SE444599B - REGULATORY DEVICE FOR WIND TOUR DRIVE GENERATOR IN AN ELECTRIC PRODUCING WIND POWER PLANT - Google Patents

REGULATORY DEVICE FOR WIND TOUR DRIVE GENERATOR IN AN ELECTRIC PRODUCING WIND POWER PLANT

Info

Publication number
SE444599B
SE444599B SE7905005A SE7905005A SE444599B SE 444599 B SE444599 B SE 444599B SE 7905005 A SE7905005 A SE 7905005A SE 7905005 A SE7905005 A SE 7905005A SE 444599 B SE444599 B SE 444599B
Authority
SE
Sweden
Prior art keywords
signal
control
speed
blade angle
rotor
Prior art date
Application number
SE7905005A
Other languages
Swedish (sv)
Other versions
SE7905005L (en
Inventor
K I Harner
J M Kos
J P Patrick
Original Assignee
United Technologies Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from US05/916,329 external-priority patent/US4189648A/en
Priority claimed from US05/916,321 external-priority patent/US4160170A/en
Application filed by United Technologies Corp filed Critical United Technologies Corp
Publication of SE7905005L publication Critical patent/SE7905005L/en
Publication of SE444599B publication Critical patent/SE444599B/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
    • F03D7/04Automatic control; Regulation
    • F03D7/042Automatic control; Regulation by means of an electrical or electronic controller
    • F03D7/043Automatic control; Regulation by means of an electrical or electronic controller characterised by the type of control logic
    • F03D7/044Automatic control; Regulation by means of an electrical or electronic controller characterised by the type of control logic with PID control
    • 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
    • F03D7/0276Controlling 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
    • F03D7/04Automatic control; Regulation
    • F03D7/042Automatic control; Regulation by means of an electrical or electronic controller
    • F03D7/043Automatic control; Regulation by means of an electrical or electronic controller characterised by the type of control logic
    • F03D7/046Automatic control; Regulation by means of an electrical or electronic controller characterised by the type of control logic with learning or adaptive control, e.g. self-tuning, fuzzy logic or neural network
    • 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
    • F05B2220/00Application
    • F05B2220/70Application in combination with
    • F05B2220/706Application in combination with an electrical generator
    • 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
    • F05B2220/00Application
    • F05B2220/70Application in combination with
    • F05B2220/706Application in combination with an electrical generator
    • F05B2220/7064Application in combination with an electrical generator of the alternating current (A.C.) type
    • F05B2220/70642Application in combination with an electrical generator of the alternating current (A.C.) type of the synchronous type
    • 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
    • F05B2270/101Purpose of the control system to control rotational speed (n)
    • 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
    • F05B2270/102Purpose of the control system to control acceleration (u)
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05BINDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2270/00Control
    • F05B2270/10Purpose of the control system
    • F05B2270/103Purpose of the control system to affect the output of the engine
    • F05B2270/1033Power (if explicitly mentioned)
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05BINDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2270/00Control
    • F05B2270/10Purpose 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
    • F05B2270/32Wind 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
    • F05B2270/327Rotor 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
    • F05B2270/328Blade pitch angle
    • 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
    • F05B2270/70Type of control algorithm
    • F05B2270/706Type of control algorithm proportional-integral-differential
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70Wind energy
    • Y02E10/72Wind turbines with rotation axis in wind direction

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Artificial Intelligence (AREA)
  • Evolutionary Computation (AREA)
  • Fuzzy Systems (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Software Systems (AREA)
  • Wind Motors (AREA)
  • Control Of Eletrric Generators (AREA)

Description

79o5oos-o 2- dens stigande energibehov. 79o5oos-o 2- its increasing energy needs.

Grundproblemet med kraftproduktion medelst_väderkvarnar eller vindturbiner (vindkraftverk), ligger icke i att kraften icke skulle stå till förfogande överallt, utan det ligger i möj- ligheten att tygla denna kraft på effektivt sätt, dvs. med skälig -verkningsgrad, och att mata den i lämplig form till elektriska, förbrukare eller till enskilda stationer. På många ställen är vindarna, i bästa fall, oförutsägbara med avseende på riktning och hastighet, så att tillgången på nyttlig uteffekt vid ett givet tillfälle är osäker. Den tillgängliga effekten varierar med vindhastigheten och vindstötar orsakar övergångsvariationer hos uteffekten. Vindkraftverkets uteffekt kan visserligen utnytt- jas direkt för drivning av mekaniska apparater, men dess lämp- ligaste användningsform är den elektriska, ty.i denna form kan. kraften överföras till nya eller förefintliga kraftnät för att användas av industrier och hushåll. För att producera användbar elkraft, användes vindkraftverkets rotationsenergi till att driva en elgenerator, som kan bringas att, alltefter önskan, leverera växelström eller likström. I en del fall användes likströmseffekt» till att ladda upp stora ackumulatorbatterier, från vilka elkraft kan tas ut vid behov. Användandet av ackumulatorer kräver i all- mänhet en omformning av kraften från likström till växelström med hjälp av växelriktare eller på annat sätt. Om växelströmseffekt produceras istället för likströmseffekt med hjälp av en vind- kraftsdriven synkrongenerator, är det i allmänhet nödvändigt att reglera växelströmmens såväl frekvens som fas, liksom även ut- effekten, innan växelströmseffekten kan överföras till kommer- siella förbrukare eller matas in i befintliga kraftnät.The basic problem with power production by means of windmills or wind turbines (wind turbines), is not that the power would not be available everywhere, but it is in the possibility of curbing this power in an efficient way, ie. with reasonable efficiency, and to feed it in a suitable form to electricity, consumers or to individual stations. In many places, the winds are, at best, unpredictable in terms of direction and speed, so that the availability of useful output power at any given time is uncertain. The available power varies with the wind speed and gusts of wind cause transitional variations in the output power. Although the output power of the wind turbine can be used directly for the operation of mechanical devices, its most suitable form of use is the electric one, because this form can. the power is transferred to new or existing power grids for use by industries and households. In order to produce useful electric power, the rotational energy of the wind turbine is used to drive an electric generator, which can be made, as desired, to supply alternating current or direct current. In some cases, direct current power was used to charge large accumulator batteries, from which electricity can be taken out if necessary. The use of accumulators generally requires a conversion of the power from direct current to alternating current by means of inverters or in another way. If alternating current is produced instead of direct current using a wind-powered synchronous generator, it is generally necessary to regulate both the frequency and phase of the alternating current, as well as the output, before the alternating current can be transmitted to commercial consumers or fed into existing power grids.

Det har befunnits att den reglering som erfordras vid pro-A duktion av elkraft med en vlndturbindriven synkrongenerator, kan åstadkommas genom att ändra vindturbinbladens bladvinkel på ett sätt som är analogt med en flygpropellers bladvinkelomställning.It has been found that the control required in the production of electric power with a wind turbine driven synchronous generator can be achieved by changing the blade angle of the wind turbine blades in a manner analogous to the blade angle adjustment of an aircraft propeller.

VI USA-patentet 2 363 850 beskrives en vindturbindriven växelströms- generator med en varvtalsregulatorstyrd mekanism för omställning .av vlndturblnens bladvinkel mellan full: flöjlat och fullt ara- gande läge. Man beskriver här anordningar för reglering av el- strömmens utfrekvens, fas och effekt samt för urkoppling av el- generatorn vid vindhastigheter som är för höga eller för låga för produktion av önskad effekt. I USA~patentet 2 547 636 beskri- Aves en automatisk varvtalsregulator för en vindturbin i syfte att reglera laddningshastigheten för en elackumulator, varvid varv- 3- 7905005-om talsregulatorn består av mekaniska organ som är anordnade att ändra bladvinkeln i beroende av vindhastigheten. I USA-patentet 2 583 369 anges en liknande regleringsanordning för mekanisk omställning av bladvinkeln i och för upprätthållande av ett rela- tivt konstant generatorvarvtal och därmed en relativt konstant frekvens hos den uttagna växelströmmen. 5 I USA-patentet 2 795 285 anges en regleringsanordning för. ändring av belastnings-,varvtals~ eller spänningsändringshastig- heten hos en vinddriven motor genom att vindturbinens bladvinkel varieras i sluten slingkoppling. USA-patentet 2 832 895 beskriver en annan anordning för omställning av en vindturbins bladvinkel i beroende av uppnåendet av ett på förhand bestämt laddningstill- stånd hos ett batteri eller under inverkan av plötsliga vindstötar.U.S. Pat. No. 2,363,850 discloses a wind turbine driven alternator with a speed controller controlled mechanism for adjusting the blade angle of the wind turbine between full: velvety and fully acting position. Devices are described here for regulating the output frequency, phase and power of the electric current and for disconnecting the electricity generator at wind speeds that are too high or too low for the production of the desired power. U.S. Pat. No. 2,547,636 discloses an automatic speed controller for a wind turbine for the purpose of controlling the charging speed of an electric accumulator, the speed controller consisting of mechanical means arranged to change the blade angle depending on the wind speed. U.S. Pat. No. 2,583,369 discloses a similar control device for mechanically adjusting the blade angle in order to maintain a relatively constant generator speed and thus a relatively constant frequency of the extracted alternating current. U.S. Patent 2,795,285 discloses a control device for. changing the load, speed or voltage change speed of a wind-driven motor by varying the blade angle of the wind turbine in a closed loop coupling. U.S. Pat. No. 2,832,895 discloses another device for adjusting the blade angle of a wind turbine depending on the attainment of a predetermined state of charge of a battery or under the influence of sudden gusts of wind.

Grundproblemet med de förut kända regleringsanordningarna är att dessa icke reagerar tillräckligt snabbt eller med till- räcklig noggrannhet för att begränsa påkänningarna på eller i rotorblad och andra mekaniska komponenter till godtagbara nivåer.The basic problem with the prior art control devices is that they do not react quickly enough or with sufficient accuracy to limit the stresses on or in rotor blades and other mechanical components to acceptable levels.

De påverkas därvid menligt och utsättes för riskabla spänningar av vindstötar och turbulens och kan icke upprätthålla tillfreds- ställande effektreglering inom ett större område av varierande vindförhållanden för att medge anslutning tillett konventionellt . kraftnät eller kraftdistributionssystem.They are thereby adversely affected and exposed to hazardous stresses by gusts and turbulence and cannot maintain satisfactory power control within a larger range of varying wind conditions to allow connection as conventionally. power grids or power distribution systems.

Enligt föreliggande uppfinning övervinnes de begränsniÅgar som vidlåder förut kända anordningar samt åstadkommes en mycket noggrann och snabbreagerande anordning för reglering av en vind~ turbins bladvinkel. Regleringsanordningen upprätthåller en elekt- risk växelströmsgenerators frekvens, fas, varvtal, moment och ut- effekt inom önskade snäva toleransgränser och reglerar även blaf dens lutningsvinkel under igångsättnings- och avstängningsför- loppen, så att de mekaniska komponenterna icke utsättes för riskabla belastningar. Regleringen är anpassbar genom att bladvinkelreg- leringsorganen påverkas av vindens hastighetsvärde och av varia- tioner i vindhastighet för att upprätthålla en tillfredsställande reghafing av uteffekt, moment och varvtal. Regleringssystemet är företrädesvis elektroniskt och därför snabbverkande samt kan vara billigt till sin konstruktion genom användandet av digitalräk- nare eller mikrodatorer. å Ett syfte med föreliggande uppfinning har sålunda varit att åstadkomma en förbättrad anordning för bladvinkelreglering av en* vindturbin, vilken anordning ställer om vindturbinens bladvinkel i beroende av ett stort antal drifttillstånd. . _ ___Hf.._._--,-.-«--.-.-w~ . ._ m, 4 ._.«.-:-~.~».-.~«.-,.<-w...-.ub~~m v ...m . ams.. 79050Û5-Û i 4' Ett annat syfte med uppfinningen har varit att åstadkomma en förbättrad bladvinkelregulator för vindturbiner, vilken reglerar bladvinkeln för att reducera bladpåkänningarna och axelmoment- variationerna under övergångstillstånd i samband med start- och avstängningsförloppen till ett minimum.According to the present invention, the limitations associated with prior art devices are overcome and a very accurate and fast-reacting device is provided for controlling the blade angle of a wind turbine. The control device maintains the frequency, phase, speed, torque and output power of an electric alternator within the desired narrow tolerance limits and also regulates its inclination angle during the start-up and shut-off processes, so that the mechanical components are not exposed to hazardous loads. The control is adaptable in that the blade angle control means are affected by the wind speed value and by variations in wind speed in order to maintain a satisfactory control of output power, torque and speed. The control system is preferably electronic and therefore fast-acting and can be inexpensive for its construction through the use of digital counters or microcomputers. An object of the present invention has thus been to provide an improved device for blade angle control of a wind turbine, which device adjusts the blade angle of the wind turbine in dependence on a large number of operating conditions. . _ ___ Hf .._._--, -.- «--.-.- w ~. ._ m, 4 ._. «.-: - ~. ~» .-. ~ «.- ,. <- w ...-. ub ~~ m v ... m. ams .. 79050Û5-Û i 4 'Another object of the invention has been to provide an improved blade angle regulator for wind turbines, which regulates the blade angle to reduce the blade stresses and shaft torque variations during transition conditions in connection with the start and shutdown processes to a minimum.

Ett annat syfte med uppfinningen har varit att åstadkomma en elektronisk bladvinkelreglering för vindturbiner, vilken reg- lerar en turbindriven synkrongenerators varvtal, moment och ut- effekt i sluten subrutin.Another object of the invention has been to provide an electronic blade angle control for wind turbines, which regulates the speed, torque and output power of a turbine-driven synchronous generator in a closed subroutine.

Ett annat syfte med uppfinningen är åstadkommandet av en i sluten subrutin arbetande bladvinkelregulator för en vindturbin, i vilken regulator det bildas proportionella, integral- och derivatarsglsrsignaler och i vilken rcglsrslingans förstärk- ningsbelopp kontinuerligt varieras som funktion av vindhastiq- heten. _ _ _ Ytterligare ett syfte med uppfinningen har varit att åstad- komma en elektronisk regulator, som förmår hålla den utgående växelspänningseffekten, frekvensen och fasen från en vindturbin- driven synkrongenerator vid ett givet värde och vilken automa- tiskt reglerar växelspänningens inkoppling i ett nät.Another object of the invention is to provide a closed subroutine blade angle regulator for a wind turbine, in which regulator proportional, integral and derivative glass signals are formed and in which the amplification amount of the control loop is continuously varied as a function of wind speed. Another object of the invention has been to provide an electronic regulator which is capable of keeping the output AC power, frequency and phase of a wind turbine-driven synchronous generator at a given value and which automatically regulates the connection of the AC voltage in a network.

Ett annat syfte med uppfinningen har varit att åstadkomma ett kraftgenererande system med en vinddriven turbin, som kompen- serar bladvinkelregleringen för snabba vindändringar.Another object of the invention has been to provide a power generating system with a wind-driven turbine, which compensates the blade angle control for rapid wind changes.

Ett ytterligare syfte med uppfinningen är åstadkommandet av en i sluten subrutin arbetande regulator för en vindturbindriven generator, vid vilken den slutna subrutinen innehåller en integra- tor som automatiskt följer vindturbinens bladvinkel även då regle- ringen är overksam. V , A " fitfi sfiwsfi syfta med uppfinningen har varit at! ågtaáknma ett -z/ífifáfiiffßífiäfívaré qwäafiaaffá-fïßfsgfsfizëvfi., vilfidèfästiíqfxêt- kan när- ledas syntetiskt ur systemets arbetsparametrar. ' Ytterligare ett syfte med uppfinningen har varit att åstad- komma en vindturbindriven generfitor, där vindturbinens bladvinkel regleras som en funktion av antingen generatorns varvtal eller I generatorns effekt, beroende på sättet för generatorns anslutning till ett kraftöverföringsnät. , _ Uppfinningen i sammandrag: I enlighet med föreliggande upp- finning är en vindturbin med variabel bladvinkelinställning genom en konventionell kuggväxel kopplad för drivning av en synkrongene- rator, så att denna genererar växelströmseffekt, vilken kan an- vändas direkt för matning av ett belastningsobjekt eller matas ' 79o5oo5fo in i ett konventionellt elkraftnät. Under vindturbinens igång- sättnings- och avstängningsförlopp regleras bladvinkeln av regle- ringsorgan i öppen slinga som funktion av rotorns varvtal och vindens hastighet. Då generatorn drives oberoende av något kraft- distributionsnät, regleras bladvinkeln i sluten slingkoppling av en varvtalsregulator, varvid slingan innehåller proportional-, integral- och derivataregleringssignaler och därjämte belast- ningskompensation. Då generatorn är kopplad till ett elkraftnät, regleras bladvinkeln i sluten subrutin av signaler representeran- de generatorns axelmomefit eller generatorns utvecklade effekt, varvid reglerslingan innehåller proportional-, integral- och de- rivatastyrsignaler (reglersignaler). Under generatoreffekt- eller axelmomentreglering modifieras rotorns varvtalsreglering så, att den fungerar som övervarvs- eller rusningsskydd. Förstärkningarna i den slutna subrutinen varierar kontinuerligt som funktion av vindhastigheten-för att ge optimal stabilitet och övergångsgen- svar. Vindhastigheten kan antingen avkännas direkt eller härledasi syntetiskt som funktion av systemets driftförhållanden§ Bladvinkel- reglaringssystemet är mycket känsligt för vindstötar och reage- rar snabbt via en anteciperande signal under snabba förändringar i vindförhållandena för att reducera de mekaniska spänningarna till lägsta möjliga värden. En integrator i den slutna sling- kretsen bringas att under förmedling av en återkopplingsslinga följa bladvinkeln även då den slutna slingkretsens reglerings- organ är overksamma. Regleringssystemet kan med särskild fördel sammansättas av digitala elektroniska komponenter, men även elekt- roniska kretsar av analog typ kan komma till användning.A further object of the invention is to provide a closed subroutine regulator for a wind turbine driven generator, in which the closed subroutine contains an integrator which automatically follows the blade angle of the wind turbine even when the control is inactive. V, A "fi t fi s fi ws fi aim with the invention has been to! Ågtaáknma a -z / í fi fá fi iffßí fi äfívaré qwäa fi aaffá-fïßfsgfs fi zëv fi. , where the wind angle of the wind turbine is regulated as a function of either the speed of the generator or the power of the generator, depending on the method of connection of the generator to a power transmission network. The invention in summary: In accordance with the present invention a wind turbine with variable blade angle adjustment is through a conventional gear connected for driving a synchronous generator, so that it generates alternating current power, which can be used directly for feeding a load object or is fed '79o5oo5fo into a conventional electric power grid.During the start-up and shut-off process of the wind turbine, the blade angle is regulated by control means in open loop as a function of the rotor va speed and wind speed. When the generator is operated independently of any power distribution network, the blade angle in closed loop connection is regulated by a speed controller, the loop containing proportional, integral and derivative control signals and also load compensation. When the generator is connected to an electric power grid, the blade angle in the closed subroutine is regulated by signals representing the generator's shaft torque or the generator's developed power, the control loop containing proportional, integral and derivative control signals (control signals). During generator power or shaft torque control, the rotor's speed control is modified so that it acts as a speed or overrun protection. The gains in the closed subroutine vary continuously as a function of wind speed - to provide optimal stability and transition response. The wind speed can either be sensed directly or derived synthetically as a function of the system's operating conditions§ The blade angle control system is very sensitive to wind gusts and reacts quickly via an anticipatory signal during rapid changes in wind conditions to reduce mechanical stresses to the lowest possible values. An integrator in the closed loop circuit is caused to follow the blade angle during the transmission of a feedback loop even when the control means of the closed loop circuit are inactive. The control system can with special advantage be composed of digital electronic components, but electronic circuits of analog type can also be used.

Uppfinningen skall i det följande beskrivas närmare med hän- visning till bifogade ritningar, på vilka: fig. l schematiskt visar en typisk vindturbin i sidovy; fig. 2 är ett schema, som visar de inbördes funktionella relationerna mellan turbinbladen, det elkraftsgenererande systemet och regleringssystemet för vindturbinens bladvinkel; fig. 3 visar ett blockschema över bladvinkelreglerings- systemet enligt fig. 2; g fig. 4 är ett diagram, som visar accelerationsreglerings- programmet för bladvinkeln; fig. 5 är ett diagram, som visar retardationsreglerings- programmet för bladvinkeln; A ' 'fig. 6 visar ett blockschema över regleringsprogrammet för rotorns varvtal; 79osoos~o ß fig. 7 visar ett blockschema över regleringsprogrammet för vindanteciperingen;A I 1 A I fig. 8 är ett blockschema över regleringsprogrammet för. axelmomentet; 1 I l fig} 9 är ett blockschema över förstärkningsprogrammen för regleringsslingorna enligt fig. 6 och 8; A _ V fig. 10 är ett kopplingsschema för en variant av förstärknings- programmen enligt fig. 9, där man använder sig av syntetiskt fram- konstruerad vindhastighet; och. I fig. ll är ett blockschema för alternativa slutna reglerings- slingor för bladvinkeln. ' V Beskrivning av en särskilt föredragen utföringsform: Den i fig. 1 visade, typiska vindturbinkonstruktionen består av två diametralt motsatta, identiskt lika rotor- eller propellerblad , som kan ha en total spetsdiameter av mellan ca. 30 och 90 m “och är monterade på ett fackverkstorn 12, som är tillräckligt högt för att ge erforderligt markspelrum för bladen, samtidigt som bladen befinner sig i ett område, där vindarna har relativt stor hastighet. Rotorbladen består i allmänhet av aluminium, stål eller fiberglas. Elgeneratorns delar och andra mekaniska komponenter är inrymda i en kåpa 14 och monterade på en ej visad underlags- eller monteringsplatta. Rotorbladen är belägna vid kåpans 14 nedvinds om tornet 12 belägna ände för att hindras från att stöta emot tornet, om de skulle fladdra under stötbe1ast-- ningen. En ej visad svängregulator kan vara anordnad att vrida kåpan 14 och hålla rotorbladen medvinds under inverkan av lång- samma förändringar hos en väderfront och sålunda icke tillåta rotorbladen att vrida sig fritt kring svängaxeln för att följa plötsliga förändringar i vindens riktning, Kåpan 14 innehåller rotorbladens nav, en växellåda, en hydraulisk bladvinkelregula- tor för rotorbladen, en synkrongenerator för produktion av el- kraft ur rotorn samt erforderliga kuggväxlar och regleringsorgan.The invention will be described in more detail below with reference to the accompanying drawings, in which: Fig. 1 schematically shows a typical wind turbine in side view; Fig. 2 is a diagram showing the mutual functional relations between the turbine blades, the electric power generating system and the control system for the wind turbine blade angle; Fig. 3 shows a block diagram of the blade angle control system of Fig. 2; Fig. 4 is a diagram showing the acceleration control program for the blade angle; Fig. 5 is a diagram showing the deceleration control program for the blade angle; A '' fig. 6 shows a block diagram of the control program for the rotor speed; Fig. 7 shows a block diagram of the control program for the wind anticipation; A I 1 A In Fig. 8 is a block diagram of the control program for. shaft moment; Fig. 9 is a block diagram of the gain programs for the control loops of Figs. 6 and 8; Fig. 10 is a circuit diagram for a variant of the amplification programs of Fig. 9, using synthetically engineered wind speeds; and. Fig. 11 is a block diagram of alternative closed control loops for the blade angle. Description of a particularly preferred embodiment: The typical wind turbine construction shown in Fig. 1 consists of two diametrically opposite, identical rotor or propeller blades, which can have a total tip diameter of between approx. 30 and 90 m ”and are mounted on a truss tower 12, which is high enough to provide the required ground clearance for the blades, while the blades are in an area where the winds have a relatively high speed. The rotor blades generally consist of aluminum, steel or fiberglass. The parts and other mechanical components of the electric generator are housed in a housing 14 and mounted on a base or mounting plate (not shown). The rotor blades are located at the downwind of the housing 14 about the end of the tower 12 to be prevented from bumping against the tower, should they flutter during the impact load. A pivot regulator (not shown) may be provided to rotate the housing 14 and keep the rotor blades tailwind under the influence of slow changes in a weather front and thus not allow the rotor blades to rotate freely about the pivot axis to follow sudden changes in wind direction. , a gearbox, a hydraulic blade angle regulator for the rotor blades, a synchronous generator for the production of electric power from the rotor and the required gears and regulating means.

I fig. 2 visas turbinbladen 10 monterade på ett nav 16 samt elgeneratorsystemet och bladvinkelregleringssystemet, vil- ka är inrymda i kåpan 14 (fig. 1). Ållmänt gäller, att det vi- sade elgeneratorsystemet, som innefattar en synkrongenerator 26, och den mekaniska delen av bladvinkelregulatorn för turbinbla- 'den 10, är av förut känt utförande och därför icke behöver beskri- vas'närmare.Fig. 2 shows the turbine blades 10 mounted on a hub 16 as well as the electric generator system and the blade angle control system, which are housed in the housing 14 (Fig. 1). In general, the electric generator system shown, which comprises a synchronous generator 26, and the mechanical part of the blade angle regulator for the turbine blades 10, is of a previously known design and therefore does not need to be described in more detail.

En axel 18 har sin ena ände förbunden med navet 16 och sin andra ände med en konventionell växellåda 20, som växlar upp den ' " fmw”. *fifez-nwma-.zvrflmuißxm 41, _ 7'å ~ 7905005-0 vinddrivna turbinens rotationsrörelse i ett förhållande, som är beroende av antalet polpar i synkrongeneratorn 26 och generatorns önskade utfrekvens. I ett typiskt vindkraftaggregat kan sålunda ett varvtal av 40 r/m hos vindturbinen växlas upp i växellådan till ett varvtal av 1800 r/m, så att man från en synkrongenerator av standardtyp erhåller en 60 Hz växelström.A shaft 18 has one end connected to the hub 16 and its other end to a conventional gearbox 20, which gears up the "fmw". * Fi fez-nwma-.zvr fl muißxm 41, _ 7'å ~ 7905005-0 wind-driven turbine rotational movement in a ratio which depends on the number of pole pairs in the synchronous generator 26 and the desired output frequency of the generator.In a typical wind power unit, a speed of 40 r / m of the wind turbine can thus be shifted up in the gearbox to a speed of 1800 r / m, so that from a standard type synchronous generator receives a 60 Hz alternating current.

Växellådans 20 utgående axel 22 är vid sin yttre ände kopp- lad till synkrongeneratorn 26. En konventionell slirkoppling kan vara insatt mellan den utgående axeln 22 och synkrongeneratorn 26.The output shaft 22 of the gearbox 20 is connected at its outer end to the synchronous generator 26. A conventional slip coupling can be inserted between the output shaft 22 and the synchronous generator 26.

ASynkrongeneratorn 26 har i det typiska fallet konstant magnet- fält och ett ankare, som avger växelström synkront med ankarets rotation och med en frekvens som utgör produkten av antalet pol- par i synkrongeneratorn och rotationshastigheten, uttryckt i varv/minut. Generatorns 26 elektriska utström matas genom en led- ning 28, en strömställare 40 och en ledning 34 till ett ej visat helastningsobjekt (en förbrukare). Generatorns 26 utström kan vara 1- eller 3-fasig. Belastningsobjektet kan vara ett ackumu- latorbatteri eller någon annan energilagringsanordning, i vilket fall en omriktning till likström kan vara nödvändig, eller också kan elenergin matas direkt till en fjärrbelägen anläggning, i vilket fall uteffektens frekvens och fas kan vara kritiska fakto-2 rer. I allmänhet gäller dock att växelströmsenergin från genera- torn 26 matas in i ett elektriskt förbrukningsnät, genom vilket gden med hjälp av kraftledningar överföres till en fjärrbelägen plats. I detta fall är fasrelationen mellan detta kraftnät och generatorns utström tämligen kritisk, enär fasrelationen är ett mått på den från den ena till den andra överförda elkraften och ett fasfel mellan synkrongeneratorns 26 utström och kraftöver- föringsnätet icke endast reducerar systemets verkningsgrad, utan skulle t.o.m. kunna suga ut elkraft ur kraftöverföringsnätet i stället för att mata in elkraft i detta. Strömvariationer kan medföra överhettning och skador i synkrongeneratorn. Följaktligen är till synkrongeneratorn 26 kopplad en automatisk frekvens- och fassynkroniseringskrets 30, vars konstruktion är i och för sig förut känd. Synkroniseringskretsen 30 åstadkommer att synkron- generatorns frekvens och fas anpassas till belastningsobjektets resp. kraftöverföringsnätets, innan synkrongeneratorn "inkopplas på linjen". Signaler angivande frekvens och fas för s¿nkrongane- ratorns utström matas till synkroniseringskretsen 30 via en sig- nalledning 32. En signalledning 36 matar också synkroniserings- kretsen 30 med signaler representerande frekvens och fas hos be- åsom visas i fig. 2, ett bladvinkelställdon 44, som innefattar i 7905005-0 lastningsobjektet resp. kraftnätet och uppträdande på ledningen 34, då strömställaren 40 är bruten. Den automatiska synkronise- ringskretsen 30 jämför synkrongeneratorns frekvens med belast- ningsobjektets och, då synkronism föreligger, avger synkroni- seringskretsen 30 en diskret signal på ledningen 38, vilken i sin tur sluter strömställaren 40 och inkopplar synkrongeneratorn "på linjen". Den diskreta signalen på ledningen 38 matas också till den i det följande närmare beskrivna bladvinkelregulatorn 46. Vi I Om synkrongeneratorn 26 har den avsedda frekvensen, men icke ligger i fas med belastningsobjektet, avger synkroniserings- kretsen 30via en signalledning 42 en signal till bladvinkelregula- torn 46, vilken signal justerar rotorns varvtal och därmed syn- krongeneratorns utgångsfrekvens och -fas för att åstadkomma syn- kronisering på sätt som i det följande skall beskrivas i anslut- ning till fig. 6. 9 _ Enär synkrongeneratorns utfrekvens styres av vindturbinens rotationshastighet, kräver upprätthållandet av en given elektrisk utfrekvens, t.ex. 60 Hz, en noggrann reglering av vindturbinens rotationshastighet. Det mest praktiska sättet att reglera vind- turbinens rotationshastighet och därmed generatorns varvtal och utfrekvens, är att variera rotorbladens bladvinkel för att hindra vindturbinen från att accelerera med stigande vindhastighet - Üé resp. från att retardera vid avtagande vindhastighet. För att 4 förhindra sådana hastighetsfluktuationer som uppstår vid ej förut- sägbara vindstötar, måste regleringen för bladvinkelomställnings- mekanismen vara mycket känslig. 4 Anordningen enligt föreliggande uppfinning innefattar, så- och för sig kända hydrauliska omställningsorgan och länksystem lik- nande dem som användes för flygplanspropellrar, men i större skala. En i den hydrauliska delen av bladvinkelställdonet 44 be- W fintlig manöverventil påverkas av en elektrisk signal från blad- A vinkelställdonet 44, vilken överföres på en signalledning 48.The asynchronous generator 26 typically has a constant magnetic field and an armature which emits alternating current synchronously with the rotation of the armature and with a frequency which is the product of the number of poles in the synchronous generator and the rotational speed, expressed in revolutions / minute. The electrical output current of the generator 26 is supplied through a line 28, a switch 40 and a line 34 to a full load object (not shown). The output current of the generator 26 can be 1- or 3-phase. The load object can be an accumulator battery or some other energy storage device, in which case a conversion to direct current may be necessary, or the electrical energy can be fed directly to a remote plant, in which case the frequency and phase of the output power can be critical factors. In general, however, the alternating current energy from the generator 26 is fed into an electrical consumption network, through which the power is transferred by means of power lines to a remote location. In this case, the phase relationship between this power grid and the generator's output current is rather critical, since the phase relationship is a measure of the electricity transmitted from one to the other and a phase error between the synchronous generator 26's output and the power transmission network not only reduces system efficiency, but would even be able to suck electricity out of the power transmission network instead of feeding electricity into it. Current variations can cause overheating and damage to the synchronous generator. Consequently, an automatic frequency and phase synchronizing circuit 30 is connected to the synchronous generator 26, the construction of which is known per se. The synchronizing circuit 30 causes the frequency and phase of the synchronizing generator to be adapted to the load object's resp. of the power transmission network, before the synchronous generator is "connected on the line". Signals indicating the frequency and phase of the synchronous generator output current are supplied to the synchronizing circuit 30 via a signal line 32. A signal line 36 also supplies the synchronizing circuit 30 with signals representing the frequency and phase of, as shown in Fig. 2, a blade angle actuator. 44, which comprises in 7905005-0 the loading object resp. power supply and behavior on line 34 when switch 40 is broken. The automatic synchronizing circuit 30 compares the frequency of the synchronous generator with the load object and, when synchronism is present, the synchronizing circuit 30 emits a discrete signal on line 38, which in turn closes the switch 40 and switches the synchronous generator "on the line". The discrete signal on line 38 is also fed to the blade angle regulator 46 described in more detail below. If the synchronous generator 26 has the intended frequency but is not in phase with the load object, the synchronizing circuit 30 via a signal line 42 outputs a signal to the blade angle regulator 46, which signal adjusts the rotor speed and thus the output frequency and phase of the synchronous generator in order to effect synchronization in the manner to be described in connection with Fig. 6. 9 Since the synchronous generator output frequency is controlled by the rotational speed of the wind turbine, the maintenance of a given electrical output frequency, e.g. 60 Hz, a precise control of the wind turbine's rotational speed. The most practical way to regulate the rotational speed of the wind turbine and thus the speed and output frequency of the generator is to vary the blade angle of the rotor blades to prevent the wind turbine from accelerating with increasing wind speed - Üé resp. from decelerating with decreasing wind speed. In order to prevent such speed fluctuations that occur in unpredictable wind gusts, the control of the blade angle adjustment mechanism must be very sensitive. The device according to the present invention comprises, per se known hydraulic switching means and linkage systems similar to those used for aircraft propellers, but on a larger scale. A control valve located in the hydraulic part of the blade angle actuator 44 is actuated by an electrical signal from the blade angle actuator 44, which is transmitted on a signal line 48.

Den lämpligaste manöverventilen i bladvinkelställdonet 44 är en ltvåstegs hydraulisk enhet med stor svänghastighet, och manöver-' ventilen påverkar bladvinkelomställningsmekanismen genom konven- tionella länksystem och hävstänger. Signalen på ledningen 48 är proportionell med bladvinkelfelet,ß E, som representerar diffe- É rensen mellan bladvinkelns önskade värde eller referensvärde,ß R, T som bestämmes av bladvinkelregulatorn 46 (fig. 3), OCh densömmas _vinkeln /3A mätes av en i bladvinkelställdonet 44 placerad omvand- 9- 7905005-o verkliga, momentana bladvinkel /3A. Den verkliga momentana blads lare, transor, 50, och en densamma representerande elektrisk sig-- nal matas genom en signalledning 52 till bladvinkelregulatorn 46.The most suitable control valve in the blade angle actuator 44 is a two-stage hydraulic unit with high rotational speed, and the control valve actuates the blade angle changeover mechanism through conventional linkage systems and levers. The signal on line 48 is proportional to the blade angle error, ß E, which represents the difference between the desired value or reference value of the blade angle, ß R, T determined by the blade angle regulator 46 (Fig. 3), and its angle / 3A is measured by a blade angle actuator 44 placed conversion- 9- 7905005-o real, instantaneous blade angle / 3A. The actual instantaneous blade, transducer, 50, and an equally representative electrical signal are fed through a signal line 52 to the blade angle controller 46.

Bladvinkelregulatorn 46 användes till att under igångsätt- g nings- och nedkopplingsförloppen samt under perioder med byiga vindar avpassa bladvinkeln så att de mekaniska spänningarna blir så små som möjligt. Den användes också som en länk i en sluten reglerslinga för att reglera vindturbinrotorns varvtal och därmed den elektriska utfrekvensen enligt en reglermetod resp. generatorns uteffekt eller axelmoment enligt en annan reg- lermetod, beroende på typen av belastningsobjekt. Om vindturbi- nen och generatorn exempelvis användes som en enskild kraftsta- tion, är det i allmänhet tillräckligt att reglera vindturbin- rotorns varvtal, men om generatorn är "inkopplad" på ett nät medelst en effektuttagsaxel, erfordras reglering av axelmoment eller av generatorns uteffekt. I båda fallen måste reglerings- systemet som gensvar på vindens turbulens hålla generatorns ut- effekt skäligen konstant. Bladvinkelregulatorn 46 bestämmer den önskade bladvinkeln/A R i beroende av utvalda driftförhållanden och referenssignaler samt åstadkommer en snabb omställning av bladvinkeln från ett fullt flöjlat läge, dvs. +9OO, till ett fulleffektläge, dvs. OO. Enär rotorbladen icke är flata utan är något vridna, avses med bladvinkeln (i grader) den bladvinkel som råder på ett avstånd av tre fjärdedelar av bladlängden från rotorns nav. V För att förse bladvinkelregulatorn 46 med de erforderliga data, kan vindturbinrotorns momentana rotationshastighet avkännas av en transor 54, som är kopplad till navet 16 och består exem- pelvis av ett kugghjul som står i förbindelse med en magnetisk mätgivare på sådant sätt, att man på ledningen 56 erhäfler en med rotorvarvtalet NR proportionell elektrisk signal. En transor 58 av liknande typ kan vara kopplad till synkrongeneratorns 26 axel "för att på ledningen 60 avge en elektrisk signal som är propor- tionell med svnkrongeneratorns varvtal NG. En transor 62, t.ex. en trådtöjningsgivare eller ett flertal trådtöjningsgivare orien- terade i olika riktningar, kan vara förbunden med en axel i växel- lådan 20 eller anbragt på axeln 18 eller 22 för att avkänna axelns vridmoment Q och på ledningen 64 avge en därmed proportionell signal till bladvinkelregulatorn 46. Uteffekten (eller utströmmen) VPG från synkrongeneratorn 26 kan uppmätas och matas till blad- 7905005-0 vinkelregulatorn 46 på en signalledning 66 som är kopplad till synkrongeneratorns utgångsledning 28. Även andra signaltransorer, -förstärkare och/eller dämpsatser kan behövas men är för enkel- hets skull utelämnade. . V Till bladvinkelregulatorn 46 är också ett flertal fasta eller variabla referenssignalkällor kopplade, vilkas signaler kan utgöras av enkla likspänningar i analog form eller av ett A dataord i digital form. En referenssignal NR REF för rotorns I varvtal bildas i ett block 69 och matas till regulatorn 46 genom en ledning 70. En momentreferenssignal Q REF bildas i ett block 67 och matas på en ledning 68 till regulatorn 46. En med A NR REF betecknad referenssignal, som användes som övervarvsskydd (eng. "speed topping control"), bildas i ett block 71 och matas på en signalledning 72 till regulatorn 46. En med FEATHER ("flöj- ling") betecknad manöversignal användes för flöjling av vindtur- binens rotorblad; den bildas i ett block 73 och matas till regu- latorn 46 genom en signalledning 74 och en strömställare 76.The blade angle regulator 46 is used to adjust the blade angle during start-up and disconnection processes and during periods of gusty winds so that the mechanical stresses are as small as possible. It is also used as a link in a closed control loop to regulate the wind turbine rotor speed and thus the electrical output frequency according to a control method resp. the generator's output power or shaft torque according to another control method, depending on the type of load object. If the wind turbine and generator are used, for example, as a single power station, it is generally sufficient to regulate the wind turbine rotor speed, but if the generator is "connected" to a mains by means of a power take-off shaft, control of shaft torque or generator output is required. In both cases, in response to wind turbulence, the control system must keep the generator output reasonably constant. The blade angle controller 46 determines the desired blade angle / A R in dependence on selected operating conditions and reference signals and provides a rapid adjustment of the blade angle from a fully velvet position, i.e. + 9OO, to a full power mode, ie. OO. Since the rotor blades are not flat but are slightly twisted, the blade angle (in degrees) means the blade angle that prevails at a distance of three quarters of the blade length from the rotor hub. In order to provide the blade angle regulator 46 with the required data, the instantaneous rotational speed of the wind turbine rotor can be sensed by a transducer 54, which is connected to the hub 16 and consists, for example, of a gear connected to a magnetic measuring transducer in such a way that line 56 receives an electrical signal proportional to the rotor speed NR. A transducer 58 of a similar type may be connected to the axis "of the synchronous generator 26" to emit on the line 60 an electrical signal which is proportional to the speed NG of the synchronous generator. A transducer 62, for example a wire strain gauge or a plurality of wire strain gauges oriented in different directions, may be connected to a shaft in the gearbox 20 or mounted on the shaft 18 or 22 to sense the torque Q of the shaft and to emit on the line 64 a proportional signal therewith to the blade angle regulator 46. The output power (or output current) VPG from the synchronous generator 26 can be measured and fed to the blade angle controller 46 on a signal line 66 which is connected to the synchronous generator output line 28. Other signal transducers, amplifiers and / or attenuators may also be needed but are omitted for simplicity. are also a plurality of fixed or variable reference signal sources connected, the signals of which may consist of simple direct voltages in analog form or the like. smiles of an A data word in digital form. A reference signal NR REF for the rotor I speed is formed in a block 69 and is supplied to the regulator 46 through a line 70. A torque reference signal Q REF is formed in a block 67 and is supplied on a line 68 to the regulator 46. A reference signal denoted by A NR REF, which is used as a speed topping control, is formed in a block 71 and is fed on a signal line 72 to the regulator 46. An operating signal denoted by FEATHER ("wing") is used to wing the rotor blade of the wind turbine; it is formed in a block 73 and fed to the regulator 46 through a signal line 74 and a switch 76.

Vindhastigheten avkännes av en vindhastighetsmätare 78, som företrädesvis är monterad på apparatkåpan l4, fig. l, eller på något annat ställe där densammas arbete icke störes av vindtur- binens rotation. Vindmätaren 78 mäter den momentana vindhastig- heten och matar en mot denna svarande signal på en signalledning 00 till en medelvärdeskrets 82, som utgöres av en elektronisk integrator eller en digital eller mikroelektronisk komponent, som utför statistisk beräkning och bestämmer den genomsnittliga vindhastigheten under en på förhand vald tidsperiod. Medelvärdes- kretsens 82 utsignal, dvs. den genomsnittliga vindhastigheten WWA, matas på en signalledning 84 till regulatorn 46. I För att förtydliga den här som exempel valda utföringsformen av uppfinningen, antas att synkrongeneratorn 26 börjar lämna nyttlig effekt vid en vindhastighet av 12,9 km/h och utvecklar sin märkeffekt, t.ex. 100 kW, vid en vindhastighet på 29 km/h.The wind speed is sensed by a wind speed meter 78, which is preferably mounted on the apparatus cover 14, Fig. 1, or in some other place where its work is not disturbed by the rotation of the wind turbine. The anemometer 78 measures the instantaneous wind speed and feeds a corresponding signal on a signal line 00 to an average value circuit 82, which consists of an electronic integrator or a digital or microelectronic component, which performs statistical calculation and determines the average wind speed during a preliminary selected time period. The output signal of the average value circuit 82, ie. the average wind speed WWA, is fed on a signal line 84 to the controller 46. In order to clarify the exemplary embodiment of the invention chosen here, it is assumed that the synchronous generator 26 begins to provide useful power at a wind speed of 12.9 km / h and develops its rated power, for example 100 kW, at a wind speed of 29 km / h.

Det antas vidare att rotorns märkvarvtal är 40 r/m, vid vilket varvtal generatorn 26 avger en utström med frekvensen 60 Hz.It is further assumed that the rated speed of the rotor is 40 r / m, at which speed the generator 26 emits an output current with the frequency 60 Hz.

En särskilt lämplig instrumentering av bladvinkelregulatorn 46 enligt fig. 2 visas i blockschematisk form i fig. 3. Regula- torn består av en accelerationsregleringsprogramenhet 86, en varv- talsregleringsprogramenhet 88, en vindanteciperande reglerings- programenhet 90, en momentregleringsprogramenhet 92 samt en re- tardationsregleringsprogramenhet 94. Vindturbinens arbete kan uppdelas i fyra olika programpunkter, nämligen igångsättning, 1* 79øsoos-o rotorvarvtalsreglering, moment- (eller effekt-) reglering, då vind- turbinen är kopplad till ett kraftförbrukningsnät samt flöjling eller avstängning. Regleringsorganet 46 åstadkommer en i öppen slingkrets programmerad reglering av rotorns bladvinkel under igångsättnings- och avstängningsförloppen (eng. "start up and shutdown") samt en i sluten slingkrets återkopplad reglering av rotorbladens bladvinkel för varvtals- och moment- (eller effekt-) reglering. Dessutom varieras förstärkningarna i rotorvarvtals- programenheten 88 och momentregleringsprogramenheten 92 i beroende av vindhastigheten av en förstärkningsprogramenhet 95 genom en signalledning 97.A particularly suitable instrumentation of the blade angle controller 46 of Fig. 2 is shown in block diagram form in Fig. 3. The controller consists of an acceleration control program unit 86, a speed control program unit 88, a wind deflecting control program unit 90, a torque control program unit 92 and a deceleration control program unit. 94. The work of the wind turbine can be divided into four different program points, namely start-up, 1 * 79øsoos-o rotor speed control, torque (or power) control, when the wind turbine is connected to a power consumption network and velocity or shut-off. The control means 46 provides an open loop programmed control of the rotor blade angle during start-up and shutdown and a closed loop circuit feedback control of the rotor blade blade angle for speed and torque (or power) control. In addition, the gains in the rotor speed program unit 88 and the torque control program unit 92 are varied depending on the wind speed of a gain program unit 95 through a signal line 97.

Var och en av de fem programenheterna 86, 88, 90, 92 och 94 bildar en utsignal, som representerar en önskad bladvinkel och som benämnes “bladvinkelreferenssignal" för vindturbinens aktuella driftförhållanden. Utsignalen från accelerationsregleringspro- _gramenheten 86, en accelerationsbladvinkelreferenssignal/5S, upp- träder på en signalledning 96 och matas som insignal till en "max-väljarkrets" 98. Utsignalen från rotorvarvtalsreglerings- programenheten 88, en bladvinkelreferenssignalIQN för rotorns varv- tal, uppträder på en signalledning 100 och matasåtill en summe- ringspunkt 102. Utsignalen från vindanteciperingsprogramenheten 90, en vindanteciperings-bladvinkel-referenssignalggANT, uppträ- der på en signalledning lO4 och matas likaledes till summerings- punkten 102, där den summeras till rotorvarvtalsregleringens bladvinkelreferenssignal/GN. Utsignalen från summeringspunkten 102 på en signalledning l06 utgör sålunda summan av bladvinkel- referenssignalen/GN för rotorns varvtal och bladvinkelreferenssig- nalen./ßANT för vindhastighetens antecipation. Signalen på led- ningen 106 matas också såsom insignal till "max-väljarkretsen" 98. Utsignalen från momentregleringsprogramenheten 92, en blad- vinkelreferenssignal/GQ för momentregleringen, uppträder på en ledning lO8 och matas till en summeringspunkt 110, där den också Vhopsummeras med bladvinkelreferenssignalen f3ANT för vindanteci- pationen, och utsignalen från summeringspunkten ll0 på en led- ning ll2 matas som en tredje insignal till max-väljarkretsen 98.Each of the five program units 86, 88, 90, 92 and 94 forms an output signal representing a desired blade angle and called the "blade angle reference signal" for the current operating conditions of the wind turbine. The output of the acceleration control program unit 86, an acceleration blade angle reference signal / 5S steps on a signal line 96 and is fed as an input signal to a "max selector circuit" 98. The output of the rotor speed control program unit 88, a blade angle reference signal IQN for the rotor speed, appears on a signal line 100 and is fed to a summing point 102. The output program 902 , a wind anticipation blade angle reference signal Gant, appears on a signal line 104 and is likewise fed to the summing point 102, where it is summed to the blade angle reference signal / GN of the rotor speed control. The output of the summing point 102 on a signal line G06 for rotor speed oc h blade angle reference signal./ßANT for wind speed anticipation. The signal on line 106 is also supplied as an input to the "max selector circuit" 98. The output of the torque control unit 92, a blade angle reference signal / GQ for torque control, appears on a line 108 and is fed to a summing point 110, where it is also summed with the blade angle reference signal. f3ANT for the wind anticipation, and the output signal from the summing point ll0 on a line ll2 is supplied as a third input signal to the max selector circuit 98.

Max-väljarkretsen 98 utväljer och vidarebefordrar en sig- nal på den av ledningarna 96, 106 och ll2, som kräver den största bladvinkeln, dvs. den signal som kräver den närmast flöjelläget 900 belägna bladvinkeln. Den signal som utväljes under vindtur- binens igångsättningsförlopp, är normalt accelerationsbladvin- kelreferenssignalenlgs på ledningen 96, och alltefter som rotorns 79o5oo5~o varvtal ökar och närmar sig märkvärdet, blir den utvalda signa- len normalt antingen signalen på ledningen 106 eller signalen på ledningen ll2, beroende på om synkrongeneratorn är inkopplad "på linjen" eller ej.The max selector circuit 98 selects and forwards a signal on that of the lines 96, 106 and 112, which requires the largest blade angle, i.e. the signal that requires the blade angle closest to the velvet position 900. The signal selected during the start-up process of the wind turbine is normally the acceleration blade angle reference signal lg on line 96, and as the rotor 79o5oo5 ~ o speed increases and approaches the rated value, the selected signal normally becomes either the signal on line 106 or the signal on line 112 , depending on whether the synchronous generator is connected "on the line" or not.

Max-väljarkretsens 98 utsignal matas på en ledning ll4 såsom insignal till en summeringspunkt ll6. Såsom insignal till summe- ringspunkten ll6 matas också flöjlingsreferenssignalen FEATHER I på ledningen 74. Om strömställaren 76 i ledningen 74 är bruten,' erhålles dock ingen signal på ledningen 74, och utsignalen från summeringspunkten på en ledning ll8 är identisk med den på led- ningen ll4,-dvs. utsignalen från max-väljarkretsen 98.The output signal of the max selector circuit 98 is supplied on a line 114 as an input signal to a summing point 116. As an input signal to the summing point 116, the velvet reference signal FEATHER I is also supplied to the line 74. However, if the switch 76 in the line 74 is broken, no signal is obtained on the line 74, and the output signal from the summing point on a line 111 is identical to that on the line ll4, -i. the output signal from the max selector circuit 98.

Utsignalen från retardationsregleringsprogramenheten 94, en retardationsbladvinkelreferenssignallß E, uppträder på en signalledning l20 och matas såsom andra insignal tillsammans med signalen på ledningen ll8 till "min-väljarkretsen" l22._ "Min-väljarkretsen" utväljer eller vidarebefordrar den signal på ingångsledningen ll8 eller l20, som svarar mot den minsta bladvinkeln, dvs. den som ligger närmast fulleffekt, dvs. OO.The output of the deceleration control program unit 94, a deceleration blade angle reference signal E, appears on a signal line 120 and is fed as a second input signal together with the signal on line 118 to the "min select circuit" 122. The "min select circuit" selects or forwards the signal on the input line 20 which corresponds to the smallest blade angle, i.e. the one that is closest to full power, ie. OO.

Under körning av anläggningen med normal effekt är den signal som utväljes signalen på ledningen ll8. Om man emellertid önskar stänga av vindturbinen snabbt, slutes ilöjlingsströmställaren 76, varvid den med FEATHER betecknade flöjlingsreferenssignalen upp- träder på ledningen 74; denna signal kräver en mycket stor blad- vinkel. Vid detta tillfälle registrerar Signalen på ledningen l20, nämligen bladvinkelreferenssignalen/6D för retardation, en mindre Å bladvinkel och är den signal som utväljes av minimiväljarkretsen 122. Ütväljandet av signalen¿AD gör det möjligt att begränsa den hastighet med vilken bladvinkeln omställes motlflöjlingsläget, i syfte att,till ett minimum begränsa påkänningarna i rotorbla- den under retardation och begränsa det av rotorn utövade negativa momentet (motmomentet). A A Min.-väljarkretsens utsignal på en ledning l24 benämnes här ~¿en resulterande" bladvinkelns referenssignalfi§R och matas till summeringspunkten 126, där den jämföres med den aktuella blad- vinkelsignalen ß A på ledningen 52, varvid bladvinkelfelsigna- len ßeE erhålles på ledningen 48. Det är den sistnämnda signalen som sändes till bladvinkelställdonet 44, fig. 2 Den resulterande bladvinkelreferenssignalen/3R på ledningen l24 användes också för integratorföljning i rotorns_varvtals- regleringsprogram 88 och i momentregleringsprogramenheten 92 samt matas till båda dessa programenheter genom en signalledning l28. - É 94 skall i det följande beskrivas närmare i anslutning till fig. rkel från flöjlat läge till fulleffektläget bringas att ske med l“ 79o5oos~o Var och en av regleringsprogramenheterna 86, 88, 90, 92 och 4 - 8.During operation of the system with normal power, the signal selected is the signal on line 188. However, if it is desired to turn off the wind turbine quickly, the riot switch 76 is closed, with the riot reference signal denoted by FEATHER appearing on line 74; this signal requires a very large blade angle. At this time, the signal on line 120, namely the blade angle reference signal / 6D for deceleration, registers a smaller Å blade angle and is the signal selected by the minimum selector circuit 122. The selection of the signal¿AD makes it possible to limit the speed at which the blade angle is switched to the velocity position. to, at a minimum, limit the stresses in the rotor blades during deceleration and limit the negative torque exerted by the rotor (the counter torque). The output of the AA Min. Selector circuit on a line l24 is referred to herein as a resulting "blade angle reference signal fi§ R" and is applied to the summing point 126, where it is compared with the current blade angle signal ß A on line 52, the blade angle error signal ßeE being obtained on line 48. It is the latter signal which is sent to the blade angle actuator 44, Fig. 2 The resulting blade angle reference signal / 3R on line l24 is also used for integrator tracking in rotor_speed control program 88 and in torque control program unit 92 and is fed to both of these program units through signal line l28. 94 will be described in more detail below in connection with Fig. Rkel from velvet position to full power position is made to take place with l "79o5oos ~ o Each of the control program units 86, 88, 90, 92 and 4-8.

A För att starta vindturbinen brytes flöjlingsströmställaren 76, varvid flöjlingsreferenssignalen FEATHER försvinner från led- ningen 74; Signalen,ßs, som av accelerationsprogramenheten 86 avges på ledningen 96, är den vid detta tillfälle utvalda signa- len och tjänar till att ändra rotorbladens l0 bladvinkel, så att bladen lämnar sitt flöjlade läge, +9OQ, där dragkraften och där-» med vridmomentet är noll och bladen vrides i riktning mot läget A för full effekt, dvs. Oo. Alltefter som rotorns varvtal ökar, ökar rotorns vridmoment under vissa betingelser för bladvinkel och rotorvarvtal. Det förekommer vissa tillstånd av rotorvarv- tal och rotorbladvinkel, där negativt vridmoment eller retarda- tion uppträder, varför den hastighet, med vilken bladvinkeln ändras under igångsättningsförloppet, icke är godtycklig utan måste programmeras med hänsyn tagen till vindturbinens särskilda egenskaper. Om bladvinkeln omställes från flöjelläget alltför* hastigt, kan rotorbladen "stalla", dvs. överstegras. Följakt- ligen kräves en reglerad eller programmerad bladvinkelomställ- ning, Att ändra bladvinkeln med konstant hastighet från flöjel- läget tills turbinrotorn uppnår sitt märkvarvtal är ett alterna- tiv som visat sig användbart om bladvinkeländringen sker snabbt, så att rotorbladen hindras från att dröja vid de vridningshastig- heter som kan framkalla resonans i systemet. Alltefter som vind- hastigheten ökar, minskar den tid det tar för igångsättning av. vindturbinen; en rotor med större tröghetsmoment har längre tid att accelerera. Bladens acceleration ökar snabbt med rotations- hastigheten. _ V En korrekt funktion under vindturbinens acceleration kan visserligen uppnås genom att ändringen av rotorbladens bladvin- en fixerad hastighet, men en avsevärt förbättrad funktion, som. ger snabbare acceleration och mindre påkänningar vid alla vind- hastigheter, kan erhållas genom att omställa bladvinkeln som en funktion av vindens medelhastighet VWA och rotorns varvtal NR.A To start the wind turbine, the velvet switch 76 is broken, whereby the velvet reference signal FEATHER disappears from line 74; The signal, ßs, which is emitted by the acceleration program unit 86 on the line 96, is the signal selected at this time and serves to change the blade angle of the rotor blades 10, so that the blades leave their winged position, + 90 °, where the traction and thus the torque is zero and the blades are turned in the direction of position A for full effect, ie. Oo. As the rotor speed increases, the rotor torque increases under certain blade angle and rotor speed conditions. There are certain conditions of rotor speed and rotor blade angle, where negative torque or deceleration occurs, so the speed at which the blade angle changes during the start-up process is not arbitrary but must be programmed taking into account the special characteristics of the wind turbine. If the blade angle is adjusted from the wing position too * quickly, the rotor blades can "stall", ie. exceeded. Consequently, a controlled or programmed blade angle change is required. Changing the blade angle at a constant speed from the vane position until the turbine rotor reaches its rated speed is an alternative that has proved useful if the blade angle change occurs quickly, so that the rotor blades are prevented from lingering. rotational speeds that can cause resonance in the system. As the wind speed increases, the time it takes to start up decreases. the wind turbine; a rotor with greater moments of inertia has a longer time to accelerate. The acceleration of the blades increases rapidly with the rotational speed. V V A correct function during the acceleration of the wind turbine can admittedly be achieved by the change of the rotor blades - a fixed speed, but a considerably improved function, which. provides faster acceleration and less stress at all wind speeds, can be obtained by adjusting the blade angle as a function of the average wind speed VWA and the rotor speed NR.

Fig. 4 visar i diagramform ett bivariant accelerationsreglerings- program, där den optimala bladvinkeln vid acceleration är införd- som funktion av vindhastighet för olika rotorvarvtal. Den minsta startbladvinkeln definieras sålunda som en funktion av vindens_ m@¿e1haSti9het VWA och rotorns varvtal NR. Programmet enligt fig. 4 7905005-0 1* är inbyggt i accelerationsprogramenheten 86 enligt fig. 3, vid vilken de båda insignalerna VWA och NR uppträder på signalled- ningarna 84 resp. 56, och utsignalen på ledningen 96 är accelera- tionsbladvinkelreferenssignalen.ßs, reglerad i enlighet med sche- mat enligt fig. 4. Uppbyggnaden åstadkommes enklast med digitala 1 komponenter medelst ett enkelt fast minne ("read only memory"), ehuru även analoga kretskomponenter kan komma till användning.Fig. 4 shows in diagrammatic form a bivariate acceleration control program, where the optimal blade angle during acceleration is introduced as a function of wind speed for different rotor speeds. The smallest starting blade angle is thus defined as a function of the wind_m @ ¿e1haSti9het VWA and the rotor speed NR. The program according to Fig. 4 7905005-0 1 * is built into the acceleration program unit 86 according to Fig. 3, in which the two input signals VWA and NR appear on the signal lines 84 and 84, respectively. 56, and the output signal on line 96 is the acceleration blade angle reference signal.ßs, regulated in accordance with the diagram of Fig. 4. The structure is most easily achieved with digital 1 components by means of a simple fixed memory ("read only memory"), although also analog circuit components can be used.

Såsom framgår av fig. 4, föreskrives vid igångsättning från 0 r/m en bladvinkel av +70O eller större, beroende på vad programmet bestämmer och beroende på vindhastigheten. Alltefter som rotorns varvtal ökar och ger synkrongeneratorn vridmoment, avtar blad-8 vinkeln gradvis mot noll tills vindturbinrotorn uppnår sitt märk- varvtal. De i fig. 4 visade kurvorna innehåller minimibladvinkel- gränser som hindrar vindturbinrotorn från att generera accelera- tionsvridmoment överstigande ca. 200 % (eller något annat önskat. gränsvärde) av normalt märkvärde för vridmomentet, varigenom de mekaniska påkänningar och det-moment som överföres genom rotor- axeln och växellådan, begränsas till lägsta möjliga värden. Under vindturbinens igângsättningsförlopp bestämmes sålunda rotorns blad- vinkel uteslutande av accelerationsregleringsprogramenheten 86.As shown in Fig. 4, when starting from 0 r / m, a blade angle of + 70O or greater is prescribed, depending on what the program determines and depending on the wind speed. As the rotor speed increases and gives the synchronous generator torque, the blade 8 angle gradually decreases towards zero until the wind turbine rotor reaches its rated speed. The curves shown in Fig. 4 contain minimum blade angle limits which prevent the wind turbine rotor from generating acceleration torque exceeding approx. 200% (or any other desired limit value) of the normal rated value of the torque, whereby the mechanical stresses and the torque transmitted through the rotor shaft and gearbox are limited to the lowest possible values. Thus, during the start-up process of the wind turbine, the blade angle of the rotor is determined exclusively by the acceleration control program unit 86.

Ehuru ej visat på ritningen, kan NR- eller rotorvarvtals- insignalen till accelerationsprogramenheten 86 enligt fig. 3 ersättas med endast smärre systemvariationer medelst generator- varvtalssignalen NG, enär det råder ett direkt förhållande mellan rotorns varvtal och generatorns varvtal under förmedling av växel- lådan 20. Den generella formen på kurvorna i fig. 4 förändras ' icke. _ Då vindturbinens varvtal ökar i enlighet med accelerations- regleringsprogrammet för enheten 86, närmar sig rotorns varvtal det värde som är inprogrammerat i rotorvarvtalsregleringsprogram- met 88 medelst NR-REF-signalen på ledningen 70. Under igângsätt- ningsförloppet kommer det aktuella rotorvarvtalets signal NR på ledningen 56 alltid att vara lägre än det önskade rotorvarvtalet NR-REF, och utsignalen från rotorvarvtalsprogramenheten på led-, ningen 100, ß N, begär en liten bladvinkel, dvs. då undervarv avkânnes kräver rotorvarvsregleringsprogramenheten 88 en liten.» bladvinkel för att försöka öka varvtalet och accelerera rotorn och synkrongeneratorn till önskat varvtal. Max-väljarkretsen 98 tillåter vid detta tillfälle icke signalen på ledningen 106 att passera i- genom, emedan en större bladvinkel därvid begäres av signalen ß S på ledningen 96. Alltefter som rotorns varvtal ökar och NR närmar Analen NR på ledningen 56 matas också till en deriveringskrets 134, Apå en ledning 136 till en förstärkningsmultiplikatorkrets l38. Multi- -_tigheten och uppträder som en signal KN på en signalledning 97a. ll 7905005-0 sig det av NR-REF-signalen utvalda värdet, begär signalen /ÄN en större bladvinkel, medan signalen fißs begär en mindre bladvinkel, och en punkt uppnås, vid vilken bladvinkelns reglering övertas av rotorvarvsregleringsprogramenheten 88. p Med hänvisning till fig. 3, gäller att rotorvarvtalsregle- ringsprogramenheten 88 tillföres insignaler avseende önskat rotor-A varvtal, NR-REF på ledningen 70, verkligt rotorvarvtal NR på led- 8 ningen 56 och övervarvsbegränsningsreferenssignal A NR REF på ledningen 72. Signaler matas också till rotorvarvtalsreglerings- programenheten 88 från den automatiska synkroniseringskretsen 30 (fig. 2) på ledningar 38 och 42. Återkoppling av bladvinkelrefe- E renssignalen1ßR sker via ledningen 128, och förstärkningar för à regleringsprogramenheten 88 erhålles på ledningen 97. I princip ' É gäller att programenheten 88 för rotorns varvtal jämför det verk- liga, aktuella rotorvarvtalet NR med det önskade rotorvarvtalet NR REF, varvid en rotorvarvtalsfelsignal erhålles, från vilken man- genom proportional-, integral- och derivataoperationer erhåller bladvinkeln/ÖN, så att man har ett stabilt, snabbreagerande system, vilket reducerar sådana avvikelser i rotorvarvtal, och därmed i uteffektfrekvens, som härrör från häftiga vindstötar eller från bortfall av elektrisk belastning. Ändringshastigheten hos rotorns varvtal övervakas också för att åstadkomma extra belastningskom- pensation. övervarvs- eller toppbegränsningssignalen A NR REF (Étopping signal") användes endast då synkrongeneratorn är direkt- ansluten. Den detaljerade uppbyggnaden av rotorns varvtalsregle- ringsenhet 88 visas i fig. 6. V L _ Med hänvisning till fig. 6, gäller att den rotorns verkliga varvtal representerade signalen NR på ledningen 56 jämföres i en summeringspunkt 130 med en-rotorns önskade varvtal representerande signalen NR REF på ledningen 70, och en varvtalssignal, som är proportionell med differensen mellan dessa, erhålles på en sig- nalledning l32. Till signalen NR REF på ledningen 70 kan via summeringspunkten l3l adderas den på ledningen 42 uppträdande sig- nalen för att åstadkomma fassynkronisering av generatorn 26 med belastningsobjektet, såsom skall beskrivas i det följande§ Sig- och utsignalen från deriveringskretsen l34, en ledsignal, matas plikatorns l38 förstärkning är variabel som en funktion av vindhas- Den variabla förstärkningsfunktionen enligt föreliggande uppfin- l6. 7905005-o ning skall i det följande beskrivas i anslutning till fig. 9. Ut- signalen från multiplikatorn 138 matas till summeringspunkten 130 på en signalledning 142 i samma riktning som signalen NR, så att' den på ledningen 142 uppträdande signalen representerar felet i_ aktuellt rotorvarvtalsfel plus en konstant gånger ändringshastig- heten hos rotorns varvtal. L 0 En i ledningen 72 inkopplad strömställare 144 är normalt bruten och hindrar därigenom toppbegränsningssignalen¿iNR REF från att matas till summeringspunkten 130. Om däremot synkron- generatorn direktkopplas till ett kraftnät, kopplas bladvinkel- regleringen till momentprogramenheten 92 (fig; 2), och ström- ställaren 144 slutes av den diskreta.signalen på ledningen 38 för att låta signalenÅiNR REF matas till summeringspunkten 130.Although not shown in the drawing, the NR or rotor speed input signal to the acceleration program unit 86 of Fig. 3 can be replaced with only minor system variations by the generator speed signal NG, since there is a direct relationship between the rotor speed and the generator speed during transmission of the gearbox 20. The general shape of the curves in Fig. 4 does not change. As the wind turbine speed increases in accordance with the acceleration control program of the unit 86, the rotor speed approaches the value programmed into the rotor speed control program 88 by means of the NR-REF signal on line 70. During the start-up process, the signal NR of the current rotor speed line 56 should always be lower than the desired rotor speed NR-REF, and the output of the rotor speed program unit on line 100, ß N, requests a small blade angle, i.e. when under-speed is detected, the rotor speed control program 88 requires a small. " blade angle to try to increase the speed and accelerate the rotor and synchronous generator to the desired speed. At this time, the max selector circuit 98 does not allow the signal on line 106 to pass through, since a larger blade angle is thereby requested by the signal ß S on line 96. As the rotor speed increases and NR approaches, the Anal NR on line 56 is also fed to a derivation circuit 134, on a line 136 to a gain multiplier circuit 138. The multiplicity and appears as a signal KN on a signal line 97a. ll 7905005-0 the value selected by the NR-REF signal, the signal / ÄN requests a larger blade angle, while the signal fi ßs requests a smaller blade angle, and a point is reached at which the blade angle control is taken over by the rotor speed control program unit 88. p Referring to FIG. 3, the rotor speed control program 88 is supplied with input signals for the desired rotor-A speed, NR-REF on line 70, actual rotor speed NR on line 56 and override limit reference signal A NR REF on line 72. Signals are also fed to the rotor speed control unit. 88 from the automatic synchronizing circuit 30 (Fig. 2) on lines 38 and 42. Feedback of the blade angle reference signal 1ßR takes place via line 128, and amplifications for the control program unit 88 are obtained on line 97. In principle 'É, the program unit 88 for the rotor speed compares the actual current rotor speed NR with the desired rotor speed NR REF, whereby a rotor speed f electrical signal is obtained, from which one through proportional, integral and derivative operations obtains the blade angle / ÖN, so that one has a stable, fast-reacting system, which reduces such deviations in rotor speed, and thus in output power frequency, which result from strong gusts or from failure of electrical load. The rate of change of the rotor speed is also monitored to provide extra load compensation. the override or peak limiting signal A NR REF (Étopping signal ") is used only when the synchronous generator is directly connected. The detailed structure of the rotor speed control unit 88 is shown in Fig. 6. VL _ Referring to Fig. 6, the actual rotor speed represented by the signal NR on line 56 is compared at a summing point 130 with the desired speed of the single rotor representing the signal NR REF on line 70, and a speed signal proportional to the difference between them is obtained on a signal line 132. To the signal NR REF on the line 70, the signal appearing on the line 42 can be added via the summing point 131 to effect phase synchronization of the generator 26 with the load object, as will be described in the following § The signal and output signal from the derivation circuit 134, a guide signal is supplied as a function of wind speed The variable gain function according to the present invention 16. The output signal from the multiplier 138 is fed to the summing point 130 on a signal line 142 in the same direction as the signal NR, so that the signal appearing on the line 142 represents the error in the current rotor speed error plus a constant times the rate of change of the rotor speed. L 0 A switch 144 connected in line 72 is normally broken, thereby preventing the peak limiting signal¿inNR REF from being supplied to the summing point 130. If, on the other hand, the synchronous generator is directly connected to a power grid, the blade angle control is connected to the torque program unit 92 (fig; 2), and the switch 144 is closed by the discrete signal on line 38 to allow the signal IN REF to be supplied to the summing point 130.

SignalenbrNR REF har sådan storlek och riktning att den adderas åtill signalen NR REF, varigenom generatorns önskade varvtal höjes till ett värde som överstiger märkvärdet l800 r/m med ett belopp _motsvarande signalensÅNlRREF storlek. Enär signalenÅNR REF emellertid endast utnyttjas då synkrongeneratorn är direktin- ' kopplad och då bladvinkelregleringen har överförts till moment- programenheten 92 enligt fig. 3, fungerar signalen¿§NR REF som övervarvs- eller rusningsskydd. V V _ En signal uppträder på ledningen 42 då synkrongeneratorn 26 enligt fig. 2 har den önskade frekvensen, men icke ligger i” fas med belastningsobjektet, och denna signal har sådan storlek och riktning att den temporärt ökar eller minskar signalen för rotorns referensvarvtal NR REF på ledningen 70. Närvaron av sig- nalen på ledningen 42, vilken i summeringspunkten l3l adderas» till referenssignalen NR REF, justerar rotorns varvtal något, tills fassynkronisering uppnås då signalen på ledningen 42 blir noll. 2 ' 2 Om det antas att kontakten l44 är bruten och ingen signal uppträder på ledningen 42, matas rotorns varvtalsfelsignal plus en konstant gånger rotorvarvtalets ändringshastighet till propor- tional-, integral- och deriveringskretsar, som är kombinerade så att man på ledningen 100 erhåller signalenlß N. Proportionalreg- leringskretsen innehåller en förstärkningsmultiplikator 146,4 som har en variabel förstärkning, KNP, som registreras genom en ledning 97c, varvid utsignalen från multiplikatorn 152 såsom s en insignal matas till en summeringspunkt l58 genom en ledning 156. Utsignalen från summeringspunkten 158 matas på en ledning 160 till en integratorkrets 162, vars utsignal på en ledning 164 list * Vf ~" w ”' 7905005-0 matas till summeringspunkten 150, där den hopsummeras med propor- tionalkontrollsignalen. I V I enlighet med en annan aspekt av.uppfinningen användes integratorföljning för att hålla integratorn 162 i ett overksamt kontrolltillstånd nära den resulterande referensbladvinkeln/GR.The signal brNR REF has such a size and direction that it is added to the signal NR REF, whereby the desired speed of the generator is increased to a value exceeding the rated value l800 r / m by an amount corresponding to the size of the signalÅNlRREF. However, since the signal REF is only used when the synchronous generator is directly connected and when the blade angle control has been transmitted to the torque program unit 92 according to Fig. 3, the signal NRF REF functions as overrunning or overrun protection. VV - A signal appears on line 42 when the synchronous generator 26 according to Fig. 2 has the desired frequency, but is not in phase with the load object, and this signal is of such magnitude and direction that it temporarily increases or decreases the signal for the rotor reference speed NR REF on line 70. The presence of the signal on line 42, which at the summing point 131 is added »to the reference signal NR REF, adjusts the rotor speed slightly until phase synchronization is reached when the signal on line 42 becomes zero. 2 '2 Assuming that contact 144 is broken and no signal appears on line 42, the rotor speed error signal plus a constant times the rotor speed change rate is fed to proportional, integral and derivative circuits, which are combined to obtain signal lß on line 100. N. The proportional control circuit includes a gain multiplier 146,4 having a variable gain, KNP, which is recorded through a line 97c, the output of the multiplier 152 being fed as an input signal to a summing point 158 through a line 156. The output of the summing point 158 is fed on a line 160 to an integrator circuit 162, the output of which on a line 164 list * Vf ~ "w" '7905005-0 is fed to the summing point 150, where it is summed with the proportional control signal. IVI In accordance with another aspect of the invention, integrator tracking is used. to keep the integrator 162 in an idle control state near the resulting reference blade inkeln / GR.

Integrator~a utsignal på ledningen 164 matas till en summerings- punkt 166 och jämföres medwßR-återkopplingssignalen på ledningen 128. Utsignalen från summeringspunkten 166, en bladvinkel-fe1- signal, matas på ledningen 168 till en förstärkningskrets 170 uppvisande ett "dödband", såsom visas i fig. 6. Förstärknings- kretsen 170 har till uppgift att tvinga integralkontrollsignalen att följa referensbladvinkelsignalen/Ö R endast då den av integra-. torn 162 bestämda bladvinkeln i rotorvarvtalskontrollen skiljer sig avsevärt från den resulterande referensbladvinkeln ÃÉR. "Död- bandet" säkerställer att ingen följning sker då den registrerade _pladvinkeln på ledningen 164 ligger mycket nära den som motsvaras av den resulterande referensbladvinkeln/ßR. Utsignalen från för- stärkningskretsen 170 matas på en ledning 172 till summerings- punkten l58 för att hopsummeras med integratorinsignalen på led- ningen 156, och signalen på ledningen 172 är noll då bladvinkel- felet ligger inom dödbandet, medan den är skild från noll för att adderas till eller subtraheras från integratorinsignalen då bladvinkelfelet faller utanför dödbandet.The integrator output of line 164 is fed to a summing point 166 and compared to the wsR feedback signal at line 128. The output of summing point 166, a blade angle error signal, is fed at line 168 to a gain circuit 170 having a "dead band", such as is shown in Fig. 6. The function of the gain circuit 170 is to force the integral control signal to follow the reference blade angle signal / Ö R only when that of the integral. tower 162 determined the blade angle in the rotor speed control differs significantly from the resulting reference blade angle is. The "dead band" ensures that no tracking occurs as the recorded plate angle on line 164 is very close to that corresponding to the resulting reference blade angle / ßR. The output of the gain circuit 170 is supplied on a line 172 to the summing point 155 to be summed with the integrator input signal on the line 156, and the signal on the line 172 is zero when the blade angle error is within the deadband, while it is non-zero to added to or subtracted from the integrator input signal when the blade angle error falls outside the deadband.

Derivatakontrollen innefattar en multiplikatorkrets 174 med variabel förstärkning, KND, som programmeras genom en signalledning 97d, varvid multiplikatorkretsens 174 utsignal genom en signal- ledning 178 matas till en derivatakrets 180. Derivatakretsens utsignal matas på en ledning 182 till en summeringspunkt 184, där den kombineras med integral- och proportional-styrsignalerna från summeringspunkten 150 på en ledning 186. Utsignalen' från summe- ringspunkten 184 är rotorvarvtals-bladvinkelreferenssignalen /ÄN, som uppträder på ledningen 100. H V V ' »I vissa fall kan det hända att derivatakretsarna 134 och 180, (fig. 6), icke behövs utan kan utelämnas, eller också kan de resp. förstärkningarna KN på ledningen 97a och KND på led- ningen 97d reduceras till noll. Behovet av försprångskompensa-~ tion (eng. "lead compensation") blir beroende av den avkända _ variabla driftstorhetens natur.The derivative control comprises a variable gain multiplier circuit 174, KND, which is programmed through a signal line 97d, the output signal of the multiplier circuit 174 being fed through a signal line 178 to a derivative circuit 180. The output signal of the derivative circuit is fed on a line 182 to a summing point 184, the integral and proportional control signals from the summing point 150 on a line 186. The output signal 'from the summing point 184 is the rotor speed blade angle reference signal / ÄN, which occurs on the line 100. HVV' »In some cases, the derivative circuits 134 and 180, fig. 6), are not needed but can be omitted, or they can resp. the reinforcements KN on line 97a and KND on line 97d are reduced to zero. The need for lead compensation becomes dependent on the nature of the sensed variable variable.

Momentkontrollenheten 92 (fig. 3) användes till att så mycket som möjligt begränsa variationerna i rotoraxelns vridnings- moment samt påkänningar på rotorbladen till följd av kastvindar aefaeiua~flawsmwaa »ida ' 7905005-0. _ ~ 18' och turbulens, då synkrongeneratorn är ansluten till ett elekt- riskt kraftnät. Enligt det särskilt lämpliga reglerprogrammet av- kännes vridmomentet Q hos den axel som förbinder vindturbinen I med synkrongeneratorn, som sin primära regleringsvariabel. Den signal Q, som representerar det verkliga axelmomentet, uppträder på signalledningen 64 och den signal Q REF, som representerar' momentsignalens önskade värde, börvärde, uppträder pä signalled- ningen 68. Momentregleringsprogramenheten 92 liknar rotorvarv-_ talsregleringsprogramenheten 88 däri, att vridmomentets ärvärde Q jämföres med detsammas börvärde Q REF, och den resulterande differensen eller felsignalen användes till att moderera rotorns bladvinkel med hjälp av proportional- plus integral- plus deri- vata-kontroller, så att man erhåller en stabil, snabbreagerande reglerslinga, som reducerar momentvariationerna så mycket som _ möjligt. Genom lämpligt val av regleringsförstärkningar i kombina- tion med en snabbverkande bladvinkelomställningsmekanism, erhål- les dämpning av den torsionsresonans som uppstår till följd_av vindturbinens vridtröghet och axelns fjädringsförmäga. Reglerings- förstärkningarna väljes också för att till ett minimum reducera de momentavvikelser som uppstår till följd av häftigare vindkast; Genom anordnandet av dämpning för vindturbinrotorns resonans- svängningar kring pivåaxeln, bidrar man till att nedbringa på- känningarna på rotorbladen, belastningarna på växellådan och momentbelastningarna på rotoraxeln samt får möjlighet att använda en snabbare reagerande momentkontrollkrets. Utsignalen från moment- kontrollenheten 92 är den momentkontrollbladvinkelreferenssignal /Ö Q, som uppträder på ledningen 108. Återkoppling av bladvinkel referenssignalen /QR sker via ledningen 128 och förstärkningsreg- lering åstadkommes via ledningen 97.V .The torque control unit 92 (Fig. 3) is used to limit as much as possible the variations in the torque of the rotor shaft and the stresses on the rotor blades due to gusts aefaeiua ~ fl awsmwaa »ida '7905005-0. _ ~ 18 'and turbulence, when the synchronous generator is connected to an electric power grid. According to the particularly suitable control program, the torque Q of the shaft which connects the wind turbine I to the synchronous generator is sensed as its primary control variable. The signal Q, which represents the actual shaft torque, appears on the signal line 64 and the signal Q REF, which represents the desired value, setpoint of the torque signal, appears on the signal line 68. The torque control program 92 is similar to the rotor speed control program 88 in that the torque value is is compared with its setpoint Q REF, and the resulting difference or error signal is used to moderate the blade angle of the rotor using proportional- plus integral- plus derivative controls, so as to obtain a stable, fast-reacting control loop which reduces torque variations as much as _ possible. By appropriate selection of control reinforcements in combination with a fast-acting blade angle adjustment mechanism, damping of the torsional resonance resulting from the wind turbine's torsional inertia and the resilience of the shaft is obtained. The control reinforcements are also selected to minimize the torque deviations that occur as a result of heavier gusts; By arranging damping for the wind turbine rotor's resonant oscillations around the pivot shaft, it helps to reduce the stresses on the rotor blades, the loads on the gearbox and the torque loads on the rotor shaft and has the opportunity to use a faster reacting torque control circuit. The output signal from the torque control unit 92 is the torque control blade angle reference signal / Ö Q, which appears on line 108. Feedback of the blade angle reference signal / QR takes place via line 128 and gain control is provided via line 97.V.

Momentprogramenheten 92 avger momentbladvinkelreferenssig- nalen/ÖQ på ledningen 108 endast då synkrongeneratorn är "direkt- inkopplad på linjen" (eng. "on line"), dvs. endast då synkron- generatorns utfrekvens och fas är synkroniserade med det belas- tande kraftnätet, inom de gränser som bestämmes av synkroniserings- kretsen 30, fig. 2. Samtidigt som utsignalen från synkrongenera- torn inkopplas "på linjen", omvandlas rotorvarvtalsreglerings- programenheten 88 till rusning- eller övervarvsskydd, Följakt- ligen gäller, att vindturbinen, då generatorn är direktinkopplad på linjen, alltid har lägre varvtal i förhållande till börvarvtalet NR REF plus A NRREF, och rotorvarvtalets bladvinkelreferenssignal» Inalen /ÉR på ledningen 128, vilken signal jämföres med integra- - avsevärt från referensbladvinkeln /SE? 1* 79osoo5-0 på ledningen 100, dvs. signalen/ÖN kräver en minskad bladvinkel för att öka rotorns varvtal. Momentregleringsprogramenheten 92 mm begränsar bladvinkeln för anpassning efter systemet momentbegräns- ningar samt kräver i de flesta förhållanden en ökad bladvinkel, dvs. en bladvinkel som ligger närmare flöjlingsläget. Enär max-- väljarkretsen 98 enligt fig; 3 släpper igenom signalen för den, största bladvinkeln, är det momentbladvinkelreferenssignalen/ÛQ, som släppes igenom denna krets 98, och rotorvarvtalets reglerings- programenhet 88 blir verksam endast i nödsituationer, då rotorn ru- sar, varvid rotorvarvtalsbladvinkel-referenssignalengßN är den signal som kräver den större bladvinkeln.The torque program unit 92 outputs the torque blade angle reference signal / ÖQ on line 108 only when the synchronous generator is "on line", ie. only when the output frequency and phase of the synchronous generator are synchronized with the load power network, within the limits determined by the synchronizing circuit 30, Fig. 2. At the same time as the output signal from the synchronous generator is switched on "on the line", the rotor speed control program unit 88 is converted Consequently, when the generator is directly connected to the line, the wind turbine always has a lower speed in relation to the setpoint speed NR REF plus A NRREF, and the rotor speed 'blade angle reference signal »Inalen / ÉR on line 128, which signal is compared with integra- - considerably from the reference blade angle / SE? 1 * 79osoo5-0 on line 100, i.e. the signal / ÖN requires a reduced blade angle to increase the rotor speed. The torque control program unit 92 mm limits the blade angle for adaptation to the system torque limitations and in most conditions requires an increased blade angle, ie. a blade angle that is closer to the velvet position. Since the max selector circuit 98 of FIG. 3 transmits the signal for the largest blade angle, it is the torque blade angle reference signal / ÛQ which is passed through this circuit 98, and the rotor speed control program unit 88 becomes active only in emergencies when the rotor is rusting, the rotor speed blade angle reference signal being the signal the larger blade angle.

I fig. 8 visas momentprogramenheten 92 enligt fig. 3 mera detaljerat. Den uppmätta vridmomentsignalen Q på ledningen 64 och denna signals börvärde Q REF på ledningen 68 jämföres i en summe- ringspunkt 188, så att en momentfelsignal erhålles på en signal- ledning 190. Proportionalkontroll erhålles medelst en multipli- kator 192 med en variabel förstärkning, KQP, som registreras via en ledning 97e. Integralkontroll erhålles medelst en multiplikator 196 med en variabel förstärkning, KQI, som registreras via en V ledning 97f. Utsignalen från multiplikatorn 196 matas på en led- ning 198 till en summeringspunkt 200, varvid utsignalen från sum- meringspunkten 200 matas på en ledning 202 till en integrator 204.Fig. 8 shows the torque program unit 92 according to Fig. 3 in more detail. The measured torque signal Q on line 64 and the setpoint Q REF of this signal on line 68 are compared at a summing point 188, so that a torque error signal is obtained on a signal line 190. Proportional control is obtained by means of a multiplier 192 with a variable gain, KQP , which is registered via a line 97e. Integral control is obtained by means of a multiplier 196 with a variable gain, KQI, which is registered via a V line 97f. The output of the multiplier 196 is fed on a line 198 to a summing point 200, the output signal from the summing point 200 being fed on a line 202 to an integrator 204.

Integratorns utsignal matas på en ledning 206 till en summerings- punkt 208, där den adderas till multiplikatorns 192 utsignal på en ledning 210. Liksom i rotorvarvtalsprogramenheten (fig. 6) förekommer här integratorföljning genom referensbladvinkelsig- torns utsignal i en summeringspunkt 212, varvid differenssig- nalen matas på en ledning 214 genom en förstärkarkrets 216 och därefter på en ledning 218 till summeringspunkten 200. Förstärk- ningskretsen 216 har, såsom visas i fig. 8, ett "dödband" för' att följa integratorn 204 endast då dess utsignal skiljer sig Derivatastyrning åstadkommas medelst en multiplikator 220 med en variabel förstärkning KQD som styres via en ledning 97g., Multiplikatorns 220 utsignal matas på en ledning 228 till en summeringspunkt 230, där den kombineras med proportional- plus integral-utsignalen från summeringspunkten 208 på en signalled- “ning 232. I 'I Utsignalen på ledningen 108 från summeringspunkten 230, dvs. biaavinkelreferenssignalen AQ, passerar genom en Strömställare . 7905005-0 eller kontakt 234. Kontakten 234 är sluten, varigenom bladvinkel- referenssignalen/ßQ kan passera genom densamma endast då synkron- generatorn är inkopplad "på linjen“, och en diskret signal av- ges av synkroniseringskretsen 30 (fig. 3) på ledningen 38. Sig- nalen på ledningen 38 sluter kontakten 40 (fig. 2), varvid syn- krongeneratorn anslutes till belastningsnätet samtidigt som kon- takterna l44 (fig. 6) och 234 (fig. 8) slutes, varvid varvtals- regleringsprogramenheten 88 förvandlas till ett rusningsskydd, såsom beskrivits i det föregående, och momentregleringsprogramen- heten 92 därjämte inkopplas i systemet. Om Qwfluongeneratorn av någon anledning bortkopplas från det yttre belastningsnätet eller om synkrongeneratorns frekvens och/eller fas avviker från belast- ningsnätets, försvinner den diskreta signalen på ledningen 38, varvid kontakterna 40, l44, 234 brytes och vindturbinen återgår till rotorvarvtalsreglering. Under direktinkopplingen på linjen, och sålunda med bladvinkeln under kontroll av momentreglerings- programenheten 92, hålles generatorns varvtal och därmed dess ut- frekvens skäligen konstanta av det belastande kraftnätet. När kraftnätet väl blivit inkopplat, strävar det att hålla synkron- generatorns varvtal vid kraftnätets frekvens och i fas med nätet.The output of the integrator is fed on a line 206 to a summing point 208, where it is added to the output of the multiplier 192 on a line 210. As in the rotor speed program unit (Fig. 6), there is integrator tracking through the output of the reference blade angle signal at a summing point 212. The amplifier circuit 216 is fed on a line 214 through an amplifier circuit 216 and then on a line 218 to the summing point 200. The amplifier circuit 216 has, as shown in Fig. 8, a "dead band" for following the integrator 204 only when its output signal differs. is provided by means of a multiplier 220 with a variable gain KQD which is controlled via a line 97g., the output signal of the multiplier 220 is fed on a line 228 to a summing point 230, where it is combined with the proportional plus integral output signal from the summing point 208 on a signal line. 232. I 'I The output signal on line 108 from the summing point 230, i.e. bia angle reference signal AQ, passes through a Switch. 7905005-0 or contact 234. The contact 234 is closed, whereby the blade angle reference signal / ßQ can pass through it only when the synchronous generator is connected "on the line", and a discrete signal is emitted by the synchronizing circuit 30 (Fig. 3) on line 38. The signal on line 38 closes the switch 40 (Fig. 2), connecting the synchronous generator to the load network at the same time as the contacts l44 (Fig. 6) and 234 (Fig. 8) are closed, the speed control program unit 88 is transformed into a burst protection, as described above, and the torque control program unit 92 is also connected to the system.If the Qw generator is disconnected from the external load network for some reason or if the frequency and / or phase of the synchronous generator deviates from the load network, the signal disappears discreetly. line 38, whereby the contacts 40, 144, 234 are broken and the wind turbine returns to rotor speed control.During the direct connection on the line, and thus with the blade key under the control of the torque control program unit 92, the generator speed and thus its output frequency are kept reasonably constant by the load-bearing power grid. Once the power grid has been connected, it strives to keep the synchronous generator speed at the power grid frequency and in phase with the grid.

En reducerad styvhet hos rotoraxeln medför minskad vridfjädrings- förmåga hos axeln som förbinder vindturbinen med synkrongenera- torn och hjälper till att minska störningar i axelmomentet.A reduced rigidity of the rotor shaft results in reduced torsional suspension capacity of the shaft which connects the wind turbine to the synchronous generator and helps to reduce disturbances in the shaft torque.

I enlighet med en annan aspekt av uppfinningen åstadkommes ett ytterligare bidrag till att reducera avvikelserna i axelmoment då generatorn är direktansluten till linjen och till att reducera varvtalsavvikelserna då generatorn icke är ansluten, detta med hjälp av vindprognos- eller vindförutsägelseprogramenheten 90 enligt fig. 3, vilken visas mera detaljerat i fig. 7. Vindprog- nosprogramenheten 90 avger på ledningen 104 en signal/ÖANT för snabb ändring av vindförhållandena genom ett nominellt program för vindturbinens bladvinkel; blocket 236, som funktion av vind- hastigheten VWA, vilken på ledningen 84 uppträder som insignal till blocket 236, samt en derivativ överlagringsprognoskrets i blocket 237. Vindprognosprogrammet i blocket 236 erhålles genom beräkning av en bladvinkel som erfordras för att åstadkomma kons- tant uteffekt för olika vindhastigheter, under antagande att generatorns varvtal är konstant vid det önskade referensvärdet.According to another aspect of the invention, an additional contribution is made to reducing the deviations in shaft torque when the generator is directly connected to the line and to reducing the speed deviations when the generator is not connected, this by means of the wind forecast or wind prediction program unit 90 according to Fig. 3, which is shown in more detail in Fig. 7. The wind forecast program unit 90 emits on line 104 a signal / ÖANT for rapid change of wind conditions through a nominal program for the blade angle of the wind turbine; block 236, as a function of the wind speed VWA, which on line 84 acts as an input to block 236, and a derivative overlay forecast circuit in block 237. The wind forecast program in block 236 is obtained by calculating a blade angle required to provide constant output for different wind speeds, assuming that the generator speed is constant at the desired reference value.

Två vindprognosprogram kan användas, det ena härlett för 100 % effekt vid tillämpning av direktansluten ("on-line“§ moment- reglering och det andra härlett för effekten 0 % vid indirekt 2L 7905005-e operation ("off-line"). I båda dessa fall är signal,ßANT på led- ningen lO4 skild från noll endast under hastigt varierande vind- förhållanden. Signalen adderas i summeringspunkten 102 till bladvinkelreferenssignalenIÖN för rotorvarvtalsregleringen och adderas därjämte i summeringspunkten 110 till bladvinkelrefe- renssignalen ßQ för mcrrzentregleringen. Allteftersom vindhastigheten varierar, verkställer prognossignalen en ändring av bladvinkeln, som till ett minimum reducerar övergående avvikelser i rotor- varvtal eller moment som skulle kunna orsakas av vindstötar.Two wind forecast programs can be used, one derived for 100% power when applying online ("on-line" § torque control and the other derived for the power 0% for indirect 2L 7905005-e operation ("off-line"). in both these cases the signal ßANT on the line 104 is non-zero only under rapidly varying wind conditions.The signal is added at the summing point 102 to the blade angle reference signal IÖN for the rotor speed control and is also added at the summing point 110 to the blade angle reference signal the forecast signal implements a change in the blade angle, which to a minimum reduces transient deviations in rotor speed or torque that could be caused by gusts of wind.

Kraftigare vindstötar ändrar emellertid i allmänhet vridmomentet eller varvtalet tillräckligt för att åstadkomma frânslagning av generatorn från den matade ledningen ("taken off-line") till rätt frekvens och fas har återupprättats. w Alternativt kan axelmomentets avvikelser reduceras med hjälp av en konventionell slirkoppling mellan vindturbinen och synkron- generatorn.However, stronger gusts of wind generally change the torque or speed sufficiently to cause the generator to be switched off from the supplied line ("taken off-line") until the correct frequency and phase have been restored. w Alternatively, the shaft torque deviations can be reduced by means of a conventional slip clutch between the wind turbine and the synchronous generator.

"Användandet av proportional- plus derivata- plus integral- reglering, som kombineras till en integrator med kvadratisk för- språngskompensation ("lead compensation") i både generator- och momentregleringsprogramenheterna 88 och 92, medför en anmärknings-~ värt förbättrad stabilitet och känslighet hos regleringsslingorna.The use of proportional-plus derivative- plus integral control, which is combined into an integrator with quadratic lead compensation in both generator and torque control units 88 and 92, results in a remarkably improved stability and sensitivity of the control loops.

Genom kvadratisk ledningskompensation införes en underdämpad anti- resonans före systemets primära resonansfrekvens, som ger ytter-I ligare kapacitiv fasförskjutning, varigenom erhålles större system- förstärkningar och korskopplingsfrekvens, så att man uppnår snabbare funktion och mera exakt reglering. Filtrering kan bli nödvändig om varvtals- och/eller momentmätgivarna är alltför bullersamma.Quadratic line compensation introduces an attenuated anti-resonance before the system's primary resonant frequency, which provides additional capacitive phase shift, thereby obtaining greater system gains and cross-coupling frequency, so that faster operation and more precise control are achieved. Filtration may be necessary if the speed and / or torque sensors are too noisy.

Retardationsregleringsprogramenheten 94 enligt fig. 3 fungerar i enlighet med diagrammet i fig. 5. I händelse att vindturbinen måste stoppas snabbt, är det av vikt att begränsa den hastighet med vilken rotorbladen flöjlas för att så mycket som möjligt redu- cera de påkänningar som bladen utsättes för vid retardation av vind- turbinen. I enlighet med uppfinningen åstadkommes denna begräns- ning genom införandet av en maximal bladvinkelgräns, vilken be- stämmes som en funktion av vindens medelhastighet VWA och rotorns varvtal NR. Regleringsprogrammet visas i fig. 5 för en typisk vindturbin, varvid bladvinkelreferenssignalen/GB för retardations- reglering är införd som funktion av vindhastigheten VWA för utvalda rotorvarvtal NR. Regleringsprogrammet enligt fig. 5 är materiali- serat i fig. 3, enligt vilken insignaler representerande vindens 22. 79Ü5Û05*Û medelhastighet VWA på ledningen 84 och rotorns varvtal NR på led- ningen 56 matas till retardationsregleringsprogramenheten 94, vil- ken programenhet typiskt utgöres av en analog eller digital bi- variat funktionsgenerator, som på ledningen l2O avger en utsignal /GD, vilken i sin tur avges som insignal till en min-väljarkrets 122. Under vindturbinens normala arbete bildar retardationsregle- ringsprogramenheten 94 en bladvinkelreferenssignal,/ÖD, som _ kräver en bladvinkel som är större än den som bestämmes av rotor- varvtalsprogramenheten 88 eller momentprogramenheten 92. Den signal som släppes igenom av min-väljarkretsen 122, är sålunda den som uppträder på insignalledningen ll8 och som kräver den minsta bladvinkeln. Om vinden avtar till mindre än den hastighet som erfordras för att generera märkeffekten eller märkvarvtalet; begär signalen på ledningen ll8 en ännu mindre bladvinkel.The deceleration control program unit 94 of Fig. 3 operates in accordance with the diagram of Fig. 5. In the event that the wind turbine must be stopped quickly, it is important to limit the speed at which the rotor blades are bladed in order to reduce as much as possible the stresses to which the blades are subjected. for when the wind turbine decelerates. In accordance with the invention, this limitation is achieved by the introduction of a maximum blade angle limit, which is determined as a function of the average wind speed VWA and the rotor speed NR. The control program is shown in Fig. 5 for a typical wind turbine, in which the blade angle reference signal / GB for deceleration control is introduced as a function of the wind speed VWA for selected rotor speeds NO. The control program according to Fig. 5 is materialized in Fig. 3, according to which input signals representing the wind 22. 79Ü5Û05 * Û average speed VWA on the line 84 and the rotor speed NR on the line 56 are fed to the deceleration control program unit 94, which program unit typically consists of an analog or digital bivariate function generator, which outputs an output signal / GD on line 120, which in turn is output as an input signal to a min selector circuit 122. During the normal operation of the wind turbine, the deceleration control program unit 94 forms a blade angle reference signal, / ÖD, which _ requires a blade angle greater than that determined by the rotor speed program unit 88 or the torque program unit 92. Thus, the signal transmitted through the min select circuit 122 is that which appears on the input signal line 118 and which requires the smallest blade angle. If the wind decreases to less than the speed required to generate the rated power or the rated speed; requests the signal on line ll8 an even smaller blade angle.

Retardationsregleringsprogrammet reglerar ensamt bladvin- keln då man önskar stoppa vindturbinen, dvs. då kontakten 76 i flöjlingssignalledningen 74 är sluten. Då man sluter kontakten eller etrömetälieren 76, uppträder en fiöjiingesignel Fmewnsn på ledningen 74 och matas till summeringspunkten ll6, och denna flöjlingssignal FEATHER har en styrka som är tillräcklig för att på ledningen ll8 frambringa en signal som kräver en mycket stor bladvinkel oberoende av signalen på ledningen ll4, dvs. den andra insignalen till summeringspunkten ll6. I detta läge kräver signalen på ledningen l2O alltid en mindre bladvinkel än signalen på led- ningen ll8 och min-väljarkretsen 122 släpper igenom retardations- bladvinkelreferenssignalen/SD på ledningen 120. Vindturbinen kommer sålunda att minska sin fart och stoppas i enlighet med programmet i fig. 5, som begränsar det av rotorn alstrade negativa vridmomentet till ett värde av ca. två gånger normalt positivt märkmoment.The deceleration control program alone regulates the blade angle when you want to stop the wind turbine, ie. when the switch 76 in the velvet signal line 74 is closed. When closing the contact or the etrometer 76, a fill signal Fmewnsn appears on the line 74 and is fed to the summing point 166, and this velocity signal FEATHER has a strength sufficient to produce on the line 11 a signal which requires a very large blade angle independent of the signal on the line. ll4, i.e. the second input signal to the summing point ll6. In this position, the signal on line 120 always requires a smaller blade angle than the signal on line 111 and the min-selector circuit 122 passes the deceleration blade angle reference signal / SD on line 120. The wind turbine will thus reduce its speed and be stopped in accordance with the program of FIG. 5, which limits the negative torque generated by the rotor to a value of approx. twice normal positive torque.

På samma sätt som vid accelerationsprogrammet 86, är det tydligt att generatorns varvtal NG kan användas i retardations~ programmet istället för vindrotorns varvtal NR. ' _ _ Flöjlingskontakten 76 visas här i form av en manuell ström- ställare, som i verkligheten fungerar som en till-från~ström-l ställare genom att strömställarens brytning medför.eliminering av flöjlingssignalen FEATHER och acceleration av vindturbinen.As with the acceleration program 86, it is clear that the generator speed NG can be used in the deceleration program instead of the wind rotor speed NR. The velvet contact 76 is shown here in the form of a manual switch, which in reality functions as an on-off switch in that the switching of the switch entails elimination of the velvet signal FEATHER and acceleration of the wind turbine.

Det inses utan vidare att flöjlingsströmställaren 76 kan slutaser automatiskt om vindturbinen är försedd med vissa skyddskretsar, t.ex. mot rusning, mot för hög effekt eller/och mot överhettning, och dessa kretsar kan vara kopplade till kontakten 76 och_anord- ' nade att sluta denna om ett riskabelt drifttillstånd skulle upp- ¿3- 7905005-0 stå. Även andra, mekaniska skyddsåtgärder, t.ex. en axelbroms, kan komma till-användning, såsom utan vidare inses av fackmannen.> Å På grund av vindturbinens olinjära aerodynamiska funktions- sätt, är det önskvärt att variera regleringsförstärkningarna i de slutna slingkretsarna i beroende av driftförhållandena för att åstadkomma optimal stabilitet och övergångsrespons. Den sär- skilt föredragna anordningen för materialisering av detta önske- mål visas i fig. 9, där vindens medelhastighet VWA på ledningen 84 (fig. 9) matas till regleringsprogramenheten 95 (fig. 3), som innehåller ett flertal funktionsgivare 238, 240, 242, 244, 246, 248 och 250 av analog- eller digitaltyp, vilka i sin tur avger utsig- naler på var sin ledning 97a, 97b, 97c, 97d, 97e, 97f och 97g, vilka signaler representerar var sin av de enligt reglerings- KQP, KQI och KQD.pRegleringsförstärkningarna matas till motsva- rande förstärkningsmultiplikatorer i fig. 6 och 8 för att bestäm-H ma multiplikatorernas förstärkning som en funktion av vindhastig- programmen bestämda reglerförstärkningarna KNP, KNI, KND, KN, É heten. De förstärkningskurvor som visas i funktionsgivarna en- Ä ligt fig. 9 är endast valda som exempel, enär de verkliga för- stärkningarna är beroende av många faktorer och icke kan bestäm- mas exakt utan analys av vindturbinens speciella konstruktion Voch komponenternas beskaffenhet.It will be readily appreciated that the velvet switch 76 may shut off automatically if the wind turbine is provided with certain protection circuits, e.g. against rushing, against excessive power and / or against overheating, and these circuits may be connected to the contact 76 and arranged to close it if a hazardous operating condition should arise. Also other, mechanical protection measures, e.g. a shaft brake, may be used, as will be readily appreciated by those skilled in the art.> Å Due to the non-linear aerodynamic mode of operation of the wind turbine, it is desirable to vary the control gains in the closed loop circuits depending on the operating conditions to provide optimum stability and transition response. The particularly preferred device for materializing this desire is shown in Fig. 9, where the average wind speed VWA on line 84 (Fig. 9) is fed to the control program unit 95 (Fig. 3), which contains a plurality of function sensors 238, 240. 242, 244, 246, 248, 248 and 250 of analogue or digital type, which in turn emit signals on their respective lines 97a, 97b, 97c, 97d, 97e, 97f and 97g, which signals each represent one of the The KQP, KQI and KQD.pThe control gains are fed to the corresponding gain multipliers in Figs. 6 and 8 to determine the H of the multipliers as a function of the wind speed programs determined the control gains KNP, KNI, KND, KN, É het. The gain curves shown in the function sensors according to Fig. 9 are only chosen as examples, since the actual gains are dependent on many factors and cannot be determined exactly without analysis of the special construction of the wind turbine and the nature of the components.

Som ett alternativ till bestämning av reglerförstärkningarna som en funktion av vindens medelhastighet enligt fig. 9, kan reg- A . 'Å lerförstärkningarna programmeras som en funktion av en "synte- 9 tisk", antagen vindhastighet, som är en funktion av turbinens bladvinkel och turbinaxelns vridmoment. För praktisk materiali~ sering av denna aspekt av uppfinningen användes företrädesvis en anordning enligt fig. 10, där_signaler representerande bladvinkelns ärvärde/ÖA, och axelmomentet, Q, på ledningarna 52 och 64 (fig. 2) i förstärkningsregleringsprogramenheten 95 matas till en analog eller digital, bivariat funktionsgivare 252, i vilken axelmomentet Q bringas att variera som en funktion av en syntetiskt antagen vindhastighet VWS för ett flertal rotorbladvinklar/SA. Funktions- givarens 252 utsignal, dvs. den syntetiska vindhastigheten VWS, uppträder på ledningen 260 och matas till funktionsgivare 262, 264, vilka bestämmer reglerförstärkningarna KNP, KQD på ledningen 97b resp. ledningen 97g. De fem övriga i fig. 9 visade funktions- givarna är för enkelhets skull utelämnade i fig§ 10. Även här är de i funktionsgivarna, enligt fig; 10 visade kurvorna endast valda som exempel, men de liknar dem som beskrivits i anslutning till vsosoos-0 2e ïig. Q. _ Det är klart att även andra kombinationer av vindhastighet, bladvinkel och axelmoment, liksom också andra parametrar, kan komma till användning för bestämning av de variabla reglerförstärkningarna.As an alternative to determining the control gains as a function of the average wind speed according to Fig. 9, reg. The clay reinforcements are programmed as a function of a "synthetic", assumed wind speed, which is a function of the blade angle of the turbine and the torque of the turbine shaft. For practical materialization of this aspect of the invention, a device according to Fig. 10 is preferably used, where signals representing the actual value / ÖA of the blade angle, and the shaft moment, Q, on the lines 52 and 64 (Fig. 2) in the gain control program unit 95 are fed to an analog or digital , bivariate function sensor 252, in which the shaft moment Q is caused to vary as a function of a synthetically assumed wind speed VWS for a plurality of rotor blade angles / SA. The output signal of the function sensor 252, i.e. the synthetic wind speed VWS, appears on line 260 and is fed to function sensors 262, 264, which determine the control reinforcements KNP, KQD on line 97b resp. wire 97g. The five other function sensors shown in Fig. 9 are omitted in Fig. 10 for the sake of simplicity. Here, too, they are in the function sensors, according to Figs. The curves shown are selected by way of example only, but they are similar to those described in connection with vsosoos-0 2e ïig. Q. It is clear that other combinations of wind speed, blade angle and shaft torque, as well as other parameters, can also be used to determine the variable control gains.

Vid de flesta förut kända reglersystem användes konstanta för- stärkningar i reglerslingorna, men i och med tillkomsten av bil- liga digitala mikrokomponenter resp. mikrodatorer är det enkelt och billigt att införa variabla förstärkningar i reglersystemet.In most previously known control systems, constant reinforcements were used in the control loops, but with the advent of cheap digital micro-components resp. microcomputers, it is easy and cheap to introduce variable amplifications in the control system.

I fig. ll visas ett modifierat utförande av bladvinkelregula- \. torn 46 enligt fig. 3, där rotorvarvtalsprogramenheten 88 har _ m ersatts med en generatorvarvtalsprogramenhet 266 och momentpro- M gramenheten 92 har ersatts med en gtneratoreffekt (reglerings) programenhet 268. I generatorvarvtalsprogramenheten jämföres generatorns ärvarvtal NG på signalledningen 60 med generator- varvtalets börvärde NGREF, som bestämmes i ett block 269 och uppträder på en signalledning 270, varvid det bildas en felsignal, varjämte proportional- plus integral- plus derivata-styrsignaler med variabla förstärkningar bildas i styr- eller reglerings- programenheten 266 på liknande sätt som beskrivits i anslutning till fig; 6, så att en generatorvarvtals-bladvinkelreferenssignal /ÖNG erhålles på en signalledning 272. övervarvsskydd eller varv- talsstoppbegränsning erhålles genom att till signalen NGREF adde- ras en signal A NGREF som bildas i ett block 273 och uppträder på en ledning 274 då synkrongeneratorn inkopplas "på linjen".Fig. 11 shows a modified embodiment of the blade angle regulator. tower 46 according to Fig. 3, where the rotor speed program unit 88 has been replaced by a generator speed program unit 266 and the torque program unit 92 has been replaced by a generator power (control) program unit 268. In the generator speed program unit the generator speed NG of the signal line 60 is compared with the generator value NG. , which is determined in a block 269 and appears on a signal line 270, forming an error signal, and proportional- plus integral- plus derivative control signals with variable gains are formed in the control or regulation program unit 266 in a manner similar to that described in connection with fig; 6, so that a generator speed blade angle reference signal / ÖNG is obtained on a signal line 272. Override protection or speed stop limitation is obtained by adding to the signal NGREF a signal A NGREF formed in a block 273 and appearing on a line 274 when the synchronous generator is turned on. on the line ".

Integratorföljning sker också liksom i fig. 6 med användning av referensbladvinkelsignalen /QR på ledningen l28. De variabla för- stärkningsingångarna till blocket 266 är icke visade i figurenr Generatorns effektregleringsprogramenhet, som visas i ett block 268 i fig. ll, fungerar på liknande sätt som momentreglerings- enheten 92 i fig; 8. Synkrongeneratorns elektriska uteffekt PG på ledningen 66, fig. 2 (eller alternativt densammas utström en- bart), jämföres med en börvärdesreferenssignal PGREF för genera- torns uteffekt (resp. motsvarande utströmsreferenssignal), som bildas i ett block 279 och uppträder på en ledning 280, så att differensen mellan dessa bildar en felsignal, varjämte propor- tional- plus integral- plus derivatastyrsignaler, variabla för- stärkningar och integratorföljning förekommer på samma sätt som vid reglering enligt fig. 8, så att man på en ledning 282 erhål- ler en generatoreffekt- (eller ström-) -bladvinkelreferenssignal ¿6P. En addition av vindprogosbladvinkelreferenssignaleng6ANT till referenssignalerna/GNG och/ßp och användning av strömställa-Integrator tracking also takes place as in Fig. 6 using the reference blade angle signal / QR on line 128. The variable gain inputs to block 266 are not shown in Figure No. The generator power control program unit, shown in a block 268 in Fig. 11, operates in a manner similar to the torque control unit 92 in Figs. 8. The electrical output power PG of the synchronous generator on line 66, Fig. 2 (or alternatively its output current only), is compared with a setpoint reference signal PGREF for the generator output power (or corresponding outflow reference signal), which is formed in a block 279 and appears on a line 280, so that the difference between them forms an error signal, and proportional plus integral plus derivative control signals, variable gains and integrator tracking occur in the same manner as in control according to Fig. 8, so that on a line 282 generates a generator power (or current) blade angle reference signal ¿6P. An addition of wind projection blade angle reference signal eng6ant to the reference signals / GNG and / ßp and the use of switches

Claims (28)

1. Zl 79osoos~o ren för att inkoppla generatorns effektregleringsprogramenhet i-- systemet endast då generatorn är direktansluten "på linjen", kanl ske på i det föregående redan beskrivet sätt-, I ' l I sådana fall där det krävs mera elkraft än som kan levereras av en enda vindturbin, kan ett flertal vindturbiner kopplas paral- lellt men så, att de resp. synkrongeneratorerna lämnar elkraft med samma frekvens och fas. Parallellkoppling åstadkommes därvid icke genom att variera de genererade spänningarnas storlek som vid generering av likspänning, utan genom att variera vindturbinerf nas ineffekt genom reglering av rotorns bladvinkel. W Regleringssystemets verkningsätt har här-beskrivits huvud- sakligen med hänvisning till blockscheman och funktionsgivare A utan någon detaljbeskrivning av dessas konstrnktion. Det är dockv uppenbart att regleringssystemet kan konstrueras av uteslutande analogdatakomponenter, varvid signalerna på de olika ledningarna utgöres av spänningar. Det är emellertid också tydligt att den särskilda föredragna uppbyggnaden av regleringssystemet är digi-V tal, varvid man använder numera förekommande mikroprocessorer och/eller digitala mikrodatorer för utförandet av de erforderliga reglerings~ och kontrollfunktioner. I systemets digitala form kan en omvandling av de avkända parametersignalerna från analog till digital form och en återomvandling av de verksamma styr- eller reglersignalerna från digital.till analog form vara erforf derlig.' Patentkrav: l. Regleringsanordning för vindturbindriven generator i ett' elproducerande vindkraftverk, varvid vindturbinen innefattar en vinddriven rotor med ett flertal rotorblad med variabel bladvinë kel och varvid regleringsanonüfingeninnefattar en bladvinkelin- ställningsanordning, som är anordnad att som gensvar på en blad- vinkelfelsignal reglera rotorbladens-bladvinkel,f kgä n n el- V t e c k n a.d ' a v kombinationen av följande organ respektive komponenter: , l f _ ' dels ett organ för avkänning av en variabel arbetsparameter hos systemet och för att därav bilda en första signal represen~- terande denna parameter; V _ l_ dels ett organ för avkänning av hastigheten hos den vind_somA driver nämnda rotor och för att därav bilda en andra signal, som representerar denna vindhastighet; V Afdelsjett reqistreringsorgan, som är anordnat att som gensvar 7905005-0 26- på nämnda första och andra signaler bilda en bladvinkelsignal; dels ett organ för avkänning av ärvärdet av rotorbladens bladvinkel och för att bilda en tredje signal representerande detta ärvärde; _ _ dels en jämförelseanordning, som jämför nämnda bladvinkel~ signal med den tredje signalen och bildar nämnda bladvinkelfel- signal¿ _1. Zl 79osoos ~ o ren to connect the generator's power control program unit in-- the system only when the generator is directly connected "on the line", can be done in the above already described-, I 'l In cases where more electric power is required than as can be supplied by a single wind turbine, a number of wind turbines can be connected in parallel but so that they resp. the synchronous generators provide electric power with the same frequency and phase. Parallel coupling is thereby achieved not by varying the magnitude of the generated voltages as in the generation of direct voltage, but by varying the input power of the wind turbines by regulating the blade angle of the rotor. W The mode of operation of the control system has been described here mainly with reference to block diagrams and function sensor A without any detailed description of their construction. However, it is obvious that the control system can be constructed of exclusively analog data components, whereby the signals on the various lines consist of voltages. However, it is also clear that the particularly preferred structure of the control system is digital-V, using currently existing microprocessors and / or digital microcomputers for the performance of the required control and monitoring functions. In the digital form of the system, a conversion of the sensed parameter signals from analog to digital form and a re-conversion of the active control or regulation signals from digital to analog form may be required. A wind turbine driven control device in an electrically producing wind turbine, the wind turbine comprising a wind driven rotor with a plurality of variable blade angle rotor blades and the control unit comprising a blade angle adjusting device adapted to control the blade response of a blade blade angle, f kgä nn el- V sign ad 'of the combination of the following means and components respectively:, lf _' on the one hand a means for sensing a variable operating parameter of the system and for forming therefrom a first signal representing this parameter; On the one hand, a means for sensing the speed of the wind which drives said rotor and for forming a second signal therefrom, which represents this wind speed; A subdivision recording means arranged to respond to said first and second signals in response to said first and second signals; secondly, a means for sensing the actual value of the blade angle of the rotor blades and for forming a third signal representing this actual value; _ _ on the one hand, a comparison device which compares said blade angle signal with the third signal and forms said blade angle error signal¿ _ 2. Regleringsanordning enligt patentkrav l, k ä n n e ~ t e c k n a d a v att nämnda registreringsorgan innefattarz' dels en anordning för bildandet av en referenssignal för nämnda variabla arbetsparameter; dels en anordning för jämförelse av nämnda första signal med referenssignalen för denna variabla arbetsparameter och bilda en mot differensen mellan dessa proportionellt svarande felsignal; dels en signalkonditioneringsanordning för modifiering av nämnda felsignal som en funktion av nämnda andra signal för att bilda nämnda bladvinkelreferenssignal..2. A control device according to claim 1, characterized in that said recording means comprises on the one hand a device for generating a reference signal for said variable operating parameters; on the other hand, a device for comparing said first signal with the reference signal for this variable operating parameter and forming an error signal corresponding to the difference between them; on the one hand, a signal conditioning device for modifying said error signal as a function of said second signal to form said blade angle reference signal. 3. Regleringsanordning enligt patentkrav 2, k ä n n e ~ t e c k n a d a v att konditioneringsanordningen innefattar: A dels en första multiplikator för att ur vindturbinrotorns varvtalsfelsignal bilda en proportionell styrsignal som en funk-- Q tion av nämnda andra signal; dels en andra multiplikator och en integrator för att av vindturbinrotorns varvtalsfelsignal bilda en integralstyrsignal som en funktion av nämnda andra signal; dels en tredje multiplikator och en differentiator för att från vindturbinrotorns varvtalsfelsignal bilda en derivatastyr- signal som en funktion av nämnda andra signal; dels en anordning för kombination av nämnda proportional-, integral- och derivatastyrsignal.3. A control device according to claim 2, characterized in that the conditioning device comprises: A firstly a multiplier for forming from the wind turbine rotor speed error signal a proportional control signal as a function of said second signal; secondly, a second multiplier and an integrator for forming from the wind turbine rotor speed error signal an integral control signal as a function of said second signal; secondly, a third multiplier and a differentiator for forming from the wind turbine rotor speed error signal a derivative control signal as a function of said second signal; and a device for combining said proportional, integral and derivative control signal. 4. Regleringsanordning enligt patentkrav 3, k ä nan e - t e c k n a d a v att nämnda första, andra och tredje multi- Q plikatorer, är var och en variabla som en respektive funktion av nämnda andra signal. V4. A control device according to claim 3, characterized in that said first, second and third multipliers are each variable as a respective function of said second signal. V 5. Regleringsanordning enligt patentkrav 4, k ä n n e - t etc k n a d a v att den ytterligare innefattar följande komponenter i kombination: ,dels en anordning för bildandet av en hastighetssignal, som representerar ändringshastigheten hos nämnda rotors varvtals- signal; 2“ 7905005-o dels en multiplikator för modifiering av nämnda hastighets- signal som en funktion av nämnda andra signal; dels en anordning för kombinering av den modifierade has- tighetssignalen med vindturbinrotorns varvtalsfelsignal.5. A control device according to claim 4, characterized in that it further comprises the following components in combination:, on the one hand, a device for generating a speed signal, which represents the rate of change of said rotor speed signal; 2 '7905005-o on the one hand a multiplier for modifying said speed signal as a function of said second signal; and a device for combining the modified speed signal with the wind turbine rotor speed error signal. 6. Regleringsanordning enligt patentkrav l, k ä n n e - t e c k n a d a v att nämnda registrerings- eller program- anordning innefattar: dels en anordning för att som en funktion av nämnda första signal bilda proportional~, integral- och derivatastyrsignaler; dels en anordning för modifiering av var och en av dessa styrsignaler som en funktion av nämnda andra signal; dels en anordning för kombinering av de sålunda modifierade styrsignalerna.A control device according to claim 1, characterized in that said recording or program device comprises: on the one hand a device for forming proportional, integral and derivative control signals as a function of said first signal; on the one hand, a device for modifying each of these control signals as a function of said second signal; and a device for combining the thus modified control signals. 7. Regleringsanordning enligt något av patentkraven l - 6, k ä n n e t e c k n a d a v att anordningen för bildandet av en första signal innefattar ett organ för mätning av rotorns rotationshastighet (varvtal) och för att därav bilda en denna representerandeßrotorvarvtalssignal.Control device according to one of Claims 1 to 6, characterized in that the device for generating a first signal comprises a means for measuring the rotational speed (speed) of the rotor and for forming a rotor speed signal representing it. 8. Regleringsanordning enligt något av patentkraven 1 - 6, där nämnda vindkraftverk är en elgenerator, som genom en axel är kopplad till nämnda rotor, k ä n n e t e c k n a d a v att anordningen för bildandet av en första signal innefattar ett organ för mätning av axelns vridmoment och för bildandet av en detta representerande momentsignal.A control device according to any one of claims 1 to 6, wherein said wind turbine is an electric generator which is connected by a shaft to said rotor, characterized in that the device for forming a first signal comprises a means for measuring the torque of the shaft and for forming of a torque signal representing this. 9. Regleringsanordning enligt något av patentkraven l - 6,Control device according to one of Claims 1 to 6, 10. där nämnda vindkraftverk är en elgenerator, k ä n n e t e c k -10. wherein said wind turbine is an electricity generator, k n n e t e c k - 11. n a d a v att anordningen för bildandet av nämnda första11. n a d a v that the device for forming said first 12. signal innefattar ett organ för mätning av generatorns uteffekt12. signal comprises a means for measuring the output power of the generator 13. och för bildandet av en denna representerande generatoruteffekt-13. and for the formation of a generator output power representing it 14. signal. _14. signal. _ 15. l0.15. l0. 16. Regleringsanordning enligt något av patentkraven l - 6;A control device according to any one of claims 1-6; 17. där vindkraftverket är kopplat till nämnda rotor genom en axel,17. wherein the wind turbine is coupled to said rotor by a shaft, 18. så att generatorns varvtal står i relation till vindrotorns18. so that the speed of the generator is in relation to that of the wind rotor 19. rotationshastighet (varvtal), k ä n n e t e c k n a d a v att19. rotational speed (speed), k ä n n e t e c k n a d a v att 20. nämnda anordning för bildandet av den första signalen innefattarSaid device for generating the first signal comprises 21. ett organ för mätning av generatorns varvtal och för bildandet21. a means for measuring the speed of the generator and for the formation 22. av en detta representerande generatorvarvtalssignal.22. of a generator speed signal representing this. 23. ll.23. ll. 24. Regleringsanordning enligt något av patentkraven l - 6,A control device according to any one of claims 1-6, 25. där nämnda vindkraftverk är en elgenerator, k ä n n~e t e c k -25. wherein said wind turbine is an electricity generator, k n n ~ e t e c k - 26. n a d a v att anordningen för bildandet av en första signal26. n a d a v that the device for forming a first signal 27. innefattar ett organ för mätning av den av nämnda generator alst-27. comprises a means for measuring the generator generated by said generator. 28. ._ i ;; 7905005-0 rade elströmmen och för bildandet av en denna representerande generatorströmsignal. l2. Regleringsanordning enligt något av patentkraven 7 - ll, k ä n n e t e c k n a d a v att den dessutom innefattar: dels en anordning för jämförelse av nämnda integralstyr- signal med nämnda bladvinkelstyrsignal och därav bilda en inte- gralfelsignal; I ' dels en följningsanordning, som uppvisar ett "dödband" för mottagande av nämnda integralfelsignal och dämpning av denna sig- nal, då den faller utanför ett på förhand utvalt område, som A bestämmas av nämnda "dödband", och släpper igenom integralfelsig- nalen utan dämpning, då integralfelsignalen faller inom det på förhand utvalda området; _ dels en anordning för hopsummering av utsignalen från nämnda följningsanordning med insignalen till nämnda integrator för att därigenom hålla nämnda integralstyrsignal i en förutbestämd relation till nämnda bladvinkelstyrsignal, som bestämmes av nämnda "dödband".28. ._ i ;; 7905005-0 and the generation of a generator current signal representing it. l2. A control device according to any one of claims 7 - 11, characterized in that it further comprises: on the one hand a device for comparing said integral control signal with said blade angle control signal and thereby forming an integral error signal; On the one hand, a tracking device which has a "dead band" for receiving said integral error signal and attenuating this signal when it falls outside a preselected range, which A is determined by said "dead band", and transmitting the integral error signal. without attenuation, when the integral error signal falls within the preselected range; secondly, a device for summing the output signal from said tracking device with the input signal to said integrator to thereby keep said integral control signal in a predetermined relation to said blade angle control signal, which is determined by said "dead band". 13. Regleringsanordning enligt patentkrav 12, k ä n n e - t e c k n a d a v att nämnda regleringsprogramanordning ("sche- duling means") innefattar en anordning, som för vindrotorns acce- lerationsfas bildar en signal representerande ett minsta börvärde för bladvinkeln relativt den bladvinkelsignal, vid vilken rotor- bladen drives med full effekt.13. A control device according to claim 12, characterized in that said control means device ("scheduling means") comprises a device which for the acceleration phase of the wind rotor forms a signal representing a minimum setpoint for the blade angle relative to the blade angle signal at which the rotor angle the blade is operated at full power. 14. Regleringsanordning enligt patentkrav 12 eller 13, k ävn n e t e c k n a d a v 'att nämnda regleringsprogramanordning innefattar en anordning, som för vindrotorns retardationsfas bil-' dar en signal representerande ett största börvärde för bladvinkel- signalen, relativt den bladvinkelsignal, vid vilken rotorbladen drives med full effekt. l5. Regleringsanordning enligt patentkrav 13 eller 14, k ä n n e t e c k n a d a v en anordning för utväljning av den ena eller andra av de båda bladstigningsvinkelreferenssignalerna, varvid nämnda jämförelse- anordning jämför ärvärdesbladstigningsvinkelsignalen med nämnda utvalda bladstigningsvinkelsignal och därav bilda nämnda blad- stigningsvinkelfelsignal.14. A control device according to claim 12 or 13, characterized in that said control program device comprises a device which for the deceleration phase of the wind rotor forms a signal representing a largest setpoint for the blade angle signal, relative to the blade angle signal at which the rotor blades are operated at full power . l5. A control device according to claim 13 or 14, characterized by a device for selecting one or the other of the two blade pitch angle reference signals, said comparison device comparing the actual blade pitch angle signal with said selected blade pitch angle signal and said blade angle. 16. Regleringsanordning enligt patentkrav 15, k ä n n e - t e c k n a d a v att nämnda anordning för utväljning av en av nämnda bladstigningsvinkelsignaler uppvisar en max-värdes- väljaranordning, som är kopplad för mottagning av nämnda minsta 2* 7905005-0 bladstigningsvinkelsignal och nämnda andra bladstigningsvinkel- signal och genomsläppning av den signal, som bestämmer den största bladvinkeln.16. A control device according to claim 15, characterized in that said device for selecting one of said leaf pitch angle signals has a maximum value selector device which is coupled to receive said minimum 2 * 7905005-0 leaf pitch angle signal and said second leaf pitch angle signal. and transmitting the signal which determines the largest blade angle. 17. Regleringsanordning enligt patentkrav 16, k ä n n e - t e c k n a d a v att nämnda anordning för utväljning av en av nämnda bladstigningsvinkelsignaler dessutom innefattar: dels en anordning för bildandet av en tredje bladstignings- vinkelsignal, som bestämmer en maximal bladstigningsvinkel då vind- rotorn lretarderar; _ I dels en minimi-väljaranordning; dels en anordning som avger den av max-väljaranordningen genomsläppta bladstigningsvinkelsignalen och nämnda maximala blad- stigningsvinkelreferenssignal till nämnda minimi-väljaranordning, varvid denna min-väljaranordning släpper igenom den signal, som bestämmer den minsta bladstigningsvinkeln, ”'18;"Regleringsanordning enligt något av patentkraven l - 17, där vindkraftverket är en synkrongenerator, k ä n n e t e c k - n a d a v“ A dels en i beroende av förändringar i vindens hastighet verk- sam anordning för drivning av nämnda rotor och att bilda en för- språngs- eller prognosbladstigningsvinkelreferenssignal som en funktion därav; ' A dels en anordning för hopsummering av nämnda prognosblad- stigningsvinkelsignal med nämnda bladstigningsvinkelsignal, var- vid nämnda bladstigningsvinkelregleringsanordning är anordnad att i beroende av de sålunda hopsummerade bladvinkelsignalen och re- ferenssignalen reglera rotorbladens bladvinkelinställning.17. A control device according to claim 16, characterized in that said device for selecting one of said blade pitch angle signals further comprises: on the one hand a device for forming a third blade pitch angle signal, which determines a maximum blade pitch angle when the wind rotor decelerates; In a minimum selector device; secondly, a device which outputs the leaf pitch angle signal transmitted by the max selector device and said maximum leaf pitch angle reference signal to said minimum selector device, said minimum selector device transmitting the signal which determines the minimum leaf pitch angle, "'18; 1 - 17, where the wind turbine is a synchronous generator, characterized by “A partly a device operative in dependence on changes in wind speed for driving said rotor and for forming a lead or forecast blade pitch angle reference signal as a function thereof; On the one hand, a device for summing said forecast leaf pitch angle signal with said leaf pitch angle signal, wherein said leaf pitch angle control device is arranged to control the leaf angle setting of the rotor blades in dependence on the leaf angle signal thus summarized and the reference signal. 19. Regleringsanordning enligt'patentkrav 18, k ä n n e -Å t,e c k n a d a v att nämnda anordning för bildande av en försprångs- eller prognosbladstigningsvinkelreferenssignal inne- fattar: dels en i beroende av. hastigheten hos den vindrotorn-drivande vin- den för bestämning av en försprångs- eller prognossignal för blad- stigningsvinkelns börvärde; 7 .rdels enaderiveringsanordning, som tillföres nämnda börvärdes- eller prognossignal och därav bildar nämnda prognosbladstignings- vinkelreferenssignal som en funktion av densammas ändringshastig- het (derivata). V du ,20. Regleringsanordning enligt något av patentkraven l - 19/ där vindkraftverket är en synkrongenerator, k ä n n e t e c k - .n a»d_ a v vatt generatorn är anordnad att tillföra nämnda elekt- 7905005-0 30- riska effekt till den som ledes genom ett kraftöverföringsnät, varvid anordningen ytterligare innefattar: _ en anordning, vilken som gensvar på en andra variabel arbets- parameter i systemet och på vindhastigheten för att driva rotorn bildar en andra bladvinkelsignal som tillföres nämnda bladvinkel- regleringsanordning; varvid bladvinkelregleringsanordningen utväljer nämnda blad- vinkelsignal, då den av synkrongeneratorn alstrade elektriska växelströmseffekten icke är synkroniserad med effekten i nämnda kraftöverföringsnät, medan anordningen utväljer nämnda andra blad- vinkelsignal, då den av synkrongeneratorn alstrade elektriska växelströmseffekten är synkroniserad med effekten i nämnda kraft- överföringsnät; l A och varvid nämnda komparatoranordning jämför den utvalda bladvinkelregleringssignalen med nämnda bladvinkel-ärvärdessignal för att bilda nämnda bladvinkelfelsignal. 2l.Rsflerügsærnfining enligt patentkrav 20, k ä n n e - t e c k n a d a v att den av en andra variabel systempara~ meter påverkade anordningen innefattar ett av systemets effekt påverkat organ. “ l19. A control device according to claim 18, characterized in that said device for forming a lead or forecast blade pitch angle reference signal comprises: on the one hand a dependent on. the velocity of the wind rotor driving wind to determine an advance or forecast signal for the setpoint angle setpoint; 7th part one derivation device, which is applied to said setpoint or forecast signal and hence forms said forecast pitch angle reference signal as a function of its rate of change (derivatives). V du, 20. A control device according to any one of claims 1 - 19 / wherein the wind turbine is a synchronous generator, the characteristics of the water generator being arranged to supply said electrical power to that which is led through a power transmission network, the device further comprising: a device which, in response to a second variable operating parameter in the system and to the wind speed for driving the rotor, forms a second blade angle signal which is applied to said blade angle control device; wherein the blade angle control device selects said blade angle signal when the electric power generated by the synchronous generator is not synchronized with the power in said power transmission network, while the device selects said second blade angle signal when the electric power generated by the synchronous generator is synchronized with the power of the AC power supply; 1A and wherein said comparator device compares the selected blade angle control signal with said blade angle actual value signal to form said blade angle error signal. A device according to claim 20, characterized in that the device affected by a second variable system parameter comprises a member affected by the power of the system. “L 22. Regleringsanordning enligt något av patentkraven 1 - 21, k ä n n e t e c k n a d V a'v att anordningen för bildandet av nämnda första signal innefattar en vindhastighetsmätgivare.22. A control device according to any one of claims 1 to 21, characterized in that the device for generating said first signal comprises a wind speed measuring sensor. 23. Regleringsanordning enligt patentkrav 22, k ä n n e - t e c k n a d a v att nämnda anordning för bildandet av nämnda första signal dessutom uppvisar en till vindhastighetsmätgivaren kopplad anordning för beräkning av medelvärdet av dess utsignal för en förutvald tidsperiod. I23. A control device according to claim 22, characterized in that said device for generating said first signal further comprises a device connected to the wind speed meter for calculating the average value of its output signal for a preselected time period. IN 24. Regleringsanordning enligt något av patentkraven l - 23, k ä n n e t e c k n a d a v att anordningen för bildandet av nämnda första signal innefattar en funktionsgivare för bestämning av denna första signal som en bivariat funktion av rotorbladens bladvinkel och den i nämnda system producerade eleffekten.A control device according to any one of claims 1 to 23, characterized in that the device for generating said first signal comprises a function sensor for determining said first signal as a bivariate function of the blade angle of the rotor blades and the electrical power produced in said system.
SE7905005A 1978-06-15 1979-06-08 REGULATORY DEVICE FOR WIND TOUR DRIVE GENERATOR IN AN ELECTRIC PRODUCING WIND POWER PLANT SE444599B (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US05/916,329 US4189648A (en) 1978-06-15 1978-06-15 Wind turbine generator acceleration control
US05/916,321 US4160170A (en) 1978-06-15 1978-06-15 Wind turbine generator pitch control system

Publications (2)

Publication Number Publication Date
SE7905005L SE7905005L (en) 1979-12-16
SE444599B true SE444599B (en) 1986-04-21

Family

ID=27129689

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SE7905005A SE444599B (en) 1978-06-15 1979-06-08 REGULATORY DEVICE FOR WIND TOUR DRIVE GENERATOR IN AN ELECTRIC PRODUCING WIND POWER PLANT

Country Status (5)

Country Link
DE (1) DE2922972C2 (en)
DK (1) DK243579A (en)
FR (1) FR2428749A1 (en)
GB (1) GB2023237B (en)
SE (1) SE444599B (en)

Families Citing this family (38)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3167241D1 (en) * 1980-01-16 1985-01-03 Aeropower Wind turbine with an adjustably orientable rotor axis
FR2496773A2 (en) * 1980-12-24 1982-06-25 Aeropower Wind-driven generator with controlled axis of orientation - has rotor speed control provided by varying angle of attack of rotor plane w.r.t. to wind velocity
US4339666A (en) * 1980-12-24 1982-07-13 United Technologies Corporation Blade pitch angle control for a wind turbine generator
DE19758857B4 (en) * 1997-07-25 2013-08-08 Aloys Wobben Wind generator - has instantaneous stress on rotor blade monitored with control system to adjust position of blade to position appropriate for that stress
DE19731918B4 (en) * 1997-07-25 2005-12-22 Wobben, Aloys, Dipl.-Ing. Wind turbine
DE19832207A1 (en) * 1998-07-17 2000-01-27 Rolf Hoffmann Determining wind speed communicated across rotor of wind power plant using rotor torque and windspeed and alteration of torque by disturbance of windflow through tower of wind plant
GB2364401B (en) 2000-07-06 2004-07-14 Turbo Genset Company Ltd The Distributed control method
US6921985B2 (en) 2003-01-24 2005-07-26 General Electric Company Low voltage ride through for wind turbine generators
DE10323785B4 (en) * 2003-05-23 2009-09-10 Wobben, Aloys, Dipl.-Ing. Method for detecting an ice accumulation on rotor blades
DE10361443B4 (en) * 2003-12-23 2005-11-10 Voith Turbo Gmbh & Co. Kg Control for a wind turbine with hydrodynamic transmission
DK175892B1 (en) 2004-03-17 2005-05-30 Arne Johansen Windmill control method involves providing control signal for adjusting common basic adjustment angle of blade, based on measured windmill load and wind speed obtained based on deflection of blade along rotational axis of rotor
AT504818A1 (en) 2004-07-30 2008-08-15 Windtec Consulting Gmbh TRANSMISSION TRAIL OF A WIND POWER PLANT
DE102005029000B4 (en) * 2005-06-21 2007-04-12 Repower Systems Ag Method and system for regulation of rotational speed of rotor on wind energy unit with generator and energy blade using pitch angle control device and torque control device to determine rotational speed set values
DE102006007919B4 (en) * 2006-02-21 2008-01-24 Nordex Energy Gmbh Method for operating a wind energy plant
ES2301400B1 (en) * 2006-11-17 2009-05-01 GAMESA INNOVATION &amp; TECHNOLOGY S.L. METHOD OF REDUCTION OF LOADS IN AN AEROGENERATOR.
US7883317B2 (en) 2007-02-02 2011-02-08 General Electric Company Method for optimizing the operation of a wind turbine
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
DK2060785T3 (en) * 2007-11-15 2019-04-15 Siemens Gamesa Renewable Energy Innovation & Technology SL Sensor control method and system
DK2235367T3 (en) * 2007-12-21 2016-06-27 2-B Energy Holding B V Wind farm
DE102008007519A1 (en) * 2008-02-05 2009-08-13 Nordex Energy Gmbh Device for monitoring the speed in a wind turbine
DE102008010466A1 (en) * 2008-02-21 2009-09-03 Nordex Energy Gmbh Wind turbine with blade pitch regulator
DE102008011139A1 (en) * 2008-02-26 2009-08-27 Nordex Energy Gmbh Controller for a blade pitch of at least one rotor blade of a wind turbine
US8736092B2 (en) 2008-03-07 2014-05-27 Vestas Wind Systems A/S Control system and a method for redundant control of a wind turbine
DE102008044652A1 (en) 2008-08-27 2010-03-04 Nordex Energy Gmbh Method for operating a wind turbine with a wind speed measuring device
EP2333330B1 (en) 2009-12-10 2017-01-18 Centa-Antriebe Kirschey GmbH Wind turbine with coupling with overload clutch and method
US8489246B2 (en) 2010-02-26 2013-07-16 Pratt & Whitney Canada Corp. Hybrid control system
EP2386751B1 (en) 2010-05-12 2016-08-17 Siemens Aktiengesellschaft Wind turbine
DE102010044433A1 (en) * 2010-09-06 2012-03-08 Nordex Energy Gmbh Method for controlling the speed of a wind turbine
US8344550B2 (en) 2010-12-21 2013-01-01 General Electric Company Power conversion control with energy storage
EP2481915A1 (en) * 2011-01-26 2012-08-01 Chapdrive As A method and system for connecting a wind turbine system to an electric grid
EP2481917A1 (en) * 2011-01-26 2012-08-01 Chapdrive As A wind turbine with hydrostatic transmission and lvrt control
EP2514926B1 (en) * 2011-04-17 2018-07-04 Pratt & Whitney Canada Corp. Hybrid control system
EP2784303B1 (en) 2013-03-27 2016-11-02 Alstom Renovables España, S.L. Method of operating a wind turbine
DK2818698T3 (en) * 2013-06-28 2017-11-20 Alstom Renovables España S L Methods of operating a wind turbine
CN108223268B (en) * 2016-12-14 2019-07-23 北京金风科创风电设备有限公司 The method for controlling number of revolution and device of wind power generating set
CN107630785B (en) * 2017-09-11 2019-04-02 大连国通电气有限公司 Wind turbines Protection control system under one kind of multiple operating conditions
CN113048009B (en) * 2019-12-27 2022-11-29 新疆金风科技股份有限公司 Variable pitch control method, device and system of wind generating set
CN113217277B (en) * 2021-05-13 2022-03-15 中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司 Variable pitch execution tracking supervision control system and method for wind generating set

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2363850A (en) * 1941-11-22 1944-11-28 Gen Electric Control equipment for prime mover electric generating plants
US2547636A (en) * 1946-12-11 1951-04-03 Fumagalli Charles Windmill electric generating and storage system, including controlling means
US2583369A (en) * 1948-05-21 1952-01-22 Fumagalli Charles Wind-driven turbine or propeller with electric generator and control devices
US2795285A (en) * 1953-07-29 1957-06-11 Westinghouse Electric Corp Electrical control apparatus for variable pitch propellers
US2832895A (en) * 1956-01-31 1958-04-29 Allgaier Werke Gmbh Control apparatus for wind motors
US3639076A (en) * 1970-05-28 1972-02-01 Gen Electric Constant power control system for gas turbine
US3932058A (en) * 1974-06-07 1976-01-13 United Technologies Corporation Control system for variable pitch fan propulsor
FR2313576A1 (en) * 1975-06-06 1976-12-31 Buys Victor Wind powered turbine driving generator or pump - has variable pitch blades adjusted automatically to maintain constant speed through electric motor powered gear mechanism

Also Published As

Publication number Publication date
SE7905005L (en) 1979-12-16
DE2922972C2 (en) 1986-11-13
FR2428749A1 (en) 1980-01-11
DK243579A (en) 1979-12-16
DE2922972A1 (en) 1980-01-03
GB2023237B (en) 1982-01-06
FR2428749B1 (en) 1984-10-19
GB2023237A (en) 1979-12-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
SE444599B (en) REGULATORY DEVICE FOR WIND TOUR DRIVE GENERATOR IN AN ELECTRIC PRODUCING WIND POWER PLANT
US4160170A (en) Wind turbine generator pitch control system
US4189648A (en) Wind turbine generator acceleration control
US4161658A (en) Wind turbine generator having integrator tracking
EP0008584B1 (en) Multi-mode control system for wind turbines
EP2085611B1 (en) Power generation stabilization control systems and methods
US4584486A (en) Blade pitch control of a wind turbine
US5155375A (en) Speed control system for a variable speed wind turbine
EP2847457B1 (en) A power system and method for operating a wind power system with a dispatching algorithm
EP2603695B1 (en) Control of a wind power plant
US8138621B2 (en) Wind energy installation and method of controlling the output power from a wind energy installation
EP1914420B1 (en) Wind energy installation and method of controlling the output power from a wind energy installation
US4525633A (en) Wind turbine maximum power tracking device
US9018780B2 (en) Control system and method to improve the electrical energy production of a variable speed wind turbine by alternative regulation
US11258256B2 (en) Wind power plant with improved rise time
US10731633B2 (en) Power generation stabilization control systems and methods
GB2117934A (en) Predicted motion wind turbine tower damping
JPH0762470B2 (en) Variable speed wind turbine generator control method and apparatus
CA2664924A1 (en) Method for operating a wind turbine connected to a utility grid during a utility grid disturbance, wind turbine and wind park
EP2904684A2 (en) Line impedance compensation system
WO2011124230A2 (en) A wind turbine
CN112196732B (en) Fan master control pitch and torque instruction processing system
EP2656499A2 (en) Control of water current turbines
Wagner et al. Operation and control of wind energy converters
Fortmann et al. Model of the Turbine Control

Legal Events

Date Code Title Description
NAL Patent in force

Ref document number: 7905005-0

Format of ref document f/p: F

NUG Patent has lapsed

Ref document number: 7905005-0

Format of ref document f/p: F