KR101454378B1 - Controlling method in emergency when pitch system of aerogenerator is error - Google Patents

Controlling method in emergency when pitch system of aerogenerator is error Download PDF

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KR101454378B1 KR1020130123309A KR20130123309A KR101454378B1 KR 101454378 B1 KR101454378 B1 KR 101454378B1 KR 1020130123309 A KR1020130123309 A KR 1020130123309A KR 20130123309 A KR20130123309 A KR 20130123309A KR 101454378 B1 KR101454378 B1 KR 101454378B1
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Abstract

Disclosed are an emergency control method used when a pitch system of an aerogenerator malfunctions and an apparatus applied to the same. According to the present invention, the emergency control method used when a pitch system of an aerogenerator malfunctions and the apparatus applied to the same perform rotation control of a blade by a transient response characteristic predetermined by one threshold switch contact when a pitch system of an aerogenerator malfunctions. Accordingly, the present invention can improve stability of feathering control to stop the aerogenerator, can prevent the size of angular speed from rapidly changing at a point passing the threshold switch contact, and does not require performing reverse rotation control due to a blade passing through a target point by rotary inertia at all.

Description

풍력발전기의 피치 시스템에 대한 고장 시 비상 제어 방법 및 이에 적용되는 장치{CONTROLLING METHOD IN EMERGENCY WHEN PITCH SYSTEM OF AEROGENERATOR IS ERROR}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an emergency control method for a pitch system of a wind turbine generator,

본 발명은 풍력발전기의 피치 시스템에 대한 고장 시 비상 제어 방법 및 이에 적용되는 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 풍력발전기의 피치 시스템에 고장이 발생한 경우 단일의 한계 스위치 접점에 의해 기 정해진 과도응답 특성으로 블레이드의 회전 제어를 수행함으로써, 풍력발전기의 정지를 위한 페더링(Feathering) 제어의 안정도를 향상시키는 풍력발전기의 피치 시스템에 대한 고장 시 비상 제어 방법 및 이에 적용되는 장치에 관한 것이다.[0001] The present invention relates to an emergency control method for a failure in a pitch system of a wind turbine generator, and more particularly to an emergency control method in case of a failure in a pitch system of a wind turbine, a transient response characteristic To an emergency control method in case of failure in a pitch system of a wind turbine that improves the stability of feathering control for stopping a wind turbine by performing rotation control of the blades by the control of the blade.

통상적으로, 풍력발전기의 피치 시스템은 비상 시에 가장 중요한 역할을 담당한다. 비상 시에는 풍력발전기의 로터가 회전하지 않도록 블레이드의 날을 특정 각도(예: 91도)로 세워 풍력발전기를 정지시킨다.Typically, the pitch system of a wind turbine plays the most important role in an emergency. In case of emergency, the blade of the blade is stopped at a certain angle (eg 91 degrees) to stop the rotor of the wind turbine.

블레이드의 각 변위 위치와 관계없이 무조건 블레이드의 날을 특정 각도(예: 91도)로 세우는 것을 페더링(Feathering)이라고 한다.It is called "Feathering" that the blade of an unconditioned blade is set at a certain angle (eg 91 degrees) irrespective of the angular displacement of the blade.

여기서, 피치 시스템 자체가 고장인 경우에도 전술된 페더링(Feathering)을 실시하도록 되어 있으며, 특정 상황에서는 센서리스(Sensorless) 제어가 필요한 경우가 있다.Here, the above-described feathering is performed even when the pitch system itself is faulty, and sensorless control may be required under certain circumstances.

종래의 풍력발전기의 피치 시스템은 블레이드마다 모터 엔코더와 블레이드 엔코더를 사용한다. 이러한 두 개의 엔코더 값을 비교한 결과, 오차 범위 이내인 경우에는 피치 시스템을 정상 작동하도록 설계되어 있다.Conventional wind turbine pitch systems use motor encoders and blade encoders per blade. As a result of comparing these two encoder values, the pitch system is designed to operate normally within the error range.

또한, 모터 엔코더가 고장인 경우 피치 시스템은 현재의 각 변위를 확인할 수 없기 때문에 센서리스(Sensorless) 제어모드로 작동한다.In addition, when the motor encoder fails, the pitch system operates in a sensorless control mode because it can not see the current angular displacement.

이러한 센서리스(Sensorless) 제어모드에서는 한쪽 방향(예: 시계 방향)으로 계속 회전을 하기 때문에, 한계 스위치의 접점을 이용하여 블레이드의 회전을 정지할 위치를 찾는다. In this sensorless control mode, since the rotation continues in one direction (for example, clockwise), the contact point of the limit switch is used to find the position to stop the rotation of the blade.

전술한 한계 스위치의 접점은 제1 한계 스위치 접점 및 제2 한계 스위치 접점으로 구분되며, 통상적으로 제1 한계 스위치 접점은 87도로 설정되고, 제2 한계 스위치 접점은 94도로 설정된다.The contact of the above-described limit switch is divided into a first limit switch contact and a second limit switch contact, typically the first limit switch contact is set at 87 degrees and the second limit switch contact is set at 94 degrees.

예컨대, 각 변위가 0도에 위치한 블레이드에 대한 센서리스(Sensorless) 제어 시, 87도까지 5 deg/s의 속도로 회전한다. 이후, 87도의 제1 한계 스위치 접점에 진입하면 3 deg/s의 속도로 낮추어 회전을 지속한다. 이에, 3 deg/s의 속도로 낮춰서 회전을 지속한다고 하더라도 회전 관성에 의하여 제2 한계 스위치 접점인 94도까지 블레이드가 회전한다.For example, in a sensorless control for a blade with angular displacement of 0 degrees, it rotates at a rate of 5 deg / s to 87 degrees. Thereafter, when the first limit switch contact point of 87 degrees enters, the rotation is continued at a speed of 3 deg / s. Therefore, even if the rotation is continued at a speed of 3 deg / s, the blade rotates to the second limit switch contact point of 94 degrees by the rotational inertia.

또한, 94도의 제2 한계 스위치 접점에 진입하면 1 deg/s의 속도로 낮추어 반대방향으로 블레이드 회전을 제어한다. 이를 통해 블레이드 회전 정지의 최종 목표지점인 91도에서 블레이드 회전 정지를 하게 된다.In addition, when entering the second limit switch contact of 94 degrees, the rotation of the blade is controlled in the opposite direction by lowering at a rate of 1 deg / s. This causes the blade to stop rotating at the final target point of the rotation stop of the blade at 91 degrees.

즉, 도 1에 도시된 바와 같이, 블레이드에 대한 센서리스(Sensorless) 제어 시 제1 한계 스위치 접점 및 제2 한계 스위치 접점을 각각 통과하는 지점에서 각속도의 크기가 급격하게 변하여 피치 시스템의 피로도가 누적될 뿐만 아니라, 회전 관성에 의해 블레이드가 목표 지점을 경유한 후 재차 역회전 제어를 통해 목표 지점에 이르게 하는 문제점이 있다.That is, as shown in FIG. 1, when the sensorless control is applied to the blades, the magnitude of the angular velocity suddenly changes at the points passing through the first limit switch contact and the second limit switch contact, In addition, there is a problem that the blade reaches the target point through the target point through the rotation inertia and then through the reverse rotation control again.

일본 공개특허공보 제2003-197565(2003.07.11)Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-197565 (Jul. 2003)

따라서, 본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 풍력발전기의 피치 시스템에 고장이 발생한 경우 단일의 한계 스위치 접점에 의해 기 정해진 과도응답 특성으로 블레이드의 회전 제어를 수행함으로써, 풍력발전기의 정지를 위한 페더링(Feathering) 제어의 안정도를 향상시키는 풍력발전기의 피치 시스템에 대한 고장 시 비상 제어 방법 및 이에 적용되는 장치를 제공하는 데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in order to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a method of controlling rotation of a blade in a transient response characteristic predetermined by a single limit switch contact when a failure occurs in a pitch system of a wind turbine Thereby improving the stability of the feathering control for stopping the wind turbine generator. The present invention also provides an emergency control method for a failure in a pitch system of a wind turbine generator, and a device applied thereto.

본 발명의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The objects of the present invention are not limited to the above-mentioned objects, and other objects not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제1 관점에 따른 풍력발전기의 피치 시스템에 대한 고장 시 비상 제어 방법은 풍력발전기의 피치 시스템에 고장이 발생한 경우 블레이드의 회전 제어를 비상 제어 모드로 수행하는 단계, 한계 스위치로부터 접점 신호를 수신할 시 임의의 블레이드가 한계 스위치 접점에 진입한 것으로 판정하는 단계, 상기 판정을 한 시점 이후 상기 블레이드의 회전 제어를 기 정해진 과도응답 특성을 갖는 회전 제어로 변경하여 수행하는 단계 및 상기 임의의 블레이드에 대한 목표 지점 진입에 따라 상기 비상 제어 모드를 종료하는 단계를 포함한다.According to a first aspect of the present invention, there is provided an emergency control method for a failure in a pitch system of a wind turbine, comprising the steps of: performing rotation control of a blade in an emergency control mode when a failure occurs in a pitch system of a wind turbine; Determining that an arbitrary blade has entered the limit switch contact when receiving the contact signal from the limit switch, and changing the rotation control of the blade to the rotation control having predetermined transient response characteristics after the point of time of the determination And terminating the emergency control mode according to entry of a target point for the arbitrary blade.

바람직하게는, 상기 비상 제어 모드로 수행하는 단계는 상기 한계 스위치 접점에 진입하기 전까지 기 정해진 특정 각속도를 지속하는 회전 제어를 수행한다.Advantageously, the step of performing in the emergency control mode performs a rotation control that continues the predetermined angular velocity until entering the limit switch contact.

바람직하게는, 상기 한계 스위치 접점은 단일 개수로 구비된다.Preferably, the limit switch contacts are provided in a single number.

바람직하게는, 상기 과도응답 특성을 갖는 회전 제어는 다음의 수식을 갖는 함수를 통해 수행된다.Preferably, the rotation control having the transient response characteristic is performed through a function having the following formula.

[수식][Equation]

Figure 112013093388166-pat00001
Figure 112013093388166-pat00001

(단, y: 각속도(deg/s), a: 밑, x: 진수)(Where y: angular velocity (deg / s), a: under, x: decimal)

바람직하게는, 상기 x의 양의 값은 큰 값에서 작은 값으로 변하는 값이다.Preferably, the positive value of x is a value that changes from a large value to a small value.

바람직하게는, 상기 x의 양의 값은 32에서 1로 변하는 값이며, 상기 a의 값은 2이다.Preferably, the positive value of x is a value varying from 32 to 1, and the value of a is 2.

그리고, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제2 관점에 따른 풍력발전기의 피치 시스템은 블레이드, 상기 블레이드의 회전속도 및 회전각을 측정하는 엔코더, 풍력발전기의 피치 시스템에 이상이 발생하여 비상 제어 모드로 상기 블레이드에 대한 회전 제어가 수행되는 경우 상기 블레이드의 회전에 대해 한계 스위치 접점을 제공하기 위한 단일의 한계 스위치 및 상기 엔코더 및 상기 한계 스위치로부터 각각 제공되는 출력 신호를 판정한 결과를 통해 상기 블레이드의 회전 제어를 기 정해진 특정 각속도로 지속하고, 상기 블레이드의 한계 스위치 접점을 경유하는 시점 이후로는 기 정해진 과도응답 특성으로 상기 블레이드의 회전 제어를 수행하는 제어기를 포함한다.In order to achieve the above object, according to a second aspect of the present invention, there is provided a pitch system for a wind turbine, comprising: a blade; an encoder for measuring a rotation speed and a rotation angle of the blade; A single limit switch for providing a limit switch contact for rotation of the blades when rotation control is performed on the blades, and an output signal provided from the encoder and the limit switch, respectively, And a controller for controlling the rotation of the blades by a predetermined transient response characteristic after a time point at which the rotation control is continued at a predetermined specific angular velocity and the blade passes the limit switch contact point.

바람직하게는, 상기 제어기는 상기 과도응답 특성을 갖는 회전 제어를 통한 상기 블레이드의 회전 감소를 통해 목표 지점에서 상기 블레이드의 정지를 완료한다.Advantageously, the controller completes the stop of the blade at the target point through rotation reduction of the blade through rotation control having the transient response characteristic.

바람직하게는, 상기 제어기는 상기 과도응답 특성을 갖는 회전 제어를 수행하면서 상기 블레이드의 목표 지점 도달 여부를 추가 판정한 후, 추가 판정 결과에 기초하여 상기 블레이드의 정지를 완료한다.Preferably, the controller performs rotation control having the transient response characteristic, further determines whether or not the blade has reached a target point, and then completes stopping the blade based on the determination result.

따라서, 본 발명에서는 풍력발전기의 피치 시스템에 고장이 발생한 경우 단일의 한계 스위치 접점에 의해 기 정해진 과도응답 특성으로 블레이드의 회전 제어를 수행함으로써, 풍력발전기의 정지를 위한 페더링(Feathering) 제어의 안정도를 향상시킬 수 있으며, 한계 스위치 접점을 통과하는 지점에서 각속도의 크기가 급격하게 변화하는 것을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 회전 관성에 의해 블레이드가 목표 지점을 경유함에 따른 역회전 제어를 전혀 수행할 필요가 없는 이점이 있다.Therefore, according to the present invention, when a failure occurs in the pitch system of the wind power generator, the rotation control of the blades is performed by the transient response characteristic predetermined by the single limit switch contact, and the stability of the feathering control for stopping the wind power generator It is possible to prevent the magnitude of the angular velocity from suddenly varying at the point passing through the limit switch contact and also to perform the reverse rotation control according to the rotation inertia of the blade via the target point There is no advantage.

본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The effects of the present invention are not limited to the effects mentioned above, and other effects not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the description of the claims.

도 1은 종래의 기술에 따른 피치 시스템에 대한 비상 제어 시의 각속도 변화를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시 예에 따른 풍력발전기의 피치 시스템을 나타내는 도면이다.
도 3은 도 2에 도시된 피치 시스템에 대한 비상 제어 시의 각속도 변화를 일실시 예로 나타내는 도면이다.
도 4는 도 2에 도시된 피치 시스템의 한계 스위치 접점을 일실시 예로 나타내는 도면이다.
그리고, 도 5는 도 2에 도시된 피치 시스템의 동작 과정을 일실시 예로 나타내는 도면이다. FIG. 1 is a diagram showing a change in angular velocity at the time of emergency control for a pitch system according to a conventional technique.
2 is a diagram showing a pitch system of a wind turbine according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a diagram showing an angular velocity change at the time of emergency control for the pitch system shown in FIG. 2 in one embodiment.
4 is a diagram showing a limit switch contact of the pitch system shown in Fig. 2 in one embodiment.
5 is a diagram illustrating an operation of the pitch system shown in FIG. 2 according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 다음과 같이 상세히 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명의 일실시 예에 따른 풍력발전기의 피치 시스템을 나타내는 도면이다.2 is a diagram showing a pitch system of a wind turbine according to an embodiment of the present invention.

도 2에 도시된 바와 같이, 풍력발전기의 피치 시스템은 피치 시스템에 고장이 발생한 경우 단일의 한계 스위치(300) 접점에 의해 기 정해진 과도응답 특성으로 블레이드(100)의 회전 제어를 수행하기 위한 구성을 갖춘다.As shown in FIG. 2, the pitch system of the wind power generator includes a configuration for performing rotation control of the blade 100 with a transient response characteristic predetermined by a single limit switch 300 contact in the event of a failure in the pitch system Equipped.

이를 위해, 풍력발전기의 피치 시스템은 풍력에 의해 회전하는 블레이드(100), 피치 시스템의 최종 출력값을 나타내는 블레이드(100)의 회전속도 및 회전각을 측정하는 엔코더(200), 피치 시스템에 이상이 발생한 경우 비상 제어 모드로 동작하는 블레이드(100)의 회전 제어와 관련하여 한계 스위치(300) 접점을 제공하기 위한 단일의 한계 스위치(300), 및 전술한 엔코더(200) 및 한계 스위치(300)로부터 제공되는 출력 신호를 판정한 결과에 따라 피치 시스템에 고장이 발생한 경우 블레이드(100)가 단일의 한계 스위치(300) 접점을 경유할 때 기 정해진 과도응답 특성으로 블레이드(100)의 회전 제어를 수행하는 제어기(400)를 포함할 수 있다.To this end, the pitch system of the wind power generator includes a blade 100 rotating by wind force, an encoder 200 measuring the rotation speed and rotation angle of the blade 100 indicating the final output value of the pitch system, A single limit switch 300 for providing a limit switch 300 contact in connection with the rotation control of the blade 100 operating in the emergency control mode and a limit switch 300 provided from the encoder 200 and the limit switch 300 described above The controller 100 controls the rotation of the blade 100 with a predetermined transient response characteristic when the blade 100 passes the single limit switch 300 contact when a failure occurs in the pitch system according to the result of determining the output signal of the blade 100. [ (400).

여기서, 위에서 설명된 단일의 한계 스위치(300) 접점은 87도로 설정될 수 있다. 이하, 87도로 단일의 한계 스위치(300) 접점이 설정된 것을 일례로 하여 본 발명을 설명한다.Here, the single limit switch 300 contact described above can be set at 87 degrees. Hereinafter, the present invention will be described as an example in which a single limit switch 300 contact point of 87 degrees is set.

제어기(400)는 87도의 한계 스위치(300) 접점으로 블레이드(100)가 진입하기 전까지 블레이드(100)에 대한 회전 제어를 5 deg/s의 각속도로 동일하게 유지한다. 이때, 5 deg/s의 각속도라 함은 피치 시스템에서의 블레이드(100) 회전 제어 시에 통상 수행하는 각속도를 일례로 한 것이며, 다른 각속도로 설정될 수 있다.The controller 400 maintains the rotation control for the blade 100 at an angular velocity of 5 deg / s until the blade 100 enters the limit switch 300 contact at an angle of 87 degrees. In this case, the angular velocity of 5 deg / s is an example of the angular velocity that is normally performed in the rotation control of the blade 100 in the pitch system, and may be set to another angular velocity.

또한, 제어기(400)는 블레이드(100)가 단일의 한계 스위치(300) 접점에 진입한 경우, 비상 정지를 위한 목표 지점(예: 91도)까지 기 정해진 과도응답 특성으로 블레이드(100) 회전 제어를 수행하여 한계 스위치(300) 접점을 통과하는 지점에서 각속도의 크기가 임계 변위 이상으로 급격하게 변화하는 것을 방지하고, 회전 관성에 의해 블레이드(100)가 목표 지점을 지나쳐 이후 역회전 제어가 요구되는 상황을 방지할 수 있다.The controller 400 also controls the rotation of the blade 100 to a predetermined transient response characteristic up to a target point (for example, 91 degrees) for emergency stop when the blade 100 enters a single limit switch 300 contact To prevent the magnitude of the angular velocity from suddenly changing beyond the critical displacement at the point passing through the limit switch 300 contact point and to prevent the blade 100 from passing over the target point due to the rotational inertia, The situation can be prevented.

즉, 87도에 설치된 단일의 한계 스위치(300)에 대한 접점이 발생한 이후 목표 지점이 91도인 경우에 목표 지점에 도달하기 위해서는 4도를 더 블레이드(100) 회전을 하여야 한다.That is, when the target point is 91 degrees after the contact point to the single limit switch 300 installed at 87 degrees, the blade must be rotated 4 degrees to reach the target point.

또한, 모터와 블레이드(100) 베어링 사이의 기어 비는 '1630 대 1'로 구비될 수 있다. 이는, 모터가 1630번 회전을 하면 블레이드(100)는 1회전(360도 회전)을 한다는 것을 의미한다. 다음의 수식 1을 통해 표현 가능하다.Further, the gear ratio between the motor and the blade 100 may be set to '1630 to 1'. This means that when the motor rotates 1630 times, the blade 100 performs one rotation (360 degrees rotation). Can be expressed by the following equation (1).

[수식 1][Equation 1]

1630 : 360 = r : 4
1630: 360 = r: 4

전술된 수식 1에 따라, 모터는 87도에 위치한 한계 스위치(300) 접점을 지난 후 18.1 회전을 하면 목표 지점에 도달 가능하다.According to the above-described Equation 1, the motor is able to reach the target point by 18.1 turns after passing the limit switch 300 contact located at 87 degrees.

모터가 18.1 회전을 하는 동안 블레이드(100)의 각속도를 기 정해진 과도응답 특성으로 회전 제어하여야 목표 지점에 정확히 도달 및 정지하는 것이 가능하다. It is possible to precisely reach and stop at the target point by rotationally controlling the angular velocity of the blade 100 during the 18.1 rotation of the motor with predetermined transient response characteristics.

예컨대, 위 언급된 과도응답 특성의 회전 제어라 함은 도 3에 도시된 바와 같이 로그함수로 줄어드는 함수를 갖는 회전 제어로 설정될 수 있다.For example, the above-mentioned rotation control of the transient response characteristic may be set to rotation control having a function reduced to a logarithmic function as shown in FIG.

즉, 블레이드(100)가 단일의 한계 스위치(300) 접점에 도달할 경우 다음의 수식 2에 의한 회전 제어를 통해 동작 될 수 있다.That is, when the blade 100 reaches a single limit switch 300 contact, it can be operated through the rotation control according to the following equation (2).

[수식 2][Equation 2]

Figure 112013093388166-pat00002
Figure 112013093388166-pat00002

(단, y: 각속도(deg/s), a: 밑, x: 진수)
(Where y: angular velocity (deg / s), a: under, x: decimal)

수식 2에서, (-x)는 x가 커질수록 y의 값이 작아진다. 즉, x의 양의 값이 큰 값에서 작은 값으로 변할수록 y의 값은 0에 수렴하게 된다.In (2), (-x) becomes smaller as x becomes smaller. That is, as the positive value of x changes from a large value to a small value, the value of y converges to zero.

이를 정리하여, 진수의 값이 작아지는 로그함수를 다시 도출하면 다음의 수식 3과 같다.The logarithm of the logarithm of the logarithm of the logarithm of the logarithm of the logarithm of the logarithm of the logarithm of the logarithm of the logarithm of the logarithm of the base of

[수식 3][Equation 3]

Figure 112013093388166-pat00003
Figure 112013093388166-pat00003

(단, y: 각속도(deg/s), a: 2, x: 32 에서 1)
(Where y: angular velocity (deg / s), a: 2, x: 32 to 32)

x가 32일 때, 'y = 5 deg/s'이며, x가 1일 때, 'y = 0 deg/s'가 된다. When x is 32, 'y = 5 deg / s' and when x is 1, 'y = 0 deg / s'.

따라서, 87도의 한계 스위치(300) 접점에 블레이드(100)가 진입한 것을 나타내는 접점 신호가 수신되면 모터의 속도는 점차적으로 줄어들게 되며, 이후 안정된 센서리스(Sensorless)를 하게 된다. 즉, 블레이드(100)가 18.1 회전을 하는 동안 x는 32에서 1로 디스카운트하면 가능하다.Accordingly, when a contact signal indicating that the blade 100 has entered the contact point of the limit switch 300 at an angle of 87 degrees is received, the speed of the motor gradually decreases, and then the sensorless sensorless operation is performed. That is, x can be reduced from 32 to 1 while the blade 100 rotates 18.1 times.

도 4는 도 2에 도시된 피치 시스템의 한계 스위치(300) 접점을 일실시 예로 나타내는 도면이다.FIG. 4 is a diagram showing a limit switch 300 contact of the pitch system shown in FIG. 2 in one embodiment.

도 4에 도시된 바와 같이, 피치 시스템의 비상 제어 시에 블레이드(100) 회전 제어는 5 deg/s의 각속도를 단일의 한계 스위치(300) 접점에 진입하기 전까지 지속한다.As shown in Fig. 4, in the emergency control of the pitch system, the rotation control of the blade 100 continues until an angular velocity of 5 deg / s enters a single limit switch 300 contact.

이후, 제어기(400)는 한계 스위치(300)로부터 접점 신호를 수신하는 경우, 수신한 접점 신호를 통해 블레이드(100)가 단일의 한계 스위치(300) 접점에 진입한 것으로 판정하고, 판정 시점 이후의 블레이드(100) 회전 제어를 기 정해진 과도응답 특성을 갖는 회전 제어로 변경한다. 즉, 기 정해진 과도응답 특성이라 함은 도 3에 도시된 함수를 갖는 특성이 될 수 있다.When the controller 400 receives the contact signal from the limit switch 300, the controller 400 determines that the blade 100 has entered the single limit switch 300 contact point through the received contact signal, The rotation control of the blade 100 is changed to the rotation control having predetermined transient response characteristics. That is, the predetermined transient response characteristic may be a characteristic having the function shown in FIG.

이에 따라, 블레이드(100)의 회전은 기 정해진 과도응답 특성으로 회전을 하게 되고, 이로 인한 점차적인 회전속도 감소로 인해 목표 지점(예: 91도)에 정확히 도달하여 정지할 수 있게 된다.As a result, the rotation of the blade 100 is rotated by a predetermined transient response characteristic, and due to the gradual decrease of the rotational speed due to this, the target point (e.g., 91 degrees) can be accurately reached and stopped.

그리고, 도 5는 도 2에 도시된 피치 시스템의 동작 과정을 일실시 예로 나타내는 도면이다. 5 is a diagram illustrating an operation of the pitch system shown in FIG. 2 according to an embodiment of the present invention.

도 5에 도시된 바와 같이, 풍력발전기의 피치 시스템에 대한 고장 시 비상 제어 방법은 풍력발전기의 피치 시스템에 고장이 발생한 경우 비상 제어 모드로 동작하는 것으로 진행된다(S1 및 S3).As shown in FIG. 5, in the event of a failure in the pitch system of the wind turbine, the emergency control method in case of failure to the pitch system of the wind turbine proceeds to operate in the emergency control mode (S1 and S3).

이후, 회전 중인 블레이드(100)가 단일의 한계 스위치(300) 접점에 진입하기 전인 상태인지 여부를 판정한다(S5).Then, it is determined whether or not the rotating blade 100 is in a state before entering the single limit switch 300 contact (S5).

S5 단계의 판정 결과, 회전 중인 블레이드(100)가 단일의 한계 스위치(300) 접점에 진입하기 전인 상태이면, 회전 중이던 각속도(예: 5 deg/s)를 동일하게 유지하는 제어를 지속한다(S7).As a result of the determination in step S5, control is continued to maintain the same angular velocity (for example, 5 deg / s) while the rotating blade 100 is in the state before entering the single limit switch 300 contact point (S7 ).

반면에, S5 단계의 판정 결과에서 회전 중인 블레이드(100)가 단일의 한계 스위치(300) 접점에 진입하는 시점 이후로는 기 정해진 과도응답 특성으로 블레이드(100)의 각속도를 단계적으로 줄이는 회전 제어를 수행한다(S9).On the other hand, in the determination result of step S5, after the point of time when the rotating blade 100 enters the single limit switch 300 contact point, rotation control for gradually reducing the angular velocity of the blade 100 by the predetermined transient response characteristic is performed (S9).

이후, 블레이드(100)가 목표 지점(예: 91도)에 도달하였는지 여부를 지속적으로 판정하여 전술된 과도응답 특성을 갖는 회전 제어를 지속할 것인지 또는 블레이드(100)의 회전 제어를 정지할 것인지를 판정한 후 그 결과에 따른 추후 제어를 진행하거나, 전술된 바와 같이 단일의 한계 스위치(300) 접점을 지나는 시점 이후 기 정해진 과도응답 특성을 갖는 제어를 수행한 결과로 목표 지점에서 정확히 블레이드(100) 정지를 수행하도록 설정되는 것이 가능하다(S11 및 S13).Thereafter, whether to continue the rotation control with the above-described transient response characteristic or to stop the rotation control of the blade 100 by continuously determining whether or not the blade 100 has reached the target point (e.g., 91 degrees) The control of the blade 100 is performed at the target point as a result of performing the control according to the result of the control or performing the control having the predetermined transient response characteristic after the point of time passing the single limit switch 300 contact point as described above, It is possible to set it to perform the stop (S11 and S13).

이상과 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be practical exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, It will be understood. It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative in all aspects and not restrictive.

또한, 본 발명은 풍력발전기의 피치 시스템에 고장이 발생한 경우 단일의 한계 스위치 접점에 의해 기 정해진 과도응답 특성으로 블레이드의 회전 제어를 수행함으로써, 풍력발전기의 정지를 위한 페더링(Feathering) 제어의 안정도를 향상시키는 것임에 따라, 시판 또는 영업의 가능성이 충분할 뿐만 아니라 현실적으로 명백하게 실시할 수 있는 정도이므로 산업상 이용가능성이 있는 발명이다.Further, according to the present invention, when a failure occurs in the pitch system of a wind turbine generator, rotation control of the blades is performed with a transient response characteristic predetermined by a single limit switch contact point, and stability of feathering control for stopping the wind turbine generator It is not only a possibility of commercialization or sales, but also a possibility that can be practically and practically used.

100: 블레이드 200: 엔코더
300: 한계 스위치 400: 제어기100: Blade 200: Encoder
300: Limit switch 400: Controller

Claims (9)

풍력발전기의 피치 시스템에 고장이 발생한 경우 블레이드의 회전 제어를 비상 제어 모드로 수행하는 단계;
한계 스위치로부터 접점 신호를 수신할 시 임의의 블레이드가 한계 스위치 접점에 진입한 것으로 판정하는 단계;
상기 판정을 한 시점 이후 상기 블레이드의 회전 제어를 기 정해진 과도응답 특성을 갖는 회전 제어로 변경하여 수행하는 단계; 및
상기 임의의 블레이드에 대한 목표 지점 진입에 따라 상기 비상 제어 모드를 종료하는 단계;를 포함하는 풍력발전기의 피치 시스템에 대한 고장 시 비상 제어 방법.Performing rotation control of the blade in an emergency control mode when a failure occurs in the pitch system of the wind power generator;
Determining that any blade has entered the limit switch contact upon receiving the contact signal from the limit switch;
Changing the rotation control of the blade to a rotation control having a predetermined transient response characteristic after performing the determination; And
And terminating the emergency control mode according to entry of a target point for the arbitrary blade. 제1 항에 있어서,
상기 비상 제어 모드로 수행하는 단계는 상기 한계 스위치 접점에 진입하기 전까지 기 정해진 특정 각속도를 지속하는 회전 제어를 수행하는 풍력발전기의 피치 시스템에 대한 고장 시 비상 제어 방법.The method according to claim 1,
Wherein the step of performing in the emergency control mode performs rotation control to maintain a predetermined angular velocity until entering the limit switch contact. 제1 항에 있어서,
상기 한계 스위치 접점은 단일 개수로 구비되는 풍력발전기의 피치 시스템에 대한 고장 시 비상 제어 방법.The method according to claim 1,
Wherein the limit switch contacts are provided in a single number. 제1 항에 있어서,
상기 과도응답 특성을 갖는 회전 제어는 다음의 수식을 갖는 함수를 통해 수행되는 풍력발전기의 피치 시스템에 대한 고장 시 비상 제어 방법.
[수식]
Figure 112013093388166-pat00004

(단, y: 각속도(deg/s), a: 밑, x: 진수)The method according to claim 1,
Wherein the rotation control having the transient response characteristic is performed through a function having the following formula.
[Equation]
Figure 112013093388166-pat00004

(Where y: angular velocity (deg / s), a: under, x: decimal) 제4 항에 있어서,
상기 x의 양의 값은 큰 값에서 작은 값으로 변하는 값인 풍력발전기의 피치 시스템에 대한 고장 시 비상 제어 방법.5. The method of claim 4,
Wherein the positive value of x is a value changing from a large value to a small value. 제5 항에 있어서,
상기 x의 양의 값은 32에서 1로 변하는 값이며, 상기 a의 값은 2인 풍력발전기의 피치 시스템에 대한 고장 시 비상 제어 방법.6. The method of claim 5,
Wherein the positive value of x is a value varying from 32 to 1, and the value of a is two. 블레이드;
상기 블레이드의 회전속도 및 회전각을 측정하는 엔코더;
풍력발전기의 피치 시스템에 이상이 발생하여 비상 제어 모드로 상기 블레이드에 대한 회전 제어가 수행되는 경우 상기 블레이드의 회전에 대해 한계 스위치 접점을 제공하기 위한 단일의 한계 스위치; 및
상기 엔코더 및 상기 한계 스위치로부터 각각 제공되는 출력 신호를 판정한 결과를 통해 상기 블레이드의 회전 제어를 기 정해진 특정 각속도로 지속하고, 상기 블레이드의 한계 스위치 접점을 경유하는 시점 이후로는 기 정해진 과도응답 특성으로 상기 블레이드의 회전 제어를 수행하는 제어기;를 포함하는 풍력발전기의 피치 시스템.blade;
An encoder for measuring a rotation speed and a rotation angle of the blade;
A single limit switch for providing a limit switch contact for rotation of the blade when an error occurs in the pitch system of the wind turbine and rotation control for the blade in the emergency control mode is performed; And
Continuing the rotation control of the blades at a predetermined angular velocity through a result of determining an output signal provided from the encoder and the limit switch, respectively, and after a time point via the limit switch contact of the blade, And a controller for controlling the rotation of the blades in accordance with the rotation of the rotor. 제7 항에 있어서,
상기 제어기는 상기 과도응답 특성을 갖는 회전 제어를 통한 상기 블레이드의 회전 감소를 통해 목표 지점에서 상기 블레이드의 정지를 완료하는 풍력발전기의 피치 시스템.8. The method of claim 7,
Wherein the controller completes the stopping of the blade at a target point through rotation reduction of the blade through rotation control having the transient response characteristic. 제7 항에 있어서,
상기 제어기는 상기 과도응답 특성을 갖는 회전 제어를 수행하면서 상기 블레이드의 목표 지점 도달 여부를 추가 판정한 후, 추가 판정 결과에 기초하여 상기 블레이드의 정지를 완료하는 풍력발전기의 피치 시스템.8. The method of claim 7,
Wherein the controller further determines whether the blade reaches a target point while performing rotation control having the transient response characteristic, and then completes stopping the blade based on a result of the additional determination.
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