige typer vindturbiner, medregnet rotorer med konstant hastighet og maskiner med innstillbar hastighet, er kjent. Fordi vindturbinens generator vanligvis er koplet direkte til et elektrisk nett med fast frekvens, har turbiner med konstant hastighet vært overveiende. Vindturbiner med variabel hastighet kan ikke koples direkte til nettet fordi de har varierende frekvens på utgangseffekten. Dette nødvendiggjør at det innskytes en frekvensomformer mellom generatoren og nettet. Forskjellige tenikker er kjent for utformingen av slike omformere, medregnet såkalte "cyclo-omformere" og likeretter-omformere.
I tillegg er det blitt utviklet elektroniske hastighetsstyringer for alle typer motorer som bruker tyristorer eller silisiumstyrte likerettere (SCR). De som har utviklet utstyr for omforming av vindenergi har funnet ut at det er mulig å bruke en vekselstrømsmotor med innstillbar hastighet i revers. Med andre ord, istedet for å bruke en motor med innstillbar hastighet som mottaker av en vekselstrøm med fast frekvens for omforming til variabel vekselstrømsfrekvens for drift av en motor, er det mulig å forsyne frekvensomformeren med variabel vekselstrømsfrekvens fra en vekselstrømsgenerator, for omforming til fast vekselstrømsfrekvens for tilførsel til et kraftnett.
Som kjent varierer den kinetiske energien som er tilgjengelig fra en innkommende vindstrøm med størrelsen på det området som dekkes, tettheten og tredje potens av vindhastigheten. Det har vist seg at maksimum 59% av energien kan hentes ut av vinden og en vindturbins evne til å nå dette maksimum er blitt betegnet som effektkoeffisient Cp. Effektkoeffisienten er avhengig av aerodynamiske forhold ved en gitt turbin, særlig vingenes hastighetsforhold, som er definert som forholdet mellom tangensialhastigheten til bladendene i forhold til hastigheten på innstrømmende vind. Dersom dette forholdet kan beholdes ved maskinas maksimale effektkoeffisient ved å la rotorhastigheten følge vindhastigheten, vil vindturbinen bli særlig effektiv. I tillegg gir vindturbiner med variabel hastighet mulighet for kortvarig energilagring. Dvs. transienter i vindhastigheten kan bli omformet til hastighetsforandringer. Styringsstrategien for en slik vindturbin bør være basert på elektriske innstillinger av generatormomenter.
Hovedformålet med den foreliggende oppfinnelsen er å skape en vindturbin med variabel hastighet, som har en styringsstrategi basert på elektrisk innstilling av generatormomentet, for å styre hastigheten slik at det oppnås maksimal effektkoeffisient.
Oppfinnelsens hovedformål kan oppnås ved å utforme vindturbin i samsvar med den karakteriserende delen av patentkrav 1. Ytterligere fordelaktige trekk ved oppfinnelsen er angitt i de uselvstendige kravene.
Turbinsystemet omfatter en vekselstrømsgenerator drevet av en turbin med utgangen, og som har variabel frekvens, koplet til en frekvensomformer som omformer den variable frekvensen til en vekselstrøm med fast frekvens for tilførsel til et kraftnett. En styrekrets er ansvarlig for å registrere generatorens hastighetssignal, et signal for utgangseffekten og å avgi et styringssignal for generatormomentet til frekvensomformeren, som i sin tur styrer momentet i generatorens luftgap ved å styre nivået på effekten som avgis til nettet.
Et trekk ved oppfinnelsen ligger i at styrekretsen omfatter en hastighetsstyring som reagerer på effektsignalet slik at det dannes et hastighetsreferansesignal som sammenlignes med det registrerte signalet for generatorhastigheten. Et differansesignal som angir differansen mellom de to signalene integreres for å gi momentstyringssignalet til frekvensomformeren.
Et ytterligere trekk ved oppfinnelsen ligger i at frekvensomformeren kan omfatte en såkalt "cyklo-omformer" eller en likeretter-inverter-kopling tilpasset for bruk ved vindturbiner. I begge tilfeller vil en triggerkrets ha til oppgave å gi momentstyringssignalet fra styringskretsen og avgi SCR-styrte triggersignaler som er tidstilpasset til størrelsen på momentstyringssignalet. Frekvensomformeren har SCR-elementer enten matet direkte fra vekselstrømmen med variable frekvens i det første tilfelle eller matet fra et likestrømsledd i det siste tilfellet. SCR-elementet avgir i begge tilfeller triggesignalene. Triggesignalenes tidstilpasning vil styre størrelsen på effekten som omdannes av frekvensomformeren og følgelig effekten som generatorstatoren og - rotoren effektivt styrt. I virkeligeheten vil styringskretsen virke slik at den styrer generatorhastigheten ifølge en funksjon som definerer generatorhastigheten i forhold til generatorens elektriske utgangseffekt. Denne funksjonen defineres slik at hastighetsstyringen forsøker å få vindturbinen til å virke hovedsakelig på toppen av en kurve som angir det optimale forholdet mellom turbinens effektkoeffisient og hastighetsforholdet, for å gi økt effektkoeffisient. Det vil si at hastighetsforholdet blir i virkeligheten holdt konstant ved å styre vingehastigheten slik at det opprettholdes konstant forhold til vindhastigheten.
Det beskrevne vindturbinsystemet gir et særlig effektivt middel for å øke virknignsgraden for vindturbiner. Dette oppnås ved å opprette et funksjonelt forhold mellom generatorens utgangseffekt og hastigheten, som definerer en foretrukket generatorhastighet for å oppnå økt utgangseffekt. Dette oppnås i virkeligheten ved å styre generatorhastigheten slik at hastighetsforholdet holdes konstant på en verdi som gjør effektkoeffisienten størst mulig. De begrensninger ved fast hastighet som ligger i vanlige vindturbiner kan unngås ved å utnytte de styrefunksjoner som er beskrevet her. Styringen av generatorhastigheten for å holde effektkoeffisienten størst mulig er en virkningsfull måte å trekke energi ut av vinden.
Ytterligere trekk og detaljer ved oppfinnelsen vil gå fram av den etterfølgende beskriv-elsen av en utførelsesform, som er illustrert i de medfølgende tegninger, der
fig. 1 viser et forenklet skjematisk blokkdiagram som illustrerer en vindturbin utformet i samsvar med oppfinnelsen,
fig. 2 er en tilsvarende illustrasjon som fig. 1, men den viser nærmere detaljer ved styrekretsen i fig. 1,
fig. 3 viser et ytelsesdiagram for en bestemt vindturbin, som illustrerer forholdet mellom ytelseskoeffisienten, PR og vingehastighetsforholdet eller hastighetsforholdet,
VR,
fig. 4 viser en kurve for forholdet mellom utgangseffekten og et valgt referansesignal for generatorhastigheten, for bruk til styring av generatorhastigheten,
fig. 5 viser et forenklet, skjematisk blokkdiagram som illustrerer en vindturbin utformet i samsvar med oppfinnelsen, mens
fig. 6 viser en illustrasjon av en dempekrets for bruk ved vindturbin i fig. 1 eller 2.
Fig. 1 viser en vindturbin 10 utformet i samsvar med oppfinnelsen. En rotoraksel 12 er ved en ende forsynt med et nav 14 med minst ett blad 16. En girkasse 18 har en lavhastighets-inngang 20 festet til turbinakselens andre ende. En vekselstrømsgenerator 22 har en rotoraksel 24 festet til girkassas høyhastighets-utgang 26. Turbinrotorens moment Qs driver generatorrotoren. Generatoren danner et luftgapmoment QE, som møter turbinens rotormoment. Vekselstrømsgeneratoren gir en vekselstrøm med variabel frekvens via en ledning 28 til en frekvensomformer 30, som omdanner vekselstrømmen med variabel frekvens til en vekselstrøm med fast frekvens via en ledning 32, som i sin tur er koplet til et kraftnett 34.
En styrekrets 36 omfatter en signalprosessor 37 med en CPU 38, en I/O-enhet 40, som er sammenkoplet med en BUS 42. Signalprosessoren kan også omfatte en ROM-enhet 44 og en RAM-enhet 46, såvel som andre komponenter (ikke vist). Signalprosessorens I/O-enhet reagerer på et registrert hastighetssignal (NG) fra generatoren på en ledning 48, avgitt av en hastighetsfølger 50 tilknyttet generatorakselen. I/O-enheten 40 reagerer også på et effektsignal (Re) på en ledning 52 fra en effektfølger tilknyttet ledningen 28 til frekvensomformeren. Styrekretsen 36 fastslår ved hjelp av signalprosessoren hva generatorens moment bør være i henhold til en funksjon som definerer forholdet mellom målt effekt og generatorhastighet, for å oppnå maksimal effektkoeffisient. Etter å ha fastlagt hva dette nivået bør være avgir signalprosessoren gjennom sin I/O-enhet 40 et styringssignal for generatormomentet på en ledning 56 til frekvensomformeren.
Frekvensomformeren kan f.eks. være en såkalt "cyklo-omformer" eller likeretter-inverter-kopling forbundet med et likestrømsledd. Begge disse frekvensomformerne og andre, er kjent og trenger ikke å beskrives nærmere her. Det er tilstrekkelig å nevne at elektroniske omformere bruker fasestyrte SCR-elementer for å styre effekten gjennom frekvensomformeren. Dette skjer ved å styre fasevinkelen og trygge SCR-portene i forhold til fasen på kraft-nettet for å styre strømmen av reell og reaktiv effekt. Det vil således vanligvis finnes en triggekrets (ikke vist) i frekvensomformeren, som reagerer på momentstyring-signalet, og som avgir triggepulser til SCR-elementene i frekvensomformeren. En nærmere bskrivelse av frekvensomformeren og triggekretsene skulle være unødvendig.
En rotorstyring 57 kan være anordnet for å gi aerodynamisk momentstyring over et grensemoment, for å redusere støtet. Denne kan ha form av en stignings- eller skråstill-ingsstyring. Et styringssignal avgis på en ledning 57a fra signalprosessoren til rotorstyringen 57.
Fig. 2 tilsvarer i stor grad fig. 1, med det unntak at den mangler rotorstyringen 57 og viser turbinstyringen i et systemnivå-format som et middel for å klargjøre sentrale trekk ved oppfinnelsen. I fig. 2 er turbinstyringen vist med inngangssignal fra hastighetsfølere og effektfølere gjennom ledninger hhv. 48 og 52, idet et tilsvarende momentsignal avgis på ledningen 56 til frekvensomformeren 30. Komponentene i signalprosessoren er imidlertid her erstattet med funksjonelle blokker som illustrerer nærmere styringsprinsippet ifølge oppfinnelsen. Et program 58 som omfatter et diagram, styres av effektsignalet på ledningen 52. Programmet omfatter et funksjonelt forhold mellom registrerte signalverdier for effekten og tilsvarende signalverdier for generatorhastigheten. Hastighetssignalet ( N^) er et utgangssignal på en ledning 60 til et knutepunkt 62 hvor det gjennomføres ei sammenligning mellom referansesignalet på ledningen 60, og
hastighetssignalet på ledningen 48. Et differansesignal på en ledning 64 integreres med en integrator 66, som avgir momentstyringssignalet på ledningen 56 til frekvensomformeren 30. Det vil altså ses at funksjonen til signalprosessoren CPU 38, i forbindelse med f. eks. ROM-enheten 44 i fig. 1, som kan omfatte en oppslagstabell som vist i fig. 1 og 2, er å avføle effektnivået, og å bestemme den generatorhastigheten hvor det oppnås høyest effektkoeffisient (ved å utnytte den forprogrammerte tabellen, ROM-enheten 44, eller programmet 58). Det avgis da et referansesignal for hastigheten, som blir sammenlignet med den registrerte generatorhastigheten. Differansen blir integrert for å gi et styringssignal for momentet til frekvensomformeren for å styre effekten til nettet 34, og dermed for å styre momentet i vekselstrømsgeneratoren.
Fig. 3 illustrerer en ytelseskurve for en bestemt vindturbin, som viser forholdet mellom ytelseskoeffisienten og vingehastigheten, også kjent som hastighetsforholdet. For vindturbiner med fast hastighet har det ikke vært mulig å drive turbinen på toppen av ytelses-kurven fordi vindhastigheten varierer. Med en vindturbin med variabel hastighet kan hastighetsforholdet holdes konstant ved å la vingehastigheten følge vindhastigheten slik at forholdet opprettholdes. Ved en vindturbin med variabel hastighet må konstruksjonen derfor søke å holde hastighetsforholdet lik det punktet hvor ytelseskoeffisienten blir høyest, for å oppnå størst effektkoeffisient. Dette punktet tilsvarer punktet A-B i fig. 3. Fig. 4 er en illustrasjon av forholdet mellom generatorens utgangseffekt og et valgt referansesignal for generatorhastigheten, for bruk til styring av generatorhastigheten slik at hastighetsforholdet holdes på en konstant verdi som gjør ytelseskoeffisienten høyest mulig. Fig. 4 illustrerer også hvordan generatorhastigheten styres for å øke utgangseffkten over et punkt 74 på momentgransa (B). Kurven 71 fra et punkt 72 (A) til punktet 74 (B) beskriver den foretrukne generatorhastigheten for forskjellige effektnivå, for å oppnå maksimal effektkoeffisient ved drift med konstant hastighetsforhold under ei momentgranse. Drift mellom punktene 72,74 (A,B) tilsvarer driften ved punktet 70 i fig. 3. Hvor det foretrukne hastighetsforholdet er en fast konstant og den tilsvarende ytelseskoeffisienten er en maksimal fast konstant, er det således mulig å beregne forholdet mellom generatorens utgangseffekt og den nødvendige generatorhastigheten som kreves for å oppnå denne effekten. Det vil si fordi effekten er proporsjonal med tredje potens av vindhastigheten og fordi generatorhastigheten er proporsjonal med vindhastigheten, vil effekten nødvendigvis være proporsjonal med generatorhastigheten i tredje potens og generatorhastigheten er proporsjonal med kubikkrota av effekten. Fra punkt 72 i fig. 4 langs kurven 71, ligger således et forhold som dikterer den nødvendige styring av generatorhastigheten i forhold til den registrerte effekten og indirekte til vindhastigheten. Ved å registrere generatorens utgangseffekt og følge forholdet illustrert i fig. 4 oppnås den hensiktsmessige generatorhastigheten for å oppnå hastighetsforholdet direkte og effektkoeffisienten blir automatisk maksimalisert.
I den parellelle patentsøknaden 864565 er det beskrevet ytterligere framgangsmåter og utstyr for å øke energiopptaket over grensepunktet 74. Fordi disse framgangsmåtene og det tilhørende utstyret er beskrevet mer fullstendig i denne søknaden, vil de her bare bli omtalt i den grad det er nødvendig for å forklare prinsippene. For den vindturbin-styringskretsen som er beskrevet her angir den nevnte patentsøknaden at generatorhastigheten styres langs kurven 78 mellom punkt 74 (B) og punkt 76 (C) hvor ei hastighets- eller effektgrense er nådd. Selv om generatorens moment holdes konstant tillates således rotorhastigheten å øke slik at energiopptaket maksimaliseres ved å følge kurven i fig. 3 fra punkt 70 til punkt 76 langs kurveforløpet 80. Det framgår av fig. 3 at hastighetsforholdet over momentgrensa og ytelseskoeffisienten avtar. Selv om maksimal effektkoeffisient representert ved punktet 70 ikke lenger kan oppnås under disse forhold. I fig. 4 svarer kurven 78 til kurven 80 i fig. 3, og angir tilsvarende den optimale muligheten for styring av generatorhastigheten for de gitte vindhastigheter.
I fig. 5 er det vist et forenklet skjematisk blokkdiagram som illustrerer en modell av en vindturbin i samsvar med oppfinnelsen. Under momentgrensa virker styresystemet i fig. 5 i en tilstand som styrer generator momentet ved hjelp av en momentstyring 82, tilsvarende frekvensomformer 30 i fig. 1 og 2. Over momentgrensa blir en styrekrets 176 for stignings- eller skråstillingsforandring aktiv og påvirker nettomomentet ved hjelp av aerodynamiske belastningsendringer. Styrekretsen 176 påvirker effekten over momentgrensa for å fange maksimal energi samtidig som belastningen ved høye vindhastigheter begrenses.
Under momentgrensa vil derfor et program 86, som tilsvarer programmet 58 i fig. 2, reagere på et registrert effektsignal PE på en ledning 88, som angir nivået av effekten som avgis av generatoren. Programmet vil normalt gi et referansesignal NGd^ for generatorhastigheten på en ledning 90 til en tilstandsvelger 92, som også mottar under oppstartingen et referansesignal for maksimalgeneratorhastighet på en ledning 94, hvilket angir en passende turbinhastighet for vindhastigheten under oppstartingen når den nås, samt forårsaker at tilstandsvelgeren 92 kopler over til signalet på ledningen 90. Under momentstyring av generatoren under drift vil tilstandsvelgeren 92 avgi referansesignalet på en ledning 94 til et knutepunkt 96, som også mottar et hastighétessignal for rotorhastigheten NG på en ledning 98 fra en rotorføler 100 som i sin tur registrerer rotorhastigheten som angitt med et signal på en ledning 102. Et addert signal på en ledning 104 tilføres en kompensasjonskrets 106 som avgir et kompensert signal på en ledning 108 til en forholdsbegrenser 110, som er unødvendig dersom generatormomentet kan begrenses på andre måter for å tilfredsstille de konstruktive krav som normalt foreligger. Utgangssignalet fra begrenseren på en ledning 112 tilføres en integrator 114 som begrenses av et minimumssignal for momentet på en ledning 116, og et maksimumsignal på en ledning 118. Et integrert signal på en ledning 120 tilføres som styrings- eller referansesignal til generatorens styringskrets 82. Styringskretsen 82 styrer momentet i genratorens luftgap med et signal på en ledning 122. Momentsignalet på ledningen 122 kan oppfattes som en elektrisk modell av det virkelige generatormomentet dannet av styrekretsen 82. I virkeligheten vil turbingeneratoren nedenfor bli betraktet som en modell, med det skulle være klart at modellen representerer et virkelig turbingeneratorsystem. Momentsignalet på ledningen 122 blir således addert i et knutepunkt 124 med et signal på en ledning 126, som angir momentet på turbinsida av girkassa. Adderingen i knutepunktet 124 resulterer i et signal på en ledning 128 som angir nettomomentet på generatorrotoren, hvilket tilføres en integrator 130 som integrerer og tilpasser signalet på linja 128 slik at det danner generatorens hastighetssignal på ledningen 102. Hastighetssignalet tilføres et knutepunkt 132 hvor det adderes med et hastighetssignal for turbinrotoren og en ledning 134 slik at det dannes et differansesignal på en ledning 136 til en integrator 138 som i sin tur avgir momentsignalet for turbinakselen på ledningen 126. Et knutepunkt 140 adderer momentsignalet på ledningen 126 med et vindmoment-signal på en ledning 142, som angir det momentet som vinden tilfører turbinen. I knutepunktet 140 blir det også addert et signal på en ledning 144 som angir forandringen i turbinrotorens moment på grunn av stigningsforandringer. Et resulterende nettomomentsignal på en ledning 146 angir moment-ubalansen som virker på rotoren som en helhet, og det avgis til en integrator 148 som avgir signalet på ledningen 134, hvilket mottas av en følger 150 for rotorhastigheten, som avgir et hastighetssignal på en ledning 152 til et knutepunkt 154 hvor det adderes med et referansesignal eller styringssignal for rotorhastigheten på en ledning 156. En tilstandsvelger 158 gir ut et hastighetsreferansesignal på en ledning 160 som NR(REF) på en ledning 156 når momentgrensa er nådd. Tilstandsvelgeren 158 avgir også referansesignalet på ledningen 156 under oppstarting og stopping ved å erstatte signalene på ledningene 162 hhv. 164, med det normale driftssignalet på ledningen 160.
Et feilsignal på en ledning 166 avgir til en kompenseirngskrets ("gain and lead compensation network") 168, og et kompensert signal på en ledning 170 tilføres en integrator 172. Integratoren danner et referansesignal eller styringssignal for stigningsforandring på en ledning 174 til en styrekrets 176 for stigningsforandring, hvilket bevirker den stigningsforandring som ønskes, angitt med et modellsignal på en ledning 178. Forandringen i rotormomentet som dannes av stigningsforandringen, som er gjengitt som en differensiell momentforandring 180 på rotoren (som reaksjon på stigningsforandringen) skaper et tilsvarende signal på ledningen 144 til knutepunktet 140, som beskrevet ovenfor.
Integratoren 172 begrenses av et grensesignal for minste stigning på en ledning 182, og et tilsvarende maksimalsignal på en ledning 184, fra to begrensere 186 hhv. 188. Begrenseren 188 brukes under bremsing og begrenseren 186 brukes under oppstarting og ved svak vind. Begrenserne reagerer på et signal for et beregnet hastighetsforhold på en ledning 190, hvilket dannes av en kalkulatorkrets 192, som mottar hastighetssignalet for rotoren på ledningen 152, og utgangssignalet på ledningen 88. Den beregner hastighetsforholdet avhengig av verdiene av disse to inngangssignalene. Kalkulatorkretsen omfatter deler som reagerer både på det registrerte utgangssignalet for utgangseffekten og turbinrotorens hastighetssignal slik at det dannes et beregnet signal for vindhastigheten som angir effektiv "full-disk" vindhastighet. Det vil således finnes ytterligere kretsdeler i kalkulatorkretsen 192, som reagerer på rotorhastigheten og den beregnete vindhastigheten slik at det dannes et signal for hastighetsforholdet med en størrelse som angir forholdet mellom størrelsene på signalene for rotorhastighet og vindhastighet.
I virkeligheten vil beregningen av hastighetsforholdet normalt kreve referanse til virkelig vindhastighet, slik som det dannes av en vindhastighetsføler eller ved hjelp av en føler for stigningsforandringen, som f.eks. i fig. 5 dannes av en føler (ikke vist), som reagerer på signalet på ledningen 178. Et slikt signal kan kreves enten i tillegg til eller i stedet for signalene som er vist, selv om det for enkelthets skyld er utelatt i figuren.
En fagmann vil forstå at illustrasjonen i fig. 5, omfattende funksjonsblokker og en vindturbin-generatormodell, representerer utstyrskomponenter som er vist mer konkret i fig. 1, og som lettvindt kan tilpasses og modifiseres slik at oppfinnelsen kan gjennomføres ved hjelp av hensiktsmessig utstyr og programmering.
Fig. 6 viser en illustrasjon av en dempekrets 200 for bruk sammen med vindturbinen i fig. 1 eller 2, for å dempe en vibrasjon med en bestemt torsjonstilstand. Dempekretsen omfatter en funksjon som betyr en derivasjon over en forsinkelse, ellers kalt en "washout"-filter eller et høypassfilter, som reagerer på signalet på ledningen 48 i fig. 1 og 2, slik at det avgis et dempesignal på en ledning 202 til et knutepunkt 204, som også mottar signalet fra ledningen 56. Et forsterket styringssignal for momentet på en ledning 208 tilføres frekvensomformeren 30, og en utvalgt torsjonstilstand undertrykkes på denne måten. Deriveringen i høypass-filteret tjener i dette tilfelle til å fjerne forsterkningssignaler på ledningen 202 ved lave frekvenser. Frekvensomformeren 30 i fig. 6 tilsvarer frekvensomformeren i fig. 1 og 2, og den tilsvarer styrekretsen 82 for generatormomentet i fig. 5, og en tilsvarende dempekrets kan også brukes ved utførelsesformen i fig. 5.

Claims (8)

1. Vindturbin med variabel hastighet, for drift langs optimal ytelseskurve for effektkoeffisienten (CP) i forhold til hastighetsforholdet (Vr), omfattende en eller flere turbinvinger (16) på et nav (14) festet til den ene enden av en turbin rotoraksel (12), ei gearkasse (18) med en lavhastighetsside (20) koplet til den andre enden av turbin rotorakselen (12), et generator-omformer system (22,30) med en vekselstrømgenerator (22), en frekvensomformer (30) og en generator rotoraksel (24) koplet til en høyhastighets side (26) av gearkassa (18), hvor omformeren (30) gir vekselstrømeffekt av fast frekvens, avfølingsorganer (50,54) som registrerer generatorhastigheten og den elektriske utgangseffekten fra generatoren og gir ut signaler (NG, Pg) for indikasjon av dette, samt en styrekrets (36) som tilføres signalene (NG, Pg) fra avfølingsorganene (50, 54), idet styrekretsen (36) er innrettet for å avgi et generator-styresignal ( QEg^), karakterisert ved at styresignalet (QE^^) er et momentsignal som styrer generatorhastigheten (NG) i samsvar med en funksjon som definerer generatorhastigheten (NG) i forhold til generatorens elektriske utgangseffekt (Pg), hvilken styring er innrettet for å bevirke at vindturbinen drives på toppen av den optimale kurven for forholdet mellom vindturbinens effektkoeffisient (CP) og hastighetsforholdet (Vr), og at vekselstrømgeneratoren (22) gir vekselstrøm med variabel frekvens til ei effektlinje (28), og en frekvensomformer (30) er elektrisk koplet til generatorens effektlinje (28) og virker på generatorens vekselstrøm for å omforme vekselstrømmen av variabel frekvens til konstant frekvens, frekvensomformeren (30) er responsiv til styresignalet (QE^^) for generatormomentet for å styre størrelsen på den elektriske effekten omformet av omformeren (30), og på den måten styre vekselstrømsgeneratorens moment.
2. Vindturbin i samsvar med krav 1, karakterisert ved at hastighetsstyrekretsen (36) omfatter et høypassfilter (200), som reagerer på generatorens hastighetssignal (NG) og danner et dempesignal, et knutepunkt (204), som mottar dempesignalet (202) og styresignalet (QE^^) for generatormomentet, for å framskaffe et forsterket styresignal for generatormomentet til frekvensomformeren (30), for å dempe vibrasjonen ved en bestemt torsjonstilstand.
3. Vindturbin i samsvar med krav 1, hvor hastighetsstyringen (36) omfatter en signalprosessor, karakterisert ved at signalprosessoren (37) er innrettet for styring etter et referanse-program (58), slik at det av avfølt effektsignal (Pe) dannes et hastighetsreferansesignal (N(ref)) f°r generatorhastigheten etter en funksjon mellom et hastighetsreferansesignal og effektsignalet, og videre en integrert styring (66) som reagerer på et forskjellsignal (64) med en størrelse som angir forskjellen i størrelse mellom referansesignalet (N^^) for generatorhastigheten og det målte hastighetssignalet (NG) slik at det dannes et styresignal (QE^^) for generatormomentet som a) under et bestemt grensemoment, angitt av størrelsen på et signal for den elektriske utgangseffekten med et bestemt maksimum forårsaker at vindturbinen drives hovedsakelig på toppen av kurven for forholdet mellom effektkoeffisienten og hastighetsforhold, og som et hovedsakelig forutbestemt konstant hastighetsforhold, og som b) bevirker at turbinrotoren drives med hastigheter større enn de som bestemmes av det konstante hastighetsforholdet ved drift ved hastigheter over det angitte grensemoment, opptil ei øvre hastighetsgrense.
4. Vindturbin i samsvar med krav 3, karakterisert ved at styrekretsen er innrettet slik at momentstyirngssignalet (QE^^) forårsaker at vindturbinen drives hovedsakelig på kurven for optimalt forhold mellom effektkoeffisienten og hastighetsforholdet over den valgte momentgrensa, inntil hastighetsgrensa blir nådd.
5. Vindturbin i samsvar med krav 1, karakterisert ved at det finnes en ekstra føler (150) for å registrere turbinrotorens hastighet (Nr), idet styrekretsen (36) for turbinens hastighet omfatter organer (176) som reagerer på signalene for rotorhastighet (Nr) og generatoreffekt (Pe), slik at det dannes et aerodynamisk momentstyresignal (p) som forandrer det aerodynamiske momentet for a) å produsere bestemte aerodynamiske krefter mens turbinrotoren drives under ei hastighetsgrense, og b) holde turbinrotoren hovedsakelig på hastighetsgrensa ved vindhastigheter som er i stand til å gi rotorhastigheter over hastighetsgrensa, og hvor det dessuten finnes en elektrohydraulisk aerodynamisk momentstyring for på i og for seg kjent måte å omforme styringssignalet til endringer i rotormomentet.
6. Vindturbin i samsvar med krav 5, karakterisert ved at styrekretsen er innrettet til å holde styresignalet for generatormomentet konstant, mens styresignalet for det aerodynamiske momentet bevirker at turbinen drives hovedsakelig på en ytelseskurve for en bestemt effektkoeffisient i forhold til hastighetsforholdet over det valgte grensemomentet inntil hastighetsgrensa er nådd.
7. Vindturbin i samsvar med krav 5, karakterisert ved at styrekretsen (36) omfatter en krets (158) som danner et referansesignal (NR(REF)) for turbinens rotorhastighet og en integrert styrekrets (168) som reagerer på et differansesignal som angir forskjellen i størrelse mellom referansesignalet (NR^^) for rotorhastigheten og det registrerte signalet (Nr) for rotorhastighet, for derved å danne et styresignal (P) for det aerodynamiske momentet.
8. Vindturbin i samsvar med krav 7, karakterisert ved at den integrerte styrekretsen (36) omfatter: - en kalkulatorkrets (192) som mottar utgangssignalet (Pe) med opplysning om den elektriske effekten, og signalet (Nr) for turbinens rotorhastighet, slik at det beregnes et signal for vindhastighet som angir effektiv "full-disc" vindhastighet, - en krets (192) som mottar signalene for turbinens rotorhastighet og den kalkulerte vindhastigheten, og på dette grunnlag danner et signal for hastighetsforholdet med en størrelse som angir forholdet mellom størrelsene på signalene for vingehastighet og vindhastighet, - en øvre begrenser (188) som mottar signalet for hastighetsforholdet og avgir et grensesignal for størrelsen på styresignalet for det aerodynamiske momentet for å begrense størrelsen på dette styresignalet under bremsing, - samt en nedre begrenser (186), som mottar signalet for hastighetsforholdet og avgir et nedre grensesignal for styresignalet for det aerodynamiske momentet, for å begrense størrelsen på dette styresignalet under oppstarting.
NO864564A 1985-11-18 1986-11-17 Vindturbin med variabel hastighet NO178905B (no)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US06/799,045 US4695736A (en) 1985-11-18 1985-11-18 Variable speed wind turbine

Publications (3)

Publication Number Publication Date
NO864564D0 NO864564D0 (no) 1986-11-17
NO864564L NO864564L (no) 1987-05-19
NO178905B true NO178905B (no) 1996-03-18

Family

ID=25174906

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO864564A NO178905B (no) 1985-11-18 1986-11-17 Vindturbin med variabel hastighet

Country Status (15)

Country Link
US (1) US4695736A (no)
EP (1) EP0223731B1 (no)
JP (1) JPH0758066B2 (no)
KR (1) KR940002928B1 (no)
AU (1) AU582981B2 (no)
BR (1) BR8605672A (no)
CA (1) CA1258092A (no)
DE (1) DE3665904D1 (no)
DK (1) DK547786A (no)
ES (1) ES2011020B3 (no)
FI (1) FI89533C (no)
IL (1) IL80633A (no)
IN (1) IN164330B (no)
NO (1) NO178905B (no)
ZA (1) ZA868593B (no)

Families Citing this family (104)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4700081A (en) * 1986-04-28 1987-10-13 United Technologies Corporation Speed avoidance logic for a variable speed wind turbine
US5068591A (en) * 1989-11-15 1991-11-26 Sundstrand Corporation Speed control for electrical generating system
US5083039B1 (en) * 1991-02-01 1999-11-16 Zond Energy Systems Inc Variable speed wind turbine
US5155375A (en) * 1991-09-19 1992-10-13 U.S. Windpower, Inc. Speed control system for a variable speed wind turbine
WO1994004819A1 (en) * 1992-08-18 1994-03-03 Four Winds Energy Corporation Wind turbine particularly suited for high-wind conditions
IL106440A0 (en) * 1993-07-21 1993-11-15 Ashot Ashkelon Ind Ltd Wind turbine transmission apparatus
FR2718902B1 (fr) * 1994-04-13 1996-05-24 Europ Gas Turbines Sa Ensemble turbine-générateur sans réducteur.
US5663600A (en) * 1995-03-03 1997-09-02 General Electric Company Variable speed wind turbine with radially oriented gear drive
WO1997004521A1 (en) * 1995-07-18 1997-02-06 Midwest Research Institute A variable speed wind turbine generator system with zero-sequence filter
US6177735B1 (en) * 1996-10-30 2001-01-23 Jamie C. Chapman Integrated rotor-generator
AU2004220762B2 (en) * 1997-08-08 2007-11-22 General Electric Company 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
US6137187A (en) * 1997-08-08 2000-10-24 Zond Energy Systems, Inc. Variable speed wind turbine generator
AU767961B2 (en) * 1997-08-08 2003-11-27 General Electric Company Variable speed wind turbine generator
DE19756777B4 (de) * 1997-12-19 2005-07-21 Wobben, Aloys, Dipl.-Ing. Verfahren zum Betreiben einer Windenergieanlage sowie Windenergieanlage
US6191496B1 (en) 1998-12-01 2001-02-20 Dillyn M. Elder Wind turbine system
US6448669B1 (en) 1998-12-01 2002-09-10 Dillyn M. Elder Water power generation system
SE514934C2 (sv) * 1999-09-06 2001-05-21 Abb Ab Anläggning för generering av elektrisk effekt med hjälp av vindkraftspark samt förfarande för drift av en sådan anlägning.
ATE305664T1 (de) * 1999-09-13 2005-10-15 Aloys Wobben Verfahren zur blindleistungsregelung sowie vorrichtung zur erzeugung elektrischer energie in einem elektrischen netz
DK199901436A (da) * 1999-10-07 2001-04-08 Vestas Wind System As Vindenergianlæg
DE10011393A1 (de) * 2000-03-09 2001-09-13 Tacke Windenergie Gmbh Regelungssystem für eine Windkraftanlage
DE10019362A1 (de) * 2000-04-18 2001-10-25 Setec Gmbh Verfahren für Regelung der durch Windkraftanlagen erzeugten Abgabeleistung an das Energienetz und zur Beeinflußung der Spannungsanhebung insbesondere an schwachen Netzknoten
EP1284045A1 (en) * 2000-05-23 2003-02-19 Vestas Wind System A/S Variable speed wind turbine having a matrix converter
ES2165324B2 (es) * 2000-06-02 2004-01-16 Internat Electronics S A Sistema de potencia y control para mejorar el rendimiento y calidad de energia producida en aerogeneradores.
RU2176329C1 (ru) * 2000-09-04 2001-11-27 Дашков Александр Николаевич Способ преобразования энергии
AT414191B (de) * 2001-04-04 2006-10-15 Jank Siegfried Jun Verfahren und anordnung zur optimierung der leistung eines kraftwerkes
DE10119624A1 (de) 2001-04-20 2002-11-21 Aloys Wobben Verfahren zum Betreiben einer Windenergieanlage
DE50214671D1 (de) * 2001-04-20 2010-11-04 Baw Gmbh Verfahren zum betreiben einer windenergieanlage
US6703718B2 (en) 2001-10-12 2004-03-09 David Gregory Calley Wind turbine controller
US7015595B2 (en) * 2002-02-11 2006-03-21 Vestas Wind Systems A/S Variable speed wind turbine having a passive grid side rectifier with scalar power control and dependent pitch control
US7245037B2 (en) * 2002-09-13 2007-07-17 Abb Ab Wind power fed network
JP4168252B2 (ja) * 2002-12-27 2008-10-22 株式会社安川電機 発電システムおよびその制御方法
DE10338127C5 (de) * 2003-08-15 2015-08-06 Senvion Se Windenergieanlage mit einem Rotor
DE10341504A1 (de) * 2003-09-03 2005-06-09 Repower Systems Ag Verfahren zum Betrieb einer Windenergieanlage, Windenergieanlage und Verfahren zur Bereitstellung von Regelleistung mit Windenergieanlagen
WO2005025026A1 (de) * 2003-09-03 2005-03-17 Repower Systems Ag Verfahren zum betrieb bzw. regelung einer windenergieanlage sowie verfahren zur bereitstellung von primärrefelleistung mit windenergieanlagen
US7332884B2 (en) * 2004-07-16 2008-02-19 Hamilton Sundstrand Corporation Electric motor control strategies
JP3918837B2 (ja) 2004-08-06 2007-05-23 株式会社日立製作所 風力発電装置
DE102004054608B4 (de) * 2004-09-21 2006-06-29 Repower Systems Ag Verfahren zur Regelung einer Windenergieanlage und Windenergieanlage mit einem Rotor
US7309930B2 (en) 2004-09-30 2007-12-18 General Electric Company Vibration damping system and method for variable speed wind turbines
DE102004051843B4 (de) * 2004-10-25 2006-09-28 Repower Systems Ag Windenergieanlage und Verfahren zur automatischen Korrektur von Windfahnenfehleinstellungen
US7215035B2 (en) 2005-02-22 2007-05-08 Xantrex Technology, Inc. Method and apparatus for converting wind generated electricity to constant frequency electricity for a utility grid
DE102005029000B4 (de) * 2005-06-21 2007-04-12 Repower Systems Ag Verfahren und System zur Regelung der Drehzahl eines Rotors einer Windenergieanlage
US7342323B2 (en) * 2005-09-30 2008-03-11 General Electric Company System and method for upwind speed based control of a wind turbine
US7233079B1 (en) * 2005-10-18 2007-06-19 Willard Cooper Renewable energy electric power generating system
US7345373B2 (en) * 2005-11-29 2008-03-18 General Electric Company System and method for utility and wind turbine control
JP4738206B2 (ja) * 2006-02-28 2011-08-03 三菱重工業株式会社 風力発電システム、及びその制御方法
US7352075B2 (en) * 2006-03-06 2008-04-01 General Electric Company Methods and apparatus for controlling rotational speed of a rotor
US7423411B2 (en) * 2006-05-05 2008-09-09 General Electric Company Resistive torsional mode damping system and method
US7218012B1 (en) * 2006-05-31 2007-05-15 General Electric Company Emergency pitch drive power supply
US7352076B1 (en) 2006-08-11 2008-04-01 Mariah Power Inc. Small wind turbine system
DE102006040970B4 (de) * 2006-08-19 2009-01-22 Nordex Energy Gmbh Verfahren zum Betrieb einer Windenergieanlage
ES2552058T3 (es) * 2006-10-19 2015-11-25 Siemens Aktiengesellschaft Instalación de energía eólica y método para controlar la potencia de salida de una instalación de energía eólica
US20080101916A1 (en) * 2006-10-20 2008-05-01 David Calley Method and system for deriving wind speed in a stall controlled wind turbine
DE102006060323A1 (de) * 2006-12-20 2008-06-26 Nordex Energy Gmbh Verfahren zum Betreiben einer Windenergieanlage bei plötzlichen Spannungsänderungen im Netz
FI119898B (fi) * 2007-02-14 2009-04-30 Konecranes Oyj Generaattorikokoonpano
DE102007019907B4 (de) * 2007-04-27 2009-04-30 Nordex Energy Gmbh Vorrichtung zur aktiven Dämpfung eines Triebstrangs bei einer Windenergieanlage
WO2008131778A2 (en) * 2007-04-30 2008-11-06 Vestas Wind System A/S A method of operating a wind turbine with pitch control, a wind turbine and a cluster of wind turbines
US8035240B2 (en) * 2007-05-30 2011-10-11 Acciona Windpower, S.A. Systems and methods for synchronous speed avoidance in doubly-fed induction generators
CN101688518B (zh) * 2007-05-31 2012-09-19 维斯塔斯风力系统有限公司 可变速度风力涡轮机、谐振控制系统、运行可变速度风力涡轮机的方法、可变速度风力涡轮机中方法的使用以及谐振控制系统的使用
EP2071213B1 (en) * 2007-12-11 2014-12-03 General Electric Company Gearbox noise reduction by electrical drive control
US7948100B2 (en) * 2007-12-19 2011-05-24 General Electric Company Braking and positioning system for a wind turbine rotor
US8408867B2 (en) * 2008-01-10 2013-04-02 Jonathan C. Ricker Multi directional augmenter and diffuser
DE102008010466A1 (de) * 2008-02-21 2009-09-03 Nordex Energy Gmbh Windenergieanlage mit Blatteinstellwinkelregler
DE102008013728A1 (de) * 2008-03-11 2009-09-17 Kenersys Gmbh Windenergieanlage zur Erzeugung elektrischer Energie
KR101284236B1 (ko) 2008-04-14 2013-07-09 아틀란티스 리소시스 코포레이션 피티이 리미티드 수력 터빈용 블레이드
AU2009238205B2 (en) 2008-04-14 2014-06-05 Atlantis Resources Corporation Pte Limited Central axis water turbine
US8125095B2 (en) * 2008-06-18 2012-02-28 Duffey Christopher K Variable speed synchronous generator
US8120206B2 (en) * 2008-09-10 2012-02-21 Hamilton Sundstrand Corporation Method of detecting a sustained parallel source condition
WO2010057737A2 (en) * 2008-11-18 2010-05-27 Vestas Wind Systems A/S A method for controlling operation of a wind turbine
US8659178B2 (en) * 2009-02-27 2014-02-25 Acciona Windpower, S.A. Wind turbine control method, control unit and wind turbine
AU2010243281B2 (en) 2009-04-28 2014-07-24 Atlantis Resources Corporation Pte Limited Underwater power generator
US8199545B2 (en) * 2009-05-05 2012-06-12 Hamilton Sundstrand Corporation Power-conversion control system including sliding mode controller and cycloconverter
WO2010132439A1 (en) 2009-05-12 2010-11-18 Icr Turbine Engine Corporation Gas turbine energy storage and conversion system
CN102439286A (zh) * 2009-05-22 2012-05-02 亚特兰蒂斯能源有限公司 水下涡轮机控制的改进
US7763989B2 (en) * 2009-07-07 2010-07-27 General Electric Company Method and apparatus for controlling the tip speed of a blade of a wind turbine
CA2776533A1 (en) 2009-10-27 2011-05-05 Atlantis Resources Corporation Pte Limited Underwater power generator
US8866334B2 (en) 2010-03-02 2014-10-21 Icr Turbine Engine Corporation Dispatchable power from a renewable energy facility
US8664787B2 (en) * 2010-04-05 2014-03-04 Northern Power Systems, Inc. Speed setting system and method for a stall-controlled wind turbine
DE102010014165A1 (de) * 2010-04-08 2011-10-13 Repower Systems Ag Dynamische Trägheitsregelung
US8984895B2 (en) 2010-07-09 2015-03-24 Icr Turbine Engine Corporation Metallic ceramic spool for a gas turbine engine
US9490736B2 (en) * 2010-07-20 2016-11-08 Differential Dynamics Corporation Adjustable assembly of rotor and stator and applications thereof with a variable power generator
US9476401B2 (en) * 2010-07-20 2016-10-25 Differential Dynamics Corporation Marine hydrokinetic turbine
CA2813680A1 (en) 2010-09-03 2012-03-08 Icr Turbine Engine Corporation Gas turbine engine configurations
US9638171B2 (en) * 2011-01-31 2017-05-02 General Electric Company System and methods for controlling wind turbine
JP5204307B2 (ja) 2011-02-23 2013-06-05 三菱重工業株式会社 風力発電装置の制御装置、風力発電装置、及び風力発電装置の制御方法
DE102011101368A1 (de) 2011-05-12 2012-11-15 Voith Patent Gmbh Strömungskraftwerk und Verfahren für dessen Betrieb
FR2975446B1 (fr) * 2011-05-16 2016-06-24 Bernard Perriere Turbine a rendement optimise
US9051873B2 (en) 2011-05-20 2015-06-09 Icr Turbine Engine Corporation Ceramic-to-metal turbine shaft attachment
DE102011105854B4 (de) 2011-06-03 2013-04-11 Nordex Energy Gmbh Verfahren zum Betreiben einer Windenergieanlage bei Auftreten eines Netzfehlers sowie eine solche Windenergieanlage
JP2013087703A (ja) * 2011-10-19 2013-05-13 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 風力発電装置及びその方法並びにプログラム
ES2407955B1 (es) * 2011-12-12 2014-05-08 Acciona Windpower, S.A. Procedimiento de control de un aerogenerador
EP2807715A2 (en) * 2012-01-27 2014-12-03 Vestas Wind Systems A/S A method for damping drive train oscillations in a wind turbine generator
DE102012010420A1 (de) * 2012-05-29 2013-12-05 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur Dämpfung von Torsionsschwingungenin einer Antriebsstrangkomponente
RU2527056C2 (ru) * 2012-06-19 2014-08-27 Общество с ограниченной ответственностью "СИБНАНОТЕХ" Система генерирования переменного тока
ES2573288T3 (es) * 2012-06-26 2016-06-07 Vestas Wind Systems A/S Detección de vibración de palas de turbinas eólicas y calibración de radar
US10094288B2 (en) 2012-07-24 2018-10-09 Icr Turbine Engine Corporation Ceramic-to-metal turbine volute attachment for a gas turbine engine
GR1008117B (el) 2012-11-27 2014-02-12 Αριστοτελειο Πανεπιστημιο Θεσσαλονικης-Ειδικος Λογαριασμος Κονδυλιων Ερευνας, Μεθοδος βελτιστοποιησης της αποδοσης ανεμογεννητριας με ελεγχο της ηλεκτρογεννητριας
EP3382198A4 (en) 2016-12-13 2019-11-13 Obshchestvo S Ogranichennoj Otvetstvennostyu "VDM-Tekhnika" PROCESS FOR ADJUSTING THE STARTING PERFORMANCE OF A WIND TURBINE
BR102018002176A2 (pt) * 2018-01-31 2019-08-20 Guilherme Augusto Barboza Processo para geração de energia elétrica por repulsão magnética
BR102018002174A2 (pt) * 2018-01-31 2019-08-20 Guilherme Augusto Barboza Gerador de energia elétrica autossustentável
US11199175B1 (en) 2020-11-09 2021-12-14 General Electric Company Method and system for determining and tracking the top pivot point of a wind turbine tower
US11703033B2 (en) 2021-04-13 2023-07-18 General Electric Company Method and system for determining yaw heading of a wind turbine
US11536250B1 (en) 2021-08-16 2022-12-27 General Electric Company System and method for controlling a wind turbine

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4161658A (en) * 1978-06-15 1979-07-17 United Technologies Corporation Wind turbine generator having integrator tracking
US4189648A (en) * 1978-06-15 1980-02-19 United Technologies Corporation Wind turbine generator acceleration control
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
US4503673A (en) * 1979-05-25 1985-03-12 Charles Schachle Wind power generating system
US4400659A (en) * 1980-05-30 1983-08-23 Benjamin Barron Methods and apparatus for maximizing and stabilizing electric power derived from wind driven source
US4330743A (en) * 1980-07-17 1982-05-18 Sundstrand Corporation Electrical aircraft engine start and generating system
US4525633A (en) * 1982-09-28 1985-06-25 Grumman Aerospace Corporation Wind turbine maximum power tracking device
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

Also Published As

Publication number Publication date
AU582981B2 (en) 1989-04-13
DK547786D0 (da) 1986-11-17
DK547786A (da) 1987-05-19
KR870005508A (ko) 1987-06-09
DE3665904D1 (en) 1989-11-02
AU6536686A (en) 1987-05-21
BR8605672A (pt) 1987-08-18
ZA868593B (en) 1987-06-24
FI864699A0 (fi) 1986-11-18
IL80633A0 (en) 1987-02-27
FI864699A (fi) 1987-05-19
EP0223731B1 (en) 1989-09-27
US4695736A (en) 1987-09-22
NO864564D0 (no) 1986-11-17
KR940002928B1 (ko) 1994-04-07
FI89533C (fi) 1993-10-11
ES2011020B3 (es) 1989-12-16
JPS62118068A (ja) 1987-05-29
JPH0758066B2 (ja) 1995-06-21
CA1258092A (en) 1989-08-01
EP0223731A1 (en) 1987-05-27
FI89533B (fi) 1993-06-30
NO864564L (no) 1987-05-19
IN164330B (no) 1989-02-18
IL80633A (en) 1995-03-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
NO178905B (no) Vindturbin med variabel hastighet
CA1284820C (en) Speed avoidance logic for a variable speed wind turbine
NO171575B (no) Framgangsmaate og anordning for aa forbedre virkningsgradentil en vindturbin-generator
AU622955B2 (en) Power generating system
KR101192240B1 (ko) 유체역학적 전동장치를 구비하는 풍력발전설비를 위한제어시스템
US4160170A (en) Wind turbine generator pitch control system
US4525633A (en) Wind turbine maximum power tracking device
FI76867C (fi) Regleranordning foer bladstigningsvinkeln av en vindturbingenerator.
CN101999040B (zh) 带有电网故障识别的风能设备所用的控制装置
SE444599B (sv) Regleringsanordning for vindturbindriven generator i ett elproducerande vindkraftverk
SE451872B (sv) Vindturbinanordning
JPS6345509B2 (no)
EP0175479A2 (en) Power generating equipment
US9273671B2 (en) Method for the identification of the drive train main frequency in a wind turbine
JP2515750B2 (ja) 風力発電装置の制御方法
US7592711B1 (en) Self-propelled wind power generator
JPH06117353A (ja) 風力発電装置
JP3912911B2 (ja) 風力発電装置
KR20150006330A (ko) 조류 발전소 및 이의 구동 방법
RU2468251C1 (ru) Способ регулирования ветроэнергетической установки и устройство для его реализации
EP2656499A2 (en) Control of water current turbines
CA2343876A1 (en) Power generation system
JPH0736718B2 (ja) 風力発電装置
JP4595398B2 (ja) 発電機制御装置およびその制御方法
JPS6314196B2 (no)