CN101680431A - 用于风能转换器的控制*** - Google Patents

用于风能转换器的控制*** Download PDF

Info

Publication number
CN101680431A
CN101680431A CN200980000179A CN200980000179A CN101680431A CN 101680431 A CN101680431 A CN 101680431A CN 200980000179 A CN200980000179 A CN 200980000179A CN 200980000179 A CN200980000179 A CN 200980000179A CN 101680431 A CN101680431 A CN 101680431A
Authority
CN
China
Prior art keywords
wind energy
energy converter
pressure
converter according
control system
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Pending
Application number
CN200980000179A
Other languages
English (en)
Inventor
彼得·魏希博尔德
罗伯特·特拉尼格
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
AMSC Windtec GmbH
Original Assignee
AMSC Windtec GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by AMSC Windtec GmbH filed Critical AMSC Windtec GmbH
Publication of CN101680431A publication Critical patent/CN101680431A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D9/00—Adaptations of wind motors for special use; Combinations of wind motors with apparatus driven thereby; Wind motors specially adapted for installation in particular locations
    • F03D9/20—Wind motors characterised by the driven apparatus
    • F03D9/25—Wind motors characterised by the driven apparatus the apparatus being an electrical generator
    • F03D9/255—Wind motors characterised by the driven apparatus the apparatus being an electrical generator connected to electrical distribution networks; Arrangements therefor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D15/00—Transmission of mechanical power
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D15/00—Transmission of mechanical power
    • F03D15/10—Transmission of mechanical power using gearing not limited to rotary motion, e.g. with oscillating or reciprocating members
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2260/00—Function
    • F05B2260/40—Transmission of power
    • F05B2260/403—Transmission of power through the shape of the drive components
    • F05B2260/4031—Transmission of power through the shape of the drive components as in toothed gearing
    • F05B2260/40311—Transmission of power through the shape of the drive components as in toothed gearing of the epicyclic, planetary or differential type
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2270/00—Control
    • F05B2270/10—Purpose of the control system
    • F05B2270/101—Purpose of the control system to control rotational speed (n)
    • F05B2270/1011—Purpose of the control system to control rotational speed (n) to prevent overspeed
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2270/00—Control
    • F05B2270/30—Control parameters, e.g. input parameters
    • F05B2270/304—Spool rotational speed
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2270/00—Control
    • F05B2270/30—Control parameters, e.g. input parameters
    • F05B2270/309—Rate of change of parameters
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H37/00—Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00
    • F16H37/02—Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00 comprising essentially only toothed or friction gearings
    • F16H37/06—Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00 comprising essentially only toothed or friction gearings with a plurality of driving or driven shafts; with arrangements for dividing torque between two or more intermediate shafts
    • F16H37/08—Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00 comprising essentially only toothed or friction gearings with a plurality of driving or driven shafts; with arrangements for dividing torque between two or more intermediate shafts with differential gearing
    • F16H37/0833—Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00 comprising essentially only toothed or friction gearings with a plurality of driving or driven shafts; with arrangements for dividing torque between two or more intermediate shafts with differential gearing with arrangements for dividing torque between two or more intermediate shafts, i.e. with two or more internal power paths
    • F16H37/084—Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00 comprising essentially only toothed or friction gearings with a plurality of driving or driven shafts; with arrangements for dividing torque between two or more intermediate shafts with differential gearing with arrangements for dividing torque between two or more intermediate shafts, i.e. with two or more internal power paths at least one power path being a continuously variable transmission, i.e. CVT
    • F16H2037/0866—Power split variators with distributing differentials, with the output of the CVT connected or connectable to the output shaft
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H47/00—Combinations of mechanical gearing with fluid clutches or fluid gearing
    • F16H47/02—Combinations of mechanical gearing with fluid clutches or fluid gearing the fluid gearing being of the volumetric type
    • F16H47/04—Combinations of mechanical gearing with fluid clutches or fluid gearing the fluid gearing being of the volumetric type the mechanical gearing being of the type with members having orbital motion
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70—Wind energy
    • Y02E10/72—Wind turbines with rotation axis in wind direction

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Control Of Eletrric Generators (AREA)
  • Wind Motors (AREA)

Abstract

一种构造成用于向电网传输电力的风能转换器，包括机械地联接在转子与发电机之间的可变速比齿轮***。控制***构造成机械地控制发电机的旋转速度，使得在低压事故期间风能转换器能够继续工作并向电网供应电力。

Description

用于风能转换器的控制***
技术领域
本发明涉及风能转换器(WEC)。
背景技术
风能已作为增长最快速的能源出现，其代表着洁净、可再生、有利于生态的、可代替传统化石基能源的替代能源。按当前增长速率，预计到2009年风能转换将产生超过117,000MW的电力，占到世界发电量的大约1.25％。当前，风力最常用在大规模风力场中以向电网提供电力，尽管在电网未覆盖的地区，风力有时也以单个风轮机而服务于乡村住宅。当风力容量的总基数随着额外风轮机和新风力场的安设而继续增长时，与电网互连标准的符合性变得越发重要。
特别地，一种互连标准要求发电机(比如水电发电机、热电发电机和核电发电机)在干扰期间继续工作并且在电压下降期间保持连接至电网，即所谓“低压穿越(LVRT)”过程。例如，当发电机的端子处的电压(比如因电网短路)下降到规定的电位以下时，具有LVRT性能的发电站继续向电网提供电力，而不会断开离线，由此有效地稳定了电网。
然而，在一些情形中，允许现有技术的WEC在低压事故期间跳闸离线，主要是因为风力对于电网的整体功率容量的贡献被视作无关紧要。一旦与电网脱离连接，WEC通常会经历重新起动周期，而在几分钟内不会向电网提供电力。
近来，考虑到风力站/场与电网结合的增长趋势以及其对电网稳定性的潜在性影响，联邦能源管制委员会(FERC)已提出关于WEC的LVRT标准，该标准要求大型发电站或场(容量为20MW或更大)在低压出现期间保持联线并继续工作。
发明内容
在本发明的一个总的方面中，风能转换器构造成用于向电网传输电力。风能转换器包括机械地联接在转子与发电机之间的可变速比齿轮***。控制***构造成机械地控制发电机的旋转速度，使得在低压事故期间风能转换器能够继续工作并向电网供应电力。
实施方式可以包括一个或多个以下特征。
可变速比齿轮***包括至少一个联接至发电机的轴，并且控制***控制所述轴从而控制发电机的旋转速度。可变速比齿轮***进一步包括机械地联接至所述轴的液压回路。液压回路提供液压压力。控制***构造成基于液压压力来控制所述轴。液压回路包括机械地联接至发电机的液压单元。控制***根据规定的发电机速度来确定液压单元的理想配置。
控制***包括压力控制器，所述压力控制器构造成根据规定的发电机速度来提供代表理想液压压力的理想液压压力信号。控制***接收代表实际液压压力的实际液压压力信号，并计算理想液压压力信号与实际液压压力信号之间的压力误差信号。控制***基于压力误差信号而进一步计算液压单元的理想配置的第一参数。控制***接收偏差信号并基于偏差信号和第一参数而计算液压单元的理想配置的第二参数。控制***基于第一参数和第二参数来确定液压单元的理想配置。第一参数和第二参数响应于发电机的旋转速度的变化。第二参数符合预定的限制规定。所述预定的限制规定包括针对于第二参数的变化率的限制规定。
液压回路进一步包括第二液压单元，并且控制***基于转子速度来确定第二液压单元的理想配置。液压回路可以是静压回路，或者可替代地，可以是动压回路。
可变速比齿轮***包括机械地联接至转子的第一轴、机械地联接至液压回路的第二轴以及机械地联接至液压回路和发电机的第三轴。
可变速比齿轮***进一步包括机械地联接在第一轴与转子之间的齿轮箱。齿轮箱构造成提供恒定的齿轮比。在齿轮箱与第一轴之间机械地联接有第一正齿轮。在液压回路与第二轴之间机械地联接有第二正齿轮。在液压回路与第三轴之间机械地联接有第三正齿轮。
除了其它优点，提供了一种符合LVRT标准的WEC用控制***。低压事故期间，控制***有效地调整发电机速度，并将发电机中转子场与定子场之间的相位差维持在临界角以下，使得电力得以继续可靠地传输。在风能转换器的正常工作期间，控制***还有益于调整可变速比齿轮***的输出，从而避免发电机的非期望加速。
通过以下的描述和通过权利要求，本发明的其它特征和优点将变得清楚。
附图说明
图1A和1B是装配有控制***的风能转换器的示意图。
图2A是图1B中示出的控制***的示例性实施形式的框图。
图2B是图1B中示出的控制***的可替代实施形式的框图。
图3A和3B是图示风能转换器在低压事故期间的性能的模拟结果。
具体实施方式
参照图1A，用于风能转换器的驱动***100包括通过齿轮系180驱动发电机104(优选为恒速同步发电机)的转子102(比如低速螺旋桨)。转子102的速度通常受到当地风力情况的影响，并因此而不定地波动。齿轮系180通过输入轴106接收这种变化的转子速度。控制***190采用对齿轮系180进行控制的主动扭矩控制策略，从而以恒定转速驱动输出轴158和同步发电机104。同步发电机104提供能够直接传输至电网的高品质电力而无需转换器。
除了提供主动扭矩控制以外，控制***190还配置成通过在低压事故期间检测电网故障的发生以及使风能转换器保持可靠联线而提供低压穿越(LVRT)性能。在描述这种LVRT性能中，下面简要讨论齿轮系180的内部结构和机理。
总而言之，在齿轮系180中具有多种齿轮配置的实施方式。出于说明目的，介绍一种实施方式。
参照图1B，在优选实施方式中，转子102首先通过轴106连接至定比齿轮箱130。齿轮箱130构造成将动力从低速(高扭矩)输入轴106传递至高速(低扭矩)输出轴126。在一些示例中，齿轮箱130包括第一行星齿轮110和第二行星齿轮120。输入轴106处的动力比如首先传输至第一行星齿轮110的行星齿轮架112，然后经由轴116传输至第二行星齿轮120的行星齿轮架122。行星齿轮110和120都构造成提供恒定递增比率，使得转速从比如输入轴106处的15RPM逐渐增加至齿轮箱130的低扭矩输出轴126处的375RPM。在一些其它示例中，齿轮箱130可以包括追加或更少的齿轮，这些齿轮以不同方式构造从而将动力从低速轴106传输至高速轴126。
低扭矩输出轴126驱动正齿轮140，所述正齿轮140与小齿轮142啮合，并将动力经由轴144传输至第三行星齿轮150。行星齿轮150具有三个基本部件，行星齿轮架154、齿圈152和太阳齿轮156。如上所述，行星齿轮架154接收来自轴144的输入，从而以与变化的转子速度成比例的速度旋转。齿圈152经由轴158联接至发电机104，并以与发电机104相同的速度旋转。在这种配置中，通过控制太阳齿轮156的旋转而维持恒定的发电机速度。
太阳齿轮156经由正齿轮162和小齿轮166连接至无极变速齿轮***170。在一些示例中，无极变速齿轮***170包括通过压力线路176和178互连的第一液压单元172和第二液压单元174(比如液压泵/马达)。
第一液压单元172经由轴168、小齿轮166、正齿轮162和轴160控制太阳齿轮156的旋转速度和方向。要注意的是，轴160相对于转子102或发电机104均不具有固定传动比，由此起到变速控制轴的作用。第二液压单元174经由轴165和正齿轮164联接至发电机104，而且以与发电机104的速度成比例的转速工作。
优选地，液压单元172和174都具有摆动角(这里分别表示为α1和α2)可控的斜盘(在图中表示为172a、174a)。液压单元中摆动角的设定支配着由无极变速齿轮***170向变速控制轴160提供的动力流的方向和数量。
控制***190控制摆动角，使得在正常工作期间，将稳定的动力流传输至发电机和电网。在电网故障或者突然电压下降的情况下，控制***190提供LVRT性能，LVRT性能使发电机保持可靠联线同时继续向电网传输电力。
控制***190包括分别配置成控制摆动角α1和α2的控制单元A192和控制单元B194。以下对各个控制单元的工作进一步进行描述。
比如，控制单元A192根据瞬时转子速度来调节第一液压单元172中的摆动角α1。在一些示例中，控制单元A192可以使用预定查找表来选择给定转子速度下的α1的值。预定查找表包括作为转子速度ωrotor的函数的α1的理想值，而且比如在测试阶段由工程师建立。
控制单元B194采用主动扭矩控制策略来调节第二液压单元174中的摆动角α2。图2A中部分地示出了控制单元B194的一种实施形式。
参照图2A，扭矩控制器210接收转子速度ωrotor的输入，并且确定轴168和165上分别所期望的扭矩Tdesired的数量，以便以规定的速度ωgenerator驱动发电机。
在Tdesired的基础上，压力控制器220确定液压回路中的理想压力Pdesired以使发电机104的旋转维持于恒定的速度ωgenerator。在本描述中，Pdesired通常指的是压力线路176与178之间的理想压力差。该压力差是线路176和178中液压流的主要驱动力，从而影响流动的方向和容积速率。
将Pdesired与液压线路之间的实际压力差Pactual进行比较。Pactual能够通过比如放置在无极变速齿轮***170中的一个或多个压力传感器来测量。通过加法器240计算出的Pactual与Pdesired之间的误差由内部比例积分(PI)控制器250而得以最小化。
内部PI控制器250提供输出信号α2_cal，该输出信号α2_cal还称作第一理想角α2 ＊。该第一理想角α2 ＊作为第一输入提供给最小化装置278。α2 ＊还通过加法器274与称作Δα的小偏差272相加。在一些示例中，Δα预先确定为α2 ＊的小百分比(比如5％)。加法器274的输出由斜坡限制器276接收并在其中进行处理，从而获得第二理想角α2 ＊＊，该第二理想角α2 ＊＊作为第二输入进一步提供给最小化装置278。最小化装置278从这两个输入α2 ＊和α2 ＊＊中选择较小的角作为要在液压单元174中设定的最终理想角α2_desired。
在正常工作期间，尽管转子速度会因当地风力情况而波动，但是这种波动一般不会引起第一理想角α2 ＊发生高速率变化。因此，斜坡限制器276的输入Δα+α2 ＊不具有高速率变化。在这些情形下，斜坡限制器276直接输出Δα+α2 ＊，而且最小化装置278选择α2 ＊作为要在液压单元174中设定的最终理想角α2_desired。
然而，存在会引起第一理想角α2 ＊发生快速变化的一些情形。比如，电网电压的突然下降减小了对发电机的有效牵制，从而形成使发电机加速的正净扭矩，这进而引起第一理想角α2 ＊发生快速变化。如果将这种快速变化的α2 ＊信号直接供给至液压单元174，那么斜盘将会定位于引起液压装置损坏的非理想角。
在本***中，当发生突然电压下降/电网故障时，斜坡限制器176起到限制其输出信号α2 ＊＊的变化速率的作用。当快速变化的第一角α2 ＊超过第二角α2 ＊＊时，最小化装置278转变成采用α2 ＊＊作为液压单元174中的最终理想角。结果，发电机能够在低压事故期间继续向电网供应电力而不会引起液压装置中出现极端斜盘位置。
尽管图2A中示出的流程图图示了提供LVRT性能的控制***的一种示例，但是具有适合于这种应用场合的控制***190的多种可替代配置。比如，在检测到发生突然电压下降时，控制***可以立即将一个或两个液压单元中的斜盘锁定至固定位置，从而避免潜在性损坏。
在风能转换器的正常工作期间会发生会引起发电机发生非期望加速的其它情形。在这些其它情形下，控制***会起到作用。
比如，参照图2B，可选的控制块260向加法器270提供信号266作为第二输入。控制部件260计算实际发电机速度ω*generator与规定的发电机速度ωgenerator之间的误差，并使用比例增益单元264以将误差信号供给至加法器270。该误差信号被进一步结合在第一理想角α2 ＊和第二理想角α2 ＊＊的运算中，以设定避免发电机发生超速的、液压单元172中的适当摆动角。
参照图3A和3B，模拟结果(比如由MATLAB(矩阵实验室)生成，所述MATLAB是由马萨诸塞州Natick的MathWorks公司创制的一种编程语言湿示使用LVRT控制改善了低压事故期间发电机的性能。在该模拟中，当t＝0时，电网从标称级位迅速下降至零，并保持0.5s的时间；从t＝0.5s时开始，电网电压恢复至标称级位。
在这个0.5s的低压事故期间，不具有LVRT控制的发电机会从规定的速度1500rpm加速至1700rpm(曲线320)，并且转子区域与定子区域之间的相位差(曲线340)大大超出150度的临界角--发电机不再与电网同步的情况。
相比之下，LVRT控制***在低压时段期间有效地调整发电机速度(曲线310)，并将相位差维持在临界角以下(曲线330)。由于发电机保持与电网同步，所以电力得以继续可靠地传输。
在一些应用场合中，在压力线路176与178之间布置有卸压阀184(见图1B)以保护齿轮。卸压阀184限制了液压线路中的压力，从而通过比如防止齿轮内出现过大的扭矩而保护机构零件免受过载和破坏。在驱动***100中也可以提供其它安全机构来保护齿轮。
应当理解，前述描述旨在说明而不是限制本发明的范围，该范围由所附的权利要求的范围来限定。比如，在上述结合图1B讨论的实施形式中，控制***190包括一对控制单元(控制单元A192和控制单元B194)。在其它实施形式中，该对控制单元能够组合成一体单元。其它实施方式落在以下权利要求的范围内。

Claims (19)

1.一种风能转换器，其构造成用于向电网传输电力，所述风能转换器包括：
可变速比齿轮***，所述可变速比齿轮***机械地联接在所述风能转换器的转子与发电机之间；以及
控制***，所述控制***构造成机械地控制所述发电机的旋转速度，使得在低压事故期间所述风能转换器能够继续工作并向所述电网供应电力。
2.根据权利要求1所述的风能转换器，其中，所述可变速比齿轮***包括至少一个联接至所述发电机的轴，并且所述控制***控制所述轴从而控制所述发电机的旋转速度。
3.根据权利要求2所述的风能转换器，其中，所述可变速比齿轮***进一步包括机械地联接至所述轴的液压回路，所述液压回路提供液压压力。
4.根据权利要求3所述的风能转换器，其中，所述控制***构造成基于所述液压压力来控制所述轴。
5.根据权利要求4所述的风能转换器，其中，所述液压回路包括机械地联接至所述发电机的液压单元。
6.根据权利要求5所述的风能转换器，其中，所述控制***构造成确定与规定的发电机速度关联的、所述液压单元的理想配置。
7.根据权利要求6所述的风能转换器，其中，所述控制***包括压力控制器，所述压力控制器构造成提供代表与所述规定的发电机速度关联的理想液压压力的理想液压压力信号。
8.根据权利要求7所述的风能转换器，其中，所述控制***构造成接收代表实际液压压力的实际液压压力信号，并且计算所述理想液压压力信号与所述实际液压压力信号之间的压力误差信号。
9.根据权利要求8所述的风能转换器，其中，所述控制***构造成基于所述压力误差信号而计算所述液压单元的理想配置的第一参数。
10.根据权利要求9所述的风能转换器，其中，所述控制***构造成接收偏差信号，并且基于所述偏差信号和所述第一参数而计算所述液压单元的理想配置的第二参数。
11.根据权利要求10所述的风能转换器，其中，所述控制***基于所述第一参数和所述第二参数来确定所述液压单元的理想配置。
12.根据权利要求11所述的风能转换器，其中，所述第一参数和所述第二参数响应于所述发电机的旋转速度的变化。
13.根据权利要求12所述的风能转换器，其中，所述第二参数符合预定的限制规定。
14.根据权利要求13所述的风能转换器，其中，所述预定的限制规定包括针对于所述第二参数的变化率的限制规定。
15.根据权利要求5所述的风能转换器，其中，所述液压回路进一步包括第二液压单元，并且所述控制***基于转子速度来确定所述第二液压单元的理想配置。
16.根据权利要求1所述的风能转换器，其中，所述可变速比齿轮***包括：
第一轴，所述第一轴机械地联接至所述转子；
第二轴，所述第二轴机械地联接至液压回路；以及
第三轴，所述第三轴机械地联接至所述液压回路和所述发电机。
17.根据权利要求16所述的风能转换器，其中，所述可变速比齿轮***进一步包括：
齿轮箱，所述齿轮箱机械地联接在所述第一轴与所述转子之间，所述齿轮箱构造成提供恒定的齿轮比；
第一正齿轮，所述第一正齿轮机械地联接在所述齿轮箱与所述第一轴之间；
第二正齿轮，所述第二正齿轮机械地联接在所述液压回路与所述第二轴之间；以及
第三正齿轮，所述第三正齿轮机械地联接在所述液压回路与所述第三轴之间。
18.根据权利要求3或16所述的风能转换器，其中，所述液压回路是静压回路。
19.根据权利要求3或16所述的风能转换器，其中，所述液压回路是动压回路。
CN200980000179A 2008-03-31 2009-01-29 用于风能转换器的控制*** Pending CN101680431A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP08450046A EP2107237A1 (en) 2008-03-31 2008-03-31 Wind energy converter comprising a superposition gear
EP08450046.1 2008-03-31
PCT/EP2009/050968 WO2009121639A1 (en) 2008-03-31 2009-01-29 Wind energy converter comprising a superposition gear

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN101680431A true CN101680431A (zh) 2010-03-24

Family

ID=40478349

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN200980000179A Pending CN101680431A (zh) 2008-03-31 2009-01-29 用于风能转换器的控制***

Country Status (7)

Country Link
US (1) US8154143B2 (zh)
EP (1) EP2107237A1 (zh)
KR (1) KR20100139120A (zh)
CN (1) CN101680431A (zh)
AU (1) AU2009231274B2 (zh)
CA (1) CA2714145A1 (zh)
WO (1) WO2009121639A1 (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102506017A (zh) * 2011-11-22 2012-06-20 江麓机电科技有限公司 静压差动调速式风电机组主传动装置
CN114607555A (zh) * 2020-12-03 2022-06-10 新疆金风科技股份有限公司 用于风力发电机组的控制方法及装置

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AT504395B1 (de) * 2006-11-21 2009-05-15 Amsc Windtec Gmbh Ausgleichsgetriebe einer windkraftanlage und verfahren zum ändern oder umschalten des leistungsbereichs dieses ausgleichsgetriebes
GB0714777D0 (en) * 2007-07-30 2007-09-12 Orbital 2 Ltd Improvements in and relating to electrical power generation from fluid flow
EP2107237A1 (en) * 2008-03-31 2009-10-07 AMSC Windtec GmbH Wind energy converter comprising a superposition gear
AT507394B1 (de) * 2008-10-09 2012-06-15 Gerald Dipl Ing Hehenberger Windkraftanlage
US20120104754A1 (en) * 2009-01-30 2012-05-03 Georg Rudolf Wind turbine with lvrt capabilities
WO2010114771A1 (en) * 2009-03-30 2010-10-07 Emmeskay, Inc. Continuously variable transmission ratio device with optimized primary path power flow
GB2512536B (en) * 2011-12-20 2018-05-30 Windflow Tech Limited Power generating system and hydraulic control system
CN102852726B (zh) * 2012-08-29 2014-05-07 华北电力大学 基于差速机构自适应调速复合传动的并网风力发电***
KR101422775B1 (ko) * 2013-05-31 2014-07-24 삼성중공업 주식회사 기어 제어형 풍력 발전 시스템 및 그 운영방법
ES2902395T3 (es) * 2018-10-05 2022-03-28 Vestas Wind Sys As Un método para manejar resonancias subsíncronas
CN113300372B (zh) * 2021-06-01 2022-12-09 贵州电网有限责任公司 一种可变速水电机组低电压穿越控制方法

Family Cites Families (51)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4503673A (en) * 1979-05-25 1985-03-12 Charles Schachle Wind power generating system
SE419113B (sv) * 1979-11-14 1981-07-13 Allmaenna Ingbyran Vindkraftverk for huvudsakligen mekanisk transmission av ett variabelt turbinvarvtal till ett synkront utgaende varvtal
SE8203944L (en) * 1982-06-24 1983-12-25 Svenska Varv Vindenenergi Ab Soft shaft interconnecting device - has shafts aligned coaxially and interconnected by gearing between hydraulic pump-motor unit
EP0120654B1 (en) * 1983-03-23 1988-06-08 The English Electric Company Limited Power generating equipment
US4474104A (en) * 1983-04-11 1984-10-02 Double A Products Co. Control system for variable displacement pumps and motors
US4936155A (en) * 1985-07-02 1990-06-26 Utah Transmission Corporation Infinite speed variation, constant power, ripple-free transmission
US4792700A (en) * 1987-04-14 1988-12-20 Ammons Joe L Wind driven electrical generating system
GB2225616A (en) * 1988-11-30 1990-06-06 Wind Energy Group Limited Power generating system including gearing allowing constant generator torque
FI108959B (fi) * 1998-06-18 2002-04-30 Valmet Voimansiirto Oy Tuulivoimalan planeettavaihteisto
DE19917605B4 (de) * 1999-04-19 2005-10-27 Renk Ag Getriebe für Windgeneratoren
JP4635282B2 (ja) * 1999-09-24 2011-02-23 ダイキン工業株式会社 自律形インバータ駆動油圧ユニット
US6247295B1 (en) * 1999-10-28 2001-06-19 New Holland North America, Inc. Hydro-mechanical transmission system for an agricultural combine
DE60205970T2 (de) * 2001-03-23 2006-06-29 Isuzu Motors Ltd. Lernverfahren für einen Kupplungsdrehmomentpunkt und Verfahren zur Steuerung einer Kupplung
GB2377260B (en) * 2001-07-03 2005-09-21 Agco Gmbh & Co Torque split power transmission
JP3700776B2 (ja) * 2001-12-07 2005-09-28 アイシン・エィ・ダブリュ株式会社 車両の駆動制御装置
US7115066B1 (en) * 2002-02-11 2006-10-03 Lee Paul Z Continuously variable ratio transmission
JP2003287119A (ja) * 2002-03-28 2003-10-10 Aisin Seiki Co Ltd 自動変速機の油圧特性値設定方法
US6931315B2 (en) * 2002-12-02 2005-08-16 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Shift control apparatus and shift control method for a vehicular automatic transmission
US6921985B2 (en) * 2003-01-24 2005-07-26 General Electric Company Low voltage ride through for wind turbine generators
US7008348B2 (en) * 2003-02-18 2006-03-07 General Electric Company Gearbox for wind turbine
DE10314757B3 (de) * 2003-03-31 2004-11-11 Voith Turbo Gmbh & Co. Kg Antriebsstrang zum Übertragen einer variablen Leistung
GB0313345D0 (en) * 2003-06-10 2003-07-16 Hicks R J Variable ratio gear
JP4085916B2 (ja) * 2003-07-14 2008-05-14 アイシン精機株式会社 自動変速機及び自動変速機の油圧特性値設定方法
GB0326951D0 (en) * 2003-11-20 2003-12-24 Hansen Transmissions Int Gear transmission unit wit planetary gears
DE10361443B4 (de) * 2003-12-23 2005-11-10 Voith Turbo Gmbh & Co. Kg Regelung für eine Windkraftanlage mit hydrodynamischem Getriebe
US7204786B2 (en) * 2004-02-23 2007-04-17 Aisin Seiki Kabushiki Kaisha Hydraulic pressure characteristic value setting method for automatic transmission
DK175892B1 (da) * 2004-03-17 2005-05-30 Arne Johansen Fremgangsmåde til styring af en vindmölle, navnlig i ö-drift, og en vindmölle
DE102004028619A1 (de) * 2004-06-12 2006-01-05 Voith Turbo Gmbh & Co. Kg Drehzahlgeregeltes Getriebe für eine Energieerzeugungsanlage
US7912659B2 (en) * 2004-06-28 2011-03-22 General Electric Company System and method for monitoring the condition of a drive train
AT504818A1 (de) * 2004-07-30 2008-08-15 Windtec Consulting Gmbh Triebstrang einer windkraftanlage
JP4265568B2 (ja) * 2005-04-28 2009-05-20 日産自動車株式会社 ハイブリッド車両のモード遷移制御装置
JP4077003B2 (ja) * 2005-10-26 2008-04-16 トヨタ自動車株式会社 電動車両駆動制御装置及びその制御方法
JP4234710B2 (ja) * 2005-10-26 2009-03-04 トヨタ自動車株式会社 電動車両駆動制御装置及びその制御方法
JP2009513882A (ja) * 2005-10-31 2009-04-02 チャプドライヴ・アクティーゼルスカブ タービン駆動式発電システム及びその制御方法
DE102005054539B3 (de) * 2005-11-14 2007-06-14 Voith Turbo Gmbh & Co. Kg Betriebsverfahren für eine Windkraftanlage mit einem hydrodynamischen Regelgetriebe
US7392714B2 (en) * 2005-12-02 2008-07-01 Gm Global Technology Operations, Inc. Torque monitoring system and method of monitoring engine torque
DE602007007764D1 (de) * 2006-05-22 2010-08-26 Vestas Wind Sys As Getriebesystem für eine windturbine
DE102006040930A1 (de) * 2006-08-31 2008-03-20 Nordex Energy Gmbh Verfahren zum Betrieb einer Windenergieanlage mit einem Synchrongenerator und einem Überlagerungsgetriebe
US7621843B2 (en) * 2007-01-17 2009-11-24 General Electric Company Apparatus for restraining axial movement of a ring gear in a gearbox for a wind turbine
JP4228122B2 (ja) * 2007-02-07 2009-02-25 トヨタ自動車株式会社 動力出力装置およびその制御方法並びに車両、駆動装置
CN101636542B (zh) * 2007-03-29 2011-12-07 株式会社小松制作所 建筑机械及建筑机械的控制方法
GB0711043D0 (en) 2007-06-08 2007-07-18 Orbital 2 Ltd Variable radio transmission
JP5455301B2 (ja) * 2007-11-21 2014-03-26 トヨタ自動車株式会社 車両走行制御装置
EP2107238A1 (en) * 2008-03-31 2009-10-07 AMSC Windtec GmbH Variable ratio gear
EP2107237A1 (en) * 2008-03-31 2009-10-07 AMSC Windtec GmbH Wind energy converter comprising a superposition gear
JP4692622B2 (ja) * 2008-12-12 2011-06-01 トヨタ自動車株式会社 油圧制御装置
WO2010079622A1 (ja) * 2009-01-09 2010-07-15 トヨタ自動車株式会社 車両用油圧制御回路の制御装置
CN101970871A (zh) * 2009-03-20 2011-02-09 美国超导威德泰克有限公司 风能转换器的操作方法、风能转换器用控制装置以及风能转换器
US8288880B2 (en) * 2009-04-21 2012-10-16 Gen-Tech Llc Power generator system
JP2011247334A (ja) * 2010-05-26 2011-12-08 Nabtesco Corp 航空機アクチュエータの油圧システム
TWI444550B (zh) * 2010-06-08 2014-07-11 Ind Tech Res Inst 複合動力系統無段變速器之液壓控制裝置之控制方法與系統

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102506017A (zh) * 2011-11-22 2012-06-20 江麓机电科技有限公司 静压差动调速式风电机组主传动装置
CN114607555A (zh) * 2020-12-03 2022-06-10 新疆金风科技股份有限公司 用于风力发电机组的控制方法及装置

Also Published As

Publication number Publication date
AU2009231274A1 (en) 2009-10-08
WO2009121639A1 (en) 2009-10-08
US20100102558A1 (en) 2010-04-29
EP2107237A1 (en) 2009-10-07
CA2714145A1 (en) 2009-10-08
KR20100139120A (ko) 2010-12-31
AU2009231274B2 (en) 2012-02-02
US8154143B2 (en) 2012-04-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101680431A (zh) 用于风能转换器的控制***
CA2748460C (en) Wind turbine with lvrt capabilities
CA2748459C (en) Adaptive voltage control for wind turbines
US8994200B2 (en) Power system frequency inertia for power generation system
EP2400655B1 (en) Power conversion system and method for a rotary power generation system
US8067847B1 (en) Variable speed machine assembly and method for making the same
EP2688172B1 (en) Method and apparatus for adaptively controlling wind park turbines
RU2471087C2 (ru) Приводной механизм электрогенератора (варианты), способ регулирования частоты вращения приводного механизма электрогенератора, турбина (варианты)
US20110285130A1 (en) Power System Frequency Inertia for Wind Turbines
US20120205912A1 (en) Wind-turbine-generator control apparatus, wind turbine generator system, and wind-turbine-generator control method
WO2010140247A1 (ja) 系統安定化装置、方法、及び風力発電システム
KR20120018293A (ko) 가변 회전 속력으로 구동되며 일정 출력 주파수를 갖는 전기 에너지 발생 장치, 특히, 풍력 발전 장치
CN102405573A (zh) 以可变转速驱动的输出振荡频率恒定的发电装置，尤其是风力发电装置
KR20110137803A (ko) 에너지 발생 장치, 구체적으로, 풍력 발전 장치
Akbari et al. An approach in torque control of hydraulic wind turbine powertrains
CN111682558B (zh) 一种自备电厂并网联络线功率快速恒定的控制方法
EP3728839B1 (en) Power ramp rate control
CN108667366A (zh) 一种采用有功功率优先模式的自封闭型电磁耦合调速风电机组控制方法
Li et al. The primary frequency control method of tidal turbine based on pitch control
Maina et al. DFIG-based windfarm starting connected to a weak power grid
Tang et al. Frequency control strategy for wind-thermal-bundled power system with HVDC line
Gupta et al. Real Time Implementation of Droop Controlled Wind DFIG System
Wu et al. State-of-the-art review on frequency and voltage regulation techniques from wind farms
Li et al. Stability Analysis for Primary Frequency Regulation from DFIG Tidal Turbines
Li et al. An Adaptive Short-Term Frequency Stabilization Method for Doubly Fed Induction Generators Considering Power Margins

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
AD01 Patent right deemed abandoned

Effective date of abandoning: 20100324

C20 Patent right or utility model deemed to be abandoned or is abandoned