ES2401857B1 - Métodos y sistemas de control de aerogeneradores mejorados. - Google Patents

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Abstract

Métodos y sistemas de control de aerogeneradores mejorados. Se trata de métodos de operación de un aerogenerador de velocidad variable con medios de control del par y del ángulo de paso de las palas, que incluyen pasos adicionales para proporcionar a los medios de control del ángulo de paso de las palas en caso de una ráfaga de viento un incremento de la referencia del ángulo de paso de las palas {dl}{ze}{sub,ref} en la magnitud necesaria para evitar que el par aerodinámico añadido por la ráfaga de viento sobrepase un límite predeterminado. La invención también se refiere·a un aerogenerador comprendiendo un sistema de control dispuesto para llevar a cabo una regulación adicional en caso de ráfagas de viento según dicho método.

Description

MÉTODOS Y SISTEMAS DE CONTROL DE AEROGENERADORES
MEJORADOS
CAMPO DE LA INVENCIÓN
5
La invención se refiere a métodos y sistemas de control de
aerogeneradores mejorados y, en particular, a métodos y sistemas de control
de aerogeneradores mejorados para limitar sobre velocidades causadas por
ráfagas de viento.
10
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN
Los efectos dañinos de las ráfagas de viento en los aerogeneradores son
bien conocidos en la técnica. Si la velocidad del viento aumenta en un pequeño
15
intervalo de tiempo la velocidad del generador puede sobrepasar sus límites
permitidos porque el controlador del aerogenerador no es capaz de generar una
reacción suficientemente rápida y esto puede causar efectos dañinos en el
generador y en otros componentes del aerogenerador.
En el caso de una ráfaga operativa extrema que también produce cargas
2 o
extremas en los principales componentes estructurales tales como la raíz de la
pala y el extremo inferior de la torre una solución típica es parar el
aerogenerador. En este sentido WO 2004/077068 describe el uso de sistemas
de radar óptico para detectar ráfagas mucho antes de que el cambio de viento
alcance la torre del aerogenerador, de manera que las palas puedan
2 5
posicionarse en bandera utilizando los medios de orientación de las palas.
Un enfoque conocido para afrontar las ráfagas de viento es usar los
medios de control del par del generador para evitar problemas de sobre
velocidad. Sin embargo esta técnica implica riesgos de causar grandes cargas
en varios componentes del aerogenerador.
30
Otro enfoque descrito por ejemplo en US 7,342,323 está basado en la.
medición de la velocidad del viento a una distancia deseada del aerogenerador
y controlar el ángulo de paso de las palas del aerogenerador utilizando dicha
información quot;avanzadaquot; de la velocidad del viento. Sin embargo la complejidad y
la falta de robustez de esta técnica implica problemas de confiabilidad.
WO 2007/138138 a nombre del solicitante describe una solución para
una ráfaga extrema de viento que mantiene operativo el aerogenerador y
5
minimiza los momentos de flexión realizando un aumento súbito del ángulo de
paso de las palas saturando la tasa mínima de variación del ángulo de paso de
las palas cuando se detecta la ráfaga extrema de viento. Esta técnica es
aplicable a un caso muy particular de ráfaga de viento.
La presente invención está enfocada a encontrar una solución para esos
1o
inconvenientes.
SUMARIO DE LA INVENCION
Es un objeto de la presente invención proporcionar métodos y sistemas
15
de control de aerogeneradores confiables para limitar sobre velocidades
causadas por ráfagas de viento.
Otro objeto de la presente invención es proporcionar métodos y sistemas
de control de aerogeneradores para limitar sobre velocidades causadas por
ráfagas de viento capaces de reaccionar rápidamente a ellas sin mediciones
2o
avanzadas de la velocidad del viento y manteniendo al aerogenerador
produciendo energía.
En un aspecto estos y otros objetos se consiguen mediante un método
de operación de un aerogenerador de velocidad variable con medios de contm•
del par y del ángulo de paso de las palas que incluye pasos adicionales para
2 5
proporcionar a los medios de control del ángulo de paso de las palas en caso de
una ráfaga de viento un incremento de la referencia del ángulo de paso de latgt;
palas
L1Bref
en la magnitud necesaria para evitar que el par aerodinámico
añadido por la ráfaga de viento sobrepase un límite predeterminado y aumente.
la velocidad del rotor y consiguientemente la velocidad del generador.
30
En realizaciones de la presente invención se proporciona/retira dich€1
incremento de la referencia del ángulo de paso de las palas L1Bref alde los
medios de control del ángulo de paso de las palas dependiendo del valor de un
interruptor que indica la presencia/ausencia de una ráfaga de viento
dependiendo de, al menos, los valores de la aceleración del generador A y la
velocidad del generador Q. Por tanto el método incluye pasos separados para
calcular el incremento de la referencia del ángulo de paso de las palas L1Bref
5
necesario para contrarrestar el exceso de par aerodinámico debido a una
quot;posiblequot; ráfaga de viento y para detectar la presencia/ausencia de una ráfaga
de viento según unas condiciones predeterminadas de la aceleración del
generador y la velocidad del generador (e incluso un condición adicional
definida por el usuario) de manera que el incremento de la referencia del ángulo
1 o
de paso de las palas calculado se aplica únicamente cuando dicho
interruptor está quot;Onquot;. Esto permite por un lado una reacción rápida a las ráfagas
de viento y por otro lado evita reacciones innecesarias en ciertas condiciones de
viento turbulento.
En realizaciones de la presente invención dicho incremento de la
15
referencia del ángulo de paso de las palas L1Bref se determina como una función
de, al menos, el exceso de par aerodinámico Texc debido a la ráfaga de viento
(el producto de la aceleración del generador y el momento de inercia total) y la
sensibilidad del par al ángulo de paso de las palas Tsens (calculado a partir d-e
una tabla determinada obtenida de simulaciones estáticas porque es una
2o
variable dependiente de muchas características físicas del aerogenerador). Por
tanto la acción de variación del ángulo de paso de las palas para reaccionar a
las ráfagas de viento se hace dependiente no solo de una variable dependiente
de la ráfaga de viento (la aceleración del generador) sino también de una
características físicas del aerogenerador con lo que se consigue una reacción
25
más controlada a las ráfagas de viento.
En realizaciones de la presente invención dicho incremento de la
referencia del ángulo de paso de las palas L1Brefse determina también teniendo
en cuenta el incremento esperado de la velocidad del generador L1Q debido a la
ráfaga de viento y a la cercanía de la velocidad del generador Q a un umbral
3 o
predeterminado. Por tanto se usan variables adicionales para controlar la acción
de variación del ángulo de paso de las palas que puede llevar al aerogenerador
cerca de sus límites operativos.
En otro aspecto, los objetos mencionados anteriormente se consiguen
con un aerogenerador que comprende: una torre y una góndola que aloja un
5
generador accionado por un rotor eólico formado por un buje de rotor y una o
más palas; dispositivos de medida de al menos la velocidad del generador Q y
el ángulo de paso () de cada pala; un sistema de control conectado a dichos
dispositivos de medida y a, al menos, los actuadores de control del ángulo de
paso de las palas y del par motor, estando dispuesto el sistema de control para
1o
llevar a cabo una regulación del aerogenerador de acuerdo con una
determinada curva de potencia para velocidades de viento por debajo de la
velocidad de corte Vout; estando dispuesto también el sistema de control para
llevar a cabo una regulación adicional para ráfagas de vientos proporcionado a
los medios de control del ángulo de paso de las palas un incremento de la
15
referencia del ángulo de paso de las palas LlBret en la magnitud necesaria para
evitar que el par aerodinámico añadido por la ráfaga de viento sobrepase un
límite predeterminado, estando habilitada dicha regulación adicional cuanckgt;
tiene lugar una ráfaga de viento que cumpla unas condiciones predefinidas y
deshabilitada cuando dicha ráfaga de viento termina.
2 o
En realizaciones de la presente invención la disposición del sistema de
control para llevar a cabo dicha regulación adicional comprende un módulo para
obtener dicho incremento de la referencia del ángulo de paso de las palas LlB,.,,
y un interruptor Sw para habilitar/deshabilitar dicha regulación adicional que
tiene: un primer sub-módulo para calcular la aceleración del generador A y la
25
referencia de la aceleración del generador Aret dependiendo respectivamente de
la velocidad filtrada del generador Q y de la referencia de la velocidad del
generador f2ret usada por los medios de control del ángulo de paso de las palas
un segundo sub-módulo para calcular el exceso del par aerodinámico Te1c
añadido por la ráfaga de viento y el incremento requerido de la referencia del
3 o
ángulo de paso de las palas LlBreq para salvar dicho exceso dependiendo al
menos del valor medio Bmean del ángulo de paso de las palas medido y de la
inercia del aerogenerador; un tercer sub-módulo para calcular el incremento
esperado de la velocidad del generador Ll.Q asumiendo que las palas variarán
su ángulo de paso a la máxima velocidad permitida; un cuarto sub-módulo para
calcular un factor de ponderación G a ser aplicado al incremento requerido de la
5
referencia del ángulo de paso de las palas LlBreq dependiendo del incremento
esperado de la velocidad del generador Ll.Q y de la cercanía de la velocidad del
generador .Q a un valor umbral; un quinto submódulo para calcular el interruptor
de habilitación/deshabilitación dependiendo al menos de la velocidad del
generador .Q y de la aceleración del generador A; un sexto sub-módulo para
1o
calcular el incremento de la referencia del ángulo de paso de las palas LlBret
para ser proporcionado a los medios de control del ángulo de paso.
Por tanto la implementación de la regulación adicional según la presente
invención se realiza usando, por un lado, señales disponibles en el sistema de
control de aerogenerador y, por otro lado, variables dependientes de dichas
15
señales fáciles de calcular y parámetros de configuración relativos a
características físicas relevantes del aerogenerador. Esto permite una
implementación simple y robusta de dicha regulación adicional.
Otras características y ventajas de la presente invención se desprenderán
de la siguiente descripción detallada de una realización ilustrativa y no limitativa
2 o
de su objeto en relación con las figuras que se acompañan.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS
La Figura 1 es una vista esquemática en sección transversal de un
25
aerogenerador.
La Figura 2 muestra una típica curva de producción de un aerogenerador.
La Figura 3 es un diagrama esquemático de bloques de la regulación
adicional según la presente invención.
Las Figuras 4-9 son diagramas esquemáticos de bloques de un-a
3o
realización de la regulación adicional según la presente invención.
DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LAS REALIZACIONES PREFERIDAS
Un aerogenerador 11 convencional comprende una torre 13 soportando
una góndola 21 que alberga un generador 19 para convertir la energía rotacional
5
del rotor del aerogenerador en energía eléctrica. El rotor del aerogenerador
comprende un buje de rotor 15 y, normalmente, tres palas 17. El buje del rotor
15 está conectado bien directamente o a través de una multiplicadora al
generador 19 del aerogenerador para transferir el par generado por el rotor 15 al
generador 19 incrementando la velocidad del eje a fin de alcanzar una velocidad
1 o
rotacional apropiada del rotor del generador.
La energía producida por un aerogenerador moderno está controlada
normalmente por medios de un sistema de control para regular el ángulo de
paso de las palas del rotor y el par motor del generador. La velocidad rotacional
del rotor y la producción de energía de un aerogenerador pueden ser pues
15
controladas inicialmente.
Por debajo de la velocidad de corte Vout el sistema de control del
aerogenerador está dispuesto para regular la producción de energía según una
curva que define la relación funcional deseada entre potencia y velocidad para
alcanzar una producción ideal. Una curva de ese tipo es la curva 25 de la Figura
2 o
2 que muestra que la producción de energía P se incrementa desde una mínima
velocidad del viento Vmin hasta la velocidad nominal del viento Vn y entonces
permanece constante en el valor nominal de producción de energía hasta la
velocidad de corte del viento Vout donde decrece hasta O.
Para implementar esa regulación una unidad de control recibe datos de
2 5
entrada tales como la velocidad del viento V, la velocidad del generador .Q, eJ
ángulo de paso de las palas e, la producción de energía P desde bien conocidos
dispositivos de medida y envía datos de salida Bref, Tref a, respectivamente, el
sistema actuador el ángulo de paso de las palas para cambiar la posición
angular de las palas 17 y a una unidad de comando del generador para cambiar
3o
la referencia para la producción de energía.
Según la presente invención el sistema de control también está
dispuesto para aplicar una regulación adicional en caso de ráfagas de viento (es
decir, una regulación que se habilita cuando se detecta una ráfaga de viento y
que se deshabilita cuando termina la ráfaga de viento) que incrementa la
referencia del ángulo de paso de las palas L1Bret proporcionada al actuador del
ángulo de paso de las palas en la magnitud necesaria para evitar que el par
5
aerodinámico añadido por la ráfaga de viento sobrepasa un límite
predeterminado.
Como se muestra en la Figura 3 las entradas básicas a la unidad de
control que implementa dicha regulación son las siguientes: la velocidad del
generador Q, la velocidad filtrada del generador J2m usada en el controlador el
1o
ángulo de paso de las palas, la referencia de la velocidad del generador Qret
generada por dicho controlador el ángulo de paso de las palas y el valor medio
Bmean del ángulo de paso de las palas (una valor no filtrado de los ángulos de
paso de las palas medidos). Las salidas son el incremento de la referencia del
ángulo de paso de las palas L1Bret a ser proporcionado al sistema actuador del
15
ángulo de paso de las palas y un interruptor Sw para habilitar/deshabilitar la
regulación adicional del ángulo de paso de las palas.
Dicha unidad de control 31 comprende un módulo implementando UA
algoritmo apropiado para determinar el incremento de la referencia del ángulO
de paso de las palas L1Bret en la magnitud necesaria para evitar que el par
2 o
aerodinámico añadido por la ráfaga de viento sobrepase un lími~
predeterminado
En una realización preferente dicho algoritmo se implementa por medio da
los sub-módulos mostrados en las Figuras 4 a 9.
En el primer sub-módulo mostrado en la Figura 4 la aceleración del
2 5
generador A se calcula en el bloque 33 como la derivada de la velocidad deJ
generador J2m. La referencia de la aceleración del generador Aret también se
calcula en el bloque 35 como la derivada de la referencia de la velocidad de~
generador Qret·
En el segundo sub-módulo mostrado en la Figura 5 se calculan el exceso
30
del par aerodinámico Texc y el incremento requerido de la referencia del ángulo
de paso de las palas L1Breq para limitar dicho exceso.
El exceso del par aerodinámico Texc se calcula (bloque 43) como el
producto de la aceleración del rotor Arot y el momento de inercia total P2. La
aceleración del rotor Arot se calcula (bloque 41) a partir de la aceleración del
generador aceleración A y de la relación de multiplicación del tren de potencia P1.
5
La sensibilidad del par Tsens para el valor medio Bmean de los ángulos de
paso de las palas medidos se calcula (bloque 47) a partir de un parámetro de
referencia de la sensibilidad P3 y de un factor adicional (bloque 45) dependiente
de Bmean que corrige la sensibilidad no lineal de la sensibilidad del par al ángulo de
paso de las palas.
1o
A partir del exceso del par aerodinámico Texc y de la sensibilidad del par
Tsens se calcula el incremento requerido de la referencia del ángulo de paso de
las palas LlBreq (bloque 49). Este es pues el incremento necesario del ángulo de
paso de las palas para mantener el valor actual del par aerodinámico.
En el tercer módulo mostrado en la Figura 6 se calculan los incrementos de
15
sobre-velocidad Ll Vrot, Ll.Q debidos a la ráfaga de viento asumiendo que las palas
variarán el ángulo de paso de las palas a la máxima velocidad permitida P4. Esos
incrementos se calculan (bloques 53, 55) a partir de la aceleración del rotor Arot y
la derivada de la deceleración impuesta por la máxima velocidad permitida P4
cuyo valor (bloque 51) es directamente proporcional a la sensibilidad del par Tsens
2 o
a la máxima velocidad permitida P4 e inversamente proporcional al momento de
inercia total del rotor P2.
En el cuarto sub-módulo mostrado en la Figura 7 se calcula un factor de
ponderación G del incremento requerido de la referencia del ángulo de paso de
las palas LlBreq dependiendo del incremento de la sobre-velocidad del generador
2 5
Ll.Q debido a la ráfaga de viento y a la cercanía de la velocidad del generador .Q
a un umbral de sobre-velocidad del generador de parada P4 (bloques 61, 63,
65). El factor de ponderación G e tanto mayor cuando mayor sea el incremento
esperado de la sobre-velocidad del generador Ll.Q. El factor de ponderación G
también es tanto mayor cuando más cercana esté la velocidad del generador aJ
3o
umbral de sobre-velocidad del generador de parada P4.
En el quinto sub-módulo mostrado en la Figura 8 se calcula (bloque 75) un
interruptor para habilitar/deshabilitar el algoritmo de cara a limitar su actuación. En
este sentido se tienen en cuenta tres condiciones.
La primera condición (bloque 71) es que la velocidad del generador .Q sea
5
mayor que un valor umbral P6 por debajo del valor de la velocidad nominal del
generador P5 para habilitar el algoritmo.
La segunda condición (bloque 73) es que la aceleración del generador A
sea mayor que un valor umbral Pl para evitar la habilitación del algoritmo en
procesos de arranque. La referencia de la aceleración del generador Aret también
10
se tiene en consideración.
La tercera condición es un parámetro definido por el usuario PB para
habilitar/deshabilitar el algoritmo.
Finalmente en el sexto sub-módulo mostrado en la Figura 8 se calcula el
incremento del ángulo de paso de las palas L1Bref (bloque 81) aplicando el factor
15
de ponderación G un factor de ponderación definido por el usuario al incremento
requerido del ángulo de paso de las palas. Si el interruptor para
habilitar/deshabilitar el algoritmo está On, entonces se proporciona el incremento
del ángulo de paso de las palas L1Bret al controlador del ángulo de paso de las
palas.
2 o
Las principales características diferenciales de la regulación de ráfagas de
viento según la presente invención respecto a la técnica anterior son tao
siguientes:
-Solo se usan valores medios de la velocidad del generador .Q y det
ángulo de paso de las palas e que son señales confiables y disponibles en el
25
aerogenerador. No se usan medidas de la velocidad del viento proporcionadas
por el anemómetro del aerogenerador o por otros dispositivos situados bien el en
aerogenerador o fuera de él para medir la velocidad del viento porque
proporcionan mediciones atrasadas o mediciones poco robustas.
-Tiene en cuenta la física del aerogenerador, es decir, la aerodinámica y la
3o
mecánica del aerogenerador. El par aerodinámico recibido por el aerogeneradar
depende de la aerodinámica del rotor. Análogamente, la aceleración del
aerogenerador y por tanto la sobre-velocidad es inversamente proporcional a la
inercia del aerogenerador.
-Permite que los medios de control puedan reaccionar rápidamente a las
ráfagas de viento y mantener el aerogenerador produciendo energía de un modo
5
seguro.
Aunque la presente invención se ha descrito enteramente en conexión
con
realizaciones preferidas, es evidente que se pueden introducir aquellas
modificaciones dentro de su alcance, no considerando éste como limitado por
las
anteriores realizaciones, sino por el contenido de
las
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Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8334610B2 (en) * 2009-02-13 2012-12-18 Robert Migliori Gearless pitch control mechanism for starting, stopping and regulating the power output of wind turbines without the use of a brake
ES2396504B1 (es) * 2010-10-29 2014-01-02 Gamesa Innovation & Technology, S.L. Aerogenerador con un control activo del ángulo de paso de las palas durante una situación de marcha en vacío.
ES2908952T3 (es) 2013-10-31 2022-05-04 Gen Electric Sistema y método para controlar sistemas de generación de potencia eólica
US10100812B2 (en) 2014-06-30 2018-10-16 General Electric Company Methods and systems to operate a wind turbine system
US9587629B2 (en) 2014-06-30 2017-03-07 General Electric Company Methods and systems to operate a wind turbine system using a non-linear damping model
US10443567B2 (en) 2014-11-21 2019-10-15 Vestas Wind Systems A/S Method for estimating a wind speed at a wind turbine
ES2819124T3 (es) 2015-10-09 2021-04-15 Vestas Wind Sys As Aumento de potencia de un aerogenerador usando un control predictivo de modelo
DE102015122039A1 (de) 2015-12-17 2017-06-22 Wobben Properties Gmbh Verfahren zum Steuern einer Windenergieanlage
JP6421134B2 (ja) 2016-01-29 2018-11-07 三菱重工業株式会社 風力発電装置及びその運転方法
JP6405324B2 (ja) 2016-01-29 2018-10-17 三菱重工業株式会社 風力発電装置及びその運転方法
CN109072867B (zh) * 2016-02-26 2020-10-09 维斯塔斯风力***集团公司 具有多个转子的风力涡轮机***
EP3436693B1 (en) * 2016-03-30 2021-05-12 Vestas Wind Systems A/S Control of a wind turbine using real-time gain calculation
EP3440346B1 (en) 2016-04-07 2021-06-02 Vestas Wind Systems A/S Control of a wind turbine taking noise into account
CN106762401A (zh) * 2016-12-25 2017-05-31 东方电气风电有限公司 风力机功率提升方法
US10570883B2 (en) * 2017-12-22 2020-02-25 General Electric Company System and method for protecting wind turbines during wind gusts
US10890158B2 (en) * 2018-09-25 2021-01-12 General Electric Company System and method for initializing startup of a wind turbine
ES2887298T3 (es) * 2019-01-08 2021-12-22 Nordex Energy Se & Co Kg Método para el funcionamiento de una turbina eólica
CN112943528B (zh) * 2019-11-26 2022-11-01 新疆金风科技股份有限公司 风力发电机组的控制方法和装置
EP3839249B1 (de) * 2019-12-20 2023-10-11 Wobben Properties GmbH Verfahren zum einstellen eines pitchwinkels eines rotorblatts, steuerungsvorrichtung zum einstellen eines pitchwinkels sowie dazugehörige windenergieanlage
CN114198250B (zh) * 2020-09-02 2023-10-31 北京金风科创风电设备有限公司 风电机组的变桨控制方法和装置

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4160170A (en) * 1978-06-15 1979-07-03 United Technologies Corporation Wind turbine generator pitch control system
US4193005A (en) * 1978-08-17 1980-03-11 United Technologies Corporation Multi-mode control system for wind turbines
DE69814840D1 (de) * 1997-03-26 2003-06-26 Forskningsct Riso Roskilde Windturbine mit vorrichtung zur messung der windgeschwindigkeit
GB2398841A (en) 2003-02-28 2004-09-01 Qinetiq Ltd Wind turbine control having a Lidar wind speed measurement apparatus
JP4102278B2 (ja) * 2003-03-19 2008-06-18 三菱電機株式会社 風力発電システム
DE102004054608B4 (de) * 2004-09-21 2006-06-29 Repower Systems Ag Verfahren zur Regelung einer Windenergieanlage und Windenergieanlage mit einem Rotor
US7342323B2 (en) 2005-09-30 2008-03-11 General Electric Company System and method for upwind speed based control of a wind turbine
US8174136B2 (en) * 2006-04-26 2012-05-08 Alliance For Sustainable Energy, Llc Adaptive pitch control for variable speed wind turbines
ES2288121B1 (es) 2006-05-31 2008-10-16 GAMESA INNOVATION & TECHNOLOGY, S.L. Metodo de operacion de un aerogenerador.
DK2196666T3 (da) * 2008-12-08 2012-04-02 Siemens Ag Styring af rotationshastigheden for en vindturbine, som hindres i at overføre elektrisk strøm til et elektricitetsnetværk
EP2376774B1 (en) * 2008-12-15 2015-10-14 Vestas Wind Systems A/S Pitch control of a wind turbine
EP2251543B1 (en) * 2009-05-14 2016-12-07 ALSTOM Renewable Technologies Method and system for predicting the occurrence of a wind gust at a wind turbine
ES2382631B1 (es) * 2009-09-03 2013-05-03 Gamesa Innovation & Technology, S.L. Metodos y sistemas de control de aerogeneradores
US8025476B2 (en) * 2009-09-30 2011-09-27 General Electric Company System and methods for controlling a wind turbine
US8860236B2 (en) * 2009-10-19 2014-10-14 Uwm Research Foundation, Inc. Wind energy power conversion system reducing gearbox stress and improving power stability

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