NO342746B1 - Procedure for reducing axial power variations in a wind turbine. - Google Patents

Procedure for reducing axial power variations in a wind turbine. Download PDF

Info

Publication number
NO342746B1
NO342746B1 NO20064791A NO20064791A NO342746B1 NO 342746 B1 NO342746 B1 NO 342746B1 NO 20064791 A NO20064791 A NO 20064791A NO 20064791 A NO20064791 A NO 20064791A NO 342746 B1 NO342746 B1 NO 342746B1
Authority
NO
Norway
Prior art keywords
rotor
wind
blades
pitch
rotor blades
Prior art date
Application number
NO20064791A
Other languages
Norwegian (no)
Other versions
NO20064791L (en
Inventor
Eystein Borgen
Original Assignee
Sway As
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 Sway As filed Critical Sway As
Priority to NO20064791A priority Critical patent/NO342746B1/en
Publication of NO20064791L publication Critical patent/NO20064791L/en
Publication of NO342746B1 publication Critical patent/NO342746B1/en

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
    • F03D7/0204Controlling wind motors  the wind motors having rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor for orientation in relation to wind direction
    • 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
    • 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
    • F03D7/024Adjusting aerodynamic properties of the blades of individual blades
    • 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
    • F03D7/0276Controlling wind motors  the wind motors having rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor controlling rotor speed, e.g. variable speed
    • 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
    • F03D7/028Controlling wind motors  the wind motors having rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor controlling wind motor output power
    • F03D7/0292Controlling wind motors  the wind motors having rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor controlling wind motor output power to reduce fatigue
    • 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
    • F03D7/042Automatic control; Regulation by means of an electrical or electronic controller
    • 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
    • F05B2240/00Components
    • F05B2240/90Mounting on supporting structures or systems
    • F05B2240/93Mounting on supporting structures or systems on a structure floating on a liquid surface
    • 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
    • F05B2240/00Components
    • F05B2240/90Mounting on supporting structures or systems
    • F05B2240/95Mounting on supporting structures or systems offshore
    • 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
    • F05B2260/00Function
    • F05B2260/82Forecasts
    • F05B2260/821Parameter estimation or prediction
    • 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
    • F05B2270/1016Purpose of the control system in variable speed operation
    • 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
    • F05B2270/109Purpose of the control system to prolong engine life
    • F05B2270/1095Purpose of the control system to prolong engine life by limiting mechanical stresses
    • 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
    • F05B2270/321Wind directions
    • 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
    • F05B2270/327Rotor or generator speeds
    • 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
    • F05B2270/331Mechanical loads
    • 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
    • F05B2270/40Type of control system
    • F05B2270/404Type of control system active, predictive, or anticipative
    • 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
    • F05B2270/80Devices generating input signals, e.g. transducers, sensors, cameras or strain gauges
    • F05B2270/808Strain gauges; Load cells
    • 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
    • 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
    • Y02E10/727Offshore wind turbines

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)

Abstract

Fremgangsmåte som kontinuerlig reduserer variasjonene av rotorens aksialkraft og dermed reduserer utmatningslastene på rotorblader og tårn samtidig som den resulterende effekt inn på generatoren ikke blir vesentlig påvirket eller blir holdt innenfor akseptable grenser i forhold til begrensninger på drivverk, generator og elektrisk nett. Fremgangsmåte for å bruke rotorens aksialkraft til aktivt å motvirke et flytende vindkraftsverks bevegelser. Videre beskriver fremgangsmåten hvordan rotasjonskrefter om tårnets (4) vertikalakse (12) kontrolleres og motvirkes ved syklisk variasjon av pitchvinkler og tilhørende krefter på de enkelte rotorblad. Fremgangsmåten beskriver også hvordan den aerodynamiske kraftvariasjonen på hvert enkelt blad som følge av ulike vindhastigheter i ulik høyde (vertikalt vindskjær) og i horisontal retningen parallelt med rotor planet (horisontalt vindskjær) kan reduseres.A method which continuously reduces the variations of the axial force of the rotor and thus reduces the output loads on the rotor blades and towers while the resulting effect on the generator is not significantly affected or kept within acceptable limits relative to the limitations on the drive, generator and electric grid. A method of using the rotor axial force to actively counteract the movements of a floating wind turbine. The method further describes how rotational forces about the vertical axis (12) of the tower (4) are controlled and counteracted by the cyclic variation of pitch angles and associated forces on the individual rotor blades. The method also describes how the aerodynamic force variation on each blade can be reduced due to different wind speeds at different altitudes (vertical wind shear) and in the horizontal direction parallel to the rotor plane (horizontal wind shear).

Description

Denne oppfinnelsen vedrører fremgangsmåte for å regulere rotorbladenes vinkel om sin egen lengdeakse på et vindkraftverk på en slik måte at rotorens skyvekraft på tårnet kontrolleres og holdes innenfor ønskede størrelser uten at den gjennomsnittlige effekt av vindkraftverket påvirkes nevneverdig. Dette har den fordel at lastvariasjonene på rotorblad og tårn blir redusert slik at utmatning av disse utsatte komponentene blir vesentlig redusert. This invention relates to a method for regulating the angle of the rotor blades about their own longitudinal axis on a wind power plant in such a way that the thrust of the rotor on the tower is controlled and kept within desired sizes without the average effect of the wind power plant being significantly affected. This has the advantage that the load variations on the rotor blades and tower are reduced so that the output of these exposed components is significantly reduced.

I denne patentsøknad er følgende definisjoner benyttet: In this patent application, the following definitions are used:

1) Momentan vindhastighet er definert som den momentane vindhastighet som måles i øyeblikket. 2) Gjennomsnittlig eller jevnet vindhastighet er definert som gjennomsnittet eller tilnærmet gjennomsnittet av den momentane vindhastighet for en viss periode. Denne periode vil typisk være lengre enn 3 sekunder og normalt være i størrelsesorden 10 minutter till time, men den kan og være lengre. Når vindhastigheten brukes til å styre vindturbinen vil også skalering eller fraksjoner av slike målte verdier gå inn under denne definisjonen. 3) Pitch vinkel er i denne patentsøknad definert som et rotorblads stivlegemevridning omkring sin egen lengdeakse i forhold til en fast utgangsposisjon for denne vinkelen. Ved å "pitche" bladene kan kreftene på rotoren for en gitt momentan vindhastighet varieres. 4) Rotor aksialkraft er definert som den skyvekraft som blir overført fra rotor mot møllehus og som er rettet hovedsakelig langs rotoraksen's omdreiningsakse. Denne kraft utgjøres av den samlede skyvekraften i vindretningen fra rotorbladene og kan både være positiv og negativ i forskjellige tidspunkt under vindkraftsverkets drift. 5) Nominell vindhastighet er definert som den vindhastighet hvor vindkraftanlegget først oppnår full effekt. Dette kan typisk være i området 12-14m/s. 6) Omformingsenhet er den enheten som genererer eller overfører energi fra vinden/rotasjonen av rotorbladene til elektrisk effekt eller annen mekanisk effekt. Denne enheten kan typisk være en generator, en mekanisk pumpe, en utvekslingsenhet el. I den følgende beskrivelse benyttes stort sett begrepet generator, men det er klart at generator kan erstattes av en hver type egnet omformingsenhet som nevnt her. 1) Instantaneous wind speed is defined as the instantaneous wind speed measured at the moment. 2) Average or smoothed wind speed is defined as the average or approximate average of the instantaneous wind speed for a certain period. This period will typically be longer than 3 seconds and normally be in the order of 10 minutes to an hour, but it can also be longer. When the wind speed is used to control the wind turbine, scaling or fractions of such measured values will also come under this definition. 3) Pitch angle is defined in this patent application as the torsion of a rotor blade's rigid body around its own longitudinal axis in relation to a fixed starting position for this angle. By "pitching" the blades, the forces on the rotor for a given instantaneous wind speed can be varied. 4) Rotor axial force is defined as the thrust force which is transmitted from the rotor towards the mill housing and which is directed mainly along the axis of rotation of the rotor axis. This force is made up of the total thrust in the direction of the wind from the rotor blades and can be both positive and negative at different times during the wind power plant's operation. 5) Nominal wind speed is defined as the wind speed at which the wind power plant first achieves full effect. This can typically be in the range of 12-14m/s. 6) Conversion unit is the unit that generates or transfers energy from the wind/rotation of the rotor blades into electrical power or other mechanical power. This unit can typically be a generator, a mechanical pump, an exchange unit etc. In the following description, the term generator is mostly used, but it is clear that generator can be replaced by a suitable conversion unit of each type as mentioned here.

Det er ønskelig å kunne plassere kommersielle store horisontalakslede vindturbiner på fundamenter på dypt vann. Dette er ønskelig for å kunne øke potensielle arealer for vindkraftutnyttelse, få tilkomst til områder med høye gjennomsnittlige vindhastigheter og for å kunne bygge vindparker i nærheten av olje og gassinstallasjoner for å kunne elektrifisere disse vha vindkraft. It is desirable to be able to place commercial large horizontal axis wind turbines on foundations in deep water. This is desirable in order to be able to increase potential areas for wind power utilization, gain access to areas with high average wind speeds and to be able to build wind farms near oil and gas installations in order to be able to electrify these using wind power.

På dypt vann vil en flytende konstruksjon være fordelaktig for å begrense størrelse og kostnader på tårn og fundamenter. In deep water, a floating construction will be advantageous to limit the size and costs of towers and foundations.

En slik flytende konstruksjon vil primært bli påvirket av to typer krefter som vil styre bevegelsesmønsteret og påkjenninger til den flytende konstruksjonen. Dette er bølgekrefter mot den flytende del av konstruksjonen og skyvekraft på rotoren fra vinden, her kalt rotorens aksialkraft. Such a floating construction will primarily be affected by two types of forces that will control the movement pattern and stresses on the floating construction. These are wave forces against the floating part of the construction and thrust force on the rotor from the wind, here called the rotor's axial force.

For et vindkraftverk på land eller på grunt vann som er fast innspent mot bakken eller sjøbunn vil de dominerende krefter som virker på konstruksjonen vanligvis være skyvekraft på rotoren fra vinden i tillegg til gravitasjonskrefter. For a wind power plant on land or in shallow water that is fixed against the ground or seabed, the dominant forces acting on the structure will usually be thrust on the rotor from the wind in addition to gravitational forces.

For store vindkraftanlegg (med effekter på typisk 1 MW eller høyere) er det i dag to hovedtyper av reguleringsmekanismer som benyttes for å kontrollere at rotoren gir en konstant effekt, lik anleggets nominelle effekt, for vindhastigheter som er høyere enn det som er nødvendig for å oppnå full effekt (nominell effekt). For large wind power plants (with outputs of typically 1 MW or higher) there are currently two main types of regulation mechanisms that are used to check that the rotor produces a constant power, equal to the plant's nominal power, for wind speeds that are higher than what is necessary to achieve full power (nominal power).

Den ene metoden er stall regulering av rotorbladene. Denne metoden dreier bladene inn i vinden slik at den relative vindens angrepsvinkel mot vingeprofilet økes og rotorbladene oppnår stall. Dvs. vingen mister gradvis sin løftekraft ved at strømningene over rotorbladet går fra å være laminær til å bli turbulent. Dermed frigjøres den overskytende energi. One method is stall regulation of the rotor blades. This method turns the blades into the wind so that the relative angle of attack of the wind against the airfoil is increased and the rotor blades achieve stall. That is the wing gradually loses its lifting power as the flows over the rotor blade go from laminar to turbulent. This releases the excess energy.

Den annen reguleringsmetode er pitchregulering av bladene ved at bladene dreies motsatt vei i forhold til stall regulering slik at vinden slippes ut ved å minske den relative vindens angrepsvinkel mot vingeprofilet. Dermed minskes rotorbladets løftekraft og mindre energi blir tatt ut av vinden. Denne oppfinnelsen vedrører denne siste reguleringsmetoden som her er kalt pitchregulering. The other regulation method is pitch regulation of the blades by turning the blades in the opposite direction compared to stall regulation so that the wind is released by reducing the relative angle of attack of the wind against the wing profile. This reduces the lifting force of the rotor blade and less energy is extracted from the wind. This invention relates to this last regulation method, which is here called pitch regulation.

For store rotordiametere kan en risikere at vindhastigheten kan ha store variasjoner over rotorarealet både vertikalt og horisontalt. Dette kan forårsake større utmatningsproblemer av bladene enn for mindre anlegg hvis ikke bladenes individuelle skyvekraft i vindretningen kontrolleres og reguleres hensiktsmessig. Det kan og føre til store momenter som prøver å dreie rotoren ut av vinden hvis vindhastigheten i et gitt tidspunkt er vesentlig større på rotorens ene halvdel (om den vertikale akse) enn den motsatte. For large rotor diameters, there is a risk that the wind speed may have large variations over the rotor area both vertically and horizontally. This can cause greater fatigue problems of the blades than for smaller plants if the blades' individual thrust in the wind direction is not controlled and regulated appropriately. It can also lead to large moments that try to turn the rotor out of the wind if the wind speed at a given time is significantly greater on one half of the rotor (about the vertical axis) than the opposite.

Ved kjent teknologi med pitchregulering som beskrevet over vil rotorens turtall for vindhastigheter over den nominelle vindhastighet reguleres slik at rotorens effekt som er lik rotorens dreiemoment multiplisert med vinkelhastigheten (omdreiningshastigheten i radianer) holdes mest mulig konstant lik den nominelle effekt av vindkraftanlegget. For å klare dette styrer en kontrollenhet rotorbladenes pitch vinkel kontinuerlig. Effekt og rotor aksial kraft er ikke linære størrelser som funksjon av variasjon av vindhastigheten. Når vindhastigheten endres og effekten fra rotoren holdes konstant ved å pitche rotorbladene så vil rotor aksialkraft samtidig endres. Rotorens aksialkraft (skyvekraft i vindretningen) kan på denne måten få store variasjoner. Disse kraftvariasjonene forårsaker store utmatningslaster på blad og tårnstruktur hvilket i mange tilfeller kan bli dimensjonerende for disse konstruksjonselementene. With known technology with pitch control as described above, the rotor speed for wind speeds above the nominal wind speed will be regulated so that the rotor's power, which is equal to the rotor's torque multiplied by the angular speed (revolution speed in radians), is kept as constant as possible equal to the nominal power of the wind power plant. To achieve this, a control unit controls the pitch angle of the rotor blades continuously. Power and rotor axial force are not linear quantities as a function of variation of the wind speed. When the wind speed changes and the effect from the rotor is kept constant by pitching the rotor blades, the rotor axial force will change at the same time. In this way, the rotor's axial force (thrust in the direction of the wind) can have large variations. These force variations cause large output loads on the blade and tower structure, which in many cases can become dimensioning for these structural elements.

For å illustrere dette kan en se på virkningen av pitchreguleringen med kjent teknikk: Hvis momentanvindhastigheten økes fra den nominelle vindhastighet (f.eks 13 m/s) til det dobbelte (26 m/s) samtidig med at effekten og rotorens rotasjonshastighet holdes konstant vil bladets pitchendring bli ca 20 grader for å hindre at rotorens effekt øker ved den høyere vindhastighet. Resultatet av denne pitchendringen av bladene er at rotorens aksialkraft (skyvekraft i vindretningen) samtidig omtrentlig halveres, hvilket forårsaker en utmatningsbelastning på blad og tårnstruktur. To illustrate this, one can look at the effect of the pitch control using known technology: If the instantaneous wind speed is increased from the nominal wind speed (e.g. 13 m/s) to twice that (26 m/s) while keeping the power and the rotor's rotation speed constant, the blade's pitch change will be about 20 degrees to prevent the rotor's effect from increasing at the higher wind speed. The result of this pitch change of the blades is that the rotor's axial force (thrust in the wind direction) is simultaneously approximately halved, which causes a fatigue load on the blade and tower structure.

For et værtilfelle med f.eks en 10 minutters middelvindhastighet på 19 m/s vil slike svingninger i vindhastigheten typisk oppstå med dertil store variasjoner i bladenes og rotorens samlede aksialkraft hvis effekten skal holdes konstant. Lignende svingninger i aksialkraften vil oppstå for alle gjennomsnittlige vindhastigheter over den nominelle vindhastighet i større eller mindre grad hvis man benytter seg av pitchregulering etter kjent teknikk. For a weather event with, for example, a 10-minute average wind speed of 19 m/s, such fluctuations in the wind speed will typically occur with large variations in the overall axial force of the blades and the rotor if the effect is to be kept constant. Similar fluctuations in the axial force will occur for all average wind speeds above the nominal wind speed to a greater or lesser extent if pitch control is used according to known techniques.

Det vil alltid være en viss forsinkelse mellom det aerodynamiske momentane dreiemoment på rotor og generatorens dreiemoment. Dette skyldes hovedsakelig treghetskrefter av rotor, drivverk og generator. Siden pitchregulering etter kjent teknikk benytter seg av målte verdier av rotasjonshastigheter eller generatoreffekt vil pitchreguleringen være unøyaktig og forsinket i forhold til momentankreftene som virker på rotoren, deriblant rotorens momentane aksialkraft. Dette fører til at for brå reduksjoner i den momentane vindhastigheten vil rotorbladene ha en for stor bladpitchvinkel og rotorens aksialkraft kan bli drastisk redusert eller til og med negativ. For eksempelet over ville for en plutselig reduksjon av vindhastigheten fra 26 m/s til 13 m/s og hvis pitchreguleringen ikke ble endret raskt nok kunne føre til en reduksjon av rotorens momentane aerodynamiske aksialkraft fra 50% av den nominelle aksialkraft til ved 26 m/s vind til - 30% av den nominelle aksialkraft ved 13 m/s vind, dvs. i motsatt retning av vinden. Tilsammen utgjør dette en endring på 80%) av den nominelle rotoraksialkraft. Slike store svingninger i aksialkraften pga. av den forsinkede pitchstyringen vil spesielt være et problem for de høyere gjennomsnittlige vindhastigheter. There will always be a certain delay between the aerodynamic instantaneous torque on the rotor and the generator torque. This is mainly due to inertial forces of the rotor, drive unit and generator. Since pitch regulation according to known techniques uses measured values of rotation speeds or generator power, the pitch regulation will be inaccurate and delayed in relation to the instantaneous forces acting on the rotor, including the rotor's instantaneous axial force. This means that for sudden reductions in the instantaneous wind speed, the rotor blades will have too large a blade pitch angle and the rotor's axial force can be drastically reduced or even negative. For the example above, a sudden reduction of the wind speed from 26 m/s to 13 m/s and if the pitch regulation was not changed quickly enough could lead to a reduction of the rotor's instantaneous aerodynamic axial force from 50% of the nominal axial force to 26 m/s s wind to - 30% of the nominal axial force at 13 m/s wind, i.e. in the opposite direction of the wind. Together, this amounts to a change of 80%) of the nominal rotor axial force. Such large fluctuations in the axial force due to of the delayed pitch control will especially be a problem for the higher average wind speeds.

Dette vil også føre til at rotorblader dimensjonert for en lav årlig gjennomsnittlig vindhastighet ikke vil kunne brukes for en lokasjon med høy årlig gjennomsnitts vindhastighet. Pga av de økte utmatningsbelastninger som oppstår pga av de større variasjonene i bladenes skyvekraft i vindretningen, så må rotorblader for områder med høye gjennomsnittlige vindhastigheter dimensjoneres kraftigere. Dette kan bety dyrere og tyngre blader. Det faktum at en lokasjon med høy gjennomsnittlig vindhastighet vil ha flere driftstimer vil dog også øke kravet til rotorbladenes utmattingsstyrke. This will also mean that rotor blades designed for a low annual average wind speed will not be able to be used for a location with a high annual average wind speed. Due to the increased output loads that occur due to the greater variations in the thrust of the blades in the direction of the wind, rotor blades for areas with high average wind speeds must be dimensioned more powerfully. This can mean more expensive and heavier blades. The fact that a location with a high average wind speed will have more operating hours will, however, also increase the requirement for the fatigue strength of the rotor blades.

For et flytende vindkraftanlegg kan den ovenfor beskrevne effekten av at økt vindhastighet minsker rotorens aksialkraft pga pitchreguleringen (for vindhastigheter over den nominelle vindhastighet) også ha negative effekter på vindkraftsverkets bevegelsmønster. Når tårnet og rotor beveger seg mot vinden vil den relative vindhastigheten mot rotoren øke, noe som vil føre til en redusert rotor skyvekraft pga av pitchreguleringen prøver å opprettholde konstant effekt hvilket igjen vil øke tårnets bevegelse mot vinden. Motsatt vil, når tårn og rotor beveger seg tilbake i samme retning som vinden, den relative vindhastighet mot rotoren minke og bladene vil med kjent teknikk automatisk pitches (vris) for å opprettholde nominell effekt inn på generatoren. Dette fører igjen til øket rotorskyvekraft hvilket igjen vil øke tårnets bevegelse i retning med vinden. Resultatet av dette er en ekstra eksitering og forsterkning av tårnets bevegelser hvis pitchregulering med den kjente teknikk benyttes. Dette har vist seg å føre til store økninger i utmattingslastene for flytende vindkrafttårn. For a floating wind power plant, the effect described above that increased wind speed reduces the rotor's axial force due to the pitch regulation (for wind speeds above the nominal wind speed) can also have negative effects on the wind power plant's movement pattern. When the tower and rotor move against the wind, the relative wind speed against the rotor will increase, which will lead to a reduced rotor thrust due to the pitch control trying to maintain a constant effect, which in turn will increase the tower's movement against the wind. Conversely, when the tower and rotor move back in the same direction as the wind, the relative wind speed towards the rotor will decrease and the blades will automatically pitch (twist) using known techniques to maintain nominal power into the generator. This in turn leads to increased rotor thrust which in turn will increase the tower's movement in the direction of the wind. The result of this is an additional excitation and amplification of the tower's movements if pitch regulation using the known technique is used. This has been shown to lead to large increases in the fatigue loads for floating wind turbines.

I patent US-4201514 er det beskrevet metode for å regulere de enkelte rotorbladenes pitch vinkel i forhold til variasjoner i vindhastigheten. Reguleringen beskriver hvordan de individuelle blads dreiemoment om rotoraksen automatisk holdes konstant ved skiftende vindhastigheter. Dette har samme virkning som for øvrig kjent teknikk som beskrevet over. Det vil si at kreftene som virker i retning av bladets rotasjonsretning, dvs. vinkelrett på vindretningen, og som får bladet til å rotere holdes konstant. Dette har som bi-effekt at bladets skyvekraft i vindretningen varierer tilsvarende som beskrevet over for annen kjent teknikk. Dermed vil denne kjente teknikk ha samme virkning på utmatning av blad og tårn pga varierende skyvekrefter på rotorbladene når rotorens dreiemoment forsøkes holdes konstant. Patent US-4201514 describes a method for regulating the pitch angle of the individual rotor blades in relation to variations in the wind speed. The regulation describes how the torque of the individual blades about the rotor axis is automatically kept constant at changing wind speeds. This has the same effect as otherwise known technique as described above. This means that the forces acting in the direction of the blade's direction of rotation, i.e. perpendicular to the wind direction, and which cause the blade to rotate are kept constant. This has the side effect that the blade's thrust in the wind direction varies correspondingly as described above for other known techniques. Thus, this known technique will have the same effect on blade and tower output due to varying thrust forces on the rotor blades when the rotor's torque is attempted to be kept constant.

DE 19628073 beskriver en metode for å justere vinklene til rotorblader i en vindmølle for å redusere aerodynamisk ubalanse. Bidraget til utgangseffekt for hvert blad overvåkes for å minimalisere ubalansen ved å endre bladvinkelen. DE 19628073 describes a method for adjusting the angles of rotor blades in a windmill to reduce aerodynamic imbalance. The contribution to output power of each blade is monitored to minimize the imbalance by changing the blade angle.

US 6619918 beskriver et vindkraftverk som har sensorer på bladene for å justere pitchvinklene for å opprettholde en sikkerhetsavstand mellom tuppen av bladene og vindmøllen. US 6619918 describes a wind turbine having sensors on the blades to adjust the pitch angles to maintain a safety distance between the tip of the blades and the windmill.

Oppfinnelsen har som mål å avhjelpe ulempene ved kjent teknikk. The invention aims to remedy the disadvantages of known technology.

I den fremgangsmåten i henhold til kravene er ulemper med kjent teknikk forbedret eller eliminert. In the method according to the claims, disadvantages of known technology are improved or eliminated.

I en utførelse av oppfinnelsen tilveiebringes en fremgangsmåte for å kontrollere effekt for et vindkraftanlegg omfattende en omformingsenhet, idet når omformingsenhetens, utgangseffekt ligger innenfor et gitt intervall endres rotorbladenes pitch vinkel med hensyn til å minimalisere variasjoner i rotorbladenes skyvekraft i vindretningen individuelt eller samlet, og når omformingsenhetens utgangseffekt ligger utenfor dette intervallet, endres rotorbladenes pitch vinkel med hensyn til å bringe utgangseffekten innenfor intervallet. In one embodiment of the invention, a method is provided for controlling power for a wind power plant comprising a conversion unit, in that when the conversion unit's output power lies within a given interval, the pitch angle of the rotor blades is changed with regard to minimizing variations in the thrust of the rotor blades in the wind direction individually or collectively, and when If the conversion unit's output power is outside this interval, the pitch angle of the rotor blades is changed with regard to bringing the output power within the interval.

I en annen utførelse av oppfinnelsen gjøres minimalisering av variasjoner i rotorbladenes skyvekraft i vindretningen ved å regulere mot en beregnet målverdi for rotorbladenes skyvekraft i vindretningen, idet målverdien for skyvekraften i vindretningen er forskjellig for ulike gjennomsnittlige vindhastigheter. In another embodiment of the invention, the minimization of variations in the thrust of the rotor blades in the direction of the wind is done by regulating against a calculated target value for the thrust of the rotor blades in the direction of the wind, as the target value for the thrust in the direction of the wind is different for different average wind speeds.

I enda en utførelse av oppfinnelsen justeres målverdien for rotorbladenes skyvekraft i vindretningen i forhold til gjennomsnittlig omformingsenheteffekt eller rotorhastighet over et gitt tidsrom. In yet another embodiment of the invention, the target value for the thrust of the rotor blades in the wind direction is adjusted in relation to the average conversion unit power or rotor speed over a given period of time.

I ytterligere en utførelse av oppfinnelsen er målverdien for rotorbladenes skyvekraft i vindretningen forhåndsdefinert og knyttet til gitte gjennomsnittlige vindhastigheter. In a further embodiment of the invention, the target value for the thrust of the rotor blades in the direction of the wind is predefined and linked to given average wind speeds.

I en utførelse av oppfinnelsen justeres rotorbladenes skyvekraft i vindretningen i tillegg ved å endre rotorens turtall ved å justere generatorens dreiemotstandsmoment og/eller rotorbremser. In one embodiment of the invention, the thrust of the rotor blades in the wind direction is additionally adjusted by changing the rotor speed by adjusting the generator's torque and/or rotor brakes.

I enda en utførelse kan rotorbladenes momentane skyvekraft i vindretningen bestemmes direkte eller indirekte ved hjelp av strekklapper, vindhastighetsmålinger, ved å måle geometrisk utbøyning av bladene, måling av generatorens dreiemoment og/eller måling av generatorens effekt sammen med samtidig måling av blad(ene)s pitchvinkler, og/eller ved å måle eller bruke bladenes pitchmoment omkring pitchlagerets dreieakse ved enten å montere bladene bakoverlent i pitchlageret eller forme bladene slik at vindens trykktyngdepunkt på bladet ligger bak pitchlagerets dreieakse i forhold til rotorens dreieretning. In yet another embodiment, the momentary thrust of the rotor blades in the wind direction can be determined directly or indirectly by means of strain gauges, wind speed measurements, by measuring geometric deflection of the blades, measurement of the generator's torque and/or measurement of the generator's power together with simultaneous measurement of the blade(s) pitch angles, and/or by measuring or using the blades' pitch moment around the pitch bearing's axis of rotation by either mounting the blades leaning backwards in the pitch bearing or shaping the blades so that the wind's pressure center of gravity on the blade is behind the pitch bearing's axis of rotation in relation to the rotor's direction of rotation.

I en utførelse endres rotorbladenes pitchvinkel i tillegg med hensyn til å minimalisere retningsfeil for vindkraftverket. In one embodiment, the pitch angle of the rotor blades is also changed with regard to minimizing directional errors for the wind power plant.

I en utførelse korrigeres retningsfeilen hvis den ligger utenfor et gitt intervall. In one embodiment, the direction error is corrected if it lies outside a given interval.

I en ytterligere utførelse av oppfinnelsen justeres rotorbladenes pitchvinkel ulikt for ulike rotasjonsposisjoner. In a further embodiment of the invention, the pitch angle of the rotor blades is adjusted differently for different rotational positions.

I en utførelse justeres rotorbladenes pitchvinkel individuelt og/eller uavhengig av hverandre. In one embodiment, the pitch angle of the rotor blades is adjusted individually and/or independently of each other.

I en utførelse predikeres vindfeltet i et plan som står hovedsaklig vinkelrett på vindretningen ved å benytte direkte eller indirekte målte verdier av vindkreftene som virker på det eller de rotorblad som er foran i forhold til rotorens rotasjonsretning. In one embodiment, the wind field is predicted in a plane that is essentially perpendicular to the wind direction by using directly or indirectly measured values of the wind forces acting on the rotor blade(s) that are in front of the rotor's direction of rotation.

I en utførelse blir rotorbladenes skyvekraft i vindretningen brukt aktivt for å motvirke bevegelser av vindkraftsverkets tårn ved å regulere pitch vinklene på rotorbladene. In one embodiment, the thrust of the rotor blades in the direction of the wind is actively used to counteract movements of the wind turbine's tower by regulating the pitch angles of the rotor blades.

I en utførelse av oppfinnelsen er en eller flere vindmålere er plassert på gunstige lokasjon(er) på vindkraftverket slik at den romlige fordelingen av vindhastigheten kan registreres og interpolasjoner mellom de forskjellige vindmålerne kan gjøres for å danne et bilde av vindens fordeling over rotorens omsveipningsareal. Dette kan gjøres ved å plassere vindmålere i vesentlig forskjellig høyde og vesentlig forskjellig horisontal posisjon. Denne romlige fordelingen av den momentane vindhastighet kan så brukes til å individuelt regulere rotorbladenes pitch, eventuelt kan alle bladene pitchreguleres samlet. In one embodiment of the invention, one or more anemometers are placed at favorable location(s) on the wind power plant so that the spatial distribution of the wind speed can be recorded and interpolations between the various anemometers can be made to form a picture of the distribution of the wind over the rotor's sweep area. This can be done by placing anemometers at significantly different heights and significantly different horizontal positions. This spatial distribution of the instantaneous wind speed can then be used to individually regulate the pitch of the rotor blades, or all the blades can be pitch regulated together.

Vindfeltet i et plan som står hovedsaklig vinkelrett på vindretningen kan predikeres ved å benytte direkte eller indirekte målte verdier av vindkreftene som virker på det eller de rotorblad som er foran i forhold til rotorens rotasjonsretning. The wind field in a plane that is mainly perpendicular to the wind direction can be predicted by using directly or indirectly measured values of the wind forces acting on the rotor blade(s) that are in front of the rotor's direction of rotation.

Rotoren kan fordelaktig plasseres nedvinds i forhold til tårnet slik at vindmålerne registrerer vindens hastighet før den treffer rotoren. I tillegg kan direkte eller indirekte målte verdier av skyvekraften på det bladet som er foran, i forhold til rotorens rotasjonsretning, av et gitt blad brukes til å predikere vindfeltet som det gitte blad vil bevege seg inn i. På denne måten kan bladenes optimale pitch vinkel forhåndsberegnes slik at det oppstår lite eller ingen forsinkelser mellom aerodynamiske krefter og rotorbladenes pitch respons. Dermed kan brå forandringer av den momentane vindhastighet predikeres. Ved hjelp av den horisontale avstanden mellom de oppvinds monterte vindmålerne og rotorens vertikalplan og vindhastigheten kan tidsforsinkelsen beregnes fra målingene blir gjort til den aktuelle vindhastighet vil opptre i rotoren. Kontrollerenheten som styrer pitchreguleringen gis tilgang til alle disse målingene og kan til enhver tid bruke denne informasjonen til å optimalisere bladenes pitch vinkler. Slik kan spesielt de store rotor aksialkraft reduksjonene unngås som opptrer ved plutselige momentane reduksjoner i den momentane vindhastigheten fordi at pitchreguleringen for kjent teknikk ikke foregår raskt nok. The rotor can advantageously be placed downwind of the tower so that the anemometers record the wind's speed before it hits the rotor. In addition, directly or indirectly measured values of the thrust on the blade in front, in relation to the rotor's direction of rotation, of a given blade can be used to predict the wind field that the given blade will move into. In this way, the blade's optimal pitch angle can is pre-calculated so that there is little or no delay between aerodynamic forces and the pitch response of the rotor blades. Thus, sudden changes in the instantaneous wind speed can be predicted. Using the horizontal distance between the wind gauges mounted upwind and the rotor's vertical plane and the wind speed, the time delay can be calculated from the time the measurements are made until the current wind speed will occur in the rotor. The control unit that manages the pitch regulation is given access to all these measurements and can at any time use this information to optimize the pitch angles of the blades. In this way, especially the large rotor axial force reductions that occur with sudden instantaneous reductions in the instantaneous wind speed can be avoided because the pitch regulation for known technology does not take place quickly enough.

For momentanvindhastigheter over vindkraftverkets nominelle vindhastighet vil i utgangspunktet bladene vris slik at den aksielle kraft på rotoren blir redusert. Dette motvirkes ved å øke rotasjonshastigheten på rotoren vha redusert eller ingen pitch respons mens generatorens dreiemoment eventuelt samtidig blir redusert etter input fra kontroll enheten som også vil være med å øke rotorens rotasjonshastighet. Både rotorens aksialkraft og effekten på generatoren kan da holdes tilnærmet konstant ved optimal pitchvinkel innenfor en mindre vindhastighetsøkning. Ved ca 10% vindøkning må rotasjonshastigheten etter denne metode økes med ca 10%> for å oppnå uendret både rotoraksialkraft og effekt inn på generator. Pitch vinkelen må samtidig endres. For instantaneous wind speeds above the wind power plant's nominal wind speed, the blades will initially twist so that the axial force on the rotor is reduced. This is counteracted by increasing the rotation speed of the rotor through reduced or no pitch response, while the generator's torque is possibly simultaneously reduced following input from the control unit, which will also help to increase the rotor's rotation speed. Both the rotor's axial force and the effect on the generator can then be kept approximately constant at an optimal pitch angle within a smaller increase in wind speed. With a wind increase of approx. 10%, the rotation speed must be increased according to this method by approx. 10%> in order to achieve an unchanged rotor axial force and effect on the generator. The pitch angle must be changed at the same time.

Tilsvarende metode brukes ved minking av momentanvindhastighet, men i dette tilfelle reduseres rotorens rotasjonshastighet mens generatorens dreiemoment eventuelt samtidig økes etter input fra kontrollenheten. A similar method is used when reducing the instantaneous wind speed, but in this case the rotor's rotation speed is reduced while the generator's torque is possibly simultaneously increased following input from the control unit.

For større endringer av vindens momentanhastighet gjøres følgende: For larger changes in the instantaneous speed of the wind, the following is done:

Ved reduksjon av den momentane vindhastigheten i forhold til den gjennomsnittlige vindhastighet målt over en lengre periode enn oppdateringsfrekvensen til pitchreguleringen, f.eks over en 10 minutters periode, så endres bladenes pitchvinkel mindre enn ved ren effektstyrt pitchregulering. Dette har som resultat at rotorens aksialkraft forblir uendret men at effekten inn på generator blir noe mindre enn den nominelle effekt. 10%) reduksjon av vindhastighet gir ca 10%> reduksjon av effekten mens rotorens aksialkraft forblir uendret. When the instantaneous wind speed is reduced in relation to the average wind speed measured over a longer period than the update frequency of the pitch regulation, for example over a 10 minute period, the pitch angle of the blades changes less than with purely power-controlled pitch regulation. This has the result that the rotor's axial force remains unchanged, but that the effect on the generator is somewhat less than the nominal effect. 10%) reduction of wind speed gives approx. 10%> reduction of the effect while the axial force of the rotor remains unchanged.

Tilsvarende vil en for en økning på 10%> av vindhastigheten endre pitchvinkelen på bladene mindre enn ved ren effektstyrt pitchregulering. Dette har som resultat at rotorens aksialkraft forblir uendret men at effekten inn på generator blir noe større enn den nominelle effekt. 10% økning av den momentane vindhastighet gir ca 10% økning av effekten mens rotorens aksialkraft forblir uendret. Ved å kombinere de to effektene som beskrevet over vil de samlet resultere i at den momentane vindhastigheten kan variere med typisk +/- 20% uten at rotorens aksialkraft varierer. Siden de tilhørende generatoreffektvariasjonene vil være kortvarige og fluktuere rundt merkeeffekten på generatoren så vil den gjennomsnittlige generator effekten være tilnærmet uendret, dvs. lik den nominelle effekt (merkeeffekt), samtidig som aksialkraften for en gitt gjennomsnittlig vindhastighet kan holdes konstant eller tilnærmet konstant innenfor typisk +/- 20% variasjon av den momentane vindhastighet. Correspondingly, for an increase of 10%> of the wind speed, the pitch angle of the blades will change less than with purely power-controlled pitch regulation. This has the result that the rotor's axial force remains unchanged, but that the effect on the generator becomes somewhat greater than the nominal effect. A 10% increase in the instantaneous wind speed gives about a 10% increase in the power, while the rotor's axial force remains unchanged. By combining the two effects as described above, they will collectively result in the instantaneous wind speed varying by typically +/- 20% without the rotor's axial force varying. Since the associated generator power variations will be short-lived and fluctuate around the rated power of the generator, the average generator power will be approximately unchanged, i.e. equal to the nominal power (rated power), while the axial force for a given average wind speed can be kept constant or nearly constant within typical + /- 20% variation of the instantaneous wind speed.

For en gitt gjennomsnittlig vindhastighet kan rotorens aksialkraft (mål-verdi) beregnes som korresponderer med den nominelle effekt på generatoren. Akseptable maksimum og minimumsverdier for generatorens effektvariasjoner rundt en middelverdi kan forhåndsprogrammeres og pitchkontrollerenheten vil så beregne optimale momentane pitchvinkler slik at rotorens aksialkraft holdes mest mulig konstant rundt den nevnte beregnede mål-verdi samtidig som generator effekten holdes innenfor den forhåndsprogrammerte båndbredde. For a given average wind speed, the rotor's axial force (target value) can be calculated which corresponds to the nominal power on the generator. Acceptable maximum and minimum values for the generator's power variations around a mean value can be pre-programmed and the pitch controller unit will then calculate optimal instantaneous pitch angles so that the rotor's axial force is kept as constant as possible around the aforementioned calculated target value while the generator power is kept within the pre-programmed bandwidth.

Den beregnede mål-verdi for rotorens aksialkraft vil derfor variere med forskjellige gjennomsnitts vindhastigheter. Innenfor hver gjennomsnittlige vindhastighet vil da aksialkraften vha pitchreguleringen bli forsøkt å holdes tilnærmet konstant. Den gjennomsnittlige vindhastighet kan f.eks være siste 10 minutters middel. Det kan eventuelt benyttes forhåndsberegnede verdier for aksialkraftens mål-verdier for gitte gjennomsnittlige vindhastighetsintervall, f.eks delt inn i intervaller med 0,1 m/s forskjeller. The calculated target value for the rotor's axial force will therefore vary with different average wind speeds. Within each average wind speed, the axial force will then be tried to be kept approximately constant by means of the pitch regulation. The average wind speed can, for example, be the average of the last 10 minutes. If necessary, pre-calculated values can be used for the axial force's target values for given average wind speed intervals, for example divided into intervals with 0.1 m/s differences.

For momentanvindhastighetsvariasjoner utover ca +/- 20% så kan pitchreguleringen foretas med prioritet på ikke å variere generator effekten utover de typisk ca +/-10%) som beskrevet over. Ved slike større variasjoner av momentanvindhastigheten vil rotorens aksialkraft begynne å variere, men denne variasjonen vil også i disse tilfellene være vesentlig mindre enn for pitchregulering etter kjent teknikk. For instantaneous wind speed variations beyond approx. +/- 20%, the pitch regulation can be carried out with the priority of not varying the generator power beyond the typical approx. +/- 10%) as described above. In the event of such larger variations in the instantaneous wind speed, the axial force of the rotor will begin to vary, but this variation will also in these cases be substantially smaller than for pitch regulation according to known techniques.

Siden en gjennomsnittsverdi av vindhastigheten over et lengre tidsrom, f.eks. 10 minutters middel, varierer mye mindre enn momentan vindhastighetsvariasjonene vil den beskrevne metode sørge for at rotor aksialkraftvariasj onene blir vesentlig redusert med sin positive effekt på utmatningslastene på tårn og rotor. Since an average value of the wind speed over a longer period of time, e.g. 10 minute average, varies much less than the instantaneous wind speed variations, the described method will ensure that the rotor axial force variations are substantially reduced with its positive effect on the output loads on the tower and rotor.

Den samme metode som beskrevet over kan også brukes til aktivt å regulere rotorens aksialkraft i forhold til en gitt middelverdi. Hvis rotorens aksialkraft på denne måten aktivt styres med varierende verdi så kan dette brukes til f.eks. å påføre tårnet krefter i motfase med dets bevegelser slik at tårnets bevegelser blir dempet. The same method as described above can also be used to actively regulate the rotor's axial force in relation to a given mean value. If the rotor's axial force is actively controlled in this way with a varying value, this can be used for e.g. to apply forces to the tower in anti-phase with its movements so that the tower's movements are damped.

Tårnets bevegelser kan f.eks. registreres med et akselerometer. The tower's movements can e.g. recorded with an accelerometer.

Videre kan en på tilsvarende måte bruke aksialkraften aktivt til å motvirke eventuelle krefter som prøver å dreie rotoren ut av vinden. Dette kan gjøres ved at rotorbladenes individuelle kraft i vindretningen blir styrt slik at eventuelle dreiemomenter som prøver å vri rotor og/eller nacell og/eller tårn ut av vinden blir motvirket, redusert eller eliminert ved å syklisk endre bladenes individuelle pitch vinkel avhengig av fysisk posisjon av hvert enkelt blad til enhver tid slik at den aksielle kraften på rotoren blir større på den ene eller andre siden av rotorens vertikale akse etter behov. Når et gitt rotorblad passerer den ene siden av tårnets vertikale akse økes f.eks. pitch vinkelen med 0,5 grader og når det samme bladet passere motsatt side så minskes pitchvinkelen tilsvarende. Dette trenger derfor ikke å få innvirkning på rotorens samlede effekt eller rotorens samlede aksialkraft. Denne ekstra sykliske pitchvariasjonen overlagres bare på den beregnede pitchvinkel i henhold til den ovenfor beskrevne fremgangsmåte for å kontrollere rotorens samlede aksialkraft. Denne beskrevne sykliske pitchreguleringen kan og brukes for aktivt å styre rotoren slik at deler av, eller eventuelt hele vindkraftverket i tilfelle et flytende anlegg, kan holdes i ønsket posisjon i forhold til vindretningen. Dermed kan man eliminere eller redusere størrelse eller antall av motorene som etter kjent teknikk dreier møllehuset, eller eventuelt hele tårnet i det tilfelle møllehuset er dreiefast montert på tårnet for et flytende anlegg, i ønsket posisjon i forhold til vinden. Furthermore, in a similar way, the axial force can be actively used to counteract any forces that try to turn the rotor out of the wind. This can be done by the individual force of the rotor blades in the wind direction being controlled so that any torques that try to turn the rotor and/or nacelle and/or tower out of the wind are counteracted, reduced or eliminated by cyclically changing the blades' individual pitch angle depending on physical position of each individual blade at all times so that the axial force on the rotor is greater on one or the other side of the rotor's vertical axis as required. When a given rotor blade passes one side of the tower's vertical axis, e.g. pitch angle by 0.5 degrees and when the same blade passes the opposite side, the pitch angle is reduced accordingly. This therefore does not need to have an impact on the rotor's overall power or the rotor's overall axial force. This extra cyclical pitch variation is simply superimposed on the calculated pitch angle according to the above-described method to control the rotor's overall axial force. This described cyclic pitch regulation can and is used to actively control the rotor so that parts of, or possibly the entire wind power plant in the case of a floating plant, can be kept in the desired position in relation to the wind direction. In this way, one can eliminate or reduce the size or number of the motors which, according to known techniques, turn the mill house, or possibly the entire tower in the case that the mill house is rotatably mounted on the tower for a floating plant, in the desired position in relation to the wind.

Videre kan skyvekraftvariasj onene i vindretningen på hvert enkelt blad reduseres ved å endre pitchvinkel i henhold til den ovenfor beskrevne fremgangsmåte for å kontrollere bladets momentane skyvekraft i vindretningen. Furthermore, the thrust variations in the direction of the wind on each individual blade can be reduced by changing the pitch angle according to the above-described method to control the momentary thrust of the blade in the direction of the wind.

Bladet kan da styres individuelt i forhold til posisjon i sin omløpsbane og målte verdier av vindhastighetene i forskjellige posisjoner i eller rundt rotorens omsveipningsareal. The blade can then be controlled individually in relation to its position in its orbital path and measured values of the wind speeds in different positions in or around the rotor's swept area.

Den målte aksialkraft vil bli registrert og tatt med i pitch kontrollerenheten for beregning av optimal pitch vinkel til enhver tid i henhold til den beskrevne fremgangsmåte. The measured axial force will be recorded and included in the pitch control unit for calculating the optimal pitch angle at all times according to the described procedure.

Istedenfor å bare benytte målt vindhastighet og pitch vinkel for å beregne rotorens aksial kraft kan en eller flere andre direkte eller indirekte metoder benyttes. Instead of just using measured wind speed and pitch angle to calculate the rotor's axial force, one or more other direct or indirect methods can be used.

Ved at bladene monteres bakoverlent i pitchlageret, dvs. bladenes lengdeakse avviker noe fra pitchlagerets akslingsakse slik at bladenes lengdeakse ikke krysser rotorens rotasjonsakse og pitchmomentet som da oppstår kan måles via hydraulisk trykk via bladenes pitch control system og aksialkraften kan så beregnes eller; By mounting the blades backwards in the pitch bearing, i.e. the longitudinal axis of the blades deviates somewhat from the axis of the pitch bearing so that the longitudinal axis of the blades does not cross the axis of rotation of the rotor and the pitch torque that then occurs can be measured via hydraulic pressure via the pitch control system of the blades and the axial force can then be calculated or;

Ved å benytte strekklapper på bladene og/eller på rotorens hovedaksling og/eller på andre deler av vindkraftverket eller; By using tension flaps on the blades and/or on the rotor's main shaft and/or on other parts of the wind power plant or;

Indirekte ved å måle blad(enes) pitch vinkler og rotorens dreiemoment direkte eller ved å registrere andre parametre som generatorens dreiemoment, effekt etc og deretter kan rotorens korresponderende aksialkraft beregnes. Indirectly by measuring the pitch angles of the blade(s) and the rotor's torque directly or by recording other parameters such as the generator's torque, power etc. and then the rotor's corresponding axial force can be calculated.

Ved å måle utbøyning av bladene ved hjelp av mekanisk eller elektronisk målesystem. By measuring deflection of the blades using a mechanical or electronic measuring system.

Eksempel på foretrukket fremgangsmåte. Example of preferred method.

1 det etterfølgende beskrives et ikke-begrensende eksempel på en foretrukket fremgangsmåte som er anskueliggjort på medfølgende tegninger, hvor: Fig. 1 viser et flytende vindkraftverk 1 med rotor 2 som har horisontal eller i hovedsak horisontal montert rotorakse 11 nedvinds montert i forhold til tårn 4, videre vises møllehus 3, vindmålere 5, ankerforbindelse 6 og anker 7. Fig. 2 viser et vindkraftverk 1 som er plassert på land eller på grunt vann med rotor 2 som har horisontal eller i hovedsak horisontal montert rotorakse 11 oppvinds montert i forhold til tårn 4, videre vises møllehus 3 og vindmålere 5, Fig. 3 viser et vindkraftverk 1 som er plassert enten på land eller på grunt vann eller flytende i vann med rotorblader 13 som er dreibart montert om sin lengdeakse eller hovedsaklig om sin lengdeakse 14 med pitch lagre 10. Fig. 4 viser et flytdiagram som illustrerer fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen. Fig. 5 viser et flytdiagram for en valgfri del av fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen. 1 the following describes a non-limiting example of a preferred method which is visualized in the accompanying drawings, where: Fig. 1 shows a floating wind power plant 1 with rotor 2 which has a horizontal or essentially horizontal mounted rotor axis 11 mounted downwind in relation to tower 4 , further shows the mill house 3, anemometers 5, anchor connection 6 and anchor 7. Fig. 2 shows a wind turbine 1 which is placed on land or in shallow water with a rotor 2 which has a horizontal or essentially horizontal mounted rotor axis 11 mounted upwind in relation to the tower 4, the mill house 3 and anemometers 5 are also shown, Fig. 3 shows a wind turbine 1 which is placed either on land or in shallow water or floating in water with rotor blades 13 which are rotatably mounted about their longitudinal axis or mainly about their longitudinal axis 14 with pitch bearings 10. Fig. 4 shows a flow diagram illustrating the method according to the invention. Fig. 5 shows a flow diagram for an optional part of the method according to the invention.

Et vindkraftverk 1 med horisontal eller vesentlig horisontal rotorakse 11 består av ett eller flere rotorblad 1) som tilsammen danner en rotor 2 hvor rotorbladene ko-ordinert eller individuelt kan dreies (pitches) rundt sin egen lengde akse eller vesentlig rundt sin egen lengdeakse 14 for hovedsakelig å styre rotorens 2 effekt inn på generatoren (ikke vist) og hvor rotorens aksling er holdt fast i et møllehus 3 og rotorens aksling er forbundet med en generatoren eventuelt via et utvekslingssystem (gear). Rotorbladenes pitch regulering foretas av en pitch kontroll enhet som på bakgrunn av forskjellig registrert driftsinformasjon, vindmålinger etc. sender signal til pitchmotorene om hvor mye bladenes pitchvinkler til en hver tid skal endres. A wind turbine 1 with a horizontal or substantially horizontal rotor axis 11 consists of one or more rotor blades 1) which together form a rotor 2 where the rotor blades can be coordinated or individually rotated (pitches) around their own longitudinal axis or substantially around their own longitudinal axis 14 for mainly to control the rotor's 2 power into the generator (not shown) and where the rotor's shaft is held firmly in a mill housing 3 and the rotor's shaft is connected to a generator possibly via an exchange system (gear). The pitch regulation of the rotor blades is carried out by a pitch control unit which, on the basis of various recorded operating information, wind measurements etc., sends a signal to the pitch motors about how much the pitch angles of the blades should be changed at any given time.

Møllehuset kan være montert på et tårn 4 som er fast montert på land 9 eller på sjøbunn 8 eller som er en del av en flytende innretning eller som selv utgjør en flytende innretning med eventuelt en eller flere ankerforbindelse(r) 6 til forankring 7 på sjøbunn 8. Utforming av ankersystemet 6,7 er ikke vesentlig for den beskrevne fremgangsmåte. The mill house can be mounted on a tower 4 which is permanently mounted on land 9 or on the seabed 8 or which is part of a floating device or which itself constitutes a floating device with possibly one or more anchor connection(s) 6 to anchorage 7 on the seabed 8. Design of the anchor system 6,7 is not essential for the described method.

Den nedenfor beskrevne fremgangsmåte har som mål å redusere variasjonene av rotorens aksialkraft i forhold til kjent teknikk samtidig som den resulterende effekt inn på generatoren ikke blir vesentlig påvirket eller blir holdt innenfor akseptable grenser i forhold til begrensninger på drivverk, generator og elektrisk nett. Fremgangsmåten har også som mål å bruke rotorens aksialkraft til aktivt å motvirke et flytende vindkraftsverks bevegelser. Videre har den beskrevne fremgangsmåte som mål å kontrollere og motvirke rotasjonskrefter om tårnets vertikalakse 12 og å redusere den aerodynamiske kraftvariasjonen på hvert enkelt blad gjennom en hel rotasjonssyklus som følge av ulike vindhastigheter i ulik høyde (vertikalt vindskjær) og i horisontal retningen parallelt med rotor planet (horisontalt vindskjær). The method described below aims to reduce the variations of the rotor's axial force in relation to known technology, at the same time that the resulting effect on the generator is not significantly affected or is kept within acceptable limits in relation to limitations on the drive, generator and electrical network. The method also aims to use the axial force of the rotor to actively counteract the movements of a floating wind turbine. Furthermore, the described method aims to control and counteract rotational forces about the tower's vertical axis 12 and to reduce the aerodynamic force variation on each individual blade throughout a complete rotation cycle as a result of different wind speeds at different heights (vertical wind shear) and in the horizontal direction parallel to the rotor plane (horizontal wind shear).

En eller flere vindmåler(e) 5 er plassert på gunstige lokasjon(er) på vindkraftverket 1 slik at den romlige fordelingen av vindhastigheten fordelaktig kan registreres og interpolasjoner mellom de forskjellige vindmålerne kan gjøres for å danne et bilde av vindens fordeling over rotorens omsveipningsareal. Dette kan gjøres ved å plassere vindmålere i vesentlig forskjellig høyde og vesentlig forskjellig horisontal posisjon. Denne romlige fordelingen av den momentane vindhastighet kan så brukes til å individuelt regulere rotorbladenes pitch, eventuelt kan alle bladene pitchreguleres samlet. One or more anemometer(s) 5 are placed at favorable location(s) on the wind power plant 1 so that the spatial distribution of the wind speed can advantageously be recorded and interpolations between the different anemometers can be made to form a picture of the wind's distribution over the rotor's swept area. This can be done by placing anemometers at significantly different heights and significantly different horizontal positions. This spatial distribution of the instantaneous wind speed can then be used to individually regulate the pitch of the rotor blades, or all the blades can be pitch regulated together.

Rotoren 2 kan fordelaktig plasseres nedvinds i forhold til tårnet 4 slik at vindmålerne registrerer vindens hastighet før den treffer rotoren. På denne måten kan bladenes optimale pitch vinkel forhåndsberegnes slik at det oppstår lite eller ingen forsinkelser mellom aerodynamiske krefter og rotorbladenes pitch respons. Dermed kan brå forandringer av den momentane vindhastighet predikeres. Ved hjelp av den horisontale avstanden mellom de oppvinds monterte vindmålerne og rotorens vertikalplan og vindhastigheten kan tidsforsinkelsen beregnes fra målingene blir gjort til effekten av den aktuelle målte vindhastighet vil opptre i rotoren. Kontrollerenheten (ikke vist) som styrer pitchreguleringen gis tilgang til alle disse målingene og kan til enhver tid bruke denne informasjonen til å optimalisere bladenes 13 pitch vinkler. Slik kan spesielt de store rotor aksialkraft reduksjonene unngås som opptrer ved plutselige momentane reduksjoner i den momentane vindhastigheten fordi at pitchreguleringen for kjent teknikk har en tidsforsinkelse. The rotor 2 can advantageously be placed downwind in relation to the tower 4 so that the anemometers record the speed of the wind before it hits the rotor. In this way, the blades' optimal pitch angle can be pre-calculated so that there is little or no delay between aerodynamic forces and the pitch response of the rotor blades. Thus, sudden changes in the instantaneous wind speed can be predicted. Using the horizontal distance between the wind gauges mounted upwind and the rotor's vertical plane and the wind speed, the time delay can be calculated from the time the measurements are made until the effect of the relevant measured wind speed will appear in the rotor. The controller unit (not shown) which controls the pitch regulation is given access to all these measurements and can at any time use this information to optimize the blades' 13 pitch angles. In this way, especially the large rotor axial force reductions that occur with sudden instantaneous reductions in the instantaneous wind speed can be avoided because the pitch regulation for known technology has a time delay.

I de tilfeller der gjennomsnittshastigheten ligger over den nominelle vindhastighet for vindkraftverket 1 og momentanvindhastigheten så øker utover den gitte gjennomsnittsvindhastigheten vil rotasjonshastigheten på rotoren 2 etter denne fremgangsmåte økes vha redusert pitch respons i forhold til kjent teknikk mens generatorens dreiemoment eventuelt samtidig blir redusert etter input fra kontroll enheten, noe som også vil være med å øke rotorens 2 rotasjonshastighet. Siden rotor aksialkraft generelt økes med øket turtall for en gitt rotoreffekt kan den reduserte rotoraksial kraft som resultat av bladenes pitch dreining pga av den økte momentanvindhastighet kompenseres. Resultatet blir at innenfor en mindre vindhastighetsøkning kan både rotorens aksialkraft og effekten på generatoren holdes tilnærmet konstant ved å øke rotorens rotasjonshastighet og med optimal pitchvinkel. Ved ca 10% vindøkning må rotasjonshastigheten etter denne metode økes med ca 10%> for å oppnå uendret både rotoraksialkraft og effekt inn på generator. Pitch vinkelen må samtidig endres. In cases where the average speed is above the nominal wind speed for the wind power plant 1 and the instantaneous wind speed then increases beyond the given average wind speed, the rotation speed of the rotor 2 according to this method will be increased by means of a reduced pitch response in relation to known technology, while the generator's torque may be simultaneously reduced following input from control the unit, which will also help to increase the rotor 2 rotation speed. Since rotor axial force is generally increased with increased rpm for a given rotor power, the reduced rotor axial force as a result of the pitch turning of the blades due to the increased instantaneous wind speed can be compensated. The result is that within a small increase in wind speed, both the rotor's axial force and the effect on the generator can be kept approximately constant by increasing the rotor's rotation speed and with an optimal pitch angle. With a wind increase of approx. 10%, the rotation speed must be increased according to this method by approx. 10%> in order to achieve an unchanged rotor axial force and effect on the generator. The pitch angle must be changed at the same time.

Tilsvarende fremgangsmåte brukes ved minking av momentanvindhastighet, men i dette tilfelle reduseres rotorens rotasjonshastighet mens generatorens dreiemoment eventuelt samtidig økes etter input fra kontroll enheten. A similar procedure is used when reducing the instantaneous wind speed, but in this case the rotor's rotation speed is reduced while the generator's torque is possibly simultaneously increased following input from the control unit.

For større endringer av vindens momentanhastighet gjøres følgende: For larger changes in the instantaneous speed of the wind, the following is done:

Ved reduksjon av den momentane vindhastigheten i forhold til den gjennomsnittlige vindhastighet målt over en lengre periode enn oppdateringsfrekvensen til pitchreguleringen, f.eks over en 10 minutters periode, så endres bladenes pitchvinkel mindre enn ved ren effektstyrt pitchregulering. Dette har som resultat at rotorens aksialkraft forblir uendret men at effekten inn på generator blir noe mindre enn den nominelle effekt. 10%) reduksjon av vindhastighet gir ca 10%> reduksjon av effekten mens rotorens aksialkraft forblir uendret. When the instantaneous wind speed is reduced in relation to the average wind speed measured over a longer period than the update frequency of the pitch regulation, for example over a 10 minute period, the pitch angle of the blades changes less than with purely power-controlled pitch regulation. This has the result that the rotor's axial force remains unchanged, but that the effect on the generator is somewhat less than the nominal effect. 10%) reduction of wind speed gives approx. 10%> reduction of the effect while the axial force of the rotor remains unchanged.

Tilsvarende vil en for en økning på 10%> av momentanvindhastigheten endre pitchvinkelen på bladene mindre enn ved ren effektstyrt pitchregulering. Dette har som resultat at rotorens aksialkraft forblir uendret men at effekten inn på generator blir noe større enn den nominelle effekt. 10% økning av den momentane vindhastighet gir ca 10%> økning av effekten mens rotorens aksialkraft forblir uendret. Ved å kombinere de to effektene som beskrevet over vil de samlet resultere i at den momentane vindhastigheten kan variere med typisk +/- 20% uten at rotorens aksialkraft varierer. Siden de tilhørende generatoreffektvariasjonene vil være kortvarige og fluktuere rundt den nominelle effekten av vindkraftverket eller merkeeffekten på generatoren så vil den gjennomsnittlige generator effekten være tilnærmet uendret, dvs. lik den nominelle effekt (merkeeffekt), samtidig som aksialkraften for en gitt gjennomsnittlig vindhastighet kan holdes konstant eller tilnærmet konstant innenfor typisk +/- 20% variasjon av den momentane vindhastighet. Correspondingly, for an increase of 10%> of the instantaneous wind speed, the pitch angle of the blades will change less than with purely power-controlled pitch regulation. This has the result that the rotor's axial force remains unchanged, but that the effect on the generator becomes somewhat greater than the nominal effect. A 10% increase in the instantaneous wind speed gives about a 10%> increase in the power while the rotor's axial force remains unchanged. By combining the two effects as described above, they will collectively result in the instantaneous wind speed varying by typically +/- 20% without the rotor's axial force varying. Since the associated generator power variations will be short-lived and fluctuate around the nominal power of the wind power plant or the rated power of the generator, the average generator power will be approximately unchanged, i.e. equal to the nominal power (rated power), while the axial force for a given average wind speed can be kept constant or approximately constant within typical +/- 20% variation of the instantaneous wind speed.

For en gitt gjennomsnittlig vindhastighet og rotor rotasjonshastighet kan rotorens aksialkraft (mål-verdi) som korresponderer med den nominelle effekt på generatoren beregnes. Akseptable maksimum og minimumsverdier for generatorens effektvariasjoner rundt en middelverdi kan forhåndsprogrammeres og pitchkontrollerenheten vil så beregne optimale momentane pitchvinkler (som respons på mometanvindhastigheten) slik at rotor aksialkraft holdes mest mulig konstant rundt den nevnte beregnede mål-verdi samtidig som generator effekten holdes innenfor den forhåndsprogrammerte båndbredde. For a given average wind speed and rotor rotation speed, the rotor's axial force (target value) which corresponds to the nominal power on the generator can be calculated. Acceptable maximum and minimum values for the generator's power variations around a mean value can be pre-programmed and the pitch controller unit will then calculate optimal instantaneous pitch angles (in response to the torque wind speed) so that the rotor axial force is kept as constant as possible around the aforementioned calculated target value while keeping the generator power within the pre-programmed bandwidth .

Den beregnede mål-verdi for rotor aksialkraft vil variere med forskjellige gjennomsnitts vindhastigheter. Innenfor hver gjennomsnittlige vindhastighet vil da aksialkraften vha pitchreguleringen bli forsøkt å holdes tilnærmet konstant rundt denne mål-verdi. Den gjennomsnittlige vindhastighet kan f.eks. være siste 10 minutters middel. Det kan eventuelt benyttes forhåndsberegnede verdier for aksialkraftens mål-verdier for gitte gjennomsnittlige vindhastighetsintervall, f.eks. delt inn i intervaller med 0,1 m/s forskjeller. The calculated target value for rotor axial force will vary with different average wind speeds. Within each average wind speed, the axial force will then be tried to be kept approximately constant around this target value using the pitch regulation. The average wind speed can e.g. be last 10 minutes mean. If necessary, pre-calculated values can be used for the axial force's target values for given average wind speed intervals, e.g. divided into intervals with 0.1 m/s differences.

For momentanvindhastighetsvariasjoner utover de ca +/- 20% som beskrevet over kan pitchreguleringen foretas med prioritet på ikke å variere generator effekten utover den typiske ca +/- 10%> båndbredde som beskrevet. Ved slike større variasjoner av momentanvindhastigheten vil rotorens aksialkraft begynne å variere, men denne variasjonen vil også i disse tilfellene være vesentlig mindre enn for pitchregulering etter kjent teknikk. For instantaneous wind speed variations beyond the approx. +/- 20% as described above, the pitch adjustment can be made with the priority of not varying the generator power beyond the typical approx. +/- 10% > bandwidth as described. In the event of such larger variations in the instantaneous wind speed, the axial force of the rotor will begin to vary, but this variation will also in these cases be substantially smaller than for pitch regulation according to known techniques.

Siden en gjennomsnittsverdi av vindhastigheten over et lengre tidsrom, f.eks. 10 minutters middel, varierer mye mindre over tid enn momentan vindhastighetsvariasjonene vil den beskrevne fremgangsmåte sørge for at rotor aksialkraftvariasjonene blir vesentlig redusert med sin positive effekt på utmatningslastene på tårn og rotor. Since an average value of the wind speed over a longer period of time, e.g. 10 minute average, varies much less over time than the instantaneous wind speed variations, the described method will ensure that the rotor axial force variations are significantly reduced with its positive effect on the output loads on the tower and rotor.

Den samme fremgangsmåte som beskrevet over kan også brukes til aktivt å regulere rotorens aksialkraft rundt en gitt middelverdi. Hvis rotorens aksialkraft på denne måten aktivt styres med varierende verdi så kan dette brukes til f.eks. å påføre tårnet 1 krefter i motfase med dets bevegelser slik at tårnets bevegelser blir dempet. Dette er særlig fordelaktig for flytende vindkraftanlegg. The same method as described above can also be used to actively regulate the rotor's axial force around a given mean value. If the rotor's axial force is actively controlled in this way with a varying value, this can be used for e.g. to apply forces to the tower 1 in anti-phase with its movements so that the movements of the tower are damped. This is particularly advantageous for floating wind power plants.

Kontrollenheten vil i dette tilfelle også få tilgang til tårnets bevegelser. In this case, the control unit will also have access to the tower's movements.

Tårnets bevegelser kan registreres med et akselerometer eller annen egnet målemetode. The tower's movements can be recorded with an accelerometer or other suitable measurement method.

Videre kan en på tilsvarende måte bruke aksialkraften aktivt til å motvirke eventuelle krefter som prøver å dreie rotoren ut av vinden. Dette kan gjøres ved at rotorbladenes individuelle kraft i vindretningen blir styrt slik at eventuelle dreiemomenter som prøver å vri rotor og/eller møllehus og/eller tårn ut av vinden blir motvirket, redusert eller eliminert ved å syklisk endre bladenes individuelle pitch vinkel avhengig av fysisk posisjon av hvert enkelt blad til enhver tid slik at den aksielle kraften på rotoren blir større på den ene eller andre siden av rotorens vertikale akse etter behov. Når et gitt rotorblad passerer den ene siden av tårnets vertikale akse økes f.eks pitch vinkelen med 0,5 grader og når det samme bladet passere motsatt side så minskes pitchvinkelen tilsvarende. Dette trenger derfor ikke å få innvirkning på rotorens samlede effekt eller rotorens samlede aksialkraft. Furthermore, in a similar way, the axial force can be actively used to counteract any forces that try to turn the rotor out of the wind. This can be done by the individual force of the rotor blades in the direction of the wind being controlled so that any torques that try to turn the rotor and/or mill house and/or tower out of the wind are counteracted, reduced or eliminated by cyclically changing the individual pitch angle of the blades depending on physical position of each individual blade at all times so that the axial force on the rotor is greater on one or the other side of the rotor's vertical axis as required. When a given rotor blade passes one side of the tower's vertical axis, for example, the pitch angle is increased by 0.5 degrees and when the same blade passes the opposite side, the pitch angle is reduced accordingly. This therefore does not need to have an impact on the rotor's overall power or the rotor's overall axial force.

Denne ekstra sykliske pitchvariasjonen overlagres på den beregnede pitchvinkel i henhold til den ovenfor beskrevne fremgangsmåte for å kontrollere rotorens This additional cyclic pitch variation is superimposed on the calculated pitch angle according to the above described procedure to control the rotor's

samlede aksialkraft. Denne beskrevne sykliske pitchreguleringen kan og brukes for aktivt å styre rotoren 2 slik at deler av, eller eventuelt hele vindkraftverket i tilfelle et flytende anlegg, kan holdes i ønsket posisjon i forhold til vindretningen. Dermed kan man eliminere eller redusere størrelse eller antall av motorene som etter kjent teknikk dreier møllehuset 3, eller eventuelt hele tårnet 5 i det tilfelle møllehuset er dreiefast montert på tårnet for et flytende anlegg, i ønsket posisjon i forhold til vinden. total axial force. This described cyclic pitch regulation can and is used to actively control the rotor 2 so that parts of, or possibly the entire wind power plant in the case of a floating plant, can be held in the desired position in relation to the wind direction. Thus, one can eliminate or reduce the size or number of the motors which, according to known techniques, turn the mill housing 3, or possibly the entire tower 5 in the event that the mill housing is rotatably mounted on the tower for a floating plant, in the desired position in relation to the wind.

Videre reduseres skyvekraftvariasjonene i flapretningen (normalt tilnærmet lik vindretningen) på hvert enkelt blad (som tilsammen utgjør rotorens aksialkraft) ved å endre pitchvinkel i henhold til den ovenfor beskrevne fremgangsmåte for å kontrollere bladets momentane skyvekraft i vindretningen. Furthermore, the thrust variations in the flap direction (normally approximately equal to the wind direction) on each individual blade (which together make up the rotor's axial force) are reduced by changing the pitch angle according to the above-described procedure to control the blade's instantaneous thrust in the wind direction.

Bladet kan da styres individuelt i forhold til posisjon i sin omløpsbane og direkte eller indirekte målte verdier av vindhastighetene i forskjellige posisjoner i eller rundt rotorens omsveipningsareal. The blade can then be controlled individually in relation to its position in its orbital path and directly or indirectly measured values of the wind speeds in different positions in or around the rotor's sweep area.

Den målte eller beregnede aksialkraft vil bli registrert og tatt med i pitch kontrollerenheten for beregning av optimal pitch vinkel til enhver tid i henhold til den beskrevne fremgangsmåte. The measured or calculated axial force will be recorded and included in the pitch control unit for calculating the optimal pitch angle at all times according to the described procedure.

Istedenfor å bare benytte målt vindhastighet og bladenes pitch vinkel for å beregne rotorens aksial kraft kan en eller flere andre direkte eller indirekte metoder også benyttes. Instead of just using measured wind speed and the pitch angle of the blades to calculate the axial force of the rotor, one or more other direct or indirect methods can also be used.

Ved at bladene 13 monteres bakoverlent i pitchlageret 10, dvs bladenes lengdeakse 14 avviker noe fra pitchlagerets akslingsakse slik at bladenes lengdeakse 14 ikke krysser rotorens rotasjonsakse 11 og pitchmomentet som da oppstår kan måles via hydraulisk trykk via bladenes pitch control system og rotorblad skyvekraft i vindretningene for hvert enkelt blad kan så beregnes eller; By having the blades 13 mounted backwards in the pitch bearing 10, i.e. the longitudinal axis 14 of the blades deviates somewhat from the axis of the pitch bearing so that the longitudinal axis 14 of the blades does not cross the axis of rotation 11 of the rotor and the pitch torque that then occurs can be measured via hydraulic pressure via the pitch control system of the blades and rotor blade thrust in the wind directions for each individual leaf can then be calculated or;

Ved å benytte strekklapper på bladene 13 og/eller på rotorens hovedaksling og/eller på andre deler av vindkraftverket eller; By using tension flaps on the blades 13 and/or on the rotor's main shaft and/or on other parts of the wind power plant or;

Indirekte ved å måle blad(enes) 13 pitch vinkler og rotorens 2 dreiemoment direkte eller ved å registrere andre parametre som generatorens dreiemoment, effekt etc og deretter kan rotorens korresponderende aksialkraft beregnes. Indirectly by measuring the blade(s) 13 pitch angles and the rotor's 2 torque directly or by recording other parameters such as the generator's torque, power etc and then the rotor's corresponding axial force can be calculated.

Ved å måle utbøyning av bladene ved hjelp av mekanisk eller elektronisk målesystem. By measuring deflection of the blades using a mechanical or electronic measuring system.

I fig. 4 er en utførelse av fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen illustrert ved hjelp av et flytdiagram. Fremgangsmåten tar utgangspunkt i bestemmelsen i 40 av om instantan/øyeblikks- rotorhastighet, eller eventuelt utgangseffekt på generatoren, ligger innenfor et intervall av nominell verdi for vindkraftverket, i eksempelet ved å bestemme om rotorhastighet eller eventuelt utgangseffekten på generatoren ligger innenfor ±10% av nominell verdi. In fig. 4 is an embodiment of the method according to the invention illustrated by means of a flow diagram. The procedure is based on the determination in 40 of whether the instantaneous rotor speed, or possibly the output power of the generator, lies within an interval of the nominal value for the wind power plant, in the example by determining whether the rotor speed or possibly the output power of the generator lies within ±10% of nominal value.

Hvis instantan/øyeblikks rotorhastighet, eventuelt utgangseffekt på generatoren, ligger innenfor intervallet, skal det søkes å minimalisere rotorens aksialkraftvariasjoner, eventuelt hvert blads skyvekraft i vindretningen individuelt, ved å regulere mot en målverdi for aksialkraften. I 44 bestemmes så om gjennomsnitts rotorhastighet eller gjennomsnitts generatorutgangseffekt for en gitt tid t, f.eks de siste 10 minutter, ligger over eller under nominell effekt for vindkraftverket. I henhold til dette justeres målverdien for rotorens aksialkraft i 45, 46. Som tidligere beskrevet kan ny målverdi for aksialkraften beregnes på grunnlag av middelverdien av aksialkraften over et gitt tidsom t, for eksempel på 10 minutter med en gitt inkremental økning eller reduksjon av målverdien for aksialkraften avhengig av om en ønsker å øke eller minske gjennomsnittlig effekt på generatoren. Målverdien for rotorens aksialkraft kan også eventuelt være en forhåndsberegnet størrelse knyttet til den gjennomsnittlige vindhastigheten. Den instantane verdien for rotorens aksialkraft sammenlignes så i 47 med målverdien for aksialkraften som oppnådd i 45/46 og rotorbladenes pitchvinkel endres så i 48 og 49 i henhold til denne sammenligningen. If the instantaneous/instantaneous rotor speed, possibly output power on the generator, lies within the interval, an attempt must be made to minimize the rotor's axial force variations, possibly each blade's thrust in the wind direction individually, by regulating towards a target value for the axial force. In 44, it is then determined whether the average rotor speed or average generator output power for a given time t, for example the last 10 minutes, is above or below the nominal power for the wind power plant. According to this, the target value for the axial force of the rotor is adjusted in 45, 46. As previously described, a new target value for the axial force can be calculated on the basis of the average value of the axial force over a given period of time t, for example in 10 minutes with a given incremental increase or decrease of the target value for the axial force depending on whether one wants to increase or decrease the average power on the generator. The target value for the rotor's axial force can also optionally be a pre-calculated quantity linked to the average wind speed. The instantaneous value for the rotor axial force is then compared in 47 with the target value for the axial force obtained in 45/46 and the pitch angle of the rotor blades is then changed in 48 and 49 according to this comparison.

Hvis derimot instantan/øyeblikks rotorhastighet, eller eventuelt utgangseffekt på generatoren som beregnet i 40 ligger utenfor det gitte intervallet, søkes det å komme innenfor dette intervallet ved å justere pitchvinkelen tilsvarende som ved kjent teknikk for å bringe rotorhastighet, eller eventuelt gjennomsnittlige utgangseffekt på generatoren innenfor ønsket intervall, f.eks. innenfor +/- 10% av det nominelle. Pitchvinkelen justeres i 42/43 i henhold til beregning i 41 av om instantan/øyeblikks rotorhastighet, eller eventuelt utgangseffekt på generatoren ligger over eller under det ønskede intervallet. På denne måten justeres pitchvinkelen primært med hensyn til å opprettholde en konstant rotor aksial kraft regulert mot en sakte-varierende målverdi og til forskjell fra kjent teknikk vil pitch vinkelen kun i den grad der er nødvendig bli justert for å bringe generatorutgangseffekt eller rotorhastighet innenfor det ønskede intervallet. Man vil dermed få en mindre justering og mindre rotor aksialkraftvariasjoner enn ved kjent teknikk hvor man regulerer mot en konstant verdi for generatoreffekten med dertil store rotor aksialkraftvariasjoner. If, on the other hand, the instantaneous/instantaneous rotor speed, or possibly the output power of the generator as calculated in 40 lies outside the given interval, an attempt is made to get within this interval by adjusting the pitch angle correspondingly as in known techniques to bring the rotor speed, or possibly the average output power of the generator within desired interval, e.g. within +/- 10% of the nominal. The pitch angle is adjusted in 42/43 according to the calculation in 41 of whether the instantaneous rotor speed, or possibly output power on the generator is above or below the desired interval. In this way, the pitch angle is adjusted primarily with regard to maintaining a constant rotor axial force regulated against a slowly-varying target value and, in contrast to known technology, the pitch angle will only be adjusted to the extent necessary to bring the generator output power or rotor speed within the desired the interval. You will thus get a smaller adjustment and smaller rotor axial force variations than with known techniques where you regulate towards a constant value for the generator power with large rotor axial force variations.

I eksempelet i figur 4 kan rotorbladenes pitchvinkel justeres enten for alle rotorbladene samlet, eller for hvert individuelle rotorblad. For systemer hvor det er mulig å justere hvert individuelle rotorblad, kan det i tillegg til momentene nevnt over tas hensyn til retningsinformasjon for vindkraftverket med tanke på å holde vindkraftverket i en stabil posisjon. Denne informasjonen 50 tas hensyn til i trinn 47 i figuren. Figur 5 illustrerer i mer detalj trinnene for å tilveiebringe denne retningsinformasjonen. In the example in Figure 4, the pitch angle of the rotor blades can be adjusted either for all rotor blades together, or for each individual rotor blade. For systems where it is possible to adjust each individual rotor blade, in addition to the points mentioned above, directional information for the wind turbine can be taken into account with a view to keeping the wind turbine in a stable position. This information 50 is taken into account in step 47 in the figure. Figure 5 illustrates in more detail the steps for providing this directional information.

I trinn 51, beregnes eller registreres sinus(a), hvor a er bladets rotasjonsposisjon, dvs. beskriver hvor i rotasjonen det enkelte rotorblad befinner seg. I trinn 52 avgjøres om retningsfeilen av vindkraftverkets retning i forhold til vindretningen ligger utenfor et gitt intervall, her +5°. Hvis retningsfeilen ligger innenfor intervallet, foretas ingen handling, men hvis retningsfeilen ligger utenfor intervallet, utløses evt. en rotasjonsmekanisme for tårnet og et signal beregnes i 55, 56 avhengig av hvilken side av intervallet retningsfeilen ligger. Informasjonen tilveiebrakt i 55 eller 56, overlagres på kontrollsignalene tilveiebrakt for å justere pitchvinkelen med hensyn til rotorens aksialkraftvariasjoner, eventuelt hvert individuelle blads skyvekraft i vindretningen. Retningsfeilinformasjonen omfatter informasjon om rotasjonsposisjon, dvs. pitchvinkelen justeres individuelt for hvert blad i henhold til den momentane rotasjonsposisjonen. Dette medfører at hvert enkelt blads skyvekraft i vindretningen justeres ulikt for de ulike rotasjonsposisjonene slik at man får en kraftvirkning som motvirker retningsfeilen for vindkraftverket. In step 51, sine(a) is calculated or recorded, where a is the blade's rotational position, i.e. describes where in the rotation the individual rotor blade is located. In step 52, it is determined whether the direction error of the wind turbine's direction in relation to the wind direction lies outside a given interval, here +5°. If the direction error lies within the interval, no action is taken, but if the direction error lies outside the interval, a rotation mechanism for the tower is possibly triggered and a signal is calculated in 55, 56 depending on which side of the interval the direction error lies. The information provided in 55 or 56 is superimposed on the control signals provided to adjust the pitch angle with respect to rotor axial force variations, possibly each individual blade's downwind thrust. The direction error information includes information about rotational position, i.e. the pitch angle is adjusted individually for each blade according to the instantaneous rotational position. This means that the thrust force of each individual blade in the direction of the wind is adjusted differently for the various rotational positions so that a force effect is obtained which counteracts the directional error of the wind power plant.

Claims (12)

1. Fremgangsmåte for å kontrollere effekt for et vindkraftanlegg (1) omfattende en omformingsenhet, karakterisert vedat når omformingsenhetens utgangseffekt ligger innenfor et gitt intervall endres rotorbladenes (13) pitchvinkel med hensyn til å minimalisere variasjoner i rotorbladenes (13) skyvekraft i vindretningen individuelt eller samlet, og når omformingsenhetens utgangseffekt ligger utenfor dette intervallet, endres rotorbladenes (13) pitchvinkel med hensyn til å bringe utgangseffekten innenfor intervallet.1. Procedure for checking the effect of a wind power plant (1) comprising a conversion unit, characterized in that when the output power of the conversion unit lies within a given interval, the pitch angle of the rotor blades (13) is changed with regard to minimizing variations in the thrust of the rotor blades (13) in the wind direction individually or collectively, and when the output power of the conversion unit lies outside this interval, the pitch angle of the rotor blades (13) is changed by consideration to bring the output power within the interval. 2. Fremgangsmåte i henhold til krav 1, karakterisert vedat minimalisering av variasjoner i rotorbladenes (13) skyvekraft i vindretningen gjøres ved å regulere mot en beregnet målverdi for rotorbladenes (13) skyvekraft i vindretningen, idet målverdien for skyvekraften i vindretningen er forskjellig for ulike gjennomsnittlige vindhastigheter.2. Procedure according to claim 1, characterized in that minimization of variations in the thrust of the rotor blades (13) in the direction of the wind is done by regulating against a calculated target value for the thrust of the rotor blades (13) in the direction of the wind, as the target value for the thrust in the direction of the wind is different for different average wind speeds. 3. Fremgangsmåte i henhold til krav 2, karakterisert vedat målverdien for rotorbladenes (13) skyvekraft i vindretningen justeres i forhold til gjennomsnittlig omformingsenheteffekt eller rotorhastighet over et gitt tidsrom.3. Procedure according to claim 2, characterized in that the target value for the thrust of the rotor blades (13) in the wind direction is adjusted in relation to the average conversion unit power or rotor speed over a given period of time. 4. Fremgangsmåte i henhold til krav 2, karakterisert vedat målverdien for rotorbladenes (13) skyvekraft i vindretningen er forhåndsdefinert knyttet til gitte gjennomsnittlige vindhastigheter.4. Procedure according to claim 2, characterized in that the target value for the thrust of the rotor blades (13) in the wind direction is predefined linked to given average wind speeds. 5. Fremgangsmåte i henhold til krav 1, karakterisert vedat rotorbladenes (13) skyvekraft i vindretningen i tillegg justeres ved å endre rotorens (2) turtall ved å justere generatorens dreiemotstandsmoment og/eller rotorbremser.5. Procedure according to claim 1, characterized in that the thrust of the rotor blades (13) in the wind direction is additionally adjusted by changing the speed of the rotor (2) by adjusting the generator's torque and/or rotor brakes. 6. Fremgangsmåte i henhold til krav 1, karakterisert vedat rotorbladenes (13) momentane skyvekraft i vindretningen kan bestemmes direkte eller indirekte ved hjelp av strekklapper, vindhastighetsmålinger, ved å måle geometrisk utbøyning av bladene, måling av generatorens dreiemoment og/eller måling av generatorens effekt sammen med samtidig måling av blad(ene)s pitchvinkler, og/eller ved å måle eller bruke bladenes pitchmoment omkring pitchlagerets (10) dreieakse ved enten å montere bladene (13) bakoverlent i pitchlageret (10) eller forme bladene (13) slik at vindens trykktyngdepunkt på bladet ligger bak pitchlagerets (10) dreieakse i forhold til rotorens (2) dreieretning.6. Procedure according to claim 1, characterized in that the momentary thrust of the rotor blades (13) in the wind direction can be determined directly or indirectly by means of strain gauges, wind speed measurements, by measuring geometric deflection of the blades, measurement of the generator's torque and/or measurement of the generator's power together with simultaneous measurement of the blade(s) s pitch angles, and/or by measuring or using the pitch moment of the blades around the axis of rotation of the pitch bearing (10) by either mounting the blades (13) leaning backwards in the pitch bearing (10) or shaping the blades (13) so that the center of gravity of the wind pressure on the blade is behind the pitch bearing (10 ) axis of rotation in relation to the direction of rotation of the rotor (2). 7. Fremgangsmåte i henhold til krav 1, karakterisert vedat rotorbladenes (13) pitchvinkel i tillegg endres med hensyn til å minimalisere retningsfeil for vindkraftverket.7. Procedure according to claim 1, characterized in that the pitch angle of the rotor blades (13) is also changed with regard to minimizing directional errors for the wind power plant. 8. Fremgangsmåte i henhold til krav 7, karakterisert vedat retningsfeilen korrigeres hvis den ligger utenfor et gitt intervall.8. Procedure according to claim 7, characterized in that the direction error is corrected if it lies outside a given interval. 9. Fremgangsmåte i henhold til krav 1, karakterisert vedat rotorbladenes (13) pitchvinkel justeres ulikt for ulike rotasjonsposisjoner.9. Procedure according to claim 1, characterized in that the pitch angle of the rotor blades (13) is adjusted differently for different rotational positions. 10. Fremgangsmåte i henhold til krav 1, karakterisert vedat rotorbladenes (13) pitchvinkel justeres individuelt og/eller uavhengig av hverandre.10. Procedure according to claim 1, characterized in that the pitch angle of the rotor blades (13) is adjusted individually and/or independently of each other. 11. Fremgangsmåte i henhold til krav 1, karakterisert vedat vindfeltet i et plan som står hovedsaklig vinkelrett på vindretningen predikeres ved å benytte direkte eller indirekte målte verdier av vindkreftene som virker på det eller de rotorblad (13) som er foran i forhold til rotorens (2) rotasjonsretning.11. Procedure according to claim 1, characterized in that the wind field in a plane which is mainly perpendicular to the wind direction is predicted by using directly or indirectly measured values of the wind forces acting on the rotor blade(s) (13) which are in front of the rotor (2) in the direction of rotation. 12. Fremgangsmåte i henhold til krav 1, karakterisert vedat rotorbladenes (13) skyvekraft i vindretningen blir brukt aktivt for å motvirke bevegelser av vindkraftsverkets tårn ved å regulere pitchvinklene på rotorbladene (13).12. Procedure according to claim 1, characterized in that the thrust of the rotor blades (13) in the direction of the wind is used actively to counteract movements of the wind power plant's tower by regulating the pitch angles of the rotor blades (13).
NO20064791A 2004-03-22 2006-10-23 Procedure for reducing axial power variations in a wind turbine. NO342746B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NO20064791A NO342746B1 (en) 2004-03-22 2006-10-23 Procedure for reducing axial power variations in a wind turbine.

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NO20041208A NO20041208L (en) 2004-03-22 2004-03-22 Procedure for reducing axial power variations for rotor and directional control for wind power with active pitch control
PCT/NO2005/000096 WO2005090781A1 (en) 2004-03-22 2005-03-18 A method for reduction of axial power variations of a wind power plant
NO20064791A NO342746B1 (en) 2004-03-22 2006-10-23 Procedure for reducing axial power variations in a wind turbine.

Publications (2)

Publication Number Publication Date
NO20064791L NO20064791L (en) 2006-12-21
NO342746B1 true NO342746B1 (en) 2018-08-06

Family

ID=34859221

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO20041208A NO20041208L (en) 2004-03-22 2004-03-22 Procedure for reducing axial power variations for rotor and directional control for wind power with active pitch control
NO20064791A NO342746B1 (en) 2004-03-22 2006-10-23 Procedure for reducing axial power variations in a wind turbine.

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO20041208A NO20041208L (en) 2004-03-22 2004-03-22 Procedure for reducing axial power variations for rotor and directional control for wind power with active pitch control

Country Status (8)

Country Link
US (1) US20070212209A1 (en)
EP (1) EP1738073A1 (en)
JP (1) JP5006186B2 (en)
KR (1) KR101145255B1 (en)
AU (1) AU2005224580B2 (en)
CA (1) CA2564635C (en)
NO (2) NO20041208L (en)
WO (1) WO2005090781A1 (en)

Families Citing this family (41)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8197179B2 (en) * 2001-06-14 2012-06-12 Douglas Spriggs Selsam Stationary co-axial multi-rotor wind turbine supported by continuous central driveshaft
NO20054704D0 (en) * 2005-10-13 2005-10-13 Sway As Method and method for wind turbines and propulsion systems with magnetically stable main bearing and load control system
NO325856B1 (en) 2005-11-01 2008-08-04 Hywind As Method for damping unstable free rigid body oscillations in a floating wind turbine installation
DK176552B1 (en) 2005-12-29 2008-08-04 Lm Glasfiber As Variable speed nav
JP4814644B2 (en) 2006-02-01 2011-11-16 富士重工業株式会社 Wind power generator
EP1994281B1 (en) * 2006-03-16 2013-05-22 Vestas Wind Systems A/S A method and control system for reducing the fatigue loads in the components of a wind turbine subjected to asymmetrical loading of the rotor plane
GB2442719A (en) 2006-10-10 2008-04-16 Iti Scotland Ltd Wave and wind power generation system
EP2097642B1 (en) * 2006-12-08 2013-08-21 Vestas Wind Systems A/S A method for damping edgewise oscillations in one or more blades of a wind turbine, an active stall controlled wind turbine and use hereof
BE1017458A3 (en) * 2007-02-06 2008-10-07 Hansen Transmissions Int WIND TURBINE.
CN101720387B (en) * 2007-03-30 2014-01-08 维斯塔斯风力系统有限公司 Wind turbine with pitch control arranged to reduce life shortening loads on components thereof
CN101730796B (en) 2007-04-30 2012-09-19 维斯塔斯风力系统有限公司 A method of operating a wind turbine with pitch control, a wind turbine and a cluster of wind turbines
JP4994947B2 (en) * 2007-05-21 2012-08-08 三菱重工業株式会社 Wind power generator and yaw rotation drive method for wind power generator
WO2009033484A2 (en) * 2007-09-13 2009-03-19 Vestas Wind Systems A/S A method of controlling a wind turbine, a wind turbine and use of a method
WO2009040442A1 (en) * 2007-09-28 2009-04-02 Shell Internationale Research Maatschappij B.V. Method for enhancing recovery of a hydrocarbon fluid
US7612462B2 (en) * 2007-10-08 2009-11-03 Viterna Larry A Floating wind turbine system
DE102007063082B4 (en) * 2007-12-21 2010-12-09 Repower Systems Ag Method for operating a wind energy plant
DK2148225T3 (en) * 2008-07-22 2017-02-06 Siemens Ag Method and device for predicting wind resources
JP5199828B2 (en) * 2008-10-29 2013-05-15 三菱重工業株式会社 Wind power generator and control method thereof
GB0907132D0 (en) 2009-04-24 2009-06-03 Statoilhydro Asa Wave energy extraction
KR101375768B1 (en) * 2009-09-01 2014-03-18 현대중공업 주식회사 The Wind turbine individual blade pitch controlling method and controlling system
JP5318740B2 (en) * 2009-12-11 2013-10-16 株式会社日立製作所 Offshore windmill
GB2479413A (en) 2010-04-09 2011-10-12 Vestas Wind Sys As Wind Turbine Independent Blade Control Outside The Rated Output
GB2479415A (en) 2010-04-09 2011-10-12 Vestas Wind Sys As Wind Turbine Independent Blade Control Outside The Rated Output
FR2966175B1 (en) * 2010-10-18 2012-12-21 Doris Engineering DEVICE FOR SUPPORTING A WIND TURBINE FOR PRODUCING ELECTRIC ENERGY AT SEA, INSTALLATION FOR PRODUCING CORRESPONDING ELECTRIC ENERGY IN SEA.
EP2489872B1 (en) * 2011-02-15 2013-03-20 SSB Wind Systems GmbH & Co. KG Blade load reduction for wind turbine
AU2011202348A1 (en) 2011-03-11 2012-09-27 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Blade pitch control system, wind turbine generator, and blade pitch control method
DE102012110466A1 (en) * 2012-10-31 2014-04-30 2-B Energy B.V. Method for operating a wind turbine, wind turbine and control device for a wind turbine
WO2014097429A1 (en) * 2012-12-19 2014-06-26 三菱重工業株式会社 Windmill and method for operating same
GB201223088D0 (en) 2012-12-20 2013-02-06 Statoil Asa Controlling motions of floating wind turbines
KR101654498B1 (en) * 2012-12-26 2016-09-05 엠에이치아이 베스타스 오프쇼어 윈드 에이/에스 Control device, method, and a computer readable recording medium having program therein, and floating body wind-powered electricity generation device equipped with same
CN104956074B (en) * 2012-12-27 2017-12-19 菱重维斯塔斯海上风力有限公司 The control method and control device and float type wind power generation plant of float type wind power generation plant
DK177730B1 (en) * 2013-01-15 2014-05-05 Envision Energy Denmark Aps Partial pitch wind turbine with floating foundation
KR101540329B1 (en) * 2013-12-16 2015-07-30 삼성중공업 주식회사 Wind power generator and method of controlling thereof
DE102015209109A1 (en) * 2015-05-19 2016-11-24 Wobben Properties Gmbh Measuring arrangement on a wind turbine
NL2015992B1 (en) * 2015-12-18 2017-07-13 Univ Groningen Biomimetic wind turbine design with lift-enhancing periodic stall.
WO2017108062A1 (en) 2015-12-23 2017-06-29 Vestas Wind Systems A/S Control method for a wind turbine
US10539116B2 (en) 2016-07-13 2020-01-21 General Electric Company Systems and methods to correct induction for LIDAR-assisted wind turbine control
EP3324043A1 (en) * 2016-11-21 2018-05-23 LM WP Patent Holding A/S Method for controlling a floating offshore wind turbine, wind turbine control system and floating offshore wind turbine
US12012936B2 (en) * 2019-05-09 2024-06-18 Vestas Wind Systems A/S Wind turbine control using predicted steady- state deflection
CN111271224B (en) * 2020-04-24 2020-09-29 杭州沃门峡电子科技有限公司 Wind power generation tower convenient to maintain
CN115680902B (en) * 2022-10-13 2024-05-03 中国航发四川燃气涡轮研究院 Method for adjusting axial force of aero-engine rotor

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4201514A (en) * 1976-12-04 1980-05-06 Ulrich Huetter Wind turbine
DE19628073C1 (en) * 1996-07-12 1997-09-18 Aerodyn Energiesysteme Gmbh Wind-powered generation plant rotor blade angle correction method
US6619918B1 (en) * 1999-11-03 2003-09-16 Vestas Wind Systems A/S Method of controlling the operation of a wind turbine and wind turbine for use in said method

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4297076A (en) 1979-06-08 1981-10-27 Lockheed Corporation Wind turbine
US4339666A (en) * 1980-12-24 1982-07-13 United Technologies Corporation Blade pitch angle control for a wind turbine generator
US4410806A (en) * 1981-09-03 1983-10-18 Brulle Robert V Control system for a vertical axis windmill
US4435647A (en) * 1982-04-02 1984-03-06 United Technologies Corporation Predicted motion wind turbine tower damping
US4420692A (en) * 1982-04-02 1983-12-13 United Technologies Corporation Motion responsive wind turbine tower damping
US4656362A (en) * 1982-11-08 1987-04-07 United Technologies Corporation Blade pitch angle control for large wind turbines
US4515525A (en) * 1982-11-08 1985-05-07 United Technologies Corporation Minimization of the effects of yaw oscillations in wind turbines
JPS59183085A (en) * 1983-04-01 1984-10-18 Yamaha Motor Co Ltd Windmill equipped with rotating speed control device for rotor
US4584486A (en) * 1984-04-09 1986-04-22 The Boeing Company Blade pitch control of a wind turbine
US5178518A (en) * 1990-05-14 1993-01-12 Carter Sr J Warne Free-yaw, free-pitch wind-driven electric generator apparatus
US5584655A (en) * 1994-12-21 1996-12-17 The Wind Turbine Company Rotor device and control for wind turbine
JPH1150945A (en) * 1997-08-04 1999-02-23 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Method for controlling power generating amount of wind power generator
US6327957B1 (en) * 1998-01-09 2001-12-11 Wind Eagle Joint Venture Wind-driven electric generator apparatus of the downwind type with flexible changeable-pitch blades
CA2318386C (en) * 1998-01-14 2008-10-21 Dancontrol Engineering A/S Method for measuring and controlling oscillations in a wind turbine
CN1322280A (en) * 1998-08-13 2001-11-14 尼格麦康有限公司 Method and device for adjusting pitch and stopping rotation of blades of wind turbine
EP1126163A1 (en) * 2000-02-16 2001-08-22 Turbowinds N.V./S.A. Blade pitch angle control device for wind turbine
DE10016912C1 (en) * 2000-04-05 2001-12-13 Aerodyn Eng Gmbh Operation of offshore wind turbines dependent on the natural frequency of the tower
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
US7121795B2 (en) * 2004-06-30 2006-10-17 General Electric Company Method and apparatus for reducing rotor blade deflections, loads, and/or peak rotational speed
DE102005048805A1 (en) * 2005-10-10 2007-04-12 Daubner & Stommel GbR Bau-Werk-Planung (vertretungsberechtigter Gesellschafter: Matthias Stommel, 27777 Ganderkesee) Method for operating a wind energy plant
DE102005059888C5 (en) * 2005-12-15 2016-03-10 Nordex Energy Gmbh Method for torque and pitch control for a wind turbine depending on the speed

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4201514A (en) * 1976-12-04 1980-05-06 Ulrich Huetter Wind turbine
DE19628073C1 (en) * 1996-07-12 1997-09-18 Aerodyn Energiesysteme Gmbh Wind-powered generation plant rotor blade angle correction method
US6619918B1 (en) * 1999-11-03 2003-09-16 Vestas Wind Systems A/S Method of controlling the operation of a wind turbine and wind turbine for use in said method

Also Published As

Publication number Publication date
CA2564635A1 (en) 2005-09-29
KR20070002038A (en) 2007-01-04
AU2005224580A1 (en) 2005-09-29
NO20064791L (en) 2006-12-21
KR101145255B1 (en) 2012-06-01
AU2005224580B2 (en) 2011-02-24
US20070212209A1 (en) 2007-09-13
NO20041208L (en) 2005-09-23
NO20041208D0 (en) 2004-03-22
WO2005090781A1 (en) 2005-09-29
JP5006186B2 (en) 2012-08-22
EP1738073A1 (en) 2007-01-03
JP2007530856A (en) 2007-11-01
CA2564635C (en) 2012-12-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
NO342746B1 (en) Procedure for reducing axial power variations in a wind turbine.
US9372201B2 (en) Yaw and pitch angles
AU2007303956B2 (en) Wind turbine with blade pitch control to compensate for wind shear and wind misalignment
US7772713B2 (en) Method and system for controlling a wind turbine
EP3601789B1 (en) System and method to manage torsional oscillation of a wind turbine tower
ES2674157T3 (en) Wind turbine with a charge controller
ES2553168T5 (en) Wind turbine with step control
US9523352B2 (en) Methods and systems for alleviating the loads generated in wind turbines by wind asymmetries
EP2153062B1 (en) A method for operating a wind turbine, a wind turbine and use of the method
US10215157B2 (en) Methods for controlling wind turbine with thrust control twist compensation
US20140030090A1 (en) Systems and methods for controlling tower clearance in a wind turbine
GB2360551A (en) Turbine
NO323071B1 (en) Wind power plants
EP2754890B1 (en) Method and Apparatus for Controlling an Operational Parameter of a Wind Turbine
EP2877739A1 (en) Tilting wind turbine
KR102018579B1 (en) Pitch controller of control system of Wind turbine
DK2929179T3 (en) WIND ENERGY INSTALLATION AND PROCEDURE TO OPERATE A WIND ENERGY INSTALLATION
KR20160036214A (en) Wind turbine generator and control method for wind turbine generator
WO2019187553A1 (en) Wind power generation system
WO2023078521A1 (en) A method for reducing blade flap loads in a wind turbine
WO2024028232A1 (en) Wind turbine blade, wind turbine and method for operating a wind turbine

Legal Events

Date Code Title Description
MM1K Lapsed by not paying the annual fees