FI77091B - Vindturbinsystem foer alstring av elektriskt energi. - Google Patents

Vindturbinsystem foer alstring av elektriskt energi. Download PDF

Info

Publication number
FI77091B
FI77091B FI831030A FI831030A FI77091B FI 77091 B FI77091 B FI 77091B FI 831030 A FI831030 A FI 831030A FI 831030 A FI831030 A FI 831030A FI 77091 B FI77091 B FI 77091B
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
signal
tower
power
torque
wind turbine
Prior art date
Application number
FI831030A
Other languages
English (en)
Swedish (sv)
Other versions
FI77091C (fi
FI831030A0 (fi
FI831030L (fi
Inventor
Joseph Michael Kos
John Peter Patrick
Kermit Ivan Harner
Original Assignee
United Technologies Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by United Technologies Corp filed Critical United Technologies Corp
Publication of FI831030A0 publication Critical patent/FI831030A0/fi
Publication of FI831030L publication Critical patent/FI831030L/fi
Application granted granted Critical
Publication of FI77091B publication Critical patent/FI77091B/fi
Publication of FI77091C publication Critical patent/FI77091C/fi

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D7/00—Controlling wind motors 
    • F03D7/02—Controlling wind motors  the wind motors having rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor
    • F03D7/04—Automatic control; Regulation
    • F03D7/042—Automatic control; Regulation by means of an electrical or electronic controller
    • F03D7/043—Automatic control; Regulation by means of an electrical or electronic controller characterised by the type of control logic
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D7/00—Controlling wind motors 
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D7/00—Controlling wind motors 
    • F03D7/02—Controlling wind motors  the wind motors having rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor
    • F03D7/022—Adjusting aerodynamic properties of the blades
    • F03D7/0224—Adjusting blade pitch
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D7/00—Controlling wind motors 
    • F03D7/02—Controlling wind motors  the wind motors having rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor
    • F03D7/028—Controlling wind motors  the wind motors having rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor controlling wind motor output power
    • F03D7/0292—Controlling wind motors  the wind motors having rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor controlling wind motor output power to reduce fatigue
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D80/00—Details, components or accessories not provided for in groups F03D1/00 - F03D17/00
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D9/00—Adaptations of wind motors for special use; Combinations of wind motors with apparatus driven thereby; Wind motors specially adapted for installation in particular locations
    • F03D9/20—Wind motors characterised by the driven apparatus
    • F03D9/25—Wind motors characterised by the driven apparatus the apparatus being an electrical generator
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2240/00—Components
    • F05B2240/90—Mounting on supporting structures or systems
    • F05B2240/91—Mounting on supporting structures or systems on a stationary structure
    • F05B2240/912—Mounting on supporting structures or systems on a stationary structure on a tower
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2260/00—Function
    • F05B2260/96—Preventing, counteracting or reducing vibration or noise
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2270/00—Control
    • F05B2270/10—Purpose of the control system
    • F05B2270/103—Purpose of the control system to affect the output of the engine
    • F05B2270/1033—Power (if explicitly mentioned)
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2270/00—Control
    • F05B2270/30—Control parameters, e.g. input parameters
    • F05B2270/322—Control parameters, e.g. input parameters the detection or prediction of a wind gust
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2270/00—Control
    • F05B2270/30—Control parameters, e.g. input parameters
    • F05B2270/334—Vibration measurements
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70—Wind energy
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70—Wind energy
    • Y02E10/72—Wind turbines with rotation axis in wind direction
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70—Wind energy
    • Y02E10/728—Onshore wind turbines

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Wind Motors (AREA)
  • Vibration Prevention Devices (AREA)
  • Buildings Adapted To Withstand Abnormal External Influences (AREA)

Description

77091 ^ Tuuliturbiinisysteemi sähkötehon generoimiseksi Vindturbinsystem för alstring av elektrisk energi 5 Tämä keksintö kohdistuu torneihin asennettuihin, tuuliturbiinia käyttäviin, sähkötehoa muodostaviin systeemeihin ja kohdistuu erityisesti tornin primäärisen resonanssitaajuuden vaimentamiseen moduloiden roottorin silplkulmaa, jotta täten ylläpidettäisiin nimellinen vääntömomentti tai 10 teho.
Yksityiskohtaisemmin keksinnön kohteena on tuuliturbiinisysteemi sähkötehon generoimiseksi, mihin sisältyy torni, tähän torniin sijoitettu roottori sisältäen siivet sijoitettuna pyörimään tietyn akselin ympäri 15 ja siiven nousukulman muutoslaittelston, laitteet vallitsevan vääntö-momentin tai tehon signaalin järjestämiseksi osoituksena vallitsevasta vääntömomentista tai tuuliturbiinisysteemillä generoidusta tehosta sekä signaalin käsittelylaitteet vääntömomentin tai tehon vertailusignaalin järjestämiseksi, joka osoittaa halutun generoidun vääntömomentin tai 20 tehon ja että järjestetään siiven nousukulman muutoslaitteistolle siiven nousukulman vertailusignaali funktiona todellisen vääntömomentin tai tehon signaalin sekä tämän vääntömomentin tai tehon vertailusignaalin välisestä erotuksesta.
25 Tuulen käyttäminen kustannuksiltaan halpana sähköenergian lähteenä omaa sen ilmeisen haittapuolen, että se on riippuvainen tuuliolosuhteista. Jotta tehtäisiin sähkön generointisysteemeistä tuuliturbiinllla sekä käyttökelpoisia että taloudellisesti elinkelpoisia, on tarpeen taata tuuliturbiinin toiminta laajalla tuuliolosuhteitten alueella ja suurim-30 maila mahdollisella osuudella ajasta. Tämän johdosta sijaitsevat tuuli-turbiinit tyypillisesti (toisinaan ryhminä, joita kutsutaan "tuuliener-gian farmeiksi") paikoissa, joissa vallitsevat tuuliolosuhteet ovat suhteellisen edulllisia, se tahtoo sanoa, missä vallitsee riittävä nopeus suhteessa riittävän suurella osuudella ajasta. Kun kuitenkin tuuli on 35 riittävän voimakasta käyttökelpoista sähkötehon muodostusta varten, se on yleensä puuskaista merkityksellisen osuuden kuluessa tästä ajasta.
2 77091 ^ Tehokasta tuulen hyväksikäyttöä varten asennetaan hyvin suuret siivet (siipien parin ollessa kokonaisuudessaan 30-100 metriä pitkiä) hyvin korkeiden tornien huippuun (kuten korkeudeltaan väliltä 30 metriä - 90 metriä pitkiä). Koska tuuliturbilni on kytketty suoraan sähkögeneraattoriin 5 ja tehonkehityssysteemiin (vaikkakin vaihteiston ja joustavien kytkentä-akseleiden välityksellä) vaatii halutun sähkötehon ulostulotason ylläpitäminen (niin että tämä saattaa osallistua sähkön jakeluverkkoon syötettyyn kokonaisenergiaan) silpikulman modulointia, jotta otettaisiin huomioon tuulenpuuskien ja pyörteisyyden, jotka eivät ole ennakolta ennus-10 tettavissa, vaikutukset tällä tuuliturbiinilla kehitettyyn tehoon. Tämän johdosta on aikaansaatu systeemejä valvomaan joko haluttua roottoriakse-lin vääntömomenttia tässä tuuliturbiinin roottorissa tai tällä generaattorilla kehitettyä tehoa ja käyttämään kumman tahansa näistä tekijöistä vaihteluja moduloimaan roottorin siipien nousukulmaa siten, että ylläpi-15 detään nimellinen teho tuulen nopeuksilla tuulen nimellisen nopeuden kohdalla ja sen yli. Koska vääntömomentti ja teho ovat suoraan riippuvaisia generaattorin pyörintänopeudesta, käytetään näitä termejä tässä yhteydessä toisiinsa vaihdettavasti ja kutsutaan vaihtoehtoisesti joko vääntömo-mentiksi tai tehoksi. Maksimiteho saavutetaan, kun siivillä on alhainen 20 nousukulma (siipien pinnat ovat oleellisesti kohtisuorassa roottorin akseliin nähden) ja minimiteho esiintyy, kun siivet ovat maksimikultnas-saan likimain 90° (pinnat ovat oleellisesti roottorin akselin suuntaisia) , mitä tilaa kutsutaan "lepuutetuksi". Tämän tyyppinen silpikulman säätösysteemi on esitettynä US patentissa n:o 4.193.005.
25
Tuuliturbiinin korkea kannatustorni hyvin suurine siiplneen, akseleineen ja vaihteistolneen, sähköisine generaattorilaitteistoineen ja erilaisine säätö- ja suojalaittelneen tornin huippuun sijoitettuna on välttämättä ulokepalkkityyppinen massa, missä on tietty jäykkyysvakio ja tietty 30 rakenteellinen valmennussuhde. Mikä tahansa voima saattaa herättää tornin primäärisen resonanssin.
Siipiin kohdistuva työntövoima (minkä aikaansaa siipiin vaikuttava tuuli yhdensuuntaisena tuuliturbiinin roottorin pyörintäakselllle) on voima, 35 mikä pyrkii kiihdyttämään tuuliturbiinin laitteita tämän tuulen suuntaan. Tuuliturbiinin tornin huippu joutuu täten (pysyvän tilan olosuhteissa) kohtaan, missä työntövoima on tasapainossa niitten jännitysvoimien avul- I! 3 77091 1 la, mitkä kehittyvät tornin rakenteeseen tämän tornin jäykkyydestä riippuen. Mikäli tuulen nopeus muuttuu (puuska), muuttaa tämä nettovolmaa tornin huipulla olevaan laitteistoon ja saa tornin heilahtamaan edestakaisin (värähtelemään) suunnassa, mikä on yhdensuuntainen tuulen voimal-5 le. Kun tuulen nopeus on alle sen, mikä aikaansaa nimellistä tehoa, saattaa roottorin siipikulma olla kiinteä tai sitä voidaan moduloida vain hieman, jotta optimoitaisiin energian saanti tuulen nopeuden muuttuessa. Kiinteällä (tai lähes vakinaisella) siipikulmalla siipiin kohdistuva työntö (tuulen pitkittäissuuntainen voima) kasvaa tuulen nopeuden kasva-10 essa kaikissa tapauksissa ja tämän johdosta mikä tahansa liike tornin huipussa aikaansaa positiivista aerodynaamista vaimennusta torniin (samassa mielessä kuin tornin rakenteellinen vaimennus). Tällaisessa tapauksessa vaimentuu tornin värähtely sen primäärisen taivutusmoodin mukaisesti seurauksena voiman lisäysmäärästä tuulenpuuskan seurauksena ja on sil-15 lä vain vähän merkitystä. Nimellisen tuulen nopeuden (nopeus, mikä aikaansaa nimellisen tehon) yläpuolella toimii tehonsäätö tehon tai vääntö-momentin vaihteluiden mukaan, joita tuulenpuuskat tai pyörteisyys aikaansaa säätäen (moduloiden) roottorin siipikulmaa siten, että pyritään ylläpitämään teho tai vääntömomentti vakinaisena. Kun tuulennopeus kasvaa, 20 niin mikäli teho pidetään vakinaisena pienentyy työntövoima luonnostaan. Täten siipien modulointi puuskan seurauksena vakinaisen tehon ylläpitämiseksi johtaa luonteeltaan päinvastaiseen työnnön lisämäärään, mikä tämän johdosta on suuntaan, joka aikaansaa negatiivista aerodynaamista valmennusta torniin. Tämä negatiivinen vaimennus pienentää tornin rakenteellis-25 ta vaimennusta ja johtaa tornin lisääntyneisiin värähtelyihin. Tuulitur-biineissa, mitkä on suunniteltu maksimimäärälstä tuulienerglan saantia ja tarkkaa tehon säätöä varten, saattaa negatiivinen vaimennus ylittää rakenteellisen vaimennuksen tehon suhteen säädellyn toiminnan aikana.
Tämä aikaansaa nettomääräisen negatiivisen vaimennuksen tähän torniin 30 niin, että tornista tulee epästabiili (tornin liike kasvaa sen kullakin jaksolla tämän tornin primäärisellä resonanssitaajuudella). Itse asiassa on yksityiskohtainen analyysi osoittanut, että vuorovaikutukset tornin ja vääntömomentin/tehon säädön välillä johtavat vakavaan tornin väsymls-eliniän huonontumiseen useista kymmenistä vuosista muutaman vuoden suu-35 ruueluokkaan.
4 77091 ^ Tämän ongelman aluksi tapahtuva tarkastelu saattaa tuoda mieleen suotimen käyttämisen, jolla voimakkaasti rajoitettaisiin sllplkulman korjausta tietyllä sllplkulman käskytaajuudella, joka riippuisi tornin ja sen laitteiston ensimmäisen talvutusmoodin taajuudesta. Tämä ratkaisu johtaa 5 kuitenkin suuriin ohimeneviin virheisiin aikaansaadussa tehossa tehon säätösilmukan vasteen pienennyksestä aiheutuen. On myös ehdotettu, että sllplkulman nousun muutosnopeutta voitaisiin auttaa tietyn merkin perusteella, joka saadaan tornin taipumisesta, jotta aikaansaataisiin tehokas vaimennus tähän torniin, tällaisesta ehdotuksesta ei kuitenkaan ole tul-10 lut mitään.
Tämän keksinnön kohteisiin sisältyy riittävän positiivisen vaimennuksen aikaansaaminen tuuliturbiinin torniin sallien silti tehon säätö moduloiden siipikulmaa, jotta saatettaisiin minimiinsä vääntömomentin tai tehon 15 heilahtelut tuulen pyörteisyydestä johtuen.
Tämän keksinnön mukaisesti aikaansaadaan tuuliturbiinin käyttämässä sähkötehon generointisysteemissä, millä on säädin roottorin sllplkulman mo-dulolmiseksi nimellisen vääntömomentin tai tehon ylläpitämiseksi pyörtel-20 seesä tuulessa ja mikä on sijoitettuna tämän tornin huippuun sllplkulman käskykomponenttl, mikä säätää turbiinin roottorin siipikulmaa siten, että aikaansaadaan tornille positiivista aerodynaamista vaimennusta seurauksena signaalista, joka osoittaa tornin pltkittäisliikkeen roottorin akselin suunnassa.
25
Keksinnön mukaiselle tuuliturbilnisysteemille sähkötehon generoimiseksi on tunnusomaista se, mitä on esitetty päävaatimuksen tunnusmerkkiosassa.
Keksinnön muita edullisia tunnuspiirteitä on esitetty patenttlvaatlmuk-30 slssa 2-4.
Eräässä esimerkkitapauksen suoritusmuodossa tästä keksinnöstä on sen tornin huippuun sijoitettu kiihtyvyysmittari, mihin torniin tämä roottori, sähkön generolntilaitteisto, säätimet ja muut tuuliturbiinin sähkön kehi-35 tyssysteemin laitteet ovat sijoitettuna. Kiihtyvyyden merkin ulostulo suodatetaan ja se syötetään roottorin sllplkulman säätösysteemiin korjaavana siiven nousun muutoksen vertailueslmerkin komponenttina mikä, kun
II
5 77091 ^ se lisätään tehonsäädön nousukulman muutoksen vertailumerkkiin ja integroidaan, aikaansaa siiven nousukulman vertailumerkin, mikä aikaansaa tornille positiivista valmennusta. Edelleen käsitellään kiihtyvyysmitta-rin ulostulomerkkiä tämän keksinnön mukaisesti aikaansaamaan nauhapäästö-5 suodatus ennen merkin käyttöä aikaansaataessa siipikulman muutoksen ver-tailumerkkiä, jotta eliminoitaisiin satunnaiset merkit, joita saattaa esiintyä tämän säätösysteemin kannalta mielenkiinnottomilla taajuuksilla.
Tällä keksinnöllä aikaansaadaan tehokkaasti differentiaalisia työnnön muu- 10 toksia differentiaalisista muutoksista siipikulmassa, jotka esiintyvät seurauksena tuulen puuskista, jotka muutokset tornin primäärisen taivu-tusmoodin taajuudella ovat samavaiheisia nopeuden kanssa tornin huipussa, mikä täten toimii positiivisena vaimennustyöntönä. Vaikkakin laitteisto vaatii ylimääräisiä aktiiveja laitteita (kiihtyvyysmittarin) tähän tor- 15 niin, se aikaansaa suhteellisen yksinkertaisen keinon järjestää ylimääräistä positiivista vaimennusta tuuliturbiinin torniin sen primäärisellä tai-vutusmoodilla, ilman mitään oleellisempaa haitallista vaikutusta haluttuun sähkötehon muodostukseen.
20 Tämän keksinnön toteuttamiseen sisältyvä merkinkäsittely voidaan järjestää siitä systeemistä riippuen, missä sitä käytetään, joko analogisesti tai digitaalisesti käyttäen erillisiä, laitteistolle ominaisia tai soveliaita ohjelmasäätöjä tietokoneessa, kuten mikroprosessorissa, mitä käytetään säätämään siiplkulmaa.
25
Edellä olevat ja muut tämän keksinnön tarkoitukset, piirteet ja edut tulevat käymään ilmi alla olevan, esimerkiksi valitun suoritusmuodon yksityiskohtaisen kuvauksen avulla sellaisena kuin niitä havainnollistetaan oheisissa piirustuksissa.
30
Ainoa tässä yhteydessä käytetty kuvio on yksinkertaistettu kaaviolohko-kaavio tuuliturbUnista, mihin sisältyy siiven nousukulman säätö ja sisältyy tämän keksinnön mukainen tornin positiivinen vaimennus.
35 Esimerkiksi valittu suoritusmuoto tästä keksinnöstä on kuvattu sellaisena kuin sitä saatetaan toteuttaa usean moodin säätösysteemlssä tuu-liturbiineja varten, mitkä ovat sitä tyyppiä, mitä on esitetty jo edellä , 77091
O
1 mainitussa US patentissa 4.193.005. Yleinen selitys tässä patentissa esitetystä säätösysteemlstä toteutetaan aluksi viitaten viitenumeroihin 10-104 piirustuksessa, nämä viitenumerot ovat samoja kuin kyseisessä patenttijulkaisussa ja suluissa esitetyt viittaukset kuvioiden numeroihin 5 tarkoittavat kyseisen patenttijulkaisun kuvioita. Tämän lisäksi kuvataan keksinnön suoritusmuotoa viitaten viitenumeroihin 1-9.
Viitaten nyt tähän piirustukseen muodostuu asiaa havainnollistavan tuuli-turbiinin rakenne kahdesta lävistäjänsuuntaisesti vastakkain sijaitsevas-10 ta identtisestä roottorisiivestä 10, joiden yhteinen pituus tyypillisessä tapauksessa on 30 metriä - 100 metriä, näiden ollessa asennettuna kan-natintorniin 12. Mekaaniset komponentit, säätölaitteet ja sähkön generoin-tilaitteisto, mitkä tuuliturbiiniin kuuluvat sijaitsevat suojatilassa 14, mitä torni 12 kannattaa. Tuuliturbiinin ja sen apulaitteiden raken-15 ne, kuten esimerkiksi suuntasäätimet tornin siipien suuntaamiseksi vallitsevan tuulen mukaisesti, ovat sinänsä tunnettuja eikä niitä tulla enempää tässä yhteydessä kuvaamaan.
Turbiinin roottorin siivet 10 on asennettuna napaan 16, mikä on liitetty 20 pienen nopeuden kytkentäakselin 18 välityksellä sähkön generointilaltteis-toon 20-32, mihin saattaa sisältyä vaihdelaatikko, suuren nopeuden akseli, synkrooninen generaattori, laitteisto generaattorin kytkemiseksi kuormaan (kuten sähkönkäyttölaitteiden jakeluverkkoon) ja vaiheen synkronoinnin piiristä. Sähkön generoinnin laitteisto 20-32 aikaansaa pois päältä/päällä 25 ohjaussignaalin tiettyyn signaalljohtimeen 34 osoituksena, milloin generaattori on kytkettynä jakeluverkon yhteyteen.
Siiven nousukulman säädin 36, mikä on yleisesti esitettynä mainitun patentin kuviossa 3, aikaansaa silplkulman halutun eli asetusarvon signaa-30 Iin BR sähköhydrauliseen kulmanmuuttolaitteistoon 38 pitkin johdinta 40. Tämä kulmanmuuttolaitteisto 38 saa siivet 10 asettumaan todelliseen sii-plkulmaan (kyseisessä patentissa merkitty BP), mikä on yhtäsuuri kuin johtimen 40 antama silplkulman vertailun signaali BR.
35 Tuuliturbiinin toiminnan hetkellisiä parametrejä osoittavat signaalit tuodaan siiven nousukulman säätlmeen 36. Napaan 16 liittyvä roottorin nopeuden anturi 46 aikaansaa roottorin nopeuden signaalin NR johtimeen
II
7 77091 1 48. Samanlainen anturi 50 kytkettynä synkroonisen generaattorin akseliin aikaansaa generaattorin nopeusmerkln signaalin NG johtimeen 52. Vääntö-momentin anturi 54, mikä saattaa muodostua jännltysanturelsta sijoitettuna akseelllle 18 tai sijoitettuna muulle soveliaalle akselille sähkön ge-5 nerointilaitteiston 20-32 sisällä aikaansaa akselin vääntömomentin signaalin QS johtimeen 56. Akselin vääntömomentin signaali johtimessa 56 voidaan vaihtoehtoisesti aikaansaada millä tahansa muulla soveliaalla tavalla, kuten esim. havaitsemalla akselin suuntaisesti erillään olevien pis-teltten keskinäinen asema tämän akselin kehäviivalla sinänsä tunnettuun 10 tapaan. Siiven nousukulman säätimelle 36 tuodaan myös joukko kiinteitä tai muutettavissa olevia vertailusignaaleja, mitkä ovat osoituksena vertailuarvoista tyhjäkäynnin roottorinopeudelle, raja-arvoista roottorin kiihtyvyydelle ja hidastumiselle sekä käynnistyksen/pysäytyksen signaali osoituksena siitä, milloin tuuliturblinln tulee olla toiminnassa tai le-15 puutettuna ja pysyä tällöin oleellisesti palkallaan. Näitä signaaleja kuvataan yksityiskohtaisemmin mainitun patentin kuvioon 2 viitaten. Tuulen nopeuden anturi 74, mikä on sijoitettu yläosaan 14 aikaansaa johtimeen 76 signaalin, mikä on osoituksena keskimääräisestä tuulen nopeudesta VW.
20 Kun tuuliturbiini ei ole käytössä, on siivet 10 sijoitettu maksimin nou-sukulmansa (90°) kohdalle niin, että ne ovat lepuutettuina. Täten siivet eivät aikaansaa oleellisesti mitään vääntömomenttia napaan 16. Kun tuuli-turbiini tulee asettaa käyttöön, saa käynnistyssignaali käynnistyksen ja pysäytyksen säätimet 78-94 (joita ei mainitussa patentissa osoiteta näil-25 lä merkinnöillä ja joita kuvataan yksityiskohtaisemmin kyseisen patentin kuvioiden 4 ja 5 yhteydessä) asteettain pienentämään sllplkulmaa niin, että roottoria ja generaattoria kiihdytetään nimellisen nopeuden olosuhteita kohden ilman, että joko siivet pysähtyisivät tai että aikaansaataisiin suuria kiihdytysjännityksiä. Kun sitten tuuliturblinln roottori toi-30 mil tietyllä kulmanopeudella, joka riippuu halutulla tavalla aikaansaadun sähkötehon taajuudesta, mikä kulloinkin on tarpeen, voidaan nopeutta hieman vaihdella, kunnes sähkön generoinnin laitteisto 20-32 toimii synkronisesti sähkötehon taajuuden kanssa siinä verkossa, mihin tämä generaattori sitten loppujen lopuksi liitetään. Sen jälkeen kun generaattori 35 on kytketty verkkoon, siirretään säätö käynnistyksen ja pysäytyksen säätimestä 78-94 akselin vääntömomentin säätlmeen 100 (kuvattuna yksityiskohtaisesti mainitun patentin kuvioon 6 viitattaessa). Ja mikäli tuulitur- „ 77091
O
1 biini tulee pysäyttää, palaa sitten säätö takaisin käynnistyksen ja pysäy-tyksen säätimeen 78-94 niin, että saadaan siivet lepuutettua aiheuttamatta liiallisia hidastumisen jännityksiä. Kuten on kuvattuna mainitussa patentissa on siipikulman minimimäärälsen muutoksen signaali &MN johtlmessa 95 5 sellainen, mikä aikaansaa sellaisen muutoksen slipikulmassa, mikä on tarpeen ylläpitämään roottorin kulmakiihtyväisyyden määrää vakinaisena käynnistyksen aikana, jotta ylläpidettäisiin olkea kulmamäärälnen pyörimisnopeus tyhjäkäynnin aikana ja ylläpidettäisiin kiinteä roottorin kulmamäärälnen hidastuvuuden taso pysäytyksen aikana.
10
Kun sähkön generoinnin laitteisto 20-32 on vaiheeltaan synkrooninen teho-verkon jännitteen kanssa (sama taajuus, amplituudi ja vaihe), kytketään laitteisto tehoverkkoon ja johtimeen 34 muodostuu signaali osoittamaan, että tuuliturbiini on kytketty verkkoon. Siirtymä verkkoon kytketystä 15 toiminnasta ja irti kytketystä toiminnasta toiseen toteutetaan moodin valitsimella 96 (kuvattuna yksityiskohtaisemmin viitaten kuvioon 7 edellä mainitussa patentissa), mikä toimii poissa/päällä johtimen signaalin 34 perusteella. Kun näin tapahtuu, aikaansaa moodin valitsin 96 akselin vääntömomentin siipikulman muutoksen signaalin BQ johtimeen 98 (jättäen 20 huomiotta tämän keksinnön mukainen parannus, mikä tullaan kuvaamaan alempana) yhdistäen sen johtimeen 102, missä tästä tulee siipikulman vertailun nopeusmerkki BR, mutta kun tuuliturbiini on verkosta irtikytkettynä, aikaansaa johtlmessa 34 olevan signaalin puuttuminen johtimen 102 toimivan minimimäärälsen nopeuden signaalin BMN perusteella johtimesta 95. Kun tuu-25 liturbiini on kytkettynä verkkoon, on vääntömomentin siipikulman muutos-signaali johtlmessa 98 sellainen, että tuullturbiinista aikaansaadaan maksimiteho aina nimellistehon arvoon saakka kalkille tuulen nopeuksille tyynen ja täyden nopeuden välillä, ja nimellisellä tuulen nopeudella ja sen yli muuttuu johtlmessa 98 oleva signaali ylläpitäen havaitun akselin 30 vääntömomentin (tai tehon) nimellisessä (ohjearvon) määrässään.
Valittu halutun siipikulman muutossignaali, siipikulman ohjearvon muutos-signaali BR johtlmessa 102 muunnetaan siipikulman vertailusignaallksl BR johtlmessa 40 integraattorin 104 avulla (mitä kuvataan täydellisemmin vii-35 täten kuvioon 8 edellä mainitussa patentissa). Integraattoriin 104 sisältyy laitteisto tämän johtimen 40 signaalin muutosnopeuden, kuten myös sen makslmlmääräisen positiivisen ja negatiivisen suuruuden rajoittamiseksi.
Il 9 77091 ^ Tähän mennessä viitenumeroihin 10-104 viitaten toteutettu selitys kuvaa erästä esimerkkitapauksen säätösysteemiä, mikä tunnetaan jo aikaisemmin ja missä nyt kyseessä olevaa keksintöä voidaan toteuttaa. Tämä selitys on samalla yhteenveto jo aikaisemmin mainitussa patentissa esitetystä.
5 Kuten on lyhyesti kuvattu edellä, voidaan haitallinen kytkentä kannatus-tornin 12 primäärisen taivutusmoodin ja tuuliturbiinin säätösysteemin välillä, mitä systeemiä on tähän mennessä kuvattu, lievittää tämän keksinnön avulla, kun keinona käytetään siipikulman ohjearvon käskyn ylimääräisten komponenttien aikaansaamista toteuttamaan lisäysmääräisiä työntö-10 arvon vaihteluita samavaiheieena tornin huipun nopeuden kanssa, jolloin täten aikaansaadaan ylimääräistä, positiivista aerodynaamista vaimennusta tähän torniin. Tämä takaa minkä tahansa siipien kuormituksen ja mittasuhteiltaan samanlaisen siipikulman korjauksen häiriöiden aikaansaamien tornin värähtelyjen vaimentumisen, häiriöiden saattaessa aiheutua ennakolta 15 ennustamattomasta tuulen pyörteisyydestä. Tätä ongelmaa analysoidaan yk-tyiskohtaisesti toisessa samanaikaisessa US-patenttijulkaisussa 4 435 647, joka on jätetty samanaikaisesti tämän hakemuksen kanssa ja minkä nimityksenä on "Tuuliturbiinin tornin ennakolta ennustetun liikkeen vaimentaminen", ja johon hakemukseen tässä samalla viitataan.
20
Lyhyesti sanottuna on kiihtyvyysmittari 1 asennettuna siten, että sen ilmaisevan akselin suunta sijaitsee yhdensuuntaisena tuuliturbiinin roottorin akselin kanssa ja sen ulostulon signaali syötetään johdinta 2 pitkin kaistapäästösuotimeen 4, mistä sitten ulostulo johdinta 6 pitkin viedään 25 vahvistimen 7 kautta ja tuodaan signaalijohtlmessa 8 yhteenlaskevaan vahvistimeen 9, missä suodatettu kiihtyvyyden signaali lasketaan yhteen vääntömomentin siipikulman muutossignaaliin feQ johtimesta 98.
Kiihtyvyysmittari 1 saattaa olla sitä tyyppiä, mitä käytetään mittaamaan 30 pienen tasoisia kiihtyvyyksiä, kuten värähtelyltä tai heilumisia rakennuksissa, torneissa tai silloissa ja vastaavissa. Eräs sovelias kiihtyvyysmittari on Vibramite Model 1030, mitä myy Vibra-Metrics Inc., East Haven, Connecticut, U.S.A. Tällä laitteella on poistosuotimen ominaisuudet siihen jo mukaan rakennettuna ja sillä toteutetaan osa kalstapäästö-35 suotimen 4 toiminnasta. Tällaisessa tapauksessa on vilvesuodin (kaleta-päästösuotlmen 4 sijaan) sovelias tähän tehtävään. Myös muita malleja, joissa ei ole poistosuodinta niihin mukaan rakennettuna, voidaan silti 10 77091 "I käyttää järjestämällä mukaan täydellinen kalstapäästösuodin 4. Kaista-pääetösuotlmen tarkoitus on poistaa mikä tahansa kilhtyvyysmlttarin pitkäaikaisien pysyvän tilan ulostulojen vaste (kuten pitkäaikainen nolla-kohdan ryömintäarvo) ja samoin poistaa kalkki suuren taajuuden komponen-5 tlt (harmooniset taajuudet ja kohina), joista mitkään eivät ole käyttökelpoisia säädettäessä tornin valmennusta. Kuvattua tyyppiä olevalle suurelle tornille saattaa kalstapäästösuodin olla ensimmäisen kertaluokan laite (tai korkeampien kertaluokkien, mikäli niin halutaan), missä raja-pisteinä on 0,1 radiaania sekunnissa ja 1,0 radiaania sekunnissa kaistan 10 keskikohdan ollessa arvolla 0,3 radiaania sekunnissa. Ylempi rajapiste saattaa olla hieman tornin primäärisen taivutustaajuuden alapuolella, rajapisteet saattavat olla säädettävissä maksimimääräistä haluttua vastetta ajatellen (mukaanlukien vaiheen säätö aikaansaatuun vääntömomenttlin tornin liikkeen mukaan). Kymmenen sekunnin polstosuodin kytkettynä sar-15 jaan yhden sekunnin vllvesuotlmen kanssa saattaa olla sovelias. Vahvistimella 7 on vahvistuskerroin KZ, mikä valitaan aikaansaamaan haluttu vaste. Suodin 4 ja vahvistus 7 saattavat olla toteutettavissa soveliaan tietokone-ohjelman avulla tavalla, mikä on analoginen jo aikaisemmin mainitussa toisessa samanaikaisessa hakemuksessa havainnollistetulle.
20
Multa liikkeen perusteella toimivia laitteita (kuten optisia) voidaan käyttää kilhtyvyysmlttarin 1 sijaan edellyttäen, että niiden liikettä ilmaiseva signaali käsitellään soveliaalla tavalla, jotta aikaansaataisiin kiihtyvyyden sisääntulo llitosplsteeseen 9 tai voitaisiin nopeuden sig-25 naali laskea yhteen merkin BR kanssa johtimesta 40 tämän sijaan. Keksintöä voidaan käyttää myös pois verkosta kytketyssä moodissa. Toteutustavat saattavat vaihdella laajaltikln ja ainoa mitä tarvitaan, on siiven ver-tallusignaalin aikaansaaminen, mikä on suuruudeltaan ja vaiheeltaan sovelias tornin liikkeeseen verrattuna niin, että aikaansaadaan ylimääräistä 30 positiivista aerodynaamista vaimennusta tähän torniin.
Vastaavasti niin vaikkakin tätä keksintöä on esitetty ja kuvattu sen esimerkkitapausten avulla, olisi alan asiantuntijan silti ymmärrettävä, että edellä mainitut ja multakin muutoksia, poisjättämistä ja lisäyksiä voidaan 35 sen suhteen tehdä silti poikkeamatta tämän keksinnön puitteista ja piiristä.
Il

Claims (4)

1. Tuuliturbiinisysteemi sähkötehon generoimiseksi, mihin sisältyy torni (12), tähän torniin (12) sijoitettu roottori sisältäen siivet (10) si- 5 joitettuna pyörimään tietyn akselin (18) ympäri ja siiven nousukulman muutoslaitteiston (38), laitteet (54) vallitsevan vääntömomentin tai tehon signaalin (QS) järjestämiseksi osoituksena vallitsevasta vääntö-momentista tai tuuliturbiinisysteemillä generoidusta tehosta sekä signaalin käsittelylaitteet (100) vääntömomentin tai tehon vertailusignaa-10 Iin (feQ) järjestämiseksi, joka osoittaa halutun generoidun vääntömomentin tai tehon ja että järjestetään siiven nousukulman muutoslaittels-tolle (38) siiven nousukulman vertalluslgnaall (BR) funktiona todellisen vääntömomentin tai tehon signaalin (QS) sekä tämän vääntömomentin tai tehon vertailusignaalin ($Q) välisestä erotuksesta, tunnettu 15 siitä, että systeemissä on liikkeen perusteella toimivat laitteet (1) sijoitettuna torniin (12) roottorin läheisyyteen aikaansaamaan liikkeen signaali (2) osoittaen tornin liikettä yhdensuuntaisena siipien (10) pyörimisakselin kanssa sekä että signaalin käsittelylaitteisiin (36) sisältyy elimet siiven nousukulman vertailusignaalin (BR) alkaansaa-20 miseksi funktiona sekä liikkeen signaalista (2) että erotuksesta kyseisen todellisen vääntömomentin tai tehon signaalin (QS) ja vääntö-momentin tai tehon vertailusignaalin ($Q) välillä.
2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen tuuliturbiinisysteemi, tunnet-25 t u siitä, että liikkeen perusteella toimivat elimet sisältävät kiihty- vyysmittarin (1) ja että signaalin käsittelyellmiin (36) sisältyy laitteet (104) siiven nousukulman vertailusignaalin (BR) muodostamiseksi tiettynä integroituna funktiona liikkeen signaalista (2).
3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen tuuliturbiinisysteemi, tunnet-t u siitä, että liikkeen perusteella toimivat elimet sisältävät kiihty-vyysmittarin (1) ja että signaalia käsitteleviin elimiin (36) sisältyy laitteet (104) siiven nousukulman vertailusignaalin (BR) järjestämiseksi Integroituna funktiona liikkeen signaalin yhteenlaskusuureesta sen sig-35 naalin kanssa, mikä on osoituksena erotuksesta mainitun todellisen vääntömomentin tai tehon signaalin (QS) ja mainitun vääntömomentin tai tehon vertailusignaalin (BQ) välillä. 12 77091 Ί
4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen tuuliturbiinisysteemi, tunnet-t u siitä, että signaalinkäeittelyelimlin (36) sisältyy laitteet siiven nousukulman vertailusignaalin (BR) järjestämiseki kaistanpäästösuoda-tettuna funktiona liikkeen signaalista (2), päästökaistan suodatetusta 5 funktiosta päästäessä läpi liikkeen signaalit (2) tornin (12) primäärisellä taipumistaajuudella. 10 15 20 25 30 35 II 13 77091
FI831030A 1982-04-02 1983-03-25 Vindturbinsystem foer alstring av elektriskt energi. FI77091C (fi)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US36470682 1982-04-02
US06/364,706 US4420692A (en) 1982-04-02 1982-04-02 Motion responsive wind turbine tower damping

Publications (4)

Publication Number Publication Date
FI831030A0 FI831030A0 (fi) 1983-03-25
FI831030L FI831030L (fi) 1983-10-03
FI77091B true FI77091B (fi) 1988-09-30
FI77091C FI77091C (fi) 1989-01-10

Family

ID=23435712

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI831030A FI77091C (fi) 1982-04-02 1983-03-25 Vindturbinsystem foer alstring av elektriskt energi.

Country Status (20)

Country Link
US (1) US4420692A (fi)
JP (1) JPS58178884A (fi)
KR (1) KR910004005B1 (fi)
AR (1) AR241661A1 (fi)
AU (1) AU552912B2 (fi)
BR (1) BR8301455A (fi)
CA (1) CA1186776A (fi)
DE (1) DE3308566A1 (fi)
DK (1) DK159286C (fi)
ES (1) ES521002A0 (fi)
FI (1) FI77091C (fi)
FR (1) FR2524571B1 (fi)
GB (1) GB2117933B (fi)
IL (1) IL68113A0 (fi)
IN (1) IN158212B (fi)
IT (1) IT1163197B (fi)
NL (1) NL191604C (fi)
NO (1) NO830944L (fi)
SE (1) SE451872B (fi)
ZA (1) ZA831631B (fi)

Families Citing this family (94)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4461957A (en) * 1982-06-17 1984-07-24 Control Data Corporation Speed tolerant alternator system for wind or hydraulic power generation
US4515525A (en) * 1982-11-08 1985-05-07 United Technologies Corporation Minimization of the effects of yaw oscillations in wind turbines
US4545729A (en) * 1983-07-28 1985-10-08 Joe Storm Wind turbine apparatus
US4703189A (en) * 1985-11-18 1987-10-27 United Technologies Corporation Torque control for a variable speed wind turbine
US4700081A (en) * 1986-04-28 1987-10-13 United Technologies Corporation Speed avoidance logic for a variable speed wind turbine
AT391385B (de) * 1988-12-23 1990-09-25 Elin Union Ag Regelungs- u. steuerungssystem fuer eine windkraftanlage
AT408022B (de) * 1997-05-07 2001-08-27 Josef Dipl Ing Brosowitsch Windturbine mit vertikaler oder geneigter achse und auftriebsausnutzung
DE19731918B4 (de) * 1997-07-25 2005-12-22 Wobben, Aloys, Dipl.-Ing. Windenergieanlage
DE19758857B4 (de) * 1997-07-25 2013-08-08 Aloys Wobben Windenergieanlage
DE19928048B4 (de) * 1998-06-20 2010-05-20 Vestas Wind Systems A/S Windkraftanlage
EP0995904A3 (de) * 1998-10-20 2002-02-06 Tacke Windenergie GmbH Windkraftanlage
DE10011393A1 (de) * 2000-03-09 2001-09-13 Tacke Windenergie Gmbh Regelungssystem für eine Windkraftanlage
DE10016912C1 (de) * 2000-04-05 2001-12-13 Aerodyn Eng Gmbh Turmeigenfrequenzabhängige Betriebsführung von Offshore-Windenergieanlagen
DE10022974C2 (de) † 2000-05-11 2003-10-23 Aloys Wobben Verfahren zum Betreiben einer Windenergieanlage sowie Windenergieanlage
DE10044262A1 (de) * 2000-09-07 2002-03-21 Stephan Joeckel Getriebelose Windkraftanlage mit Blattwinkelverstellung zur aktiven Schwingungsdämpfung im Antriebsstrang
DE10106208C2 (de) * 2001-02-10 2002-12-19 Aloys Wobben Windenergieanlage
DE10113038C2 (de) * 2001-03-17 2003-04-10 Aloys Wobben Turmschwingungsüberwachung
DE10113039B4 (de) * 2001-03-17 2017-12-07 Aloys Wobben Windenergieanlage
US6888262B2 (en) * 2003-02-03 2005-05-03 General Electric Company Method and apparatus for wind turbine rotor load control
US7004724B2 (en) * 2003-02-03 2006-02-28 General Electric Company Method and apparatus for wind turbine rotor load control based on shaft radial displacement
US7322794B2 (en) * 2003-02-03 2008-01-29 General Electric Company Method and apparatus for condition-based monitoring of wind turbine components
US7160083B2 (en) * 2003-02-03 2007-01-09 General Electric Company Method and apparatus for wind turbine rotor load control
CN100400861C (zh) * 2004-02-27 2008-07-09 三菱重工业株式会社 风力发电装置及其主动式减振方法以及风车塔架
NO20041208L (no) * 2004-03-22 2005-09-23 Sway As Fremgangsmate for reduskjon av aksialkraftvariasjoner for rotor samt retningskontroll for vindkraft med aktiv pitchregulering
US7317260B2 (en) * 2004-05-11 2008-01-08 Clipper Windpower Technology, Inc. Wind flow estimation and tracking using tower dynamics
US7309930B2 (en) * 2004-09-30 2007-12-18 General Electric Company Vibration damping system and method for variable speed wind turbines
US7822560B2 (en) * 2004-12-23 2010-10-26 General Electric Company Methods and apparatuses for wind turbine fatigue load measurement and assessment
BRPI0610803A2 (pt) * 2005-05-13 2010-07-27 Tracy Livingston torre estrutural
DE602005019633D1 (de) 2005-07-18 2010-04-08 Clipper Windpower Technology Windströmungsschätzung und -verfolgung
US7476985B2 (en) * 2005-07-22 2009-01-13 Gamesa Innovation & Technology, S.L. Method of operating a wind turbine
US7342323B2 (en) * 2005-09-30 2008-03-11 General Electric Company System and method for upwind speed based control of a wind turbine
NO325856B1 (no) * 2005-11-01 2008-08-04 Hywind As Fremgangsmåte for demping av ustabile frie stivlegeme egensvingninger ved en flytende vindturbininstallasjon
US7488155B2 (en) * 2005-11-18 2009-02-10 General Electric Company Method and apparatus for wind turbine braking
US7877934B2 (en) 2005-12-30 2011-02-01 Wind Tower Systems, Llc Lifting system and apparatus for constructing wind turbine towers
JP4738206B2 (ja) * 2006-02-28 2011-08-03 三菱重工業株式会社 風力発電システム、及びその制御方法
DE102006040970B4 (de) * 2006-08-19 2009-01-22 Nordex Energy Gmbh Verfahren zum Betrieb einer Windenergieanlage
NO335851B1 (no) * 2006-08-22 2015-03-09 Hywind As Fremgangsmåte ved vindturbininstallasjon for demping av tårnsvingninger
EP2061967B1 (en) * 2006-09-14 2019-11-06 Vestas Wind Systems A/S Methods for controlling a wind turbine connected to the utility grid, wind turbine and wind park
CN101535634A (zh) 2006-10-02 2009-09-16 维斯塔斯风力***有限公司 风轮机，通过改变叶片桨距减弱风轮机的一个或多个叶片中边沿振荡的方法及其使用
US8069634B2 (en) * 2006-10-02 2011-12-06 General Electric Company Lifting system and apparatus for constructing and enclosing wind turbine towers
US20080080946A1 (en) * 2006-10-02 2008-04-03 Tracy Livingston Expansion pin system for a wind turbine structural tower
WO2008042410A2 (en) * 2006-10-02 2008-04-10 Wind Tower Systems, Llc Drive pin system for a wind turbine structural tower
AU2007308515B2 (en) 2006-10-24 2010-12-16 Vestas Wind Systems A/S A method for damping tower oscillations, an active stall controlled wind turbine and use hereof
ATE502208T1 (de) * 2006-12-28 2011-04-15 Clipper Windpower Inc Windturbinendämpfung einer turmresonanzbewegung und symmetrischen schaufelbewegung unter verwendung von schätzungsverfahren
WO2008119351A2 (en) * 2007-03-30 2008-10-09 Vestas Wind Systems A/S Wind turbine with pitch control arranged to reduce life shortening loads on components thereof
EP1993184B2 (en) * 2007-05-14 2024-04-24 Siemens Gamesa Renewable Energy A/S Method of start up at least a part of a wind power plant, wind power plant and use of the wind power plant
DK179081B1 (da) * 2007-06-25 2017-10-16 Siemens Wind Power As Overvågning af en vindmølles vingefrekvenser
US20080315593A1 (en) * 2007-06-25 2008-12-25 Paul Ducharme Wind dam
DE102007063082B4 (de) * 2007-12-21 2010-12-09 Repower Systems Ag Verfahren zum Betreiben einer Windenergieanlage
ES2359105B1 (es) * 2008-01-31 2012-03-23 Gamesa Innovation & Technology S.L. Método para parar un aerogenerador.
EP2103915B1 (en) * 2008-03-17 2016-11-16 Siemens Aktiengesellschaft Apparatus and method for determining a resonant frequency of a wind turbine tower
US8109722B2 (en) * 2008-03-24 2012-02-07 Nordic Windpower Ltd. Turbine and system for generating power from fluid flow and method therefor
ES2528743T3 (es) * 2008-04-02 2015-02-12 Siemens Aktiengesellschaft Método de amortiguación de vibraciones de la torre de una turbina eólica y sistema de control para turbinas eólicas
US8016268B2 (en) * 2008-05-30 2011-09-13 Wind Tower Systems, Llc Wind tower service lift
DK2146093T3 (da) * 2008-07-16 2012-01-02 Siemens Ag Fremgangsmåde og indretning til dæmpning af tårnsvingninger
US7922448B2 (en) 2008-09-19 2011-04-12 General Electric Company Differential vibration control for wind turbines
US20100092292A1 (en) * 2008-10-10 2010-04-15 Jacob Johannes Nies Apparatus and method for continuous pitching of a wind turbine
WO2010044163A1 (ja) * 2008-10-16 2010-04-22 三菱重工業株式会社 風力発電システム、及びその制御方法
US8910446B2 (en) * 2008-12-15 2014-12-16 Ge Wind Energy, Llc Structural shape for wind tower members
GB2466649B (en) * 2008-12-30 2014-01-29 Hywind As Blade pitch control in a wind turbine installation
EP2372147B1 (en) * 2009-01-22 2012-07-11 Vestas Wind Systems A/S Control of rotor during a stop process of a wind turbine
US20120010852A1 (en) * 2009-03-02 2012-01-12 Suzlon Energy Gmbh Method for monitoring wind turbines
US7772713B2 (en) * 2009-09-30 2010-08-10 General Electric Company Method and system for controlling a wind turbine
US9478987B2 (en) * 2009-11-10 2016-10-25 Siemens Aktiengesellschaft Power oscillation damping employing a full or partial conversion wind turbine
CN102216608B (zh) * 2010-02-08 2014-05-07 三菱重工业株式会社 风力发电装置及其翼倾斜角控制方法
EP2431605A1 (en) * 2010-09-21 2012-03-21 Siemens Aktiengesellschaft A method of and a device for determining a characteristic blade frequency of a wind turbine rotor, and a method of operating a wind turbine
US8169098B2 (en) * 2010-12-22 2012-05-01 General Electric Company Wind turbine and operating same
EP2479426B1 (en) 2011-01-24 2017-06-28 Siemens Aktiengesellschaft Method for determining a pitch angle offset signal and for controlling a rotor frequency of a wind turbine for speed avoidance control
KR101242766B1 (ko) * 2011-01-31 2013-03-12 한국에너지기술연구원 로터 하중 저감 장치가 설치된 풍력 발전기 및 로터 하중 저감 장치가 설치된 풍력 발전기의 로터 하중 저감 방법
EP2489872B1 (en) * 2011-02-15 2013-03-20 SSB Wind Systems GmbH & Co. KG Blade load reduction for wind turbine
US20120133134A1 (en) * 2011-11-15 2012-05-31 General Electric Company Method and apparatus for damping vibrations in a wind energy system
EP2620639B1 (en) 2012-01-30 2016-01-27 ALSTOM Renewable Technologies A method for dampening oscillations in a wind turbine
ES2491015B1 (es) * 2012-09-28 2015-09-17 Acciona Windpower, S.A. Método de control de aerogenerador
DK2803853T3 (en) * 2013-05-17 2015-12-14 Siemens Ag Damping oscillations of the wind turbine tower by use of gyroscopic forces
KR101540329B1 (ko) * 2013-12-16 2015-07-30 삼성중공업 주식회사 풍력 발전기 및 그 제어방법
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
DK3167185T3 (da) * 2014-07-09 2019-09-16 Vestas Wind Sys As Aktiv fremmelse af vindmølletårnsvingninger
CN107076114B (zh) * 2014-08-13 2019-08-27 维斯塔斯风力***集团公司 与确定风力涡轮机中的转子失衡有关的改进
DK201470481A1 (en) * 2014-08-13 2015-08-17 Vestas Wind Sys As Improvements relating to wind turbine operation
JP6554368B2 (ja) * 2015-09-10 2019-07-31 株式会社日立製作所 風力発電システムまたは風力発電システムの制御方法
US10774810B2 (en) 2016-04-25 2020-09-15 General Electric Company System and method for estimating high bandwidth tower deflection for wind turbines
US10907617B2 (en) * 2016-06-30 2021-02-02 Vestas Wind Systems A/S Diagnostic system and method for use in a wind turbine
US10539116B2 (en) 2016-07-13 2020-01-21 General Electric Company Systems and methods to correct induction for LIDAR-assisted wind turbine control
CN111712632B (zh) * 2017-12-14 2023-04-25 维斯塔斯风力***集团公司 风力涡轮机电力生产中的塔架阻尼
JP2019178615A (ja) * 2018-03-30 2019-10-17 株式会社日立製作所 風力発電システム
US11635062B2 (en) 2018-11-07 2023-04-25 General Electric Renovables Espana, S.L. Wind turbine and method to determine modal characteristics of the wind turbine in a continuous manner
DE102018132413A1 (de) 2018-12-17 2020-06-18 Wobben Properties Gmbh Verfahren zum Erfassen unterschiedlicher Schwingungen einer Windenergieanlage
US11208986B2 (en) 2019-06-27 2021-12-28 Uptake Technologies, Inc. Computer system and method for detecting irregular yaw activity at a wind turbine
US10975841B2 (en) * 2019-08-02 2021-04-13 Uptake Technologies, Inc. Computer system and method for detecting rotor imbalance at a wind turbine
CN112412697B (zh) * 2019-08-23 2023-04-07 新疆金风科技股份有限公司 变桨需求速率修正方法、装置及风力发电机组
CN110541795B (zh) * 2019-08-26 2020-07-28 重庆科凯前卫风电设备有限责任公司 一种海上风电机组机舱振动加速度数据有效性的判定方法
CN111396249B (zh) * 2020-03-31 2022-08-30 新疆金风科技股份有限公司 在阵风风况下降低塔架的载荷的方法及装置
EP4102057A1 (en) * 2021-06-11 2022-12-14 Wobben Properties GmbH Method for controlling the rotor speed of a wind turbine
EP4102056A1 (en) * 2021-06-11 2022-12-14 Wobben Properties GmbH Method of operating a wind turbine, corresponding wind turbine and wind farm

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4161658A (en) * 1978-06-15 1979-07-17 United Technologies Corporation Wind turbine generator having integrator tracking
US4160170A (en) * 1978-06-15 1979-07-03 United Technologies Corporation Wind turbine generator pitch control system
US4189648A (en) * 1978-06-15 1980-02-19 United Technologies Corporation Wind turbine generator acceleration control
US4193005A (en) * 1978-08-17 1980-03-11 United Technologies Corporation Multi-mode control system for wind turbines

Also Published As

Publication number Publication date
CA1186776A (en) 1985-05-07
KR910004005B1 (ko) 1991-06-20
BR8301455A (pt) 1983-11-29
IL68113A0 (en) 1983-06-15
IT1163197B (it) 1987-04-08
GB2117933B (en) 1985-07-31
NO830944L (no) 1983-10-03
US4420692A (en) 1983-12-13
DE3308566A1 (de) 1983-10-13
DK159286C (da) 1991-02-18
JPS58178884A (ja) 1983-10-19
DK159286B (da) 1990-09-24
GB8305992D0 (en) 1983-04-07
AU1247983A (en) 1983-10-06
SE451872B (sv) 1987-11-02
FR2524571A1 (fr) 1983-10-07
KR840004220A (ko) 1984-10-10
FI77091C (fi) 1989-01-10
SE8301551L (sv) 1983-10-03
NL8301058A (nl) 1983-11-01
SE8301551D0 (sv) 1983-03-22
AU552912B2 (en) 1986-06-26
IT8320368A1 (it) 1984-09-30
DK136583A (da) 1983-10-03
NL191604B (nl) 1995-06-16
ZA831631B (en) 1983-11-30
NL191604C (nl) 1995-10-17
ES8403200A1 (es) 1984-03-16
FI831030A0 (fi) 1983-03-25
GB2117933A (en) 1983-10-19
DE3308566C2 (fi) 1987-11-05
IN158212B (fi) 1986-09-27
AR241661A1 (es) 1992-10-30
IT8320368A0 (it) 1983-03-30
DK136583D0 (da) 1983-03-25
FI831030L (fi) 1983-10-03
FR2524571B1 (fr) 1986-01-17
ES521002A0 (es) 1984-03-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
FI77091B (fi) Vindturbinsystem foer alstring av elektriskt energi.
CN101589229B (zh) 减弱风轮机的一个或多个叶片中的边沿振荡的方法，主动失速控制式风轮机及其使用
AU2007303956B2 (en) Wind turbine with blade pitch control to compensate for wind shear and wind misalignment
KR940002928B1 (ko) 가변속도 윈드 터어빈
KR101741268B1 (ko) 풍력 터빈 설비의 파도 에너지 추출
CN101720387B (zh) 具有被布置为减小其部件上的缩短寿命的负荷的桨距控制的风力涡轮机
US4435647A (en) Predicted motion wind turbine tower damping
EP3821125B1 (en) Method and system for controlling a wind turbine to reduce nacelle vibration
EP2463517B1 (en) Method and control system for reducing vibrations of a wind turbine
CN201747523U (zh) 抑制大型风电机组振动的控制***
CN109812382B (zh) 一种风电机组塔架振动控制方法及***
EP2306007A1 (en) Method and system for controlling a wind turbine
KR20120085685A (ko) 피치각 오프셋 신호를 결정하기 위한， 그리고 속력 방지 제어를 위해 풍력 터빈의 회전자의 회전자 주파수를 제어하기 위한 방법들 및 시스템들
ES2589597T3 (es) Sistema de compensación para un rotor
CN108061007B (zh) 阻尼风力涡轮机的机械振荡
AU2007341055A1 (en) Wind turbine damping of tower resonant motion and symmetric blade motion using estimation methods
MXPA04003945A (es) Rotor con alabes extensibles y criterios de control del mismo.
CN109563812A (zh) 沿边风力涡轮机叶片振动的减振
CN104329220A (zh) 用于抑制风电机组扭振的扭转载荷控制器及控制方法
CN106762465A (zh) 叶片、风力发电机组及方法
JP2014231785A (ja) 浮体式風力発電装置
EP3892851A1 (en) System and method for improved extreme load control for wind turbine rotor blades
CN106762405A (zh) 一种能够抑制风力发电机组超速的控制方法及装置
JP2012062757A (ja) 水平軸風車
CN113852095A (zh) 风电机组惯量响应控制方法及***

Legal Events

Date Code Title Description
MM Patent lapsed
MM Patent lapsed

Owner name: UNITED TECHNOLOGIES CORPORATION