JP5878236B2 - アイシング条件下における風力発電装置の運転方法 - Google Patents
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Description
即ち、上記の課題を解決するために、本発明の一視点により、電流を生成するための発電機を有するゴンドラと、1又は複数のロータブレードを有し該発電機に結合された空気力学的ロータとを有する風力発電装置の運転方法が提供される。この方法は、以下のステップ:
・着氷がロータブレードにおいて確実に排除できる場合における、風力発電装置の運転;
・着氷がロータブレードにおいて検出される場合における、風力発電装置の停止;
・着氷が検出されなかったが、予測されるか又は排除できない場合における、風力発電装置の時間遅延された停止又は再始動の阻止;及び/又は
・風力発電装置の停止をもたらした停止条件が再びなくなり、着氷が検出されなかったうえに、着氷又は着氷の形成が予測されていない場合における、風力発電装置の時間遅延された再始動許可
を含み、
前記風力発電装置の停止又は再始動阻止及び/又は前記風力発電装置の再始動許可は、着氷の可能性の程度として決定又は変化される着氷疑い指標に依存して実行され、
前記着氷疑い指標は、カウンタとして構成され、
・周囲条件及び/又は風力発電装置の運転条件が限界温度に関し着氷を促進する及び/又は着氷を推定させる場合、当該着氷疑い指標の値を第1方向に変化すること;及び/又は
・周囲条件又は風力発電装置の運転条件が限界温度に関し着氷が存在しないこと又は減少することを推定させる及び/又は促進する場合、当該着氷疑い指標の値を第2方向に変化すること;及び
前記限界温度は凝固点より少々高い1〜4℃の範囲にある(形態1)。
(形態2)更に、上記の方法において、周囲温度が限界温度未満である場合、前記カウンタはその値を前記第1方向に変化し、及び、
周囲温度が限界温度を超えている場合、前記カウンタはその値を前記第2方向に変化することが好ましい。
(形態3)更に、上記の方法において、前記値の変化は前記周囲条件及び/又は前記風力発電装置の運転条件に依存する速さで実行されることが好ましい。
(形態4)更に、上記の方法において、
・風力発電装置の運転時、前記値は、支配的弱風の場合、支配的強風の場合よりもより緩慢に増加されること;及び/又は
・風力発電装置は、支配的弱風の場合、支配的強風の場合よりもより大きい時間遅延後に停止されることが好ましい。
(形態5)更に、上記の方法において、
・前記値は、周囲温度がより低いほどより緩慢に減少されること又は前記値は、周囲温度と限界温度の差の時間積分に比例すること;及び/又は
・その経過後に風力発電装置が再始動する時間遅延は、周囲温度がより高いほどより小さいことが好ましい。
(形態6)更に、上記の方法において、風力発電装置は電気ネットワークに接続されており、ネットワーク障害の場合、該風力発電装置は停止され、ネットワーク復旧の際、該風力発電装置の再始動は、ネットワーク障害発生時の周囲温度及びネットワーク復旧の際の周囲温度に依存する測定温度に依存して実行されることが好ましい。
(形態7)更に、上記の方法において、
・ネットワーク障害が第1障害時間よりもより長期でない場合、前記測定温度は、ネットワーク障害発生時の周囲温度とネットワーク復旧の際の周囲温度の平均値として求められること;及び/又は
・ネットワーク障害が第1障害時間よりもより長期の場合、前記測定温度は、ネットワーク障害発生時の周囲温度とネットワーク復旧の際の周囲温度の平均値から温度安全値を差し引いた値として求められることが好ましい。
(形態8)更に、上記の方法において、前記風力発電装置は、ウインドパークに設置されており、着氷又は着氷の疑いのためにこのウインドパークの少なくとも1つの他の風力発電装置が停止される場合、停止されることが好ましい。
(形態9)更に、上記の方法において、検出された着氷又は着氷の疑いのために停止された風力発電装置は、氷落下によって危険にさらされる領域への距離を可及的に大きく維持するように、そのゴンドラの方位を調整することが好ましい。
(形態10)更に、上記の方法において、風力発電装置は、風速を測定するための加温可能な風センサを有すること、及び
前記風センサは、着氷が検出された場合及び/又は着氷が排除できない場合、加温されることが好ましい。
(形態11)更に、上記の方法において、風力発電装置は氷センサを有し、着氷は該氷センサによって直接的に測定されることにより検出されることが好ましい。
(形態12)電流を生成するための発電機を有するゴンドラと、1又は複数のロータブレードを有し該発電機に結合された空気力学的ロータとを有する風力発電装置であって、上記の何れかの方法によって運転されるよう構成された風力発電装置も有利に提供される。
(形態13)上記形態12の風力発電装置を少なくとも1つ含むウインドパークも有利に提供される。
更に、本発明は、以下の態様をとることも可能である。
(態様1)電流を生成するための発電機を有するゴンドラと、1又は複数のロータブレードを有し該発電機に結合された空気力学的ロータとを有する風力発電装置の運転方法であって、以下のステップ:
・着氷がロータブレードにおいて確実に排除できる場合における、風力発電装置の運転;
・着氷がロータブレードにおいて検出される場合における、風力発電装置の停止;
・着氷が検出されなかったが、予測されるか又は排除できない場合における、風力発電装置の時間遅延された停止又は再始動の阻止;及び/又は
・風力発電装置の停止をもたらした停止条件が再びなくなり、着氷が検出されなかったうえに、着氷又は着氷の形成が予測されていない場合における、風力発電装置の時間遅延された再始動許可
を含む方法も有利に提供される。
(態様2)更に、上記の方法において、前記風力発電装置の停止又は再始動阻止及び/又は前記風力発電装置の再始動許可は、着氷の可能性の程度として決定又は変化される着氷疑い指標に依存して実行されることが可能である。
(態様3)更に、上記の方法において、前記ないし所定の着氷疑い指標は、カウンタとして構成され、
・周囲条件及び/又は風力発電装置の運転条件が着氷を促進する及び/又は着氷を推定させる場合、とりわけ周囲温度が限界温度未満である場合、当該着氷疑い指標の値を第1方向に変化する、とりわけ増加すること;及び/又は
・周囲条件又は風力発電装置の運転条件が、着氷が存在しないこと又は減少することを推定させる及び/又は促進する場合、とりわけ周囲温度が限界温度を超えている場合、当該着氷疑い指標の値を第2方向に変化する、とりわけ減少すること;及び
前記限界温度は凝固点より少々高いこと、とりわけ該限界温度は1〜4℃の範囲にあること、有利には凡そ2℃であることが可能である。
(態様4)更に、上記の方法において、前記値の変化は前記周囲条件及び/又は前記風力発電装置の運転条件に依存する速さで実行されること、とりわけ
・風力発電装置の運転時、前記値は、支配的弱風の場合、支配的強風の場合よりもより緩慢に増加されること;及び/又は
・風力発電装置は、支配的弱風の場合、支配的強風の場合よりもより大きい時間遅延後に停止されること;及び/又は
・前記値は、周囲温度がより低いほどより緩慢に減少されること、とりわけ前記値は、周囲温度と限界温度の差の時間積分に比例すること;及び/又は
・その経過後に風力発電装置が再始動する時間遅延は、周囲温度がより高いほどより小さいことが可能である。
(態様5)更に、上記の方法において、風力発電装置は電気ネットワークに接続されており、ネットワーク障害の場合、該風力発電装置は停止され、ネットワーク復旧の際、該風力発電装置の再始動は、ネットワーク障害発生時の周囲温度及びネットワーク復旧の際の周囲温度に依存する測定温度に依存して実行されることが可能である。
(態様6)更に、上記の方法において、
・ネットワーク障害が第1障害時間よりもより長期でない場合、とりわけ2時間を超えない場合、前記測定温度は、ネットワーク障害発生時の周囲温度とネットワーク復旧の際の周囲温度の平均値として求められること;及び/又は
・ネットワーク障害が第1障害時間よりもより長期の場合、前記測定温度は、ネットワーク障害発生時の周囲温度とネットワーク復旧の際の周囲温度の平均値から温度安全値、とりわけ2K(ケルビン)を差し引いた値として求められることが可能である。
(態様7)更に、上記の方法において、前記風力発電装置は、ウインドパークに設置されており、着氷又は着氷の疑いのためにこのウインドパークの少なくとも1つの他の風力発電装置が停止される場合、停止されることが可能である。
(態様8)更に、上記の方法において、検出された着氷又は着氷の疑いのために停止された風力発電装置は、氷落下によって危険にさらされる領域への距離を可及的に大きく維持するように、そのゴンドラの方位を調整することが可能である。
(態様9)更に、上記の方法において、風力発電装置は、風速を測定するための加温可能な風センサ、とりわけ超音波風速計を有すること、及び
前記風センサは、着氷が検出された場合及び/又は着氷が排除できない場合、加温されることが可能である。
(態様10)更に、上記の方法において、風力発電装置は氷センサを有し、着氷は該氷センサによって直接的に測定されることにより検出されることが可能である。
(態様11)更に、電流を生成するための発電機を有するゴンドラと、1又は複数のロータブレードを有し該発電機に結合された空気力学的ロータとを有する風力発電装置であって、上記の何れかの方法によって運転されるよう構成された風力発電装置も有利に提供される。
(態様12)更に、上記態様11の風力発電装置を少なくとも1つ含むウインドパークも有利に提供される。
・強風:凡そ20〜25m/sを超える大きな風速での運転時においては、従来の検出方法の感度は低下し及び/又はしばしば既存の経験則によっては確認することはできない。
・風力発電装置の運転準備完了時における風力発電装置の停止(状態)
・ネットワーク障害
Claims (13)
- 電流を生成するための発電機を有するゴンドラ(2)と、1又は複数のロータブレード(4)を有し該発電機に結合された空気力学的ロータ(3)とを有する風力発電装置(1)の運転方法であって、以下のステップ:
・着氷がロータブレード(4)において確実に排除できる場合における、風力発電装置(1)の運転;
・着氷がロータブレード(4)において検出される場合における、風力発電装置(1)の停止;
・着氷が検出されなかったが、予測されるか又は排除できない場合における、風力発電装置(1)の時間遅延された停止又は再始動の阻止;及び/又は
・風力発電装置(1)の停止をもたらした停止条件が再びなくなり、着氷が検出されなかったうえに、着氷又は着氷の形成が予測されていない場合における、風力発電装置(1)の時間遅延された再始動許可
を含み、
前記風力発電装置(1)の停止又は再始動阻止及び/又は前記風力発電装置(1)の再始動許可は、着氷の可能性の程度として決定又は変化される着氷疑い指標に依存して実行され、
前記着氷疑い指標は、カウンタとして構成され、
・周囲条件及び/又は風力発電装置(1)の運転条件が限界温度に関し着氷を促進する及び/又は着氷を推定させる場合、当該着氷疑い指標の値を第1方向に変化すること;及び/又は
・周囲条件又は風力発電装置(1)の運転条件が限界温度に関し着氷が存在しないこと又は減少することを推定させる及び/又は促進する場合、当該着氷疑い指標の値を第2方向に変化すること;及び
前記限界温度は凝固点より少々高い1〜4℃の範囲にある
方法。 - 周囲温度が限界温度未満である場合、前記カウンタはその値を前記第1方向に変化し、及び、
周囲温度が限界温度を超えている場合、前記カウンタはその値を前記第2方向に変化すること
を特徴とする請求項1に記載の方法。 - 前記値の変化は前記周囲条件及び/又は前記風力発電装置(1)の運転条件に依存する速さで実行されること
を特徴とする請求項1又は2に記載の方法。 - ・風力発電装置の運転時、前記値は、支配的弱風の場合、支配的強風の場合よりもより緩慢に増加されること;及び/又は
・風力発電装置(1)は、支配的弱風の場合、支配的強風の場合よりもより大きい時間遅延後に停止されること
を特徴とする請求項3に記載の方法。 - ・前記値は、周囲温度がより低いほどより緩慢に減少されること又は前記値は、周囲温度と限界温度の差の時間積分に比例すること;及び/又は
・その経過後に風力発電装置が再始動する時間遅延は、周囲温度がより高いほどより小さいこと
を特徴とする請求項4に記載の方法。 - 風力発電装置(1)は電気ネットワークに接続されており、ネットワーク障害の場合、該風力発電装置は停止され、ネットワーク復旧の際、該風力発電装置の再始動は、ネットワーク障害発生時の周囲温度及びネットワーク復旧の際の周囲温度に依存する測定温度に依存して実行されること
を特徴とする請求項1又は2に記載の方法。 - ・ネットワーク障害が第1障害時間よりもより長期でない場合、前記測定温度は、ネットワーク障害発生時の周囲温度とネットワーク復旧の際の周囲温度の平均値として求められること;及び/又は
・ネットワーク障害が第1障害時間よりもより長期の場合、前記測定温度は、ネットワーク障害発生時の周囲温度とネットワーク復旧の際の周囲温度の平均値から温度安全値を差し引いた値として求められること
を特徴とする請求項6に記載の方法。 - 前記風力発電装置は、ウインドパークに設置されており、着氷又は着氷の疑いのためにこのウインドパークの少なくとも1つの他の風力発電装置が停止される場合、停止されること
を特徴とする請求項1又は2に記載の方法。 - 検出された着氷又は着氷の疑いのために停止された風力発電装置(1)は、氷落下によって危険にさらされる領域への距離を可及的に大きく維持するように、そのゴンドラ(2)の方位を調整すること
を特徴とする請求項1又は2に記載の方法。 - 風力発電装置(1)は、風速を測定するための加温可能な風センサを有すること、及び
前記風センサは、着氷が検出された場合及び/又は着氷が排除できない場合、加温されること
を特徴とする請求項1又は2に記載の方法。 - 風力発電装置(1)は氷センサを有し、着氷は該氷センサによって直接的に測定されることにより検出されること
を特徴とする請求項1又は2に記載の方法。 - 電流を生成するための発電機を有するゴンドラ(2)と、1又は複数のロータブレード(4)を有し該発電機に結合された空気力学的ロータ(3)とを有する風力発電装置であって、請求項1〜11の何れかの方法によって運転されるよう構成された風力発電装置。
- 請求項12に記載の風力発電装置を少なくとも1つ含むウインドパーク。
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