NO328384B1

NO328384B1 - Vindenergianlegg

Info

Publication number: NO328384B1
Application number: NO20030701A
Authority: NO
Inventors: Aloys Wobben
Original assignee: Aloys Wobben
Priority date: 2000-08-14
Filing date: 2003-02-13
Publication date: 2010-02-08
Also published as: JP4976151B2; NO336660B1; AU8979601A; TR200300191T2; NO20090524L; DE10040273A1; ES2319387T3; MA25769A1; EP1909373A1; CY1108984T1; CN1462502A; US20060103137A1; PL201882B1; BRPI0113242B1; KR20030027022A; NZ524152A; MXPA03001315A; PL360631A1; JP2004507199A; KR100557740B1

Abstract

Den foreliggende oppfinnelsen angår et vindenergianlegg med minst to likerettere og to vekselrettere. For å begrense skadene av svikt i komponenter i et vindenergianlegg og å tillate anvendelse av standardkomponenter, blir det hva oppfinnelsen angår foreslått et vindenergianlegg av den arten som er nevnt i innledningen med minst to statorer (121, 122,. 123, 124) med hver minst en statorvikling (1211,1212) og med minst to transformatorer (181,182, 183, 184).

Description

Den foreliggende oppfinnelsen angår et vindenergianlegg med fortrinnsvis minst to likerettere og to vekselrettere.

Et slikt vindenergianlegg er kjent fra DE 196 20 906 4. I dette vindenergianlegget er det en ulempe at ved en svikt i generatoren og/eller transformatoren kan ikke lenger vindenergianlegget lage h.h.v. avgi noen elektrisk energi. Ved en svikt i en likeretter og/eller en vekselretter svikter stadig omtrent halvparten av den mulige energimengden, slik at en rask reparasjon er påkrevet for i det minste å begrense de driftsmessige skadene gjennom den tapte energimengden for den som driver anlegget.

For disse kjente vindenergianleggene er det forutsatt to faseforskjøvede statorviklinger som er anordnet sammen på den samme statoren. Men viklingene er elektrisk isolert fra hverandre og har innbyrdes en fasevinkel på 30°. Ved svikt i en statorvikling er derfor bare halvparten av den mulige effekten ennå disponibel.

For å fjerne forstyrrelsene og å reparere vindenergianlegget reiser servicepersonale til det ødelagte vindenergianlegget og fjerner forstyrrelsene, enten ved en reparasjon av de ødelagte h.h.v. skadede komponentene, eller dersom en reparasjon ikke er mulig, gjennom å bytte ut de defekte komponentene med reservedeler.

En rask reparasjon forutsetter riktignok blant annet at vindenergianlegget kan nåes raskt og ved behov at reservedeler kan bli ført frem raskt.

Så langt det kan antas at vindenergianlegg på land kan nåes raskt, er situasjonen for Offshore-anlegg, altså vindenergianlegg som er satt opp utenfor kysten og dermed i havet, allerede tydelig annerledes. På den ene siden må et egnet transportmiddel stå til rådighet, som leilighetsvis også omfangsrike og/eller tunge reservedeler kan bli transportert og håndtert med, og på den andre siden må vær og sjøgang tillate at man kommer sikkert frem til anlegget også med de innlastede reservedelene. Men selv når anlegget kan nåes er det dermed slett ikke sikkert at sjøgang og vær tillater en omgående reparasjon.

Dermed fremgår det at med høy sjø h.h.v. dårlig vær som f.eks. en storm kan Offshore-anlegg slett ikke nåes på lang tid h.h.v. bli reparert og dermed på lang tid ikke lage noe h.h.v. avgi energi.

En annen ulempe ved de hittil kjente vindenergianleggene og også alle andre , er at også ved konseptet som ligger til grunn for disse vindenergianleggene blir dimensjonene og egenvekten av de enkelte komponentene større med stigende generatoreffekt.

Fra DE 42 32 356 Al er det kjent et strømforsyningssystem med minst to likeretterpar med spenning fra ett par som er faseskiftet i henhold til det andre paret for slik å utslette uønskede harmoniske frekvenser.

For å begrense skadene ved svikt i komponenter i et vindenergianlegg og å tillate anvendelse av standardkomponenter, er det ifølge oppfinnelsen tilveiebrakt et vindenergianlegg som angitt i krav 1.

For vindenergianlegget ifølge oppfinnelsen er det derfor forutsatt minst to statorer, to likerettere, to vekselrettere og to transformatorer. Disse danner ut fra statoren et eget fullstendig system til å lage elektrisk energi, til omforming til f.eks. en sinusformet vekselspenning og innmating i et vekselspenningsnett.

I en utvalgt utforming av oppfinnelsen er det forutsatt fire sirkelringsegmentformede statorer og anordnet sirkelringformet, som hver har minst en egen vikling. Derigjennom forblir målene og egenvekten for hver stator i et område , hvor transporten og håndteringen av statoren kan iverksettes med de vanlige og disponible hjelpemidlene.

I en utvalgt videreutvikling av vindenergianlegget ifølge oppfinnelsen har hver stator to trefaseviklinger som er skilt elektrisk fra hverandre og som er forskjøvet 30° i forhold til hverandre. Gjennom dette tiltak kan en del av magnetiseringsstrømmen for løperen bli dannet i statorviklingene.

I en spesielt utvalgt videreutvikling av oppfinnelsen er det til hver stator tilordnet en likeretter, en vekselretter og en transformator. Derigjennom oppstår det fire separate energiproduksjonssystemer, bortsett fra den felles løperen. Etter dette danner hvert system en fjerdedel av den mulige totale effekten. Derav følger at ved en svikt i en komponent svikter også bare et system og dermed akkurat bare en fjerdedel av den samlede effekten i øyeblikket. Etter dette står altså stadig tre fjerdedeler av effekten til disposisjon.

Legger man en samlet effekt på 6 MW til grunn for et vindenergianlegg blir etter dette hvert system påtrykt en effekt på 1,5 MW. Denne effekten tillater anvendelsen av allerede i dag disponible og i stort antall fremstilte standardkomponenter som likerettere, vekselrettere og transformatorer. Derigjennom blir sannsynligheten for svikt tydelig redusert ved bruk av teknisk utprøvde og i stort antall fremstilte komponenter, og bidrar slik igjen til en varig høy innsats for et vindenergianlegg ifølge oppfinnelsen.

Ifølge en foretrukket utforming av oppfinnelsen er det til hver statorvikling tilordnet en likeretter, en vekselretter og en transformator. Et energiproduksjonssystem blir etter dette dannet av en statorvikling, en likeretter, en vekselretter og en transformator. Gjennom denne utlegningen blir hvert system bare påtrykt en åttendedel av effekten som er til disposisjon i øyeblikket. Dermed står det ved en svikt i en komponent og dermed i et system også bare en åttendedel av den disponible energien ikke lenger til disposisjon, men syv åttendedeler er fortsatt disponible.

Ut over dette tillater dette konseptet igjen en fremstilling av et enda høyere antall standardkomponenter og dermed en omkostningsreduksjon. Dessuten er det for disse komponentene disponibelt og ofte utprøvet mange slag transport- og håndterings-midler, - fremgangsmåter og veier.

I en spesielt utvalgt utforming av oppfinnelsen er likeretterne, vekselretterne og transformatorene utlagt overdimensjonert, fortrinnsvis med omtrent 20 %, og mellom to likerettere, mellom to vekselrettere og mellom hver to transformatorer er det forutsatt koplingsinnretninger som ved svikt i en komponent tillater en omgåelse av denne.

Gjennom overdimensjoneringen kan de gjenværende komponentene i det minste forbigående overta funksjonen til komponentene som er falt ut, uten at det derigjennom opptrer en overbelastning. Faller altså eksempelvis en likeretter ut kan koplingsinnretningene mellom likeretteren som er falt ut og en eller flere likerettere i nærheten som fungerer bli berørt. Derved blir likeretterne som fungerer pålagt med en tilsvarende høyere effekt og retter likeledes straks vekselspenningen fra systemet med likeretteren som er falt ut.

Spesielt foretrukket foregår styringen av koplingsinnretningene i det det blir tatt hensyn til effekten som koples, slik at ved lavere effekt kopler bare en koplingsinnretning. Er effekten som skal koples høyere blir flere koplingsinnretninger aktivert for så å fordele belastningen på flere komponenter og å unngå en overbelastning.

I en spesielt utvalgt videreutvikling av oppfinnelsen er koplingsinnretninger anordnet i ledningen til og/eller fra hver komponent med unntak av statoren. Gjennom betjeningen av de tilsvarende koplingsinnretningene kan en tilbakevirkning fra komponentene som skal bli omgått bli sikkert utelukket når disse komponentene gjennom koplingsinnretningene blir koplet ut fullstendig.

I en alternativ utforming av oppfinnelsen er ledningene til og fra de enkelte komponentene koplet parallelt. Derigjennom blir det spart inn koplingsinnretninger,ved svikt i en komponent blir hver gang automatisk alle de øvrige komponentene belastet og styringen blir forenklet, da bare komponentene som er falt ut må bli frikoplet gjennom koplingsinnretningene i ledningene til og/eller fra.

Redundansen til de enkelte komponentene blir kalt "ytre redundans" og betegner muligheten, hvor funksjonen ved svikt i en av komponentene kan bli overlatt til en annen redundant komponent som er disponibel. Ved svikt i en likeretter overtar altså andre likerettere funksjonen, ved svikt i en vekselretter overtar andre vekselrettere funksjonen og ved svikt i en transformator overtar andre transformatorer funksjonen.

Overfor dette står den indre redundansen. Dette betegner en utforming av en komponent med flere moduler som innbyrdes er redundant disponible og utad danner en komponent som f.eks. en vekselretter. Derfor kan det ved svikt i en eller flere moduler av en vekselretter denne vekselretteren allikevel ennå være funksjonsdyktig, da de gjenværende modulene av vekselretteren fortsatt kan utføre funksjonen.

Etter dette har også en stator med to viklinger en indre redundans, da det ved svikt i en vikling ennå står en andre vikling til disposisjon for energiproduksjonen, slik at statoren stadig kan avgi halvparten av den mulige effekten.

Dermed kan vindenergianlegget ifølge oppfinnelsen også ved svikt i enkelte komponenter eller moduler, med unntak av en stator eller en statorvikling avgi hele den disponible effekten i øyeblikket.

Andre fordelaktige videreutforminger av oppfinnelsen er beskrevet i de uselvstendige krav.

I det følgende blir utforminger av oppfinnelsen beskrevet nærmere ved hjelp av eksempler. Her viser figur 1 en forenklet fremstilling av et system ifølge oppfinnelsen, figur 2 en utfyllende fremstilling med koplingsinnretninger for systemet vist i figur 1, figur 3 et eksempel på to statorviklinger som er forskjøvet 30° med etterkoplet likeretter, figur 4 et eksempel på en vekselretter ifølge oppfinnelsen, figur 5 et eksempel på en anordnet redundant transformator med koplingsinnretninger, figur 6 en andre utforming av den foreliggende oppfinnelsen, figur 7 et eksempel på en anordnet redundant transformator i den andre utformingen av den foreliggende oppfinnelsen og figur 8 et kjent system.

I figur 8 er det vist et kjent elektrisk system i et vindenergianlegg. Dette elektriske systemet omfatter en generator som i dette eksemplet er utformet som en ringgenerator. Denne ringgeneratoren har en (ikke vist) løper og to statorviklinger 111, 112 som er isolert fra hverandre elektrisk og faseforskjøvet 30° i forhold til hverandre.

Statorviklingene 111, 112 er hver forbundet med inngangen til en egen likeretter 14. Utgangen fra hver av likeretterne 14 er hver forbundet med en inngang på en vekselretter 16. Utgangen fra vekselretterne 16 er parallelt tilkoplet en transformator 18.

Allerede svikten i transformatoren 18 fører tvunget til en driftsmessig totalsvikt i vindenergianlegget da det ikke kan bli avgitt noen energi. Derigjennom oppstår det for operatøren alt etter varigheten av svikten, betraktelig skade.

Også svikt i en statorvikling 111, 112, en likeretter 14 og/eller en vekselretter 16 fører allikevel enda til et tap på halvparten av den mulige energimengden og derved likeledes til en betydelig driftsmessig skade.

I figur 1 er det vist et forenklet eksempel på et vindenergianlegg ifølge oppfinnelsen. I dette vindenergianlegget er de fleste komponentene redundant disponible. Denne redundansen angår deler i generatoren, nemlig statorer 121, 122, 123, 124, likerettere 141, 142, 143, 144, vekselrettere 161, 162, 163, 164 og også transformatorer 181, 182, 183, 184.

Denne redundansen som fremkommer av en parallell anordning av de redundante komponentene er en ytre redundans. Ved siden av denne er det ved noen komponenter i tillegg forutsatt en indre redundans som fremkommer av den indre oppbygningen av komponentene fra flere likeartede parallellkoplete moduler. Denne indre redundansen fremgår f.eks. av vekselretteren som er nærmere forklart ved hjelp av figur 4.

For den etterfølgende forklaring blir, analogt med betraktningsmåten ovenfor, hvert sirkelringsegmentformede element 121, 122, 123,124, som i det minste har en vikling, hvor det gjennom den roterende løperen (ikke vist) blir indusert en spenning, betegnet stator, også når fire sirkelringsegmentformede elementer 121, 122, 123, 124 foreligger og er anordnet slik at de sammen danner omtrent formen av en stator i ett stykke i en ringgenerator, som i den foreliggende utformingen.

De sirkelringformet anordnede sirkelringsegmentformede statorene 121, 122, 123,124 danner sammen omtrent en sirkelring, hvor sentrisk løperen (ikke vist) på generatoren roterer gjennom rotornavet (likeledes ikke vist) med rotorbladene festet på det. Da de enkelte statorene 121, 122, 123, 124 ikke bare mekanisk, men også elektrisk er skilt fra hverandre blir det i viklingene på statorene 121, 122, 123, 124 indusert tilsvarende spenninger.

Disse spenningene er vekselspenninger som blir ført gjennom ledere 201, 202, 203, 204 til likerettere 141, 142, 143, 144. Disse lederne 201, 202, 203, 204 kan eksempelvis være aluminiumskinner med et tverrsnitt på 4000 mm<2>. Her er det til hver stator 121, 122, 123, 124 tilordnet en separat likeretter. Derav følger det at selv om en likeretter faller ut står bare en fjerdedel av den mulige mengden ikke lenger til rådighet. Etter dette står stadig tre fjerdedeler av den mulige effekten fortsatt til rådighet.

Hver likeretter 141, 142, 143, 144 er etterkoplet av en vekselretter 161, 162, 163, 164 og med denne likeledes forbundet gjennom en leder 205, 206, 207, 208. Også disse lederne 205, 206, 207, 208 kan være aluminiumskinner med et tverrsnitt på 4000 mm<2>.

Hver vekselretter 161, 162, 163, 164 er igjen etterkoplet av en transformator 181, 182, 183, 184 hvor vekselspenningen dannet av vekselretteren 161, 162, 163, 164 blir transformert opp til f.eks. 20 kV, og for eksempel blir matet inn i et mel lomspenmningsnett.

På denne måten står, i det man går ut fra statorviklingene, hvor spenningen blir indusert gjennom løperen, uavhengig av hverandre systemer 101, 102, 103, 104 med likerettere 141, 142, 143, 144, vekselrettere 161, 162, 163, 164 og transformatorer 181, 182, 183,184 til rådighet, slik at en svikt i en komponent i høyden forhindrer avgivelse av en fjerdedel av den mulige effekten.

Figur 2 er sammenlignet med figur 1 utvidet med koplingsinnretninger 130, 131, 132, 133, 134, 135, 136, 146, 147, 148, 149, 150, 151, 152, 153, 154, 155, 156, 166, 167, 168, 169, 170, 171, 172, 173, 174, 175, 176, 186, 187, 188, 189. Disse blir i det følgende i sin helhet betegnet med henvisningene 130-136, 146-156, 166-176, 186-189. For å bevare oversikten i figuren blir her henvisningene for lederne mellom statorene 121, 122, 123, 124, likeretterne 141, 142, 143, 144 og vekselretterne 161, 162, 163, 164 og markeringene for systemene 101, 102, 103, 104 utelatt.

Under normal drift er koplingsinnretningene 130, 131, 132, 150, 151, 152, 170, 171, 172 som er anordnet mellom ledningene til de enkelte komponentene åpne, og koplingsinnretningene 133, 134, 135, 136, 146, 147, 148, 149, 153, 154, 155, 156, 166, 167, 168, 169, 173, 174, 175, 176, 186, 187, 188, 189 i ledningene til og fra i serie med hver av komponentene er under normal drift lukket, slik at hvert system 101, 102, 103, 104 (figur 1) arbeider skilt fra de øvrige.

Koplingsinnretningene 130-136, 146-156, 166-176, 186-189 kan bare bli styrt slik at de oppretter forbindelse mellom de enkelte komponentene i det minste i to systemer 101, 102, 103, 104. Disse forbindelsene blir opprettet slik at gjennom hver koplingsinnretning 130, 131, 132, 150, 151, 152, 170, 171, 172 blir hele tiden ledningene til to likeartede komponenter koplet parallelt.

Gjennom betjening av koplingsinnretningen 130 blir eksempelvis ledningene til likeretterne 141 og 142 koplet parallelt, gjennom betjening av koplingsinnretningen 150 inngangene til vekselretterne 161 og 162 og ved betjening av koplingsinnretningen 151 inngangene til vekselretterne 162 og 163. Her er selvfølgelig også kombinasjoner mulig.

For å unngå en tilbakevirkning fra komponenter som er ødelagt eller falt ut på dem som ennå fungerer, er det i ledningen til og fra de enkelte komponentene anordnet koplingsinnretninger 133, 146; 134, 147; 135, 148; 136, 149; 153, 166; 154, 167; 155, 168; 156, 169; 173, 186; 174, 187; 175, 188; 176, 189 som fortrinnsvis frikopler hver av komponentene med alle ledninger.

I tilfelle av en forstyrrelse i en komponent kan dermed disse komponentene bli omgått ved en egnet styring av koplingsinnretningene 130-136, 146-156, 166-176, 186-189, slik at vindenergianlegget til tross for forstyrrelsen stadig avgir den største delen av den produserte energien eller til og med all produsert energi.

For å unngå en overbelastning i de gjenværende komponentene og dermed tidlig svikt i disse, er disse komponentene fortrinnsvis overdimensjonert med omtrent 20 %, slik at også en forbigående belastning av disse gjenværende komponentene med effekten fra en komponent som er falt ut ikke medfører noen overbelastning.

Koplingsinnretningene 136-136, 146-156, 166-176, 186-189 er her anordnet og blir styrt på en slik måte at riktignok er en omgåelse av en komponent som f.eks. en likeretter 141, 142, 143, 144 eller en vekselretter 161, 162, 163, 164 mulig, men ikke å hoppe over en funksjon som er virkeliggjort gjennom slike komponenter.

Ved en svikt i f.eks. vekselretteren 162 kan koplingsinnretningene 150, 151, 152 som normalt står åpne bli lukket for å forbinde de øvrige vekselretterne 161, 163, 164 med ledningene til vekselretteren 162. Samtidig blir de vanligvis lukkede koplingsinnretningene 154, 167 betjent og derigjennom åpnet for å frikople vekselretteren 162 som er falt ut.

Til slutt kan de normalt åpne koplingsinnretningene 170, 171, 172 bli betjent og dermed bli lukket, slik at de tre vekselretterne 161, 163, 164 i sin tur belaster alle fire transformatorene 181, 182, 183, 184.

På denne måten blir vekselretteren 162, som er falt ut, omgått og vindenergianlegget kan, til tross for svikt i vekselretteren 162 som er falt ut, avgi all disponibel energi.

Figur 3 viser en spesielt foretrukket utforming av statorviklingene og likeretteren som er koplet etter i eksemplet på system 101. Statorviklingene 1211 og 1212 med likeretteren 141 koplet etter er beskrevet her. Denne anordningen beskrevet som eksempel stemmer overens med dem i de øvrige redundante systemene 102, 103, 104.

Statoren 121 som ikke er vist i figur 3 har to statorviklinger 1211, 1212 som er forskjøvet 30° i forhold til hverandre. Begge statorviklinger 1211, 1212 er utformet som trefaseviklinger og har dermed hver tre faseviklinger 1213, 1214, 1215 og 1216, 1217, 1218. Disse i alt seks faseviklingene 1213, 1214, 1215, 1216, 1217, 1218 er tilkoplet en seksfaselikeretter 141.

Fasevinkelen mellom de enkelte fasene 1213, 1214, 1215 og 1216, 1217, 1218 i en vikling er på 120°. Antar man en løper som dreier seg med urviseren (ikke vist), så løper fasene for spenningene indusert i viklingen 1211 30° etter spenningen indusert i viklingen 1212. Da fasene i en vikling er forskjøvet 120° i forhold til hverandre løper f.eks. spenningen i fase 1214 i viklingen 1211 30° etter spenningen i fase 1217 i viklingen 1212, men i forhold til fase 1218 i viklingen 1212 90° foran. Derigjennom kan i fase 1214 en del av den magnetiseringseffekten som trengs for fase 1218 bli dannet.

Da begge trefaseviklingene 1211, 1212 er anordnet på en stator 121 er det her allerede virkeliggjort en indre redundans, slik at ved svikt i en vikling 1211, 1212 kan den andre viklingen 1212, 1211 enda lage effekt som så kan bli tilført likeretteren 141.

En foretrukket utforming av en vekselretter 161, 162, 163, 164 ifølge oppfinnelsen er vist i figur 4. Ved å forutsette flere vekselrettere 161, 162, 163, 164 består det en ytre redundans.

I eksemplet med vekselretteren 161, hvor oppbygningen stemmer overens med oppbygningen av de øvrige vekselretterne 162, 163, 164, er det i figur 4 vist at disse er bygget opp av tre moduler 1611, 1612, 1613 som virkeliggjør en indre redundans. Oppbygningen av de enkelte modulene 1611, 1612, 1613 er innbyrdes like, de har i det foreliggende tilfellet IGBT som koplingselementer, som gjennom en egnet styring av vekselspenningen fra den påliggende likespenningen lager +Ud og -Ud. Dessuten er oppbygningen og virkningsmåten for slike moduler kjent i teknikken. Derfor blir det her gitt avkall på en detaljert beskrivelse av virkningsmåten.

Hver modul 1611, 1612, 1613 lager av den pålagte likespenningen en trefaset vekselspenning, og kan over koplingene 1614, 1615, 1616 bli forbundet med utgangene LI, L2, L3 på vekselretteren 161.

Men antall moduler i en vekselretter 161, 162, 163, 164 er ikke begrenset til tre. Likeledes er det mulig å velge ut et annet antall moduler 1611, 1612, 1613 og fortrinnsvis et større antall, for ved siden av den ytre redundansen også å virkeliggjøre en ønsket indre redundans.

Gjennom antallet moduler kan videre en overdimensjonering bli virkeliggjort, for også her å forebygge en overbelastning og dermed en for tidlig svikt i tilfelle av en forstyrrelse i en annen vekselretter 161, 162, 163, 164.

Figur 5 viser en redundant anordning av transformatorer 181, 182, 183, 184 som fortrinnsvis er utformet som trefasetransformatorer, som på primærsiden f.eks. blir pålagt med 3 x 400 V hver fra vekselretterne 161, 162, 163, 164 og på sekundærsiden avgir en vekselspenning transformert til eksempelvis 20 kV, f.eks. til et mellomspenningsnett.

Også disse transformatorene 181, 182, 183, 184 er fortrinnsvis overdimensjonert for også å kunne arbeide sikkert etter å bli pålagt ytterligere effekt fra en transformator 181,182, 183,184 som er ødelagt h.h.v. er falt ut.

I figur 5 er koplingsinnretningene 170, 171, 172, 173, 174, 175, 176, 186, 187, 188, 189 vist igjen, som muliggjør en omgåelse av en transformator 181, 182, 183, 184 som er falt ut. Her tillater koplingsinnretningene 173, 186; 174, 187; 175, 188; 176, 189 utkoplingen av primær- og sekundærviklingene på transformatoren 181, 182, 183, 184 som er falt ut, for så å unngå en impedanseforskyvning gjennom parallellkoplingen av primærviklingene og/eller sekundærviklingene i transformatorene 181, 182, 183, 184 ved å lukke koplingsinnretningene 170, 171, 172.

Til dette er koplingsinnretningene 173, 174, 175, 176 på primærsiden og koplingsinnretningene 186, 187, 188, 189 på sekundærsiden utformet slik at de skiller galvanisk alle tilkoplinger til den tilsvarende transformatorviklingen. Styringen foregår her fortrinnsvis på den måten at begge koplingsinnretningene 173, 186; 174, 187; 175, 188; 176, 189 hele tiden blir betjent samtidig på en transformator 181, 182, 183, 184, altså f.eks. koplingsinnretningen 174 på primærsiden og koplingsinnretningen 187 på sekundærsiden på transformatoren 182, for å frikople transformatoren 182 sikkert.

I figur 6 er det vist en andre utforming av den foreliggende oppfinnelsen. Denne utformingen tilsvarer i mange deler utformingen som er vist i figur 2 og adskiller seg fra denne bare gjennom innsparingen av koplingsinnretningene 130, 131, 132, 150, 151, 152, 170, 171, 172 i figur 2 mellom to komponenter, slik at de likedannede komponentene i de enkelte systemene 101, 102, 103, 104 i figur 1 er parallelt koplet og derfor i normal drift alle blir pålagt omtrent en fjerdedel av den produserte effekten.

Tilsvarende anordningen i den første utformingen er koplingsinnretningene 133, 134, 135, 136, 146, 147, 148, 149, 153, 154, 155, 156, 166, 167, 168, 169, 173, 174, 175, 176, 186, 187, 188, 189 under normal drift lukket, slik at alle systemer 101, 102, 103, 104 arbeider.

Opptrer det nå en forstyrrelse i en av komponentene blir denne komponent frikoplet ved å åpne koplingsinnretningene 133, 146; 134, 147; 135, 148; 136, 149; 153, 166; 154, 167; 155, 168; 156, 169; 173, 186; 174, 187; 175, 188, som er anordnet på ledningen til og fra den berørte komponenten, og de øvrige komponentene i de andre systemene 101, 102, 103, 104 figur 1 blir automatisk pålagt en høyere effekt.

Dette fremgår likeledes enda en gang tydelig av figur 7, hvor transformatorene 181, 182, 183, 184 er parallellkoplet gjennom de normalt lukkede koplingsinnretningene 173, 174, 175, 176, 186, 187, 188, 189. Viser det seg nå en transformator 181, 182, 183, 184 som er beheftet med feil h.h.v. ødelagt så blir de tilordnede koplingsinnretningene 173, 186; 174, 187; 175, 188; 176, 189 betjent (åpnet)og den berørte transformatoren er frikoplet, mens de øvrige transformatorene 181, 182, 183, 184 hver blir pålagt en høyere effekt og vindenergianlegget avgir stadig den samlede produserte energien.

Fortrinnsvis er eksempelvis likeretterne 141, 142, 143, 144 som vises i figur 1 anbrakt i maskinhuset, altså i gondolen på vindenergianlegget. Vekselretterne 161, 162, 163, 164 er fortrinnsvis plassert i fotområdet i tårnet i et vindenergianlegg, og vekselrettere og likerettere er forbundet med hverandre gjennom likestrømskinner 205, 206, 207, 208. Transformatoren for innmating av den produserte effekten på nettet kan ved utformingen av et Offshore-vindenergianlegg også bli anbrakt i det nederste fotområdet i et tårn i vindenergianlegget, altså under vannlinjen.

Claims

1. Vindenergianlegg med en generatoranordning som består av en løper (rotor) og minst to statorer (121, 122, 123, 124) med hver minst en statorvikling (1211, 1212), hvor det til hver stator er tilordnet minst en Streng, som fortrinnsvis består av en likeretter, en vekselretter og en transformator, slik at systemer (101, 102, 103, 104) som er uavhengige av hverandre på denne måten hver stilles til disposisjon med komponentene likeretter, vekselretter og transformator, karakterisert ved at forskjellige transformatorer er tilpasset forskjellige strenger, hvor det mellom tilførselsledninger for de enkelte komponenter er anordnet koplingsinnretninger (130, 131, 132), idet koplingsinnretningene (130, 131, 132) er styrbare på en slik måte at de fremstiller forbindelser mellom enkelte komponenter for minst to systemer (101, 102, 103, 104) på en slik måte at ved hver koplingsinnretning (130, 131, 132) er hele tiden tilførselsledningen for to likeartete komponenter koplet i parallell.

2. Vindenergianlegg ifølge krav 1, karakterisert ved sirkelringsegmentformede statorer (121, 122, 123, 124).

3. Vindenergianlegg ifølge krav 2, karakterisert ved en sirkelformet anordning av statorene (121, 122,123, 124) om den dreibart lagrede løperen i generatoranordningen.

4. Vindenergianlegg ifølge foregående krav, karakterisert ved fire statorer (121, 122, 123, 124).

5. Vindenergianlegg ifølge foregående krav, karakterisert ved minst en stator (121,122, 123, 124) med to viklinger (1211, 1212).

6. Vindenergianlegg ifølge foregående krav, karakterisert ved to viklinger (1211, 1212) på hver stator (121, 122, 123, 124).

7. Vindenergianlegg ifølge foregående krav, karakterisert ved at minst en statorvikling (1211, 1212) er en trefasevikling.

8. Vindenergianlegg ifølge foregående krav, karakterisert ved at minst en vikling (1211, 1212) på hver stator (121, 122, 123, 124) er en trefasevikling.

9. Vindenergianlegg ifølge foregående krav, karakterisert ved statorviklinger (1211, 1212) uten unntak utformet som trefaseviklinger.

10. Vindenergianlegg ifølge krav 5-9, karakterisert ved at to viklinger (1211, 1212) i minst en stator (121, 122, 123, 124) er forskjøvet elektrisk 30° i forhold til hverandre.

11. Vindenergianlegg ifølge krav 6-9, karakterisert ved at viklingene (1211, 1212) på hver stator (121, 122, 123, 124) er forskjøvet elektrisk 30° i forhold til hverandre.

12. Vindenergianlegg ifølge foregående krav, karakterisert ved minst en likeretter (141, 142, 143, 144) tilordnet hver stator (121, 122, 123, 124).

13. Vindenergianlegg ifølge foregående krav, karakterisert ved en likeretter (141, 142, 143,144) tilordnet hver statorvikling (1211, 1212).

14. Vindenergianlegg ifølge foregående krav, karakterisert ved en likeretter (141, 142, 143,144) overdimensjonert etter forhåndsangitte mål.

15. Vindenergianlegg ifølge foregående krav, karakterisert ved at samtlige likerettere (141, 142, 143, 144) er overdimensjonert etter forhåndsangitte mål.

16. Vindenergianlegg ifølge foregående krav, karakterisert ved forbindelser for ledningene til likeretterne (141, 142, 143, 144) innbyrdes og/eller forbindelser for ledningene fra likeretterne (141, 142, 143, 144) innbyrdes.

17. Vindenergianlegg ifølge foregående krav, karakterisert ved minst en koplingsinnretning (133, 146; 134, 147; 135, 148; 136, 149) i ledningene til og/eller ledningene fra hver likeretter (141, 142, 143, 144).

18. Vindenergianlegg ifølge krav 17, karakterisert ved en felles betjening av koplingsinnretningene (130, 131, 132) i ledningene til og/eller ledningene fra likeretteren (141, 142, 143, 144) som skal koples fra.

19. Vindenergianlegg ifølge krav 17-18, karakterisert ved at koplingsinnretningene (133, 146; 134, 147; 135, 148; 136, 149) skiller samtlige tilkoplinger for likeretteren (141, 142, 143, 144) som skal koples fra.

20. Vindenergianlegg ifølge foregående krav, karakterisert ved minst en vekselretter (161, 162, 163, 164) tilordnet hver stator (121,122, 123, 124).

21. Vindenergianlegg ifølge foregående krav, karakterisert ved minst en vekselretter (161, 162, 163, 164) tilordnet hver statorvikling (1211, 1212).

22. Vindenergianlegg ifølge foregående krav, karakterisert ved minst en vekselretter (161, 162, 163, 164) som omfatter to eller flere vekselrettermoduler (1611, 1612, 1613).

23. Vindenergianlegg ifølge foregående krav, karakterisert ved at vekselretterne (161, 162, 163, 164) uten unntak omfatter minst to vekselrettermoduler (1611, 1612, 1613).

24. Vindenergianlegg ifølge foregående krav, karakterisert ved at hver vekselretter (161, 162, 163, 164) er bygget opp av minst to vekselrettermoduler (1611, 1612,1613).

25. Vindenergianlegg ifølge foregående krav, karakterisert ved minst en vekselretter (161, 162, 163, 164) overdimensjonert etter forhåndsangitte mål.

26. Vindenergianlegg ifølge foregående krav, karakterisert ved samtlige vekselrettere (161, 162, 163, 164) er overdimensjonert etter forhåndsangitte mål.

27. Vindenergianlegg ifølge foregående krav, karakterisert ved forbindelser mellom de inngående ledningene til vekselretterne (161, 162, 163, 164) innbyrdes og/eller forbindelser mellom likeretternes (161, 162, 163, 164) utgående ledninger innbyrdes.

28. Vindenergianlegg ifølge foregående krav, karakterisert ved minst en koplingsinnretning (153, 166; 154, 167; 155, 168; 156, 169) i ledningen til og/eller ledningen fra hver vekselretter (161, 162, 163, 164).

29. Vindenergianlegg ifølge krav 31, karakterisert ved en felles betjening for koplingsinnretningene (150, 151, 152) i ledningen til og/eller ledningen fra vekselretteren (161, 162, 163,164) som skal koples fra.

30. Vindenergianlegg ifølge krav 28-29, karakterisert ved at koplingsinnretningene (153, 166; 154, 167; 155, 168; 156, 169) skiller samtlige tilkoplinger til vekselretteren (141, 142, 143, 144)som skal koples fra.

31. Vindenergianlegg ifølge foregående krav, karakterisert ved minst en transformator (181, 182, 183, 184) tilordnet hver stator (121, 122, 123, 124).

32. Vindenergianlegg ifølge foregående krav, karakterisert ved minst en transformator (181, 182, 183, 184) tilordnet hver statorvikling (1211, 1212).

33. Vindenergianlegg ifølge foregående krav, karakterisert ved minst en transformator (181, 182,183,184) utformet som trefasetransformator.

34. Vindenergianlegg ifølge foregående krav, karakterisert ved at transformatorene (181, 182, 183, 184) uten unntak er utformet som trefasetransformatorer.

35. Vindenergianlegg ifølge foregående krav, karakterisert ved minst en transformator (181, 182, 183, 184) overdimensjonert etter forhåndsangitte mål.

36. Vindenergianlegg ifølge foregående krav, karakterisert ved at samtlige transformatorer (181, 182, 183, 184) er overdimensjonert etter forhåndsangitte mål.

37. Vindenergianlegg ifølge foregående krav, karakterisert ved forbindelser for ledningene til transformatorene (181, 182, 183, 184) innbyrdes og/eller forbindelser for ledningene fra transformatorene (181, 182, 183, 184) innbyrdes.

38. Vindenergianlegg ifølge foregående krav, karakterisert ved koplingsinnretningene (173, 174, 175, 176, 186, 187, 188, 189) på primærsiden og på sekundærsiden av hver transformator (181, 182, 183, 184).

39. Vindenergianlegg ifølge krav 38, karakterisert ved en felles betjening for koplingsinnretningen (173, 174, 175, 176) på primærsiden til en transformator (181, 182, 183, 184) som skal koples fra og koplingsinnretningen (186, 187, 188, 189) på sekundærsiden til den samme transformatoren (181, 182, 183, 184).

40. Vindenergianlegg ifølge krav 38, karakterisert ved at koplingsinnretningene (173, 174, 175, 176, 186, 187, 188, 189) er utformet slik at de kopler fra galvanisk primærsiden og sekundærsiden på transformatoren (181, 182, 183,184).

41. Vindenergianlegg ifølge foregående krav, karakterisert ved en styrings-innretning som styrer koplingsinnretningene (130, 131, 132, 133, 134, 135, 136, 146, 147, 148, 149, 150, 151, 152, 153, 154, 155, 156, 166, 167, 168, 169, 170, 171, 172, 173, 174, 175, 176, 186, 187, 188, 189) avhengig av komponentene som er falt ut eller forstyrret.

42. Vindenergianlegg ifølge foregående krav, karakterisert ved en styrings-innretning som styrer koplingsinnretningene (130, 131, 132, 133, 134, 135, 136, 146, 147, 148, 149, 150, 151, 152, 153, 154, 155, 156, 166, 167, 168, 169, 170, 171, 172, 173, 174, 175, 176, 186, 187, 188, 189) i det det tas hensyn til effekten som dannes h.h.v. koples om.

43. Vindenergianlegg ifølge foregående krav, karakterisert ved at koplingsinnretningene (130, 131, 132, 133, 134, 135, 136, 146, 147, 148, 149, 150, 151, 152, 153, 154, 155, 156, 166, 167, 168, 169, 170, 171, 172, 173, 174, 175, 176, 186, 187, 188, 189) i det minste delvis er elektromagnetiske koplingsinnretninger.

44. Vindenergianlegg ifølge foregående krav, karakterisert ved at koplingsinnretningene (130, 131, 132, 133, 134, 135, 136, 146, 147, 148, 149, 150, 151, 152, 153, 154, 155, 156, 166, 167, 168, 169, 170, 171, 172, 173, 174, 175, 176, 186, 187, 188, 189) i det minste delvis er elektroniske koplingsinnretninger.

45. Vindenergianlegg, spesielt ifølge foregående krav, med en generatoranordning som består av en løper (rotor) og minst en stator som bare delvis omslutter løperomkretsen.

46. Vindenergianlegg ifølge krav 45, karakterisert ved at generatoranordningen har n statorer som tilsammen omslutter løperen fullstendig, hvorved n er et naturlig tall > 1.

47. Vindenergianlegg ifølge krav 45, 46, karakterisert ved at alle statorer blir båret av en felles statorring.

48. Vindenergianlegg ifølge krav 45-47, karakterisert ved at hver enkelt stator kan bli skiftet ut mens de andre statorene kan beholdes.