WO2013020148A2 - Energy generation plant, in particular a wind power plant - Google Patents

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WO2013020148A2 PCT/AT2012/000195 AT2012000195W WO2013020148A2 WO 2013020148 A2 WO2013020148 A2 WO 2013020148A2 AT 2012000195 W AT2012000195 W AT 2012000195W WO 2013020148 A2 WO2013020148 A2 WO 2013020148A2
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Definitions

  • the invention relates to an energy production plant, in particular a wind turbine, with a drive shaft connected to a rotor, a generator connected to a network, a
  • Differential gear of which a drive is connected to an electric differential drive, and with an electric
  • the generator has an exciter control and wherein the differential drive is connected to a frequency converter.
  • Medium-voltage network can be connected and (b) the necessary for the variable speed frequency converter very powerful and therefore a source of efficiency losses.
  • differential drives are used, which directly connected to the medium-voltage network externally-excited medium-voltage synchronous generators in combination with a differential gear and an auxiliary drive, which preferably provides a permanent magnet synchronous machine in combination with an IGBT frequency converter low power use.
  • WO 2010/121783 A shows a differential system with a
  • Synchronous machine in combination with an IGBT frequency converter.
  • the control of the excitation device has essentially the tasks of (a) to regulate the amplitude of the voltage at the generator terminals constant to a predetermined value, (b) the predetermined
  • the invention is therefore based on the task corresponding
  • Fig. 1 shows the principle of a differential gear with a
  • Fig. 5 shows an embodiment of an inventive configuration of the emergency power supply for the excitation control
  • Fig. 6 shows an alternative embodiment of an inventive
  • the power of the rotor of a wind turbine is calculated from the formula
  • Ratio of blade tip speed to wind speed of the rotor of the wind turbine is.
  • the rotor of a wind turbine is designed for an optimal performance coefficient based on a in the course of Development speed to be determined (usually a value between 7 and 9) designed. For this reason, when operating the wind turbine in the partial load range, a correspondingly low speed must be set in order to ensure optimum aerodynamic efficiency.
  • Fig. 1 shows a possible principle of a differential system for a variable speed wind turbine.
  • a rotor 1 of the wind turbine which sits on a drive shaft 2 for a main gear 3, drives the main gear 3 at.
  • a differential stage 4 Between the main gear 3 and the generator 13 is a differential stage 4, which is driven by the main gear 3 via a planet carrier 10 of the differential stage 4.
  • the generator 13 - preferably a third-excited medium voltage synchronous generator - is connected to a ring gear 11 of the differential stage 4 and is driven by this.
  • Differential stage 4 is connected to a differential drive 14.
  • the speed of the differential drive 14 is regulated to
  • a 2-stage differential gear is selected in the case shown, which is a matching gear stage 15 in the form of a spur gear between the
  • Differential stage 4 and the differential drive 14 provides.
  • the differential stage 4 and the adjustment gear 15 thus form the 2-stage differential gear.
  • the differential drive 14 is a three-phase machine, which is connected via a frequency converter 16 and a transformer 17 to the medium-voltage network 9.
  • the power of the differential drive 14 is substantially proportional to the product of percent deviation of
  • Turbomachines of any kind such as wind turbines, water turbines or pumps, plants for the production of energy from ocean currents, or any kind of
  • Fig. 2 shows the principle of a static excitation device with the following essential components: uninterruptible
  • UPS Power supply
  • exciter transformer to adjust the voltage level (T)
  • controlled rectifier GR
  • de-excitation device EE
  • exciter winding EW
  • exciter control ER
  • the components UPS and de-energizing equipment EE are optional and only necessary if a uniform control dynamics is required in case of network faults.
  • Fig. 3 shows a possible basic structure of the electrical part of a differential system according to FIG. 1.
  • Three-phase machine 14 are connected to two so-called frequency converter output stage 22. These essentially consist of a controlled IGBT full bridge 19, a controller, DC link capacitors 20, a current measurement and DC fuses 21.
  • the IGBTs 19 is preferably a water cooling, but can also be carried out as air cooling.
  • the DC voltage intermediate circuit 23 is the link for the individual frequency converter output stages 22. To protect the
  • Frequency converter against overvoltage is here also preferably a so-called brake chopper 24 connected with resistors.
  • This brake chopper 24 can be used at e.g. Power failure also convert excess energy into heat.
  • This emergency power supply 25 preferably consists essentially of connected to the DC voltage intermediate circuit 23
  • the emergency power supply 25 may also take over the function of the brake chopper 24 in whole or in part.
  • Frequency converter output stage 22 as a controlled rectifier module and the line-side frequency converter output stage 22 as a so-called active grid feed module (inverter).
  • LCL filter 27 is provided.
  • the IGBT full bridges 19 are clocked at the motor side, preferably at 4 kHz, on the network side, depending on the design of the LCL filter 27, a different clock frequency can be selected. As with increasing clock frequency, the losses in the IGBT full bridges 19 increase or the allowable current load of the IGBT full bridges 19 is lower, depending on the operating point of the differential system, the
  • Clock frequency are set to an optimal for the utilization of the system value or the clock frequency during operation are varied accordingly.
  • Fig. 4 shows the course of the reactive current output of a third-excited synchronous generator during a power failure, with (continuous line) and without (dotted line) emergency power supply for Pathogen control. This assumes a fast break in the grid voltage from 100% to 10%. The mains voltage then remains at this level for ls and then goes back to the original output value. Usually, the grid rules require that during a mains voltage dip the
  • Another advantage is that the generator can be more easily maintained at rated speed when the excitation remains on.
  • Generator 13 emitted reactive power can not be controlled, or sets the reactive current depending on mains voltage dips duration and - size according to the design parameters of the synchronous generator. Thus one can not possibly, deviating from it
  • FIGS. 5 and 6 show embodiments according to the invention of the uninterruptible emergency power supply 25 for the frequency converter 19 of the differential drive 14, which is preferably a
  • IGB full bridges 19 are connected to the three-phase machine 14 or via the transformer 30 to the medium-voltage network 26.
  • the DC voltage intermediate circuit 23 is the connecting element for the individual IGB full bridges 19.
  • the capacitors 31 connected in the DC voltage intermediate circuit are preferably foil capacitors and serve, above all, for smoothing the intermediate circuit voltage or the ripple current.
  • To protect the frequency converter against overvoltage is also here preferably via an IGBT half-bridge
  • This brake chopper 24 has the task any occurring in the DC voltage intermediate circuit 23 voltage spikes
  • an energy storage is connected as an emergency power supply 25, which is preferably connected to the DC voltage intermediate circuit 23
  • High performance capacitors 32 exists.
  • the energy store 25 can also have accumulators or other electrical storage media instead of the high-performance capacitors.
  • the nominal voltage of the DC intermediate circuit 23 is in the case of the use of 1700V IGBT- modules usually around the 1050Vdc and should ideally be regulated in a range of a maximum of 1150Vdc and a minimum of lOOOVdc, so as not to limit the control capacity of the differential drive. If one were to design the emergency power supply 25 for this voltage range, this would be due to the (a) necessary high number of parallel capacitors and (b) the small realizable margin between maximum and minimum allowed
  • DC / DC converter consisting for example of an IGBT half-bridge 33 and a
  • the DC / DC converter 33 connected to the DC voltage intermediate circuit 23.
  • the maximum voltage for the high power capacitors 32 may then be set to e.g. 300-400Vdc be limited.
  • the DC / DC converter 33 described above is a bidirectional buck converter.
  • the DC / DC converter can also be designed with an IGBT full bridge.
  • the static excitation device 35 (FIG. 5) and the
  • synchronous generators 13 operate at a substantially lower voltage level or operating voltage, namely typically in a range from approximately 80 Vdc to 130 Vdc with static excitation according to FIG. 5 or approximately 20 Vdc to 50 Vdc
  • a power supply for the field winding can be realized with a voltage in the required range of 20-130 Vdc with simple means.
  • a unidirectional DC chopper (unidirectional buck converter) is designed in the form of an IGBT full bridge, but may also consist of an IGBT half-bridge or one or three chopper modules (half-bridge consisting of a diode and an IGBT).
  • the IGBT full bridge has the advantage that standard converter hardware can be used and the output ripple is smaller than with a half bridge and thus the filtering at the output is facilitated.
  • an additional DC chopper unidirectional DC chopper
  • Capacitor may be required at the DC-DC input because the high current ripple reduces the life of the energy storage.
  • the filter of the buck converter 35 can be used with regard to (a) control dynamics, (b) current ripple (improved power quality of the generator), (c)
  • a bidirectional DC-DC converter can be used. This can be de-energized with the negative DC link voltage.
  • the bidirectional DC-DC converter can be implemented by an IGBT full bridge (standard converter), wherein the field winding is switched to two half-bridge outputs and a half-bridge output remains free, but can also be realized by two IGBT half-bridges.
  • DC intermediate circuit 23 and excitation control 35 is located. This is an optimal dimensioning of the energy storage 32 at
  • the energy flow for the supply of the exciter control 35 takes place in normal operation via the network-side IGBT full bridge 19, DC / DC converter 33, High power capacitors 32 and DC / DC converters 36
  • Energy storage 32 can be better used, (c) the excitation of the synchronous generator 13 can be controlled even in case of power failure and (d) the exciter control 35 can be implemented easily and inexpensively.
  • the drive shaft is in each case driven directly or indirectly by the devices driven by the flow medium, for example water.

Abstract

The invention relates to an energy generation plant, in particular a wind power plant, comprising an input shaft connected to a rotor (1), a generator (13) connected to a network (9), a differential gear (10 to 12) by which a drive is connected to an electrical differential drive (18), and an electrical energy store (32), wherein the generator (13) comprises an excitation controller (35) and wherein the differential drive (18) is connected to a frequency converter (19). Both the excitation controller (35, 37) and the frequency converter (19) of the differential drive (14) are connected to the energy store (32).

Description

Energiegewinnungsanlage, insbesondere Windkraf anlage  Energy production plant, in particular wind power plant
Die Erfindung betrifft eine Energiegewinnungsanlage, insbesondere Windkraftanlage, mit einer mit einem Rotor verbundenen Antriebswelle, einem mit einem Netz verbundenen Generator, einem The invention relates to an energy production plant, in particular a wind turbine, with a drive shaft connected to a rotor, a generator connected to a network, a
Differenzialgetriebe, von dem ein Antrieb mit einem elektrischen Differenzial -Antrieb verbunden ist, und mit einem elektrischen Differential gear, of which a drive is connected to an electric differential drive, and with an electric
Energiespeicher, wobei der Generator eine Erregerregelung aufweist und wobei der Differenzial -Antrieb mit einem Frequenzumrichter verbunden ist . Energy storage, wherein the generator has an exciter control and wherein the differential drive is connected to a frequency converter.
Windkraftwerke gewinnen zunehmend an Bedeutung als Wind power plants are becoming increasingly important
Energiegewinnungsanlagen. Dadurch erhöht sich kontinuierlich der prozentuale Anteil der Stromerzeugung durch Wind. Dies wiederum bedingt einerseits neue Standards bezüglich Stromqualität und Power generation plants. As a result, the percentage of electricity generated by wind is continuously increasing. This, in turn, requires new standards in terms of power quality and performance
andererseits einen Trend zu noch größeren Windkraftanlagen. On the other hand, a trend towards even larger wind turbines.
Gleichzeitig ist ein Trend Richtung Off -shore-Windkraftanlagen erkennbar, welcher Anlagengrößen von zumindest 5MW installierter Leistung fordert. Durch die erwähnten höheren Anforderungen an die Stromqualität gewinnen hier hochdynamische bzw. auch bei Netzfehlern regelbare Anlagen eine besondere Bedeutung. At the same time, there is a trend towards offshore wind turbines, which require system sizes of at least 5 MW of installed capacity. Due to the mentioned higher demands on the power quality here win highly dynamic or even in case of network errors controllable systems of particular importance.
Allen Anlagen gemeinsam ist die Notwendigkeit einer variablen All systems have in common is the need for a variable
Rotordrehzahl, einerseits zur Erhöhung des aerodynamischen Rotor speed, on the one hand to increase the aerodynamic
Wirkungsgrades im Teillastbereich und andererseits zur Regelung des Drehmomentes im Antriebsstrang der Windkraftanlage. Letzteres zum Zweck der Drehzahlregelung des Rotors in Kombination mit der Efficiency in the partial load range and on the other hand to control the torque in the drive train of the wind turbine. The latter for the purpose of speed control of the rotor in combination with the
Rotorblattverstellung. Rotor blade adjustment.
Derzeit sind daher Windkraftanlagen im Einsatz, welche diese Forderung durch Einsatz von drehzahlvariablen Generator-Lösungen zunehmend in der Form von sogenannten permanentmagneterregten Niederspannungs- Synchrongeneratoren in Kombination mit IGBT-Frequenzumrichtern erfüllen. Diese Lösung hat jedoch den Nachteil, dass (a) die At present, therefore, wind turbines are in use, which meet this requirement by using variable-speed generator solutions increasingly in the form of so-called permanent magnet-excited low-voltage synchronous generators in combination with IGBT frequency converters. However, this solution has the disadvantage that (a) the
Windkraftanlagen nur mittels Transformatoren an das Wind turbines only by means of transformers to the
Mittelspannungsnetz anschließbar sind und (b) die für die variable Drehzahl notwendigen Frequenzumrichter sehr leistungsstark und daher eine Quelle für Wirkungsgradverluste sind. Alternativ werden daher auch sogenannte Differenzialantriebe eingesetzt, welche direkt an das Mittelspannungsnetz angeschlossene fremderregte Mittelspannungs- Synchrongeneratoren in Kombination mit einem Differenzialgetriebe und einem Hilfsantrieb, welcher vorzugsweise eine permanentmagneterregte Synchronmaschine in Kombination mit einem IGBT-Frequenzumrichter kleiner Leistung vorsieht, verwenden. Medium-voltage network can be connected and (b) the necessary for the variable speed frequency converter very powerful and therefore a source of efficiency losses. Alternatively, therefore Also called differential drives are used, which directly connected to the medium-voltage network externally-excited medium-voltage synchronous generators in combination with a differential gear and an auxiliary drive, which preferably provides a permanent magnet synchronous machine in combination with an IGBT frequency converter low power use.
Die WO 2010/121783 A zeigt ein Differenzialsystem mit einem WO 2010/121783 A shows a differential system with a
elektrischen Servoantrieb mit einer permanentmagneterregten electric servo drive with a permanent magnet excited
Synchronmaschine in Kombination mit einem IGBT-Frequenzumrichter . Synchronous machine in combination with an IGBT frequency converter.
Die Erregung fremderregter Mittelspannungs-Synchrongeneratoren erfolgt beispielsweise mittels einer sogenannten statischen Erregung, welche im Wesentlichen die Rotorwicklung des Synchrongenerators über einen Schleifring mit geregeltem Erregerstrom versorgt (Fig. 5) . Alternativ werden sogenannte bürstenlose Erregereinrichtungen eingesetzt, welche eine meist am vom Antrieb abgewandten Ende des Synchrongenerators angeordnete Erregermaschine mit rotierendem Dioden-Gleichrichter haben (Fig. 6) . Die Erregermaschine wird ebenfalls mit geregeltem The excitation of externally excited medium-voltage synchronous generators takes place, for example, by means of a so-called static excitation, which essentially supplies the rotor winding of the synchronous generator with a regulated exciting current via a slip ring (FIG. 5). Alternatively, so-called brushless excitation devices are used which have an exciter machine with a rotating diode rectifier, which is usually arranged at the end of the synchronous generator remote from the drive (FIG. 6). The exciter machine is also regulated
Erregerstrom versorgt, welche jedoch im Vergleich zur erstgenannten Lösung mit wesentlich geringeren Stromstärken das Auslangen findet. Die Regelung der Erregereinrichtung hat im Wesentlichen die Aufgaben (a) die Amplitude der Spannung an den Generatorklemmen konstant auf einen vorgegebenen Wert zu regeln, (b) den vorgegebenen Energizer supplied, which, however, in comparison to the former solution with much lower currents is the Auslangen. The control of the excitation device has essentially the tasks of (a) to regulate the amplitude of the voltage at the generator terminals constant to a predetermined value, (b) the predetermined
Leistungsfaktor (cos-phi) einzustellen und (c) die Erregerwicklung vor Überlastung zu schützen. Adjust power factor (cos-phi) and (c) protect the exciter winding from overload.
Die neuen Standards für die Netzeinspeisung von The new standards for grid feeding of
Energiegewinnungsanlagen, insbesondere Windkraftanlagen, machen es erforderlich, dass bei auftretenden Netzfehlern die Regelbarkeit sowohl des Differenzial -Antriebes als auch der Erregerregelung während der gesamten Dauer des Netzfehlers aufrecht erhalten bleibt. Dazu sind Erregerregelungen gemäß Stand der Technik nur dann in der Lage, wenn sie mit einer aufwändigen USV-Anlage ausgestattet sind.  Energy recovery systems, in particular wind turbines, make it necessary that in the case of network faults, the controllability of both the differential drive and the excitation control is maintained throughout the duration of the network fault. In addition, state-of-the-art excitation control systems are only capable if they are equipped with a complex UPS system.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde entsprechende The invention is therefore based on the task corresponding
Vorkehrungen zu treffen, damit bei möglichst geringem Aufwand die volle Funktion von Differenzial -Antrieb und Erregerregelung aufrecht erhalten bleibt . To make arrangements, so with the least possible effort the full function of differential drive and excitation control upright preserved .
Gelöst wird diese Aufgabe mit einer Energiegewinnungsanlage mit den Merkmalen des Anspruchs 1. This object is achieved with an energy recovery system having the features of claim 1.
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Preferred embodiments of the invention are the subject of
Unteransprüche . Subclaims.
Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die angeschlossenen Zeichnungen detailliert Hereinafter, preferred embodiments of the invention will be described in detail with reference to the attached drawings
beschrieben. Es zeigt described. It shows
Fig. 1 das Prinzip eines Differenzialgetriebes mit einem Fig. 1 shows the principle of a differential gear with a
elektrischen Differenzial-Antrieb gemäß Stand der Technik, electric differential drive according to the prior art,
Fig. 2 das Prinzip einer statischen Erregerregelung gemäß Stand der Technik, 2 shows the principle of a static excitation control according to the prior art,
Fig. 3 eine mögliche Notstromversorgung eines Dif ferenzial- 3 shows a possible emergency power supply of a dif ferential
Antriebes, drive,
Fig. 4 beispielhaft den Verlauf der Blindstromabgabe eines  4 shows by way of example the course of the reactive current output of a
fremderregten Synchrongenerators während eines Netzfehlers, mit und ohne Notstromversorgung für die Erregerregelung, separately excited synchronous generator during a grid fault, with and without emergency power supply for the excitation control,
Fig. 5 eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Konfiguration der Notstromversorgung für die Erregerregelung undFig. 5 shows an embodiment of an inventive configuration of the emergency power supply for the excitation control and
Fig. 6 eine alternative Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Fig. 6 shows an alternative embodiment of an inventive
Konfiguration der NotStromversorgung für die  Configuration of emergency power supply for the
Erregerregelung .  Exciter control.
Die Leistung des Rotors einer Windkraftanlage errechnet sich aus der Formel The power of the rotor of a wind turbine is calculated from the formula
Rotor-Leistung = Rotorfläche * Leistungsbeiwert * Windgeschwindigkeit3 Rotor power = Rotor area * Power coefficient * Wind speed 3
* Luftdichte/2 wobei der Leistungsbeiwert abhängig von der Schnelllaufzahl (=  * Airtightness / 2 where the power coefficient depends on the number of revolutions (=
Verhältnis Blattspitzen-Geschwindigkeit zu Windgeschwindigkeit) des Rotors der Windkraftanlage ist. Der Rotor einer Windkraftanlage ist für einen optimalen Leistungsbeiwert basierend auf einer im Zuge der Entwicklung festzulegenden Schnelllaufzahl (meist ein Wert zw. 7 und 9) ausgelegt. Aus diesem Grund ist beim Betrieb der Windkraftanlage im Teillastbereich eine entsprechend kleine Drehzahl einzustellen, um einen optimalen aerodynamischen Wirkungsgrad zu gewährleisten. Ratio of blade tip speed to wind speed) of the rotor of the wind turbine is. The rotor of a wind turbine is designed for an optimal performance coefficient based on a in the course of Development speed to be determined (usually a value between 7 and 9) designed. For this reason, when operating the wind turbine in the partial load range, a correspondingly low speed must be set in order to ensure optimum aerodynamic efficiency.
Fig. 1 zeigt ein mögliches Prinzip eines Differenzialsystems für eine drehzahlvariable Windkraftanlage. Ein Rotor 1 der Windkraftanlage, der auf einer Antriebswelle 2 für ein Hauptgetriebe 3 sitzt, treibt das Hauptgetriebe 3 an. Zwischen dem Hauptgetriebe 3 und dem Generator 13 befindet sich eine Differenzialstufe 4, welche vom Hauptgetriebe 3 über einen Planetenträger 10 der Differenzialstufe 4 angetrieben wird. Der Generator 13 - vorzugsweise ein fremderregter Mittelspannungs- Synchrongenerator - ist mit einem Hohlrad 11 der Differenzialstufe 4 verbunden und wird von diesem angetrieben. Ein Ritzel 12 der Fig. 1 shows a possible principle of a differential system for a variable speed wind turbine. A rotor 1 of the wind turbine, which sits on a drive shaft 2 for a main gear 3, drives the main gear 3 at. Between the main gear 3 and the generator 13 is a differential stage 4, which is driven by the main gear 3 via a planet carrier 10 of the differential stage 4. The generator 13 - preferably a third-excited medium voltage synchronous generator - is connected to a ring gear 11 of the differential stage 4 and is driven by this. A pinion 12 of the
Differenzialstufe 4 ist mit einem Differenzial-Antrieb 14 verbunden. Die Drehzahl des Differenzial -Antriebes 14 wird geregelt, um Differential stage 4 is connected to a differential drive 14. The speed of the differential drive 14 is regulated to
einerseits bei variabler Drehzahl des Rotors 1 eine konstante Drehzahl des Generators 13 zu gewährleisten und andererseits das Drehmoment im Triebstrang der Windkraftanlage zu regeln. Um die Eingangsdrehzahl für den Differenzial-Antrieb 14 zu erhöhen wird im gezeigten Fall ein 2- stufiges Differenzialgetriebe gewählt, welches eine Anpassungs- Getriebestufe 15 in Form einer Stirnradstufe zwischen der On the one hand to ensure a constant speed of the generator 13 at variable speed of the rotor 1 and on the other hand to regulate the torque in the drive train of the wind turbine. In order to increase the input speed for the differential drive 14, a 2-stage differential gear is selected in the case shown, which is a matching gear stage 15 in the form of a spur gear between the
Differenzialstufe 4 und dem Differenzial-Antrieb 14 vorsieht. Die Differenzialstufe 4 und die Anpassungs-Getriebestufe 15 bilden somit das 2-stufige Differenzialgetriebe . Der Differenzial -Antrieb 14 ist eine Drehstrommaschine, welche über einen Frequenzumrichter 16 und einen Transformator 17 an das Mittelspannungsnetz 9 angeschlossen wird. Differential stage 4 and the differential drive 14 provides. The differential stage 4 and the adjustment gear 15 thus form the 2-stage differential gear. The differential drive 14 is a three-phase machine, which is connected via a frequency converter 16 and a transformer 17 to the medium-voltage network 9.
Die Leistung des Differenzial-Antriebes 14 ist im Wesentlichen proportional dem Produkt aus prozentueller Abweichung der The power of the differential drive 14 is substantially proportional to the product of percent deviation of
Rotordrehzahl von dessen Grunddrehzahl (meist als Schlupf bezeichnet) mal Rotor-Leistung. Dementsprechend erfordert ein großer Rotor speed from its basic speed (usually referred to as slip) times rotor power. Accordingly, a large one requires
Drehzahlbereich grundsätzlich eine entsprechend große Dimensionierung des Differenzial-Antriebes 14. Das heißt, je kleiner der notwendige Drehzahlbereich an der Antriebswelle ist, desto kleiner kann der erforderliche Differenzial -Antrieb und demzufolge auch der Aufwand für dessen Herstellung und Betrieb sein. Strömungsmaschinen jeglicher Art wie z.B. Windkraftanlagen, Wasserturbinen bzw. -pumpen, Anlagen zur Gewinnung von Energie aus Meeresströmungen, bzw. jede Art von That is, the smaller the necessary speed range on the drive shaft, the smaller the required differential drive and therefore also the effort for its production and operation can be. Turbomachines of any kind such as wind turbines, water turbines or pumps, plants for the production of energy from ocean currents, or any kind of
Industrieanlagen, welche mit eingeschränktem Drehzahlbereich arbeiten, sind daher die idealen Einsatzgebiete für Differenzialsysteme . Industrial plants, which work with limited speed range, are therefore the ideal fields of application for differential systems.
Fig. 2 zeigt das Prinzip einer statischen Erregereinrichtung mit folgenden wesentlichen Komponenten: unterbrechungsfreie Fig. 2 shows the principle of a static excitation device with the following essential components: uninterruptible
Spannungsversorgung (USV) , Erregertransformator zur Anpassung des Spannungsniveaus (T) , gesteuerter Gleichrichter (GR) , Entregungs- Einrichtung (EE) , Erregerwicklung (EW) und Erregerregelung (ER) . Die Komponenten USV und Entregungs-Einrichtung (EE) sind optional und nur dann erforderlich, wenn bei Netzfehlern eine gleichmäßige Regeldynamik gefordert ist. Power supply (UPS), exciter transformer to adjust the voltage level (T), controlled rectifier (GR), de-excitation device (EE), exciter winding (EW) and exciter control (ER). The components UPS and de-energizing equipment (EE) are optional and only necessary if a uniform control dynamics is required in case of network faults.
Fig. 3 zeigt einen möglichen grundsätzlichen Aufbau des elektrischen Teils eines Differenzial-Systems gemäß Fig. 1. Mit der Fig. 3 shows a possible basic structure of the electrical part of a differential system according to FIG. 1. With the
Drehstrommaschine 14 sind zwei sogenannte Frequenzumrichter-Endstufe 22 verbunden. Diese bestehen im Wesentlichen aus einer gesteuerten IGBT-Vollbrücke 19, einem Controller, Zwischenkreis-Kondensatoren 20, einer Strommessung und Gleichstromsicherungen 21. Die Kühlung Three-phase machine 14 are connected to two so-called frequency converter output stage 22. These essentially consist of a controlled IGBT full bridge 19, a controller, DC link capacitors 20, a current measurement and DC fuses 21. The cooling
insbesondere der IGBTs 19 ist vorzugsweise eine Wasserkühlung, kann aber auch als Luftkühlung ausführt werden. in particular of the IGBTs 19 is preferably a water cooling, but can also be carried out as air cooling.
Der Gleichspannungszwischenkreis 23 ist das Verbindungsglied für die einzelnen Frequenzumrichter-Endstufen 22. Zum Schutz des The DC voltage intermediate circuit 23 is the link for the individual frequency converter output stages 22. To protect the
Frequenzumrichters gegen Überspannung wird hier vorzugsweise auch ein sogenannter Brems-Chopper 24 mit Widerständen angeschlossen. Dieser Brems-Chopper 24 kann bei z.B. Netzausfall auch überschüssige Energie in Wärme umwandeln. Frequency converter against overvoltage is here also preferably a so-called brake chopper 24 connected with resistors. This brake chopper 24 can be used at e.g. Power failure also convert excess energy into heat.
Darüber hinaus wird für Energiegewinnungsanlagen mit In addition, it is used for power generation plants
Differenzialsystemen auch eine Notstromversorgung 25 eingesetzt. Diese Notstromversorgung 25 besteht vorzugsweise im Wesentlichen aus an den Gleichspannungszwischenkreis 23 angeschlossenen  Differential systems also used an emergency power supply 25. This emergency power supply 25 preferably consists essentially of connected to the DC voltage intermediate circuit 23
Hochleistungskondensatoren. Um das Spannungsniveau bzw. die High-performance capacitors. To the voltage level or the
Betriebsspannung dieser Hochleistungskondensatoren optimal bzw. Operating voltage of these high-performance capacitors optimal or
flexibel zu gestalten, können diese über DC/DC-Wandler an den To make this flexible, these can be connected via DC / DC converters to the
Gleichspannungszwischenkreis 23 angeschlossen werden. Abhängig von der Betriebsführung der Energiegewinnungsanlage kann die Notstromversorgung 25 unter Umständen auch die Funktion des Brems- Choppers 24 ganz oder teilweise übernehmen. Zwischen dem DC voltage intermediate circuit 23 are connected. Depending on the operation of the power plant, the emergency power supply 25 may also take over the function of the brake chopper 24 in whole or in part. Between the
Gleichspannungszwischenkreis 23 und dem Netz 26 werden vorzugsweise die gleichen Frequenzumrichter-Endstufen 22 eingesetzt. DC intermediate circuit 23 and the network 26, the same frequency converter output stages 22 are preferably used.
Im Falle eines Differenzial- Systems gem. Fig. 1 arbeitet dieses sowohl generatorisch als auch motorisch. Das heißt, im motorischen Betrieb arbeitet die maschinenseitige Frequenzumrichter-Endstufe 22 als In the case of a differential system acc. Fig. 1 works this both regenerative and motor. That is, in engine operation, the machine-side frequency converter output stage 22 operates as
Wechselrichter zur Drehzahl/Drehmoment-Regelung und die netzseitige Frequenzumrichter-Endstufe 22 als Gleichrichtermodul. Im Inverter for speed / torque control and the line-side frequency converter output stage 22 as a rectifier module. in the
generatorischen Betrieb arbeitet die maschinenseitige regenerative operation works the machine side
Frequenzumrichter-Endstufe 22 als gesteuerter Gleichrichtermodul und die netzseitige Frequenzumrichter-Endstufe 22 als sogenanntes aktives Netzeinspeisemodul (Wechselrichter) . Frequency converter output stage 22 as a controlled rectifier module and the line-side frequency converter output stage 22 as a so-called active grid feed module (inverter).
Damit die netzseitige Frequenzumrichter-Endstufe 22 die vom Thus, the network-side frequency converter output stage 22 of the
Netzbetreiber geforderten Stromqualitätskriterien erfüllen, ist ein sogenannter LCL-Filter 27 vorzusehen. Dazu kommen noch Sicherungen 28, Leistungsschalter 29 und ein Netztransformator 30, welcher die vorzugsweise Niederspannung des Differenzial -Antriebes an die Spannung des Netzes 26 anpasst. Grid operators meet required power quality criteria, a so-called LCL filter 27 is provided. There are also fuses 28, circuit breaker 29 and a power transformer 30, which adapts the preferably low voltage of the differential drive to the voltage of the network 26.
Um die Belastung der Drehstrommaschine 14 möglichst gering zu halten, werden die IGBT-Vollbrücken 19 motorseitig vorzugsweise mit 4kHz getaktet, netzseitig kann, abhängig von der Auslegung des LCL-Filters 27, eine andere Taktfrequenz gewählt werden. Da mit höher werdender Taktfrequenz auch die Verluste in den IGBT-Vollbrücken 19 steigen bzw. die zulässige Strombelastung der IGBT-Vollbrücken 19 niedriger wird, kann abhängig vom Betriebspunkt des Differenzial -Systems die In order to keep the load on the three-phase machine 14 as low as possible, the IGBT full bridges 19 are clocked at the motor side, preferably at 4 kHz, on the network side, depending on the design of the LCL filter 27, a different clock frequency can be selected. As with increasing clock frequency, the losses in the IGBT full bridges 19 increase or the allowable current load of the IGBT full bridges 19 is lower, depending on the operating point of the differential system, the
Taktfrequenz auf einen für die Auslastung des Systems optimalen Wert eingestellt werden bzw. die Taktfrequenz während des Betriebes entsprechend variiert werden. Clock frequency are set to an optimal for the utilization of the system value or the clock frequency during operation are varied accordingly.
Fig. 4 zeigt den Verlauf der Blindstromabgabe eines fremderregten Synchrongenerators während eines Netzfehlers, mit (durchgängige Linie) und ohne (strichlierte Linie) Notstromversorgung für die Erregerregelung. Dabei wird ein schneller Einbruch der Netzspannung von 100% auf 10% angenommen. Die Netzspannung bleibt dann für ls auf diesem Niveau und geht im Anschluss daran auf den ursprünglichen Ausgangswert zurück. Üblicherweise verlangen die Einspeisevorschriften (Gridcodes) , dass während eines Netzspannungseinbruches die Fig. 4 shows the course of the reactive current output of a third-excited synchronous generator during a power failure, with (continuous line) and without (dotted line) emergency power supply for Pathogen control. This assumes a fast break in the grid voltage from 100% to 10%. The mains voltage then remains at this level for ls and then goes back to the original output value. Usually, the grid rules require that during a mains voltage dip the
Energieerzeugungsanlagen zumindest den Nennstrom als Blindstrom ins Netz einspeisen. Fig. 4 zeigt, dass man ohne Notstromversorgung für die Erregung die Gridcodes nicht erfüllen kann, da es nach ca. 200ms nicht mehr möglich ist, Blindstrom in das Netz abzugeben (strichlierte Linie) . Genau das ist aber wichtig um das Netz zu stützen. Energy generation systems feed at least the rated current as reactive power into the grid. Fig. 4 shows that you can not meet the grid codes without emergency power supply for the excitement, since it is no longer possible after about 200ms to give reactive power in the network (dashed line). That is exactly what is important to support the network.
Ein weiterer Vorteil ist, dass der Generator leichter auf Nenndrehzahl gehalten werden kann wenn die Erregung eingeschaltet bleibt . Another advantage is that the generator can be more easily maintained at rated speed when the excitation remains on.
Darüber hinaus kann während dieses Spannungseinbruches der vom In addition, during this voltage dip of the
Generator 13 abgegebene Blindstrom nicht geregelt werden, bzw. stellt sich der Blindstrom abhängig von Netzspannungseinbruch-Dauer und - Größe entsprechend den Auslegungsparametern des Synchrongenerators ein. Dadurch kann man nicht allfällige, hiervon abweichende Generator 13 emitted reactive power can not be controlled, or sets the reactive current depending on mains voltage dips duration and - size according to the design parameters of the synchronous generator. Thus one can not possibly, deviating from it
Anforderungen erfüllen. Meet requirements.
Fig. 5 und Fig. 6 zeigen erfindungsgemäße Ausführungsformen der unterbrechungsfreien NotStromversorgung 25 für den Frequenzumrichter 19 des Differenzial-Antriebes 14, der vorzugsweise ein FIGS. 5 and 6 show embodiments according to the invention of the uninterruptible emergency power supply 25 for the frequency converter 19 of the differential drive 14, which is preferably a
Niederspannungs-Frequenzumrichter ist, und einer Erregereinrichtung 35 des Generators 13. Wie schon in Verbindung mit Fig. 3 beschrieben sind auch hier IGB -Vollbrücken 19 mit der Drehstrommaschine 14 bzw. über den Transformator 30 mit dem Mittelspannungsnetz 26 verbunden. Der Gleichspannungszwischenkreis 23 ist das Verbindungsglied für die einzelnen IGB -Vollbrücken 19. Die in den Gleichspannungszwischenkreis geschalteten Kondensatoren 31 sind vorzugsweise Folienkondensatoren und dienen vor allem zum Glätten der ZwischenkreisSpannung bzw. des Rippelstromes . Zum Schutz des Frequenzumrichters gegen Überspannung wird auch hier vorzugsweise ein über eine IGBT-Halbbrücke  As has already been described in connection with FIG. 3, here too IGB full bridges 19 are connected to the three-phase machine 14 or via the transformer 30 to the medium-voltage network 26. The DC voltage intermediate circuit 23 is the connecting element for the individual IGB full bridges 19. The capacitors 31 connected in the DC voltage intermediate circuit are preferably foil capacitors and serve, above all, for smoothing the intermediate circuit voltage or the ripple current. To protect the frequency converter against overvoltage is also here preferably via an IGBT half-bridge
angesteuerter sogenannter Brems -Chopper 24 mit Widerständen controlled so-called brake -Chopper 24 with resistors
angeschlossen. Dieser Brems-Chopper 24 hat die Aufgabe allfällige im Gleichspannungszwischenkreis 23 auftretende Spannungsspitzen connected. This brake chopper 24 has the task any occurring in the DC voltage intermediate circuit 23 voltage spikes
abzusaugen und dadurch eine Systemabschaltung wegen Überspannung zu vermeiden. Um bei z.B. Netzfehlern die Energieversorgung des Frequenzumrichters 19 sicher zu stellen, wird ein Energiespeicher als Notstromversorgung 25 angeschlossen, welcher vorzugsweise aus an den Gleichspannungszwischenkreis 23 angeschlossenen to suck off and thereby a system shutdown due to overvoltage avoid. In order to make sure the power supply of the frequency converter 19, for example, network faults, an energy storage is connected as an emergency power supply 25, which is preferably connected to the DC voltage intermediate circuit 23
Hochleistungskondensatoren 32 besteht. Der Energiespeicher 25 kann aber anstelle der Hochleistungskondensatoren auch Akkumulatoren oder andere elektrische Speichermedien aufweisen.  High performance capacitors 32 exists. However, the energy store 25 can also have accumulators or other electrical storage media instead of the high-performance capacitors.
Die Nennspannung des Gleichspannungszwischenkreises 23 beträgt im Falle des Einsatzes von 1700V-IGBT- odulen meist um die 1050Vdc und sollte idealerweise in einem Bereich von maximal 1150Vdc und minimal lOOOVdc geregelt werden, um das Regelvermögen des Differenzial- Antriebes nicht einzuschränken. Würde man die Notstromversorgung 25 für diesen Spannungsbereich auslegen, würde diese aufgrund der (a) notwendigen hohen Anzahl paralleler Kondensatoren und (b) der geringen realisierbaren Spanne zwischen maximaler und minimal erlaubter The nominal voltage of the DC intermediate circuit 23 is in the case of the use of 1700V IGBT- modules usually around the 1050Vdc and should ideally be regulated in a range of a maximum of 1150Vdc and a minimum of lOOOVdc, so as not to limit the control capacity of the differential drive. If one were to design the emergency power supply 25 for this voltage range, this would be due to the (a) necessary high number of parallel capacitors and (b) the small realizable margin between maximum and minimum allowed
Spannung des Gleichspannungszwischenkreis 23 sehr groß und demzufolge auch entsprechend teuer werden. Um das Spannungsniveau bzw. die Voltage of the DC intermediate circuit 23 are very large and consequently also expensive accordingly. To the voltage level or the
Betriebsspannung dieser Hochleistungskondensatoren optimal zu Operating voltage of these high-performance capacitors optimal
gestalten, werden diese daher vorzugsweise via eines DC/DC-Wandlers bestehend beispielsweise aus einer IGBT-Halbbrücke 33 und einer Therefore, they are preferably via a DC / DC converter consisting for example of an IGBT half-bridge 33 and a
Induktivität 34 an den Gleichspannungszwischenkreis 23 angeschlossen. Die maximale Spannung für die Hochleistungskondensatoren 32 kann dann auf z.B. 300-400Vdc begrenzt werden. Vorzugsweise ist der oben beschriebene DC/DC-Wandler 33 ein bidirektionaler Tiefsetzsteller. Optional kann der DC/DC-Wandler auch mit einer IGBT-Vollbrücke ausgeführt werden. Inductance 34 connected to the DC voltage intermediate circuit 23. The maximum voltage for the high power capacitors 32 may then be set to e.g. 300-400Vdc be limited. Preferably, the DC / DC converter 33 described above is a bidirectional buck converter. Optionally, the DC / DC converter can also be designed with an IGBT full bridge.
Die statische Erregereinrichtung 35 (Fig. 5) und die The static excitation device 35 (FIG. 5) and the
Erregereinrichtung für die Erregermaschine 37 (Fig. 6) des Excitation device for the exciter machine 37 (FIG. 6) of the
Synchrongenerators 13 arbeiten im Gegensatz zum Frequenzumrichter 19 auf einem wesentlich geringeren Spannungsniveau bzw. Betriebsspannung, nämlich typischerweise in einem Bereich von ca. 80Vdc bis 130Vdc bei statischer Erregung gemäß Fig. 5 bzw. ca. 20 Vdc bis 50 Vdc bei In contrast to the frequency converter 19, synchronous generators 13 operate at a substantially lower voltage level or operating voltage, namely typically in a range from approximately 80 Vdc to 130 Vdc with static excitation according to FIG. 5 or approximately 20 Vdc to 50 Vdc
Erregermaschine gemäß Fig. 6. Würde man hier versuchen, die Versorgung der Erregereinrichtung direkt vom Gleichspannungszwischenkreis 23 zu realisieren, um die Notstromversorgung 25 zu nutzen, wäre dies aufgrund der hohen Spannungsdifferenz mit einem DC/DC-Wandler nur (äußerst) aufwändig zu realisieren. Mit einem weiteren DC/DC-Wandler, bestehend beispielsweise aus einer IGBT-Halbbrücke 36 und einer Exciter machine according to FIG. 6. If one were to try to realize the supply of the excitation device directly from the DC voltage intermediate circuit 23 in order to use the emergency power supply 25, this would only be due to the high voltage difference with a DC / DC converter (extremely) consuming to realize. With another DC / DC converter, consisting for example of an IGBT half-bridge 36 and a
Induktivität, welcher am jeweils optimalen Spannungsniveau der Inductance, which at the respectively optimum voltage level of
Hochleistungskondensatoren 32 liegt, kann eine Stromversorgung für die Erregerwicklung mit einer Spannung im erforderlichen Bereich von 20- 130Vdc mit einfachen Mitteln realisiert werden. Vorzugsweise ist hierbei ein unidirektionaler Gleichstromsteller (unidirektionaler Tiefsetzsteller) in Form einer IGBT-Vollbrücke ausgeführt, kann aber auch aus einer IGBT-Halbbrücke oder einem bzw. drei Choppermodulen (Halbbrücke bestehend aus einer Diode und einem IGBT) bestehen. Die IGBT-Vollbrücke hat den Vorteil, dass Standard-Stromrichter-Hardware eingesetzt werden kann und der Ausgangsstromrippel kleiner ist als mit einer Halbbrücke und somit die Filterung am Ausgang erleichtert wird. Je nach Ausführung der Energiespeicher kann ein zusätzlicher High power capacitors 32 is located, a power supply for the field winding can be realized with a voltage in the required range of 20-130 Vdc with simple means. Preferably, in this case, a unidirectional DC chopper (unidirectional buck converter) is designed in the form of an IGBT full bridge, but may also consist of an IGBT half-bridge or one or three chopper modules (half-bridge consisting of a diode and an IGBT). The IGBT full bridge has the advantage that standard converter hardware can be used and the output ripple is smaller than with a half bridge and thus the filtering at the output is facilitated. Depending on the design of energy storage, an additional
Kondensator am Gleichstromsteller-Eingang erforderlich sein, da der hohe Stromrippel die Lebensdauer des Energiespeichers verringert . Der Filter des Tiefsetzstellers 35 kann hinsichtlich (a) Regeldynamik, (b) Stromrippel (verbesserte Netzqualität des Generators) , (c) Capacitor may be required at the DC-DC input because the high current ripple reduces the life of the energy storage. The filter of the buck converter 35 can be used with regard to (a) control dynamics, (b) current ripple (improved power quality of the generator), (c)
Gleichtaktspannung (Vermeidung Lagerströme) optimiert werden. Common mode voltage (avoidance of bearing currents) can be optimized.
Ist für die Applikation ein schnelles Entregen relevant, so kann ein bidirektionaler Gleichstromsteller eingesetzt werden. Dadurch kann mit der negativen Zwischenkreisspannung entregt werden. Vorzugsweise kann der bidirektionale Gleichstromsteller durch eine IGBT-Vollbrücke (Standard-Umrichter) umgesetzt werden, wobei die Erregerwicklung auf zwei Halbbrückenausgänge geschalten wird und ein Halbbrückenausgang frei bleibt, kann aber auch durch zwei IGBT-Halbbrücken realisiert werden . If a fast de-energizing is relevant for the application, a bidirectional DC-DC converter can be used. This can be de-energized with the negative DC link voltage. Preferably, the bidirectional DC-DC converter can be implemented by an IGBT full bridge (standard converter), wherein the field winding is switched to two half-bridge outputs and a half-bridge output remains free, but can also be realized by two IGBT half-bridges.
Im Sinne der Erfindung heißt das, dass im Idealfall das For the purposes of the invention, this means that ideally
Spannungsniveau bzw. die Betriebsspannung der Notstromversorgung 25 zwischen den notwendigen Betriebs-Spannungsniveaus von Voltage level or the operating voltage of the emergency power supply 25 between the necessary operating voltage levels of
Gleichstromzwischenkreis 23 und Erregerregelung 35 liegt. Damit ist eine optimale Dimensionierung des Energiespeichers 32 bei DC intermediate circuit 23 and excitation control 35 is located. This is an optimal dimensioning of the energy storage 32 at
gleichzeitiger Nutzung durch sowohl Frequenzumrichter 16 als auch Erregerregelung 35 gewährleistet. simultaneous use by both frequency 16 and excitation control 35 guaranteed.
Der Energiefluss für die Versorgung der Erregerregelung 35 erfolgt im Normalbetrieb über netzseitige IGBT-Vollbrücke 19, DC/DC-Wandler 33, Hochleistungskondensatoren 32 und DC/DC- andler 36 The energy flow for the supply of the exciter control 35 takes place in normal operation via the network-side IGBT full bridge 19, DC / DC converter 33, High power capacitors 32 and DC / DC converters 36
Die wesentlichen Vorteile der beschriebenen Konfiguration sind (a) die ZwischenkreisSpannung des Gleichstromzwischenkreises 23 kann auch bei Netzfehlern geregelt werden, (b) der Energieinhalt des The main advantages of the configuration described are (a) the DC link voltage of the DC intermediate circuit 23 can also be regulated in case of network errors, (b) the energy content of the
Energiespeichers 32 kann besser genutzt werden, (c) die Erregung des Synchrongenerators 13 kann auch bei Netzausfall geregelt werden und (d) die Erregerregelung 35 kann einfach und kostengünstig realisiert werden. Energy storage 32 can be better used, (c) the excitation of the synchronous generator 13 can be controlled even in case of power failure and (d) the exciter control 35 can be implemented easily and inexpensively.
Die beschriebenen Ausführungsformen sind nur Beispiele und kommen bevorzugt bei Windkraftanlagen zum Einsatz, sind bei technisch ähnlichen Anwendungen aber ebenfalls umsetzbar. Dies betrifft v.a. Wasserturbinen bzw. -pumpen und Anlagen zur Gewinnung von Energie aus Meeresströmungen. Für diese Anwendungen gelten die gleichen The described embodiments are only examples and are preferably used in wind turbines, but are also feasible in technically similar applications. This concerns v.a. Hydro-turbines and pumps and installations for generating energy from ocean currents. The same apply to these applications
Grundvoraussetzungen wie für Windkraftanlagen, nämlich variable Basic requirements as for wind turbines, namely variable
Strömungsgeschwindigkeit. Die Antriebswelle wird jeweils von den vom Strömungsmedium, beispielsweise Wasser, angetriebenen Einrichtungen direkt oder indirekt angetrieben. Flow rate. The drive shaft is in each case driven directly or indirectly by the devices driven by the flow medium, for example water.
Darüber hinaus gilt Gesagtes auch für jede Art von Anlagen, welche aufgrund der Rahmenbedingungen Differenzialantriebe zur Realisierung variabler Drehzahl an der Antriebswelle einsetzen, das heißt jede Art von Antrieben für (Industrie) anlagen welche mit eingeschränktem In addition, what is said also applies to any type of system which, due to the general conditions, uses differential drives for realizing variable speed on the drive shaft, that is to say any type of drive for (industrial) systems which has limited power
Drehzahlbereich betrieben werden. Speed range can be operated.

Claims

Patentansprüche : Claims:
1. Energiegewinnungsanlage, insbesondere Windkraftanlage, mit einer mit einem Rotor (1) verbundenen Antriebswelle, einem mit einem Netz (9) verbundenen Generator (13) , einem Differenzialgetriebe (10 bis 12) , von dem ein Antrieb mit einem elektrischen 1. power generation plant, in particular wind turbine, with a with a rotor (1) connected drive shaft, a with a network (9) connected to the generator (13), a differential gear (10 to 12), of which a drive with an electric
Differenzial -Antrieb (18) verbunden ist, und mit einem  Differential drive (18) is connected, and with a
elektrischen Energiespeicher (32) , wobei der Generator (13) eine Erregerregelung (35, 37) aufweist und wobei der Differenzial - Antrieb (18) mit einem Frequenzumrichter (19) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl die Erregerregelung (35, 37) als auch der Frequenzumrichter (19) des Differential -Antriebs (14) mit dem Energiespeicher (32) verbunden sind.  electrical energy store (32), the generator (13) having an exciter control (35, 37) and wherein the differential drive (18) is connected to a frequency converter (19), characterized in that both the exciter control (35, 37) and the frequency converter (19) of the differential drive (14) are connected to the energy store (32).
2. Energiegewinnungsanlage nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Notstromversorgung (25) , die den Energiespeicher (32) enthält . 2. Energy production plant according to claim 1, characterized by an emergency power supply (25) containing the energy store (32).
3. Energiegewinnungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Erregerregelung (35, 37) den Energiespeicher (32) enthält . 3. Energy production plant according to claim 1, characterized in that the exciter control (35, 37) contains the energy store (32).
4. Energiegewinnungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Differenzial -Antrieb (18) über den Frequenzumrichter (19) mit einem Gleichstromzwischenkreis (23) verbunden ist. 4. Power generation plant according to one of claims 1 to 3, characterized in that the differential drive (18) via the frequency converter (19) with a DC intermediate circuit (23) is connected.
5. Energiegewinnungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Gleichstromzwischenkreis (23) mittels eines DC/DC-Wandlers (33) an den Energiespeicher (32) 5. Energy production plant according to one of claims 1 to 4, characterized in that the DC intermediate circuit (23) by means of a DC / DC converter (33) to the energy store (32)
angeschlossen ist.  connected.
6. Energiegewinnungsanlage nach einem der Ansprüche nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die 6. Energy production plant according to one of claims 1 to 5, characterized in that the
Erregerregelung (35, 37) mittels eines DC/DC-Wandlers (36) an den Energiespeicher (32) angeschlossen ist. Energiegewinnungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der DC/DC-Wandler (33, 36) ein vorzugsweise bidirektionaler Gleichstromsteller ist. Excitation control (35, 37) by means of a DC / DC converter (36) to the energy storage device (32) is connected. Power generation plant according to one of claims 1 to 6, characterized in that the DC / DC converter (33, 36) is a preferably bidirectional DC chopper.
Energiegewinnungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der DC/DC-Wandler (33, 36) IGBT-Vollbrücken und/oder Thyristoren aufweist. Power generation plant according to one of claims 1 to 7, characterized in that the DC / DC converter (33, 36) has IGBT full bridges and / or thyristors.
Energiegewinnungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 9, gekennzeichnet durch eine Erregerregelung (35, 37) zum Regeln der Spannung und/oder des Blindstroms des Generators (13) . Energy production plant according to one of claims 1 to 9, characterized by an exciter control (35, 37) for controlling the voltage and / or the reactive current of the generator (13).
Energiegewinnungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Betriebsspannung des Energy production plant according to one of claims 1 to 10, characterized in that the operating voltage of the
Energiespeichers (32) zwischen den Betriebsspannungen des Energy storage (32) between the operating voltages of the
Gleichstromzwischenkreises (23) und der Erregerregelung (35, 37) liegt . DC intermediate circuit (23) and the excitation control (35, 37) is located.
PCT/AT2012/000195 2011-08-11 2012-07-26 Energy generation plant, in particular a wind power plant WO2013020148A2 (en)

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ATA1165/2011 2011-08-11
ATA1165/2011A AT511782A1 (en) 2011-08-11 2011-08-11 ENERGY EQUIPMENT, IN PARTICULAR WIND POWER PLANT

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