DE102018006726A1 - Wind turbine with damping device for spin operation - Google Patents

Abstract

Windenergieanlage mit Triebstrang (13) umfassend einen Windrotor (12), einem von dem mechanischen Triebstrang (13) an-getriebenen Generator (2), der mit einem Umrichter (3) zusammenwirkt zur Erzeugung elektrischer Leistung in einem Normalbetrieb und einer Steuerung (4), sowie einer Anschlussleitung (19) zur Abgabe der erzeugten Leistung an ein Netz (9), wobei die Steuerung (4) eine Generatorregelung aufweist und dazu ausgebildet ist die Windenergieanlage zu betreiben. Erfindungsgemäß ist eine Zusatzsteuerung (5) für einen Trudelbetrieb vorgesehen. Sie umfasst eine Detektoreinrichtung (51) für eine Drehzahl des Windrotors (12), die bei einer Drehzahl unterhalb der Einschaltdrehzahl eine Oszillations-Dämpfungseinrichtung (52) für den Generator betätigt, die den Generator (2) als gesteuerten Dämpfer für mechanische Schwingungen im Triebstrang (13) schaltet. Mittels dieses gesteuerten Dämpfers wird die bei dem Betrieb der Windenergieanlage im Trudelbetrieb erzeugte Leistung aufgenommen. Schädliche Leistungsschwankungen und -pendelungen im Triebstrang können so wirksam kompensiert und reduziert werden. Die Erfindung erstreckt sich ferner auf ein entsprechendes Verfahren.Wind power plant with a drive train (13) comprising a wind rotor (12), a generator (2) driven by the mechanical drive train (13), which cooperates with a converter (3) to generate electrical power in normal operation and a controller (4) , and a connecting line (19) for delivering the generated power to a network (9), the control (4) having a generator control and being designed to operate the wind power installation. According to the invention, an additional control (5) is provided for a spin mode. It comprises a detector device (51) for a speed of rotation of the wind rotor (12) which, at a speed below the switch-on speed, actuates an oscillation damping device (52) for the generator, which operates the generator (2) as a controlled damper for mechanical vibrations in the drive train ( 13) switches. By means of this controlled damper, the power generated during the operation of the wind power plant in spin mode is absorbed. Harmful power fluctuations and fluctuations in the drive train can be effectively compensated and reduced. The invention also extends to a corresponding method.

Description

Die Erfindung betrifft eine Windenergieanlage mit einem Triebstrang umfassend einen Windrotor, einem von dem Triebstrang angetriebenen Generator, der mit einem Umrichter zusammenwirkt zur Erzeugung elektrischer Leistung in einem Normalbetrieb, sowie einer Anschlussleitung zur Abgabe der erzeugten Leistung an ein Netz und einer Steuerung, die eine Generatorregelung aufweist und dazu ausgebildet ist die Windenergieanlage zu betreiben. In einem Trudelbetrieb ist der Windrotor ungesperrt und drehbeweglich.The invention relates to a wind power plant with a drive train comprising a wind rotor, a generator driven by the drive train, which cooperates with a converter for generating electrical power in normal operation, and a connecting line for delivering the generated power to a network and a controller that regulates a generator has and is designed to operate the wind turbine. In a whirling operation, the wind rotor is unlocked and rotatable.

Windenergieanlagen weisen unterschiedliche Betriebsmodi auf. Grundsätzlich sind dies mindestens zwei Modi, nämlich zum einen der sogenannte Netzparallelbetrieb, bei dem die Windenergieanlage vollständig aktiv ist sowie Leistung produziert und an das Netz abgibt, und zum anderen den Nichtaktivität-Modus, bei dem die Windenergieanlage vollständig nicht aktiv ist und ggf. auch überhaupt kein Netz verfügbar ist. Optional können weitere Betriebsmodi vorgesehen sein, beispielsweise ein Betriebsmodus zur Generierung von Blindleistung im Stillstand: produziert die Windenergieanlage keine Wirkleistung (d. h. dieser Modus ist im Prinzip auch bei Schwachwind oder Flaute verfügbar), speist aber über ihren Umrichter Blindleistung in das Netz ein. Ist die Windenergieanlage nicht in Betrieb, so kommt es bei schwachem Wind regelmäßig dazu, dass der Windrotor langsam dreht (unterhalb der Einschaltdrehzahl der Windenergieanlage). Man spricht hier vom sog. Trudelbetrieb und davon, dass die Windenergieanlage bzw. der Windrotor trudelt. Hierbei dreht der Windrotor mit sehr niedriger Drehzahl, die deutlich unter regulären Betriebsdrehzahlen liegt, und somit auch unterhalb der Einschaltdrehzahl der Windenergieanlage. Dieser Trudelbetrieb kann auftreten wenn Netz verfügbar ist, kann aber auch dann auftreten, wenn kein Netz verfügbar ist und die Windenergieanlage somit keine Leistung in das (nicht vorhandene) Netz einspeisen kann. Trudelbetrieb ist also nicht zwingend auf Schwachwind-Situationen beschränkt.Wind turbines have different operating modes. Basically, there are at least two modes, namely the so-called grid parallel operation, in which the wind turbine is fully active and produces and delivers power to the network, and the non-activity mode, in which the wind turbine is completely inactive and possibly also no network is available at all. Additional operating modes can optionally be provided, for example an operating mode for generating reactive power at standstill: the wind turbine does not produce any active power (i.e. this mode is in principle also available in the event of light wind or calm), but feeds reactive power into the grid via its converter. If the wind turbine is not in operation, the wind rotor regularly rotates slowly when the wind is weak (below the switch-on speed of the wind turbine). One speaks here of the so-called spin operation and that the wind turbine or the wind rotor spins. Here, the wind rotor rotates at a very low speed, which is significantly below the regular operating speeds, and thus also below the switch-on speed of the wind turbine. This spin operation can occur when the grid is available, but can also occur when there is no grid available and the wind turbine can therefore not feed any power into the (non-existent) grid. Spin operation is therefore not necessarily limited to low wind situations.

Es hat sich gezeigt, dass der Trudelbetrieb Schwingungen in der Windenergieanlage und ihren Komponenten hervorrufen kann. Diese Schwingungen können wegen der damit einhergehenden Wechselbelastung gefährlich sein und Schäden hervorrufen. In manchen Fällen kann man dem durch Inbetriebnehmen der Windenergieanlage begegnen (wenn der Wind hierfür ausreicht). Allerdings setzt das voraus, dass ein Netz zur Verfügung steht, an das die erzeugte elektrische Leistung abgeführt werden kann; ist das nicht der Fall, so steht diese Option nicht zur Verfügung, oder es müssen sogenannte Dumploads im Windpark bereitgestellt werden zum Dissipieren der erzeugten elektrischen Leistung. Dies ist jedoch mit zwei Nachteilen verbunden. Der eine Nachteil besteht darin, dass für die Bereitstellung der Dumpload zusätzliche Hardware erforderlich ist. Der andere besteht darin, dass es durch die Schwingungen im Trudelbetrieb nicht nur zu periodisch variierter mechanischer Leistung kommt, sondern auch unerwünschte Leistungspendelungen bei der elektrischen Leistung auftreten können.It has been shown that the spin mode can cause vibrations in the wind power plant and its components. These vibrations can be dangerous and cause damage due to the associated alternating loads. In some cases this can be countered by starting up the wind turbine (if the wind is sufficient for this). However, this presupposes that a network is available to which the electrical power generated can be dissipated; if this is not the case, this option is not available, or so-called dumploads must be provided in the wind farm to dissipate the electrical power generated. However, this has two disadvantages. One disadvantage is that additional hardware is required to provide the dumpload. The other is that the vibrations in the spin mode not only result in periodically varied mechanical power, but also in undesirable power fluctuations in the electrical power.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Verbesserung des Verhaltens der Windenergieanlage im Trudelbetrieb zu erreichen, insbesondere schädliche Auswirkungen dabei entstehender Schwingungen zu vermindern.The invention has for its object to achieve an improvement in the behavior of the wind power plant in spin mode, in particular to reduce the harmful effects of vibrations arising.

Die erfindungsgemäße Lösung liegt in den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.The solution according to the invention lies in the features of the independent claims. Advantageous further developments are the subject of the dependent claims.

Bei einer Windenergieanlage mit einem mechanischen Triebstrang umfassend einen Windrotor, einem von dem mechanischen Triebstrang angetriebenen Generator, der mit einem Umrichter zusammenwirkt zur Erzeugung elektrischer Leistung in einem Normalbetrieb und einer Steuerung, sowie einer Anschlussleitung) zur Abgabe der erzeugten Leistung an ein Netz, wobei die Steuerung eine Generatorregelung aufweist und dazu ausgebildet ist die Windenergieanlage zu betreiben, und wobei der Windrotor in einem Trudelbetrieb ungesperrt und drehbeweglich ist, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass eine Zusatzsteuerung für den Trudelbetrieb vorgesehen ist, die eine Detektoreinrichtung) für eine Drehung des Windrotors) mit einer Drehzahl unterhalb einer Einschaltdrehzahl umfasst, die bei einer Drehzahl des Windrotors unterhalb der Einschaltdrehzahl eine Oszillations-Dämpfungseinrichtung für den Generator betätigt, die den Generator als gesteuerten Dämpfer für mechanische Schwingungen im Triebstrang schaltet.In a wind turbine with a mechanical drive train comprising a wind rotor, a generator driven by the mechanical drive train, which interacts with a converter for generating electrical power in normal operation and a control system, as well as a connecting line) for delivering the generated power to a network, the Control has a generator control and is designed to operate the wind power plant, and wherein the wind rotor is unlocked and rotatable in a spin mode, according to the invention it is provided that an additional control is provided for the spin mode, which has a detector device) for rotating the wind rotor) with a Includes speed below a switch-on speed, which actuates an oscillation damping device for the generator at a speed of the wind rotor below the switch-on speed, which creates the generator as a controlled damper for mechanical vibrations in the drive train ltet.

Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, die bei dem Betrieb der Windenergieanlage im Trudelbetrieb erzeugte Leistung aufzunehmen, genauer gesagt zu kompensieren und sie so zu reduzieren. Das geschieht mittels aktiver elektrischer Dämpfung unter Nutzung des Generators. Die Erfindung macht sich hierbei zu Nutze, dass bei dem Trudelbetrieb und der damit einhergehenden niedrigen Drehzahl des Windrotors (unterhalb der Einschaltdrehzahl der Windenergieanlage) auch eine verhältnismäßig kleine Schwingungsfrequenz erzeugt wird, die von der aktiven Dämpfung zu tilgen ist (im Bereich von einigen Zehntel Hertz bis 10 Hz, meist Bereich um 1 Hertz). Die bei der aktiven Dämpfung entstehende Leistung kann mittels des Generators selbst kompensiert werden. Somit ist es für die erfindungsgemäße aktive Dämpfung nicht erforderlich, dass eine Verbindung zum Netz besteht (in das die Leistung dann einfach abgeführt werden könnte), noch ist es erforderlich, dass gesonderte Leistungssenken („Dumploads“) bereitgestellt werden. Die Erfindung benötigt beides nicht, sondern ihr gelingt es, die Windenergieanlage selbst dafür heranzuziehen. Zusätzlicher Hardwareaufwand ist somit kaum erforderlich.The invention is based on the knowledge that the power generated during the operation of the wind energy plant in spin mode is to be taken up, to be more precise compensated and thus reduced. This is done by means of active electrical damping using the generator. The invention makes use of the fact that with the spin mode and the associated low speed of the wind rotor (below the switch-on speed of the wind energy installation), a relatively low oscillation frequency is also generated, which has to be repaid by the active damping (in the range of a few tenths of a Hertz) up to 10 Hz, mostly around 1 Hertz). The power generated during active damping can be compensated for by the generator itself. It is therefore not necessary for the active damping according to the invention that there is a connection to the network (into which the power could then simply be dissipated), nor is it Requires that separate benefit sinks ("Dumploads") are provided. The invention does not need either, but it succeeds in using the wind turbine itself. Additional hardware expenditure is therefore hardly necessary.

Somit kann die Erfindung auf rein elektrische Weise, ohne zusätzliche bzw. verschleißbehaftete Mechanik (d. h. mechanikfrei), insbesondere im Hinblick auf Schwingungen des Triebstrangs das Betriebsverhalten der Windenergieanlage im Trudelbetrieb verbessern.Thus, the invention can improve the operating behavior of the wind power plant in spin mode in a purely electrical manner, without additional or wear-prone mechanics (i.e. free of mechanics), in particular with regard to vibrations of the drive train.

Passend zu der im Trudelbetrieb schwankenden mechanischen Leistung kann durch Modulation der Generatorverluste, beispielsweise der Generatorerregung, eine entsprechende Steuerung der elektrischen Verlustleistung im Generator bewirkt werden. Es wird der Verlust so eingestellt (moduliert), dass die elektrische Leistungsabgabe der Windenergieanlage vergleichmäßigt ist gegenüber der mechanischen Leistungseingabe über den Windrotor. Im Ergebnis vergleichmäßigt sich so die abzugebende elektrische Leistung. Schädlichen Folgen von unkontrollierten Leistungsschwankungen bzw. -pendelungen können damit vermieden werden. Zweckmäßigerweise ist eine Feldschwächungseinrichtung für den Generator vorgesehen. Mit ihr kann durch Feldschwächung ein gewünschter Verlust im Generator eingestellt werden. Um einen möglichen instabilen Zustand zu vermeiden, ist zweckmäßigerweise vorgesehen, dass die Feldschwächung nur unterhalb eines einstellbaren Maximal-Drehmoments aktiv ist, wobei das einstellbare Maximal-Drehmoment abhängig von einem Magnetisierungsstrom ist. Die Erfindung hat weiter erkannt, dass bei hohem Drehmoment eine Feldschwächung sich kontraproduktiv auf die Stabilität der Regelung und den Betrieb der Windenergieanlagen im Ganzen auswirken kann. Um dies zu vermeiden, wird die Feldschwächung begrenzt auf einen Bereich unterhalb eines einstellbaren Maximal-Drehmoments, das noch als sicher eingestuft ist.Corresponding to the mechanical power fluctuating in spin mode, appropriate control of the electrical power loss in the generator can be effected by modulating the generator losses, for example the generator excitation. The loss is set (modulated) in such a way that the electrical power output of the wind energy installation is more uniform than the mechanical power input via the wind rotor. As a result, the electrical power to be delivered is evened out. Harmful consequences of uncontrolled fluctuations in performance or fluctuations can thus be avoided. A field weakening device is expediently provided for the generator. It can be used to set a desired loss in the generator by weakening the field. In order to avoid a possible unstable state, it is expediently provided that the field weakening is only active below an adjustable maximum torque, the adjustable maximum torque being dependent on a magnetizing current. The invention has further recognized that, at high torque, a field weakening can have a counterproductive effect on the stability of the control and the operation of the wind energy plants as a whole. To avoid this, the field weakening is limited to a range below an adjustable maximum torque, which is still classified as safe.

Die niedrige Drehzahl des Windrotors im Trudelbetrieb bringt einige Besonderheiten mit sich. Anders als bei der im Normalbetrieb üblichen hohen Drehzahl ist durch die niedrige Drehzahl die Frequenz niedrig. Das hat Folgen für frequenzabhängige induktive Effekte, wie beispielsweise in Bezug auf die sogenannten Eisenverluste bzw. Kupferverluste im Generator. Damit sind die durch magnetische Durchflutung bewirkten Verluste in den metallischen Komponenten des Generators bzw. die in den Wicklungen des Generators entstehenden Verluste gemeint. Die Erfindung hat erkannt, dass bei den typischen niedrigen Drehzahlen im Trudelbetrieb die elektrischen Frequenzen derart niedrig sind, dass bezogen auf Nennmagnetisierung und Nennwirkstrom bei Generatoren mit Käfigläufer bzw. doppelt gespeisten Asynchrongeneratoren (DFIG) mit Statorkurzschluss zwar Eisenverluste vernachlässigt werden können, Kupferverluste aber nicht. Um diese hinreichend zu berücksichtigen, ist eine erste Berechnungseinheit vorgesehen. Dank der Berücksichtigung dieser Verluste kann eine präzisere Steuerung erreicht werden, wodurch sich die Qualität der von der Oszillations-Dämpfungseinrichtung bewirkten Dämpfung erhöht. Bei steigender Drehzahl kann der Punkt erreicht werden, an dem die Eisenverluste nicht mehr ohne weiteres vernachlässigt werden können. Um auch diesen Betriebsfall hinreichend sicher abdecken zu können, ist zweckmäßigerweise eine zweite Berechnungseinheit vorgesehen. Sie ist dazu ausgebildet, oberhalb einer einstellbaren Drehzahlgrenze auch Eisenverluste im Generator zu berücksichtigen. Damit kann nicht nur im ganz tiefen, sondern auch im etwas höheren Drehzahlspektrum die Qualität der erfindungsgemäßen Dämpfung gesteigert werden.The low speed of the wind rotor in spin mode brings with it some special features. In contrast to the high speed that is normal in normal operation, the frequency is low due to the low speed. This has consequences for frequency-dependent inductive effects, such as in relation to the so-called iron losses or copper losses in the generator. This means the losses in the metallic components of the generator caused by magnetic flooding or the losses which occur in the windings of the generator. The invention has recognized that at the typical low speeds in spin mode, the electrical frequencies are so low that iron losses can be neglected, but not copper losses, based on the nominal magnetization and nominal active current in generators with squirrel-cage rotors or double-fed asynchronous generators (DFIG) with stator short-circuit. In order to take this sufficiently into account, a first calculation unit is provided. By taking these losses into account, more precise control can be achieved, which increases the quality of the damping caused by the oscillation damping device. With increasing speed, the point can be reached at which the iron losses can no longer be neglected. In order to be able to cover this operating case with sufficient certainty, a second calculation unit is expediently provided. It is designed to take iron losses in the generator into account above an adjustable speed limit. The quality of the damping according to the invention can thus be increased not only in the very deep, but also in the somewhat higher speed range.

Vorzugsweise ist die Modulationseinrichtung ausgebildet zur Einstellung eines so großen Verlusts, dass keine oder nur eine minimale Leistung in das Netz eingespeist wird. Damit kann auch bei einem nicht mehr vorhandenen Netz (Netzausfall) bzw. nur noch marginal leistungsfähigem Netz die erfindungsgemäße Oszillations-Dämpfungseinrichtung sicher betrieben werden.The modulation device is preferably designed to set such a large loss that no or only a minimal power is fed into the network. The oscillation damping device according to the invention can thus be operated safely even in the case of a network that is no longer present (power failure) or only a marginally powerful network.

Bei einer Ausführungsform der Erfindung kann der Generator als ein Asynchrongenerator ausgeführt sein, vorzugsweise mit Käfigläufer. Diese Bauart ist von hoher praktischer Bedeutung und ist typischerweise mit einem Vollumrichter versehen, welcher die gesamte von dem Generator erzeugte Leistung verarbeitet. Die Erfindung ist aber darauf nicht beschränkt. Bei einer anderen Ausführungsform kann der Generator als ein doppelt gespeister Asynchrongenerator ausgeführt sein. Bei dieser Bauart braucht der Umrichter nicht für die volle von dem Generator erzeugte Leistung ausgelegt zu sein, sondern nur für einen Teil (typischerweise ein Drittel). Diese Bauart mit Teilumrichter ist technisch anspruchsvoller. Von Haus aus kann sie nur in einem eingeschränkten Drehzahlbereich um die sogenannte Synchrondrehzahl herum betrieben werden. Um einen Betrieb auch bei sehr niedrigen Drehzahlen, wie im Fall des Trudelbetriebs, zu ermöglichen, ist häufig eine Absenkung der Statorspannung (oder Umschaltung der Statorwicklung) erforderlich. Dies ist grundsätzlich zwar problemlos, anders sieht es aber bei Trudelbetrieb während eines Netzausfalls aus. Um die Anwendung der Erfindung dennoch auch bei Windenergieanlagen mit doppelt gespeisten Asynchrongeneratoren zu ermöglichen, sieht die Erfindung eine so einfache wie wirksame Maßnahmen vor, um die Statorspannung abzusenken: zweckmäßigerweise ist ein Kurzschlussschalter für den Stator vorgesehen, der bei dem erfindungsgemäß Trudelbetrieb betätigt wird. Da im Trudelbetrieb das Leistungsniveau niedrig ist, stört unter Erzeugungsgesichtspunkten der Kurzschluss des Stators nicht. Der Kurzschluss ermöglicht es aber, die Statorspannung in der gewünschten Weise abzusenken und damit die Voraussetzungen für den Betrieb der erfindungsgemäßen Oszillations-Dämpfungseinrichtung zu schaffen. Der Generator wird dann über die Rotorspannung geführt, nicht mehr wie sonst üblich über die Statorspannung. Zweckmäßigerweise ist ferner ein von der Oszillations-Dämpfungseinrichtung betätigtes Sondersteuerungsmodul für den Umrichter vorgesehen, um den Umrichter der Windenergieanlage bei betätigtem Kurzschlussschalter auf eine gegenüber dem Normalbetrieb abgewandelte Weise zu betreiben. Auf diese Weise wird der Umrichter speziell an die Anforderungen des Betriebs mit kurzgeschlossenem Stator angepasst.In one embodiment of the invention, the generator can be designed as an asynchronous generator, preferably with a squirrel-cage rotor. This type of construction is of great practical importance and is typically provided with a full converter which processes all of the power generated by the generator. However, the invention is not limited to this. In another embodiment, the generator can be designed as a double-fed asynchronous generator. With this design, the converter need not be designed for the full power generated by the generator, but only for a part (typically a third). This type with partial converter is technically more demanding. It can only be operated in a limited speed range around the so-called synchronous speed. In order to enable operation even at very low speeds, as in the case of spin mode, it is often necessary to lower the stator voltage (or switch the stator winding). This is basically no problem, but it is different with spin operation during a power failure. In order to enable the use of the invention in wind energy plants with double-fed asynchronous generators, the invention provides measures that are as simple as they are effective in reducing the stator voltage: a short-circuit switch for the stator is expediently provided, which is actuated in the spin mode according to the invention. Since the level of performance is low in the whirling operation, disturbs under Generation considerations the short circuit of the stator is not. The short circuit, however, makes it possible to lower the stator voltage in the desired manner and thus to create the conditions for the operation of the oscillation damping device according to the invention. The generator is then guided via the rotor voltage, no longer via the stator voltage as usual. Expediently, a special control module actuated by the oscillation damping device is also provided for the converter in order to operate the converter of the wind power plant in a manner that is modified from normal operation when the short-circuit switch is actuated. In this way, the converter is specially adapted to the requirements of operation with a short-circuited stator.

Vorzugsweise ist ein Unterspannung-Speisungsgerät vorgesehen, das dazu ausgebildet ist im Trudelbetrieb den Zwischenkreis mit einer gegenüber dem Normalbetrieb verringerten Spannung zu speisen. Bei den im Trudelbetrieb auftretenden niedrigen Drehzahlen ist eine hohe Spannung im Zwischenkreis nicht erforderlich. Die Erfindung nutzt dies und betreibt den Zwischenkreis mit einer reduzierten Spannung. Optional ist das Unterspannung-Speisegerät dazu ausgebildet, den Zwischenkreis mit einer Spannung von höchstens einem Fünftel, vorzugsweise nur einem Zehntel der Zwischenkreisnennspannung zu speisen, die weiter vorzugsweise mindestens ein Zwanzigstel der Zwischenkreisnennspannung beträgt. Diese Spannungsbereiche haben sich bewährt für den Trudelbetrieb mit den für ihn typischen niedrigen Drehzahlen des Windrotors.An undervoltage supply device is preferably provided, which is designed to supply the intermediate circuit with a voltage which is lower than in normal operation in spin mode. With the low speeds that occur in spin mode, a high voltage in the DC link is not necessary. The invention makes use of this and operates the intermediate circuit with a reduced voltage. The undervoltage supply device is optionally designed to supply the intermediate circuit with a voltage of at most one fifth, preferably only one tenth, of the intermediate circuit nominal voltage, which is further preferably at least one twentieth of the intermediate circuit nominal voltage. These voltage ranges have proven themselves for the spin mode with the typical low speeds of the wind rotor.

Mit Vorteil ist eine Hilfsspeisung-Einrichtung vorgesehen, die im Trudelbetrieb den Zwischenkreis des Umrichters mit elektrischer Energie im Fall eines Netzausfalls versorgt. Somit kann die erfindungsgemäße Oszillations-Dämpfung auch dann erfolgen, wenn das Netz ausgefallen ist und somit eine Erregung des Generators mangels Versorgung sonst nicht möglich wäre. Eine klassische Eigenversorgung der Windenergieanlage bzw. des Windparks scheidet bei Trudelbetrieb bekanntlich aus, da definitionsgemäß dabei nicht genug Wind für den Betrieb der Windenergieanlage weht. Durch die Hilfsspeisung-Einrichtung wird die benötigte Energie bereitgestellt. Der Schutz der Windenergieanlagen vor schädlichen Oszillationen kann somit auch bei Netzausfall wirken. Vorzugsweise fungiert die Hilfsspeisungs-Einrichtung wahlweise ferner als Leistungssenke zur Aufnahme von Leistung aus dem Zwischenkreis im Dämpfungsbetrieb.An auxiliary power supply device is advantageously provided, which in spin mode supplies the intermediate circuit of the converter with electrical energy in the event of a power failure. Thus, the oscillation damping according to the invention can also take place if the network has failed and therefore an excitation of the generator would not otherwise be possible due to a lack of supply. A conventional self-supply of the wind power plant or the wind farm is known to be ruled out in spin mode, since by definition not enough wind blows for the operation of the wind power plant. The required energy is provided by the auxiliary supply device. The protection of the wind turbines against harmful oscillations can therefore also be effective in the event of a power failure. Preferably, the auxiliary supply device optionally also functions as a power sink for receiving power from the intermediate circuit in the damping mode.

Die Erfindung erstreckt sich ferner auf ein entsprechendes Verfahren zum Betreiben einer Windenergieanlage. Zur näheren Erläuterung wird auf vorstehende Beschreibung verwiesen. Nachfolgend wird die Erfindung unter Verweis auf die beigefügte Zeichnung näher beispielhaft anhand einer vorteilhaften Ausführungsform erläutert. Es zeigen:

• 1 eine Übersichtsdarstellung einer Windenergieanlage gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
• 2a, b Blockschaltbilder zum elektrischen Leistungsstrang einer Windenergieanlage mit verschiedenen Generatoren;
• 3 eine schematische Darstellung einer Zusatzsteuerung mit Oszillations-Dämpfungseinrichtung;
• 4 ein Blockschaltbild mit einer Hilfsspeisungseinrichtung für Inselbetrieb;
• 5a, b Diagramme zum Drehzahlbereich eines doppelt gespeisten Asynchrongenerators mit Stator kurzgeschlossen bzw. am Netz;
• 6a, b Ersatzschaltbilder für einen Asynchrongenerator in ursprünglicher und aufbereiteter Form;
• 7 ein Diagramm für den Zusammenhang Drehmoment im Triebstrang und Mindestmagnetisierungsstrom;
• 8a - e Diagramme zur Funktionsweise der erfindungsgemäßen Oszillationsdämpfung; und
• 9 ein Blockschaltbild mit einer alternativen Hilfsspeisungseinrichtung.

The invention also extends to a corresponding method for operating a wind energy installation. For a more detailed explanation, reference is made to the above description. In the following, the invention is explained in more detail by way of example using an advantageous embodiment with reference to the attached drawing. Show it:

• 1 an overview of a wind turbine according to an embodiment of the invention;
• 2a, b Block diagrams for the electrical power train of a wind turbine with various generators;
• 3 is a schematic representation of an additional control with oscillation damping device;
• 4 a block diagram with an auxiliary supply device for island operation;
• 5a, b Diagrams of the speed range of a double-fed asynchronous generator with stator short-circuited or on the network;
• 6a, b Equivalent circuit diagrams for an asynchronous generator in original and prepared form;
• 7 a diagram for the relationship between torque in the drive train and minimum magnetizing current;
• 8a - e diagrams for the functioning of the oscillation damping according to the invention; and
• 9 a block diagram with an alternative auxiliary supply device.

Eine beispielhafte Ausführungsform für eine in ihrer Gesamtheit mit der Bezugsziffer 1 versehene Windenergieanlage 1 ist in 1 dargestellt.An exemplary embodiment for one in its entirety with the reference number 1 provided wind turbine 1 is in 1 shown.

Die Windenergieanlage 1 weist einen Turm 10 auf, an dessen oberen Ende eine Gondel 11 in Azimutrichtung schwenkbeweglich angeordnet ist. Die Gondel 11 weist an einer Stirnseite einen drehbeweglich angeordneten Windrotor 12 auf, der über einen symbolhaft durch eine Rotorwelle dargestellten mechanischen Triebstrang 13 einen in der Gondel 11 angeordneten Generator 2 antreibt. Der Generator 2 wirkt mit einem Umrichter 3 zusammen und wandelt die von dem Triebstrang 13 kommende mechanische Leistung um in elektrische Leistung. Diese wird über eine Anschlussleitung 16, welche durch den Turm 10 der Windenergieanlage verläuft, zu einem am Fuß des Turms 10 angeordneten Anlagentransformator 17 geführt. Von dort wird sie über eine Anschlussleitung 19 an ein Netz (parkinternes Netz oder Übertragungsnetz) abgegeben. Zur Bestimmung der abgegebenen Leistung ist eine Leistungsmesseinrichtung 15 vorgesehen, die zweckmäßigerweise Sensoren zur phasenrichtigen Messung von Spannung und Strom umfasst. Dargestellt ist die Leistungsmesseinrichtung 15 netzseitig des Anlagentransformators, sie kann aber genauso gut auf der anderen Seite, also anlagenseitig, des Anlagentransformators 17 angeschlossen sein.The wind turbine 1 has a tower 10 at the top of which is a gondola 11 is pivotally arranged in the azimuth direction. The gondola 11 has a rotatably arranged wind rotor on one end 12 on the mechanical drive train symbolically represented by a rotor shaft 13 one in the gondola 11 arranged generator 2 drives. The generator 2 works with an inverter 3 together and converts the drive train 13 coming mechanical power into electrical power. This is via a connection line 16 passing through the tower 10 the wind turbine runs to one at the foot of the tower 10 arranged system transformer 17 guided. From there it is connected to a connecting line 19 transferred to a network (internal network or transmission network). A power measurement device is used to determine the power output 15 provided that expediently comprises sensors for in-phase measurement of voltage and current. The power measurement device is shown 15 on the network side of the system transformer, but it can just as well on the other side, i.e. on the system side, of the system transformer 17 be connected.

Ferner in der Gondel 11 vorgesehen ist eine Betriebssteuerung 4 für die Windenergieanlage mit einer erfindungsgemäßen Zusatzsteuerung 5 für den Trudelbetrieb. Die Steuerung 4 ist in an sich bekannter Weise dazu ausgebildet, den Betrieb der Windenergieanlage zu überwachen und zu steuern. Insbesondere wirkt sie zusammen mit dem Umrichter 3, um elektrische Parameter des Generators 2 einschließlich seiner Erregung sowie die Leistungsabgabe zu steuern. Dies ist an sich bekannt und braucht daher nicht näher betrieben zu werden. Zu diesem Zweck ist die Steuerung 4 über nicht dargestellte Signalverbindungen mit diversen Sensoren der Windenergieanlage 1 verbunden, die aus Gründen besserer Übersichtlichkeit ebenfalls nicht dargestellt sind, beispielsweise Sensoren für die Drehzahl des Windrotors 12, diverse Strom- und Spannungssensoren für elektrische Parameter am Umrichter 3 sowie für die Magnetisierung und Magnetisierungsstrom des Generators 2. Further in the gondola 11 an operational control is provided 4 for the wind turbine with an additional control according to the invention 5 for spinning. The control 4 is designed in a manner known per se to monitor and control the operation of the wind energy installation. In particular, it works together with the converter 3 to electrical parameters of the generator 2 including controlling his arousal as well as the power output. This is known per se and therefore need not be operated in more detail. The controller is for this purpose 4 via signal connections, not shown, with various sensors of the wind energy installation 1 connected, which are also not shown for reasons of better clarity, for example sensors for the speed of the wind rotor 12 , various current and voltage sensors for electrical parameters on the converter 3 as well as for the magnetization and magnetizing current of the generator 2 ,

Das Zusammenwirken von Generator 2 und Umrichter 3 zur Erzeugung und Abgabe der elektrischen Leistung ist in 2 für zwei verschiedene Arten von Generatoren dargestellt. In 2a ist dargestellt eine Ausführungsvariante, bei welcher der Generator 2 als eine Asynchronmaschine (mit Käfigläufer) ausgeführt ist. Dieser ist von dem Windrotor 12 (ganz rechts dargestellt) über den Triebstrang 13 angetrieben. Der Generator 2 wandelt die mechanische Leistung um in elektrische Leistung. Er gibt sie ab an den Umrichter 3, der generatorseitig einen maschinenseitigen Wechselrichter 31 aufweist. An diesen ist über einen Gleichspannung-Zwischenkreis 30 ein netzseitiger Wechselrichter 32 angeschlossen. Am Ausgang des Wechselrichters 32 ist eine Drossel 33 angeschlossen mit einem Kondensator 34 sowie einem Trennschalter 35. Daran schließt sich an der Anlagentransformator 17 und die Anschlussleitung 19 mit einem Netzschalter 18 zur Abgabe der Leistung an ein Netz 9.The interaction of the generator 2 and converter 3 for the generation and delivery of electrical power is in 2 shown for two different types of generators. In 2a is shown an embodiment in which the generator 2 is designed as an asynchronous machine (with squirrel-cage rotor). This is from the wind rotor 12 (shown on the far right) via the drive train 13 driven. The generator 2 converts mechanical power into electrical power. It passes it on to the converter 3 , the generator side a machine side inverter 31 having. This is via a DC link 30 a grid-side inverter 32 connected. At the output of the inverter 32 is a throttle 33 connected with a capacitor 34 and a disconnector 35 , This is followed by the system transformer 17 and the connecting cable 19 with a power switch 18 to deliver the power to a network 9 ,

In 2b dargestellt ist eine Ausführungsvariante, bei welcher der Generator 2' als eine doppelt gespeiste Asynchronmaschine ausgeführt ist. Sie weist einen feststehenden Stator 21 sowie einen umlaufenden Rotor 22 auf. Der Stator 21 ist direkt über einen sogenannten Statorzweig mit dem Anlagentransformator 17' zur Abgabe elektrischen Leistung verbunden, es ist lediglich ein Trennschalter 38 vorgesehen. Der Rotor 22 ist über einen sogenannten Rotorzweig mit maschinenseitigem Wechselrichter 31, Gleichspannung-Zwischenkreis 30 und netzseitigem Wechselrichter 32 des Umrichters angeschlossen. Daran schließen sich, ähnlich wie bei der Ausführungsvariante gemäß 2a, die Drossel 33' und der Kondensator 34' an. Über einen Trennschalter 35' ist der Rotorzweig schließlich über eine Verknüpfungsstelle 39 an den Statorzweig und somit den Anlagentransformator 17' angeschlossen. Als Besonderheit ist am Statorzweig ein Kurzschlussschalter 36 für den Stator 21 vorgesehen. Im Normalbetrieb ist der Kurzschlussschalter 36 geöffnet, so dass der Stator 21 wie üblich betrieben ist. In dem erfindungsgemäßen Trudelbetrieb ist der Kurzschlussschalter 36 geschlossen, wodurch die Wicklungen des Status 21 kurzgeschlossen sind. Im Übrigen entspricht der Aufbau gemäß 2b sinngemäß demjenigen gemäß der Ausführungsvariante gemäß 2a, worauf zur Vermeidung von Wiederholungen verwiesen wird.In 2 B a variant is shown in which the generator 2 ' is designed as a double-fed asynchronous machine. It has a fixed stator 21 as well as a rotating rotor 22 on. The stator 21 is directly via a so-called stator branch with the system transformer 17 ' connected to delivering electrical power, it's just a disconnect switch 38 intended. The rotor 22 is via a so-called rotor branch with a machine-side inverter 31 , DC link 30 and grid-side inverter 32 of the converter connected. This is followed, similar to the variant according to 2a who have favourited Thrush 33 ' and the capacitor 34 ' on. Via a disconnector 35 ' the rotor branch is finally via a junction 39 to the stator branch and thus the system transformer 17 ' connected. A special feature is a short-circuit switch on the stator branch 36 for the stator 21 intended. The short-circuit switch is in normal operation 36 opened so the stator 21 is operated as usual. The short-circuit switch is in the spin mode according to the invention 36 closed, causing the windings of the status 21 are short-circuited. Otherwise, the structure corresponds to 2 B analogously to that according to the embodiment variant 2a , which is referred to to avoid repetitions.

Die Zusatzsteuerung 5 umfasst als Hauptkomponenten eine Detektoreinrichtung 51 sowie eine Oszillations-Dämpfungseinrichtung 52 für den Generator 2. Sie ist dazu ausgebildet, im Trudelbetrieb auftretende mechanische Schwingungen im Triebstrang zu dämpfen. Sie bewirkt dies indem sie auf den Generator 2 einwirkt, der insoweit als aktiv gesteuerter Dämpfer geschaltet ist. Der Generator 2 wechselt also seine Funktion im Trudelbetrieb, indem er nicht (nur) für die Leistungserzeugung an sich herangezogen wird, sondern funktional als gesteuerter aktiver Dämpfer fungiert. Auf diese Weise können die unerwünschten Schwingungen, wie sie beim Trudelbetrieb hervorgerufen werden, effektiv bekämpft werden, ohne dass dazu zusätzliche aufwendige Hardware erforderlich ist. Aufbau und Funktionsweise werden nachfolgend näher erläutert.The additional control 5 comprises a detector device as main components 51 and an oscillation damping device 52 for the generator 2 , It is designed to dampen mechanical vibrations occurring in the drive train during spin operation. It does this by clicking on the generator 2 acts, which is switched as an actively controlled damper. The generator 2 So it changes its function in the whirl mode by not being used (only) for power generation itself, but functions functionally as a controlled active damper. In this way, the unwanted vibrations, as they are caused during the spin operation, can be effectively combated without the need for additional complex hardware. Structure and mode of operation are explained in more detail below.

An der Detektoreinrichtung ist ein Drehzahlsignal 50a angelegt. Der Detektor ermittelt daraus, ob die Drehzahl n des Windrotors 12 unterhalb einer einstellbaren Grenzdrehzahl liegt. Ist das der Fall, so gibt die Detektoreinrichtung 51 an ihrem Ausgang ein Betätigungssignal für die Oszillations-Dämpfungseinrichtung 52 aus. An diese ist ebenfalls das Drehzahlsignal 50a sowie ein Signal 50b für das Drehmoment T in dem Triebstrang 13 angelegt. Ferner angelegt ist ein Signal 50c für die von der Windenergieanlage 1 erzeugte elektrische Leistung P. Die Oszillations-Dämpfungseinrichtung 52 weist eine Modulationseinrichtung 53 auf, welche dazu ausgebildet ist, anhand dieser Parameter Schwingungen in dem Triebstrang 13 zu erkennen und im weiteren Schaltsignale zu bestimmen zur Reduktion bzw. Kompensation dieser Schwingungen. Deren Funktionsweise wird später näher erläutert werden.There is a speed signal on the detector device 50a created. From this, the detector determines whether the speed n of the wind rotor 12 is below an adjustable limit speed. If this is the case, the detector device gives 51 at its output an actuation signal for the oscillation damping device 52 out. This is also the speed signal 50a as well as a signal 50b for the torque T in the drive train 13 created. A signal is also applied 50c for that from the wind turbine 1 generated electrical power P , The oscillation damping device 52 has a modulation device 53 which is designed to use these parameters to vibrate in the drive train 13 to recognize and determine further switching signals for the reduction or compensation of these vibrations. Their mode of operation will be explained in more detail later.

Ferner umfasst die Oszillations-Dämpfungseinrichtung 52 eine erste Berechnungseinheit 54 sowie eine zweite Berechnungseinheit 55. Sie sind ausgebildet zur Berücksichtigung von Kupferverlusten im Generator 2 bzw. beim Betrieb mit höherer Drehzahl oberhalb einer einstellbaren Drehzahlgrenze auch zur Berücksichtigung von Eisenverlusten im Generator. Damit kann eine weitere Verfeinerung des Ergebnisses erreicht werden.Furthermore, the oscillation damping device comprises 52 a first calculation unit 54 and a second calculation unit 55 , They are designed to take copper losses into account in the generator 2 or when operating at a higher speed above an adjustable speed limit also to take iron losses into account in the generator. A further refinement of the result can thus be achieved.

Ferner weist die Oszillations-Dämpfungseinrichtung 52 eine Schaltersteuerung 57 für den Kurzschlussschalter 36 auf. Dazu wirkt die Schaltersteuerung 57 auf eine Fernschalteinheit 37 am Kurzschlussschalter 36 ein. Damit kann die Oszillations-Dämpfungseinrichtung 52 im Trudelbetrieb den Stator 21 des Generators kurzschließen. Furthermore, the oscillation damping device has 52 a switch control 57 for the short circuit switch 36 on. The switch control works for this 57 to a remote control unit 37 at the short-circuit switch 36 on. So that the oscillation damping device 52 the stator in spin mode 21 short-circuit the generator.

Weiter vorgesehen ist eine Feldschwächungseinrichtung 58. Sie ist dazu ausgebildet eine Feldschwächung der Erregung im Generator zu bewirken, um so Verluste Generator 2 und insbesondere dessen Wicklungen zu modulieren. Hierbei wird der Magnetisierungsstrom in Abhängigkeit von dem mechanischen Drehmoment variiert. Angelegt ist ein Signal 50d für ein maximales Drehmoment Tm.A field weakening device is also provided 58 , It is designed to cause a field weakening of the excitation in the generator, so that generator losses 2 and in particular to modulate its windings. The magnetizing current is varied depending on the mechanical torque. There is a signal 50d for a maximum torque Tm.

Weiter vorgesehen ist ein Sondersteuermodul 7, das von der Schaltersteuerung 57 betätigt ist. Es wirkt auf den Umrichter 3 und ist dazu ausgebildet, die Umrichterspannung im Trudelbetrieb zu reduzieren. Die Reduktion ist abhängig von der Drehzahl im Trudelbetrieb und der Generatorbauart; so reicht bei einer Drehzahl von 100 min^-1 im Trudelbetrieb anstatt Drehzahlen im Normalbetrieb von 1200 bis 1800 min^-1 für Generatoren mit Käfigläufer eine Spannung von 5 bis 10% des Nominalwerts aus, bei doppelt gespeisten Asynchrongeneratoren ist die Rotorspannung um den Faktor des Übersetzungsverhältnisses zwischen Rotor und Stator (wR/wS, häufig im Bereich 2...3) höher.A special control module is also provided 7 by the switch control 57 is operated. It affects the converter 3 and is designed to reduce the converter voltage in spin mode. The reduction depends on the speed in spin mode and the generator design; For example, at a speed of 100 min ^-1 in spin mode instead of speeds in normal operation from 1200 to 1800 min ^-1, a voltage of 5 to 10% of the nominal value is sufficient for generators with squirrel-cage rotors, with double-fed asynchronous generators the rotor voltage is by the factor of the gear ratio between rotor and stator (wR / wS, often in the area 2 ... 3) higher.

Bevor die Funktionsweise näher erläutert wird, sei zuerst auf 4 Bezug genommen. Dort ist dargestellt ein Unterspannungsspeisegerät für den Gleichspannung-Zwischenkreis 30 des Umrichters 3. Eine Problematik bei dem Trudelbetrieb besteht darin, dass, wie bereits eingangs erläutert, die Windenergieanlage wegen der geringen Drehzahl kaum bzw. keine Leistung erzeugt. Das Erreichen einer ausreichenden Magnetisierung des Generators 2 ist daher schwierig (und bei Windenergieanlagen 1 mit Teilumrichter häufig unmöglich). Um auch bei dieser niedrigen Drehzahl (die bei Windenergieanlagen 1 mit doppelt gespeisten Asynchrongenerator 2' weit von der eigentlichen Synchrondrehzahl entfernt ist) dennoch einen Betrieb zu ermöglichen, ist eine Spannungsversorgung zum Aufbauen und Halten der Zwischenkreisspannung am Umrichter 3 vorgesehen. Sie ist in ihrer Gesamtheit mit der Bezugsziffer 6 bezeichnet und umfasst eine Batterie 63, die über einen DC/DC-Spannungswandler und Leitung 65 mit Trennschalter 66 an den Gleichspannung-Zwischenkreis 30 des Umrichters 3 angeschlossen ist. Der Anschluss erfolgt an einem Punkt „B“ des Umrichters 3, wie er auch in 2a, b dargestellt ist. Ferner an die Batterie 63 angeschlossen ist eine an sich herkömmliche unterbrechungsfreie Stromversorgung (USV) 62, die über einen Umschalter 61 ein Eigenbedarfsnetz 60 der Windenergieanlage 1 speist. Üblicherweise erfolgt die Speisung des Eigenbedarfsnetz 60 über das Netz, das dazu an einen Anschluss 61' des Umschalters 61 angeschlossen ist. Somit kann über die Batterie 63 und den DC/DC-Wandler 64 eine Versorgung des Umrichters 3, und zwar insbesondere von dessen maschinenseitigen Wechselrichter 31, mit einer ausreichenden Spannung auch bei Stillstand (oder nur geringer Drehzahl) der Windenergieanlage 1 erreicht werden. Angesteuert ist die Unterspannungsspeisegerät 6 von einem Speisesteuermodul 56. Im Normalbetrieb hingegen ist der Trennschalter 66 geöffnet, somit sind die Batterie 63 und der DC/DC-Wandler 64 vom Zwischenkreis getrennt.Before the mode of operation is explained in more detail, be on 4 Referred. An undervoltage supply device for the DC link is shown there 30 of the converter 3 , One problem with the whirl operation is that, as already explained at the beginning, the wind energy plant generates little or no power due to the low speed. Achieving sufficient magnetization of the generator 2 is therefore difficult (and with wind turbines 1 often impossible with partial converter). In order even at this low speed (that of wind turbines 1 with double-fed asynchronous generator 2 ' is far from the actual synchronous speed) but to enable operation, is a power supply for building and maintaining the DC link voltage on the converter 3 intended. It is in its entirety with the reference number 6 denotes and comprises a battery 63 that have a DC / DC voltage converter and line 65 with disconnector 66 to the DC link 30 of the converter 3 connected. The connection is made at point "B" of the converter 3 as he also in 2a, b is shown. The battery 63 a conventional uninterruptible power supply is connected ( UPS ) 62 that have a switch 61 a self-supply network 60 the wind turbine 1 fed. Usually the supply of the own demand takes place 60 over the network connected to a connection 61 ' of the switch 61 connected. Thus, the battery can 63 and the DC / DC converter 64 a supply to the converter 3 , in particular from its machine-side inverter 31 , with sufficient voltage even when the wind turbine is at a standstill (or only at low speed) 1 can be achieved. The undervoltage supply device is controlled 6 from a feed control module 56 , In normal operation, however, the disconnector is 66 opened, so the battery 63 and the DC / DC converter 64 separated from the DC link.

Zur Verbesserung des Verhaltens von doppelt gespeisten Asynchrongeneratoren 2' in diesem Betriebszustand mit sehr niedriger Drehzahl dient der Kurzschlussschalter 36. Im Normalbetrieb ist der Kurzschlussschalter 36 geöffnet, so dass der Stator 21 wie üblich betrieben ist. In dem erfindungsgemäßen Trudelbetrieb ist der Kurzschlussschalter 36 geschlossen, wodurch die Wicklungen des Stators 21 kurzgeschlossen sind. Damit mutiert der doppelt gespeisten Asynchrongeneratoren funktional gesehen zu einem invertierten Asynchrongenerator in Käfigbauweise, und zwar mit vertauschter Wirkung von Stator und Rotor. Üblicherweise ist beim Asynchrongenerator mit Käfigläufer der Rotor kurzgeschlossen und der Stator ist die eigentliche Leistungswicklung; bei dem erfindungsgemäßen doppelt gespeisten Asynchrongeneratoren ist als Folge des Kurzschlussschalters der Stator kurzgeschlossen und somit wird der Rotor zu der eigentlichen Leistung abgebenden Wicklung. Mit diesem Kunstgriff, der gegebenenfalls unabhängigen Schutz verdient, kann erreicht werden, dass der bei niedrigen Drehzahlen nur schwer oder gar nicht zu betreibende doppelt gespeiste Asynchrongeneratoren das viel günstigere Betriebsverhalten des Käfigläufer-Asynchrongeneratoren annimmt.To improve the behavior of double-fed asynchronous generators 2 ' The short-circuit switch is used in this operating state with a very low speed 36 , The short-circuit switch is in normal operation 36 opened so the stator 21 is operated as usual. The short-circuit switch is in the spin mode according to the invention 36 closed, causing the windings of the stator 21 are short-circuited. From a functional point of view, the double-fed asynchronous generator thus mutates into an inverted asynchronous generator in a cage design, with the reversed effect of the stator and rotor. In the case of an asynchronous generator with a squirrel-cage rotor, the rotor is usually short-circuited and the stator is the actual power winding; in the double-fed asynchronous generators according to the invention, the stator is short-circuited as a result of the short-circuit switch and thus the rotor becomes the winding which actually outputs power. With this trick, which possibly deserves independent protection, it can be achieved that the double-fed asynchronous generators, which are difficult or impossible to operate at low speeds, adopt the much more favorable operating behavior of the squirrel-cage asynchronous generators.

Zur Verdeutlichung wird nachfolgend kurz auf die Spannungs-Charakteristik eines doppelt gespeisten Asynchrongenerators über den Drehzahlbereich eingegangen, wie sie in 5a, b dargestellt ist. Bei der normalen Betriebsweise gemäß 5b (ohne kurzgeschlossenen Stator) erreicht die Rotorspannung U2 ihr Minimum bei der Synchrondrehzahl nsync und steigt mit zunehmender Abweichung von der Synchrondrehzahl sowohl nach unten hin zur Minimaldrehzahl nmin wie auch nach oben hin zur Maximaldrehzahl nmax an bis hin zu der Hauptfeldspannung, wie sie in 5b durch die horizontale mit dicken Punkten markierte Linie dargestellt ist. Die maximale Umrichterspannung ist in der 5a, b durch eine dünne horizontale Linie U3 dargestellt. Bei der Betriebsart mit kurzgeschlossenem Stator gemäß 5a kann aus der maximalen Umrichterspannung U3 (siehe dünne horizontale Linie) wegen des sich aus dem Windungszahlverhältnis von Stator 21 und Rotor 22 ergebenden Spannungsübersetzung ü nur noch ca. ein Drittel der nominellen Hauptfeldspannung (bezogen auf den Stator) erzeugt werden, wie sich aus der Darstellung der Hauptfeldspannung durch die mit dicken Punkten markierte Linie ergibt. Bei kurzgeschlossenem Stator kann mittels Feldschwächung ein Betrieb auch außerhalb des durch die vertikalen gestrichelten Linien markierten Drehzahlbereichs erfolgen, sofern die maximale Umrichterspannung U3 entsprechend angehoben wird (sie muss immer größer sein als die Rotorspannung U2).For clarification, the voltage characteristics of a double-fed asynchronous generator over the speed range, as described in 5a , b is shown. In normal operation according to 5b (without short-circuited stator) the rotor voltage is reached U2 their minimum at the synchronous speed nsync and increases with increasing deviation from the synchronous speed both downwards to the minimum speed nmin and upwards to the maximum speed nmax up to the main field voltage as in 5b is represented by the horizontal line marked with thick dots. The maximum converter voltage is in the 5a, b by a thin horizontal line U3 shown. In the operating mode with short-circuited stator according to 5a can from the maximum converter voltage U3 (see thin horizontal line) because of the turn number ratio of stator 21 and rotor 22 resultant voltage translation ü only about a third of the nominal main field voltage (based on the stator) are generated, as can be seen from the representation of the main field voltage by the line marked with thick dots. If the stator is short-circuited, field weakening can also be used outside the speed range marked by the vertical dashed lines, provided the maximum converter voltage U3 is raised accordingly (it must always be greater than the rotor voltage U2 ).

Ersatzschaltbilder eines Asynchrongenerators in ursprünglicher und aufbereiteter Form sind in 6a, b dargestellt. Im linken Teil ist der Stator 21 und im rechten Teil ist der Rotor 22 dargestellt, jeweils mit einer Induktivität und einem ohmschen Ersatzelement für die Verluste im Rotor bzw. Stator, wobei im Rotor eine Abhängigkeit vom Schlupf s besteht. Am Stator liegt die Spannung U1 an und es fließt der Statorstrom 11, und am Rotor liegt die Spannung U2 an und es fließt der Rotorstrom 12. Am Verknüpfungspunkt zwischen Rotor und Stator sind Ersatzelemente angeordnet, und zwar eines für eine Induktivität X_h der Hauptfeldwicklung und ein ohmsches Ersatzelement für die sog. Eisenverluste R_FE . Bei kleinen Drehzahlen können die Eisenverluste vernachlässigt werden. Dieses Ersatzschaltbild kann auch für eine doppelt gespeiste Asynchronmaschine mit kurzgeschlossenem Stator verwendet werden, wobei entsprechend in der Darstellung Rotor und Stator zu vertauschen sind.Equivalent circuit diagrams of an asynchronous generator in their original and edited form are in 6a, b shown. In the left part is the stator 21 and in the right part is the rotor 22 shown, each with an inductor and an ohmic replacement element for the losses in the rotor or stator, the rotor being dependent on the slip s. The voltage is on the stator U1 on and the stator current flows 11 , and the voltage is on the rotor U2 and the rotor current flows 12 , Replacement elements, one for an inductor, are arranged at the point of connection between the rotor and the stator X _h the main field winding and an ohmic replacement element for the so-called iron losses R _FE , At low speeds, the iron losses can be neglected. This equivalent circuit diagram can also be used for a double-fed asynchronous machine with a short-circuited stator, the rotor and stator having to be interchanged accordingly in the illustration.

Ein aufbereitetes Ersatzschaltbild ist in 6b dargestellte. Der linke Teil mit dem Stator ist unverändert. In dem rechten Teil betreffend den Rotor sind nunmehr zwei ohmsche Ersatzelemente angeordnet, wobei das eine R22 für die Verluste in der Rotorwicklung selbst steht und das andere für die mechanische Leistung des Triebstrangs 13 (beide Terme in Summe ergeben wiederum R2/s in Übereinstimmung mit der Darstellung in 6a). Hierbei sei angemerkt, dass die Hauptfeldspannung U_h und der deren Strom I_h orthogonal zueinander sind, wobei gilt $${\text{I}}_{\text{n}}=-\text{j}*{\text{I}}_{\text{M}},$$

und I_M für den Betrag des Magnetisierungsstroms steht. In Bezug auf den phasenmäßig variablen Rotorstrom I2 ergibt sich somit, dass die Wirkleistung definiert ist durch das Produkt aus der Hauptfeldspannung U_h und dem Realteil des Rotorstroms I2, hier bezeichnet als I2A, und die Blindleistung definiert ist durch das Produkt aus der Hauptfeldspannung U_h und dem Imaginärteil des Rotorstroms 12, hier bezeichnet als I2B.A prepared equivalent circuit diagram is in 6b shown. The left part with the stator is unchanged. In the right part relating to the rotor, two ohmic replacement elements are now arranged, one of which R22 stands for the losses in the rotor winding itself and the other for the mechanical power of the drive train 13 (Both terms add up to R2 / s in accordance with the representation in 6a) , It should be noted here that the main field voltage U _h and their current I _h are orthogonal to each other, where $${\text{I}}_{\text{n}}=-\text{j}*{\text{I}}_{\text{M}}.$$

and I _M stands for the amount of magnetizing current. With regard to the phase-variable rotor current I2 it follows that the active power is defined by the product of the main field voltage U _h and the real part of the rotor current I2 , referred to here as I2A , and the reactive power is defined by the product of the main field voltage U _h and the imaginary part of the rotor current 12 , referred to here as I2B ,

Daraus ergeben sich für die Modulationseinrichtung 52 folgende Beziehungen. Für die mechanische Leistung gilt $$P_m=\frac{1-s}{s}\cdot R2\cdot I2\cdot \overline{I2}\cdot \mathrm{3,}$$

wobei I2 konjugiert komplex zu I2 ist.This results in the modulation device 52 following relationships. The following applies to the mechanical performance $$P_m=\frac{1-s}{s}\cdot R2\cdot I2\cdot \overline{I2}\cdot \mathrm{3,}$$

in which I2 is complex to I2.

Für die vom Schlupf s abhängige Statorfrequenz f_S gilt $$f_S=f_m+f_r=f_m+s\cdot f_S,$$

wobei f_m für die mechanische Drehzahl steht, die sich aus dem Produkt aus tatsächlicher Drehzahl n und der Polpaarzahl pp ergibt.For the stator frequency dependent on the slip s f _p applies $$f_S=f_m+f_r=f_m+s\cdot f_S.$$

in which f _m stands for the mechanical speed, which is the product of the actual speed n and the number of pole pairs pp results.

Für die Hauptfeldspannung gilt betrachtet vom Rotorzweig $$U_h=\frac{R2}{s}\cdot I2+j\cdot 2\pi f_s\cdot L2\cdot I2$$

und ferner gilt für die Hauptfeldspannung betrachtet vom Magnetisierungszweig 23 (bei vernachlässigtem Eisenwiderstand R_Fe ) $$U_h=j\cdot 2\pi f_S\cdot L_h\cdot I_h.$$

The main field voltage applies from the rotor branch $$U_H=\frac{R2}{s}\cdot I2+j\cdot 2\pi f_s\cdot \mathrm{<figure-callout\; id="2"\; label="L"\; filenames="DE102018006726A1\_0011.png,DE102018006726A1\_0012.png"\; state="\{\{state\}\}">L</figure-callout>}2\cdot \mathrm{<figure-callout\; id="2"\; label="I"\; filenames="DE102018006726A1\_0011.png,DE102018006726A1\_0012.png"\; state="\{\{state\}\}">I</figure-callout>}2$$

and also applies to the main field voltage viewed from the magnetization branch 23 (with neglected iron resistance R _Fe ) $$U_H=j\cdot 2\pi f_S\cdot L_H\cdot I_H,$$

Durch Einsetzen der Gleichungen und Umformung ergibt sich schließlich aufgelöst nach dem komplexen Rotorstrom 12 die Gleichung $$\underset{Imaginärteil}{\underbrace{j\cdot I2A^2+j\cdot I2B^2-j\frac{L_h}{L2}{I}_M\cdot I2B}}-\underset{Realteil}{\underbrace{-\frac{L_h}{L2}{I}_M\cdot I2A+\frac{1}{3}\frac{M_m}{L2\cdot pp}}}=0$$

By inserting the equations and transforming, the solution finally results in the complex rotor current 12 the equation $$\underset{ImaGinärteil}{\underset{\}}{j\cdot I2A^2+j\cdot I2B^2-j\frac{L_H}{L2}{I}_M\cdot I2B}}-\underset{Realteil}{\underset{\}}{-\frac{L_H}{L2}{I}_M\cdot I2A+\frac{1}{3}\frac{{\mathrm{<figure-callout\; id="2"\; label="M\; m\; L"\; filenames="DE102018006726A1\_0011.png,DE102018006726A1\_0012.png"\; state="\{\{state\}\}">M\; </figure-callout>}}_m}{L}}}=0$$

Die Lösungen ergeben sich durch Nullsetzen des Realteils sowie des Imaginärteils. So ergibt sich für den Realteil $$I2A=\frac{M_m}{3\cdot L_h\cdot I_M\cdot pp}$$

und für den Imaginärteil durch Auflösen der quadratischen Gleichung und Einsetzen der aus dem Realteil gewonnenen Gleichung für 12A $$I2B_{\mathrm{1,2}}\cdot +\frac{L_h\cdot I_M}{2\cdot L2}\pm \sqrt{\left(\frac{I_M\cdot L_h}{2\cdot L2}\right)-{\left(\frac{M_m}{3\cdot L_h\cdot I_M\cdot pp}\right)}^2}.$$

The solutions result from zeroing the real part and the imaginary part. This results for the real part $$I2A=\frac{{\mathrm{<figure-callout\; id="3"\; label="M\; m"\; filenames="DE102018006726A1\_0011.png,DE102018006726A1\_0013.png"\; state="\{\{state\}\}">M\; </figure-callout>}}_m}{3\cdot L_H\cdot I_M\cdot pp}$$

and for the imaginary part by solving the quadratic equation and inserting the equation obtained from the real part for 12A $$I2B_{1.2}\cdot +\frac{L_H\cdot I_M}{2\cdot L2}\pm \sqrt{\left(\frac{I_M\cdot L_H}{2\cdot L2}\right)-{\left(\frac{M_m}{3\cdot L_H\cdot I_M\cdot pp}\right)}^2},$$

Mit der Nebenbedingung, dass der Wurzelterm mindestens Null betragen muss, ergibt sich für das Drehmoment M und den komplexen Strom im Hauptfeld (Magnetisierungsstrom I) $$M_{max}\left(I_h\right)=\left|\frac{3\cdot L_h\cdot I_m{}^2\cdot I_h{}^2}{2\cdot L2}\right|$$

bzw. $$I_{min}\left(M_m\right)=\sqrt{\frac{2\cdot L2}{3\cdot L_h{}^2\cdot pp}}.$$

The secondary condition that the root term must be at least zero results in the torque M and the complex current in the main field (magnetizing current I ) $$M_{max}\left(I_H\right)=\left|\frac{3\cdot L_H\cdot I_m{}^2\cdot I_{\mathrm{<figure-callout\; id="2"\; label="H"\; filenames="DE102018006726A1\_0011.png,DE102018006726A1\_0012.png"\; state="\{\{state\}\}">H</figure-callout>}}{}^2}{2\cdot \mathrm{<figure-callout\; id="2"\; label="L"\; filenames="DE102018006726A1\_0011.png,DE102018006726A1\_0012.png"\; state="\{\{state\}\}">L</figure-callout>}2}\right|$$

respectively. $$I_{min}\left(M_m\right)=\sqrt{\frac{2\cdot L2}{3\cdot L_H{}^2\cdot pp}},$$

Der sich somit ergebende Mindestwert für den Magnetisierungsstrom I_M (gestrichelte Linie) in Abhängigkeit von dem zu kompensierenden Drehmoment M im Triebstrang (durchgezogene Linie) ist grafisch dargestellt in 7.The resulting minimum value for the magnetizing current I _M (dashed line) as a function of the torque M to be compensated for in the drive train (solid line) is shown graphically in 7 ,

Die Wirkung der Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf 8a-8e erläutert. Anfänglich sei die Windenergieanlage 1 betrieben wie im Stand der Technik (im Zeitraum bis zum Zeitpunkt t = 4 s). Dabei ergeben sich die in 8b dargestellten Werte für das antreibende Drehmoment in der Rotorwelle 13 und die in 8c dargestellten Werte für den Magnetisierungsstrom. Letzterer ist (ohne die Erfindung) konstant. Die sich dabei im Generator ergebende Verlustleistung ist in 8d dargestellt, wobei die durchgezogene Linie die Verluste im Stator und die gestrichelte Linie die Gesamtverluste des Generators darstellt. Die resultierende mechanische Generatorleistung ist in 8e mit durchgezogener Linie und die elektrische Generatorleistung mit gestrichelter Linie dargestellt.The effect of the invention is described below with reference to 8a-8e explained. Initially, the wind turbine 1 operated as in the prior art (in the period up to the time t = 4 s). The result in 8b shown values for the driving torque in the rotor shaft 13 and the in 8c shown values for the magnetizing current. The latter is constant (without the invention). The power loss resulting in the generator is in 8d shown, the solid line represents the losses in the stator and the dashed line represents the total losses of the generator. The resulting mechanical generator power is in 8e shown with a solid line and the electrical generator power with a dashed line.

Zum Zeitpunkt t = 4 s erfolgt eine Umschaltung auf den erfindungsgemäßen Betrieb. Das vom Wind über den Windrotor 12 auf die Rotorwelle 13 aufgebrachte Antriebsmoment ist unverändert (s. 8b), d. h. es setzt sich bezogen auf den vorhergehenden konventionellen Betrieb unverändert fort. Anders der Magnetisierungsstrom (s. 8c), der nun ab dem Zeitpunkt t = 4 s erfindungsgemäß gesteuert wird. Dadurch werden die Verluste im Generator gesteuert (moduliert), wie in 8b dargestellt ist. Der Generator fungiert so als gesteuerter aktiver Dämpfer. Deutlich erkennt man, dass insbesondere die Gesamtverluste des Generators (gestrichelte Linie) stark verändert werden durch die erfindungsgemäße Ansteuerung. Diese Gesamtverluste sind relevant für das mechanische Verhalten des Generators (Bremsmoment). Dank der erfindungsgemäßen Ansteuerung werden die Gesamtverluste so moduliert durch Steuerung des Magnetisierungsstroms, dass am Ende eine Vergleichmäßigung der mechanischen Leistung steht (s. glatten Teil der durchgezogenen Linie in 8e). Die bei herkömmlichem Betrieb (s. Zeitraum von 0 bis 4 s) bestehenden gefährlichen Leistungspendelungen sind damit beseitigt.At time t = 4 s there is a switchover to the operation according to the invention. From the wind to the wind rotor 12 on the rotor shaft 13 applied drive torque is unchanged (see 8b), d , H. it continues unchanged in relation to the previous conventional operation. The magnetizing current is different (see 8c ), which is now controlled according to the invention from time t = 4 s. This controls (modulates) the losses in the generator, as in 8b is shown. The generator thus acts as a controlled active damper. It can clearly be seen that in particular the total losses of the generator (dashed line) are greatly changed by the control according to the invention. These total losses are relevant for the mechanical behavior of the generator (braking torque). Thanks to the control according to the invention, the total losses are modulated by controlling the magnetizing current in such a way that the mechanical power is evened out at the end (see smooth part of the solid line in FIG 8e) , The dangerous power fluctuations that exist in conventional operation (see period from 0 to 4 s) are thus eliminated.

Eine alternative Ausführungsform für die Hilfsspeisungseinrichtung ist in 9 dargestellt. Bei dieser ist abweichend von 4 der Einspeisepunkt am Umrichter anders gelegt. Er befindet sich an der Stelle „A“ (vgl. 2a, b) und nicht wie bei der Ausführungsform gemäß 4 an der Stelle „B“. Damit ist auch der netzseitige Wechselrichter 32 einbezogen. Der Aufbau ist damit vereinfacht. Im Übrigen entspricht der Aufbau demjenigen gemäß 4, wobei für gleichartige Elemente dieselben Bezugszeichen verwendet sind. Zur Vermeidung von Wiederholungen wird auf die obenstehenden Erläuterungen zu 4 verwiesen.An alternative embodiment for the auxiliary supply device is shown in 9 shown. This is different from 4 the infeed point on the converter is different. It is in the place " A " (see. 2a, b ) and not as in the embodiment according to 4 at the point " B ". This is also the grid-side inverter 32 included. The structure is simplified. Otherwise, the structure corresponds to that 4 , the same reference numerals being used for similar elements. To avoid repetition, refer to the explanations above 4 directed.

Claims (14)

Windenergieanlage mit einem mechanischen Triebstrang (13) umfassend einen Windrotor (12), einem von dem mechanischen Triebstrang (13) angetriebenen Generator (2), der mit einem Umrichter (3) zusammenwirkt zur Erzeugung elektrischer Leistung in einem Normalbetrieb und einer Steuerung (4), sowie einer Anschlussleitung (19) zur Abgabe der erzeugten Leistung an ein Netz (9), wobei die Steuerung (4) eine Generatorregelung aufweist und dazu ausgebildet ist die Windenergieanlage zu betreiben, wobei der Windrotor (12) in einem Trudelbetrieb ungesperrt und drehbeweglich ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine Zusatzsteuerung (5) für den Trudelbetrieb vorgesehen ist, die eine Detektoreinrichtung (51) für eine Drehung des Windrotors (12) mit einer Drehzahl unterhalb einer Einschaltdrehzahl umfasst, die bei einer Drehzahl des Windrotors (12) unterhalb der Einschaltdrehzahl eine Oszillations-Dämpfungseinrichtung (52) für den Generator betätigt, die den Generator (2) als gesteuerten Dämpfer für mechanische Schwingungen im Triebstrang (13) schaltet.Wind power plant with a mechanical drive train (13) comprising a wind rotor (12), a generator (2) driven by the mechanical drive train (13), which interacts with a converter (3) to generate electrical power in normal operation and a controller (4) , and a connecting line (19) for delivering the generated power to a network (9), the control (4) having a generator control and being designed to operate the wind power plant, the wind rotor (12) being unlocked and rotating in a spin mode , characterized in that an additional control (5) is provided for the spin mode, which comprises a detector device (51) for rotating the wind rotor (12) at a speed below a switch-on speed, which at a speed of the wind rotor (12) below the switch-on speed an oscillation damping device (52) for the generator actuates the generator (2) as a controlled damper f r mechanical vibrations in the drive train (13) on. Windenergieanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass für den Generator (2) als gesteuerten Dämpfer eine Modulationseinrichtung (53) zur Einstellung von Verlusten im Generator vorgesehen ist.Wind turbine after Claim 1 , characterized in that a modulation device (53) is provided for the generator (2) as a controlled damper for setting losses in the generator. Windenergieanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Oszillations-Dämpfungseinrichtung eine Feldschwächungseinrichtung (58) aufweist zur Einstellung eines gewünschten Verlusts im Generator (2).Wind turbine after Claim 1 or 2 , characterized in that the oscillation damping device has a field weakening device (58) for setting a desired loss in the generator (2). Windenergieanlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Feldschwächung nur unterhalb eines ein-stellbaren Maximaldrehmoments aktiv ist, wobei das ein-stellbare Maximaldrehmoment (Tm) abhängig von einem Magnetisierungsstrom (I_M) ist.Wind turbine after Claim 3 , characterized in that the field weakening is only active below an adjustable maximum torque, the adjustable maximum torque (Tm) being dependent on a magnetizing current (I _M ). Windenergieanlage nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Berechnungseinheit (54) vorgesehen ist, die zur Berücksichtigung von Kupferverlusten im Generator (2) ausgebildet ist und mit der Modulationseinrichtung (53) zusammen-wirkt.Wind turbine according to one of the preceding claims, characterized in that A first calculation unit (54) is provided, which is designed to take copper losses into account in the generator (2) and interacts with the modulation device (53). Windenergieanlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass ferner eine zweite Berechnungseinheit (55) vorgesehen ist, die mit der Modulationseinrichtung (53) zusammenwirkt und dazu ausgebildet ist, oberhalb einer einstellbaren Drehzahlgrenze auch Eisenverluste im Generator (2) zu berücksichtigen.Wind turbine after Claim 5 , characterized in that a second calculation unit (55) is also provided, which interacts with the modulation device (53) and is designed to take iron losses in the generator (2) into account above an adjustable speed limit. Windenergieanlage nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Modulationseinrichtung (53) so ausgebildet ist einen solchen Verlust einzustellen, dass eine Leistungsabgabe der Windenergieanlage (1) vergleichmäßigt ist gegenüber der mechanischen Leistungseingabe, und insbesondere einen so hohen Verlust einzustellen, dass keine oder nur eine minimale Leistung (P) in das Netz (9) eingespeist wird.Wind power plant according to one of the preceding claims, characterized in that the modulation device (53) is designed to set such a loss that a power output of the wind power plant (1) is more uniform than the mechanical power input, and in particular to set such a high loss that none or only a minimal power (P) is fed into the network (9). Windenergieanlage nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Generator (2) als ein Asynchrongenerator mit Käfigläufer ausgeführt ist.Wind energy installation according to one of the preceding claims, characterized in that the generator (2) is designed as an asynchronous generator with a squirrel-cage rotor. Windenergieanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass am Generator ein Kurzschlussschalter (37) für den Stator (21) vorgesehen ist, wobei der Generator als eine doppelt gespeiste Asynchronmaschine (2') mit Stator (21) und Rotor (22) ausgeführt ist.Wind turbine according to one of the Claims 1 to 7 , characterized in that a short-circuit switch (37) for the stator (21) is provided on the generator, the generator being designed as a double-fed asynchronous machine (2 ') with stator (21) and rotor (22). Windenergieanlage nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Unterspannungs-speisungsgerät (8) vorgesehen ist, welches dazu ausgebildet ist im Trudelbetrieb den Zwischenkreis mit einer gegenüber dem Normalbetrieb verringerten Spannung zu speisen.Wind power plant according to one of the preceding claims, characterized in that an undervoltage supply device (8) is provided which is designed to supply the intermediate circuit with a voltage which is reduced compared to normal operation in spin mode. Windenergieanlage nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein Sondersteuerungsmodul (7) für den Umrichter (3) vorgesehen ist, welches dazu ausgebildet ist, den Umrichter (3) der Windenergieanlage bei betätigtem Kurzschlussschalter auf eine gegenüber dem Nor-malbetrieb abgewandelte Weise zu betreiben.Wind turbine after Claim 10 , characterized in that a special control module (7) is provided for the converter (3), which is designed to operate the converter (3) of the wind power plant when the short-circuit switch is actuated in a manner modified from normal operation. Windenergieanlage nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Hilfsspeisungs-Einrichtung (63, 65) vorgesehen ist, die im Trudelbetrieb bei Netzausfall den Zwischenkreis (30) des Um-richters (3) mit elektrischer Energie versorgt, und vorzugsweise als Leistungssenke wahlweise schaltbar ist zur Aufnahme von Leistung aus dem Umrichter (3).Wind energy installation according to one of the preceding claims, characterized in that an auxiliary supply device (63, 65) is provided which supplies the intermediate circuit (30) of the converter (3) with electrical energy in spin mode in the event of a power failure, and preferably as a power sink, optionally can be switched to take up power from the converter (3). Verfahren zum Betreiben einer Windenergieanlage mit einem Triebstrang umfassend einen Windrotor, einem von dem mechanischen Triebstrang angetriebenen Generator, der mit einem Umrichter zusammenwirkt zur Erzeugung elektrischer Leistung in einem Normalbetrieb, sowie einer Anschlussleitung zur Abgabe der erzeugten Leistung an ein Netz und einer Steuerung, die eine Generatorregelung aufweist und dazu ausgebildet ist die Windenergieanlage zu betreiben, wobei der Windrotor in einem Trudelbetrieb ungesperrt und drehbeweglich ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung für einen weiteren Betriebsmodus ausgebildet ist, bei dem der Windrotor trudelt, wobei ein Trudelbetrieb erkannt wird, und wenn dies erkannt wird, der Generator zur Oszillations-dämpfung der mechanischen Schwingungen im Triebstrang betätigt wird, Indem er als gesteuerter Dämpfer betrieben wird.Method for operating a wind power plant with a drive train comprising a wind rotor, a generator driven by the mechanical drive train, which cooperates with a converter for generating electrical power in normal operation, and a connecting line for delivering the generated power to a network and a controller, the one Has generator control and is designed to operate the wind power plant, the wind rotor in a whirl mode is unlocked and rotatable, characterized in that the controller is designed for a further operating mode in which the wind rotor whirls, a whirl operation being recognized, and if so it is recognized that the generator for damping the oscillations of the mechanical vibrations in the drive train is actuated by being operated as a controlled damper. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass eine Zusatzsteuerung nach einem der Ansprüche 2 bis 12 verwendet wird.Procedure according to Claim 13 , characterized in that an additional control according to one of the Claims 2 to 12 is used.

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