NO323807B1 - Fremgangsmate og system for hydraulisk overforing - Google Patents

Fremgangsmate og system for hydraulisk overforing Download PDF

Info

Publication number
NO323807B1
NO323807B1 NO20055038A NO20055038A NO323807B1 NO 323807 B1 NO323807 B1 NO 323807B1 NO 20055038 A NO20055038 A NO 20055038A NO 20055038 A NO20055038 A NO 20055038A NO 323807 B1 NO323807 B1 NO 323807B1
Authority
NO
Norway
Prior art keywords
hydrostatic
speed
pump
displacement
motor
Prior art date
Application number
NO20055038A
Other languages
English (en)
Other versions
NO20055038D0 (no
NO20055038L (no
Inventor
Peter Chapple
Original Assignee
Chapdrive As
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 Chapdrive As filed Critical Chapdrive As
Priority to NO20055038A priority Critical patent/NO323807B1/no
Publication of NO20055038D0 publication Critical patent/NO20055038D0/no
Priority to AU2006309370A priority patent/AU2006309370B2/en
Priority to EP06812807A priority patent/EP1945946A1/en
Priority to US11/921,659 priority patent/US7863767B2/en
Priority to CA002627859A priority patent/CA2627859A1/en
Priority to PCT/NO2006/000390 priority patent/WO2007053036A1/en
Priority to JP2008538840A priority patent/JP2009513882A/ja
Priority to CN2006800406095A priority patent/CN101300421B/zh
Priority to EA200801242A priority patent/EA013064B1/ru
Publication of NO20055038L publication Critical patent/NO20055038L/no
Publication of NO323807B1 publication Critical patent/NO323807B1/no

Links

Classifications

    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70Wind energy
    • Y02E10/72Wind turbines with rotation axis in wind direction

Landscapes

  • Control Of Eletrric Generators (AREA)
  • Control Of Fluid Gearings (AREA)

Abstract

En fremgangsmåte for regulering av et hydrostatisk overføringssystem, hvor en lavhastighets, hydrostatisk fortrengningspumpe er drevet av en vind- eller vannturbin, som opererer med varierende hastighet som følge av variasjoner i drivmediet. Utmålingen fra lavhastighetsfortrengningspumpen leveres til en hydrostatisk motor som driver en elektrisk generator som mater et elektrisk kraftforbrukende system. Fortrengningen i den hydrostatiske motoren varieres i et tilbakekoplet system for å frembringe en endring i den relative rotasjonshastigheten til pumpe- og motorenheten. En hydrostatisk overføring for en elektrisk generator drevet av en vind- eller vannturbin omfatter en hydrostatisk pumpe 21 som drives av vind- eller vannturbinen, en hydrostatisk motor 24 matet av den hydrostatiske pumpen, hvor den hydrostatiske motoren er koplet til den elektriske generatoren 31. En reguleringskrets 30 er frembragt for å variere fortrengningen til den hydrostatiske motoren 31 i et tilbakekoplet system, for å variere den relative rotasjonshastigheten til den hydrostatiske pumpen og motoren.

Description

Fremgangsmåte og system for hydraulisk overføring
Oppfinnelsen vedrører et hydrostatisk overføringssystem som beskrevet i den innledende delen av krav 1 og videre en fremgangsmåte som beskrevet i den innledende delen av krav 6, for regulering av et hydrostatisk overføringssystem for å drive en elektrisk generator drevet av en vind- eller vannturbin. Oppfinnelsen inkluderer også et vindkraftverk med i det minste to vindturbiner som hver er plassert på toppen av et tårn.
Bakgrunn
Flere kraftverk med en eller flere kraftenheter har blitt foreslått med en hydraulisk overføring mellom kraftenheten(e) og en elektrisk generator. Den ene eller de flere kraftenhetene kan være vindturbiner, vannturbiner, f.eks. for tidevannskraftverk eller bølgekraftverk. Slike overføringer vil tillate flere drivenheter å drive en hydraulisk motor tilkoplet en elektrisk generator, en pumpe eller en annen arbeidende maskin.
F.eks. har vindkraftverk med en vindturbin som driver en hydraulisk pumpe med en overføring til en hydraulisk motor lenge vært kjent.
I tysk patentsøknad 30 25 563 (Calzoni 1980) er en hydraulisk overføring for et vindkraftverk forestått, hvor igangsettingen er manuelt regulert av en reguleringsventil og det maksimale driftstrykket er begrenset av en trykkreguleringsventil. Ingen regulering er tilveiebragt for opprettholdelse av en fast hydraulisk motorhastighet eller optimalisering av turbindriften.
Japansk patentsøknad (Matsushita Seiko 1986) beskriver et vindkraftverk med en hydraulisk pumpe- og elektrisk generatorenhet plassert ved fundamentet til vindturbintårnet. Denne publikasjonen viser ikke noe reguleringssystem for regulering av motorhastigheten eller turbinens hastighet eller bladvtnkel.
WIPO-publikasjon WO 94/19605 (Gelhard 1994) beskriver et vindkraftverk med flere turbinenheter som kan sammenkoples for å drive en hydraulisk motor- og generatorenhet plassert ved fundamentet til en av enhetene. Det er ikke beskrevet noe forslag til hastighetsregulering.
Fra beskrivelsen i US patent 4,503,673 (Schachle et al 1985) er det kjent at et vindkraftverk er tilkoplet en hydraulisk pumpe og en variabel fortrengningsmotor tilkoplet for å drive en elektrisk generator. Når man opererer med konstant hastighet er strømningen til motoren proporsjonal med dens fortrengning. For at turbinhasttgheten skal øke, må motorfortrengningen øke for å tillate en økning i strømningsraten gjennom motoren.
WIPO-publication WO 03/098037 (MLH Global 2003) beskriver en vindturbin méd en variabel fortrengning, trykk-kompensett hydrostatisk overføring. Et viktig mål med denne anordningen er å kontrollere overbelastning som følge av for høye hastigheter. Av denne grunn er det foreslått innretninger for å variere fortrengningen av overføringen som respons på trykkvariasjonene i oljekretsløpet. Den foreslåtte fortrengningsreguleringen er i drift under oppstarten og vil ikke gi noen form for moment- eller hastighetsregulering under normal drift.
I forbindelse med vindturbiner som driver en elektrisk generator ved et fast hastighetsforhold, er ulike reguleringssystemer for turbiners bladvinkel kjent. I WIPO-publikasjon WO 99/07996<Zond Energy Systems 1999) er et slikt reguleringssystem beskrevet, som ikke er egnet for hydraulisk overføring.
Fra beskrivelsen i US patent 4,622,473 (Curry, 1986) er det kjent å la flere bølgédrevne hydrauliske pumper drive en hydraulisk motor, som i sin tur driver en elektrisk generator. Dette systemet har ikke noe hydraulisk reguleringssystem for opprettholdelse av enhver særskilt frekvens.
I beskrivelsen av US patent 6,911,743 (Ishizaki, 200S) benyttes signalet fra en vindhastighetsmåling til å variere generatorens rotasjonshastighet. Overføringen av energi skjer ved hjelp av et mekanisk system med planetgir. Det benyttes et hydraulisk overføringssystem i parallell med energioverføringssystemet for å styre planetgirets utveksling basert på vindhastigheten.
Fra beskrivelsen av Norsk patentsøknad NO20045446 er det kjent å benytte trykkmål inger for å opprettholde konstant dreiemomentleveranse for å opprettholde generatorens rotasjonshastighet.
I US patentsøknad 2005/194787 og internasjonal patentsøknad WO-2004/088132 beskrives en vindturbin der overføringen av energi til generatoren er mekanisk gir-drevet. Den hydrostatiske styringskretsen er parallellkoplet med det mekaniske overføringssystemet og benyttes til å variere utvekslingsforholdettil den mekaniske overføringen.
Fransk patentsøknad FR27755473 beskriver et hydraulisk transmisjonssystem benyttet for overføring av energi fra en vindturbin til en elektrisk generator med varierende forskyvning i pumpen og motoren.
US patent 4,280,061 beskriver en fremgangsmåte og et apparat for å generere elektrisitet fra vindenergi, hvor en vindturbin driver en energtomformer som setter opp et moment mot vindturbinen som er proporsjonal med kvadratet av rotasjonshastigheten til vindturbinen, slik at vindturbinen kan operere med fast bladvinkel.
Vind og vannturbiner er for tiden viktige anordninger for å generere energi. Som en konsekvens av manglene i kjent teknologi for hydraulisk overføring for vindkraftverk, er det nyeste innen konstruksjon av slike anlegg bruken av turbin- generatorenheter med en girboks (girboks) med høy utveksling på toppen av turbintårnet. Denne konstruksjonen medfører en rekke strukturelle problemer, som har begrenset størrelsen og avgitt effekt fra anleggene og redusert effektiviteten. Bruken av girbokser har dermed økt vekten og kostnadene og støyen knyttet til vindkraftverk. Videre har det fremtvunget bruken av enkeltenhetsanlegg, slik at kostnaden og vekten av hver enhet øker.
Formål med oppfinnelsen
Bruken av en hydraulisk overføring for vind- og vannanvendelser medfører noen fordeler i forhold til mekaniske kraftsystemer som inkluderer frembringelsen av et middel for å variere hastighetsforhotdet mellom turbinen og generatoren.
Hovedhensikten med oppfinnelsen er bruken av den variable hastighetsreguleringsegenskapen i det hydrauliske systemet for: • Drift av turbinen ved en konstant såkalt tip speed ratio (TSR) som medfører forbedret turbineffektivitet uten krav om en variabel bladvinkelregulering. • Regulering av hastigheten til den hydrauliske motoren og generatoren i det tilfellet der generatoren ikke er tilkoplet et elektrisk forsyningsnett Slik regulering er ikke mulig med en mekanisk overføring.
Generelt sett har hydrauliske enheter et stort effekt/vekt forhold, noe som reduserer størrelsen, og dermed installasjonskostnadene på bruksstedet. Denne situasjonen kan ytterligere forbedres ved . muligheten for å plassere motoren/generatoren separat fra turbinen, som ville medføre en reduksjon i vedlikeholdskostnadene.
Oppfinnelsen
I krav 1 er et hydrostatisk overføringssystem ifølge oppfinnelsen beskrevet, der ytterligere trekk ved dette systemet er beskrevet i kravene 2-5.
En fremgangsmåte ifølge oppfinnelsen er angitt i krav 6 i det medfølgende kravsettet. Ytterligere trekk ved denne fremgangsmåten er beskrevet i kravene 7-9.
Bruken av hydraulisk overføring ifølge oppfinnelsen vil medføre regulering av driftshastigheten og bedre virkningsgradens karakteristikk ved å bruke en turbin med blader med fast vinkel. Det er mulig at det er et redusert støynivå fra kraftverket på grunn av fraværet av en girboks med høy utveksling.
Fordelene ved det nye overføringssystemet med et reguleringssystem ifølge oppfinnelsen, er primært muligheten for å holde en konstant hastighet på generatorakselen samtidig som turbinhastigheten varierer. Oppfinnelsen muliggjør anvendelse av bakkebaserte motor-generatorenheter eller en enkelt motor- generatorenhet for flere vindturbinenheter. Kraftverkets hovedhydraulikkoverføringssystem vil også tilveiebringe hydraulikkolje til
bladvinkelreguleringssystemet der dette er påkrevd.
Fra beskrivelsen i US patent 4,503.673 (Schachles, 1979) måles det hydrauliske trykket generert av turbinpumpen og sammenliknes med en referanseverdi som varierer med vindhastigheten. Dersom trykket er lavere enn den forhåndsdefinerte verdien, økes motorfortrengningen, slik at turbinhastigheten øker inntil det faktiske trykket og det forhåndsdefinerte trykket er like. Dermed vil, ved økende vindhastighet, turbinhastigheten øke for å frembringe en konstant TSR, ettersom referanseverdien varierer med vindhastigheten.
Ifølge oppfinnelsen sammenliknes den forhåndsbestemte turbinhastigheten med den faktiske turbinhastigheten. Dersom den faktiske turbinhastigheten er mindre enn den forhåndsbestemte verdien, vil motorfortrengningen økes, noe som fører til en økning i turbinhastigheten inntil det er likevekt. For turbinhastigheter større enn den forhåndsbestemte verdien vil motorfortrengningen reduseres, og som en konsekvens reduseres også turbinhastigheten. Ved å variere den forhåndsbestemte verdien for turbinhastigheten med vindhastigheten vil den regulerte turbinhastigheten også varieres med vindhastigheten. Dette er innrettet på denne måten for å oppnå maksimal virkningsgrad for turbinen over variasjonsområdet for vind- og vannhastigheter.
Det er noen fordeler med turbinhastighetsregulering frembragt av oppfinnelsen sammenliknet med. trykkreguleringen beskrevet i beskrivelsen til US patent 4,503.673, som inkluderer: a) Forbedret nøyaktighet av arbeidspunktet for maksimal effektivitet. Dette skyldes den lave variasjonsraten i det hydrauliske trykket ved endringer i turbinhastigheten for en gitt vindhastighet, som kan skape usikkerhet t dens drift. Det er også sannsynlig at det grafiske forholdet er konkavt oppover, noe som kan forverre dette problemet. Ved bruk av turbinhastighetsregulering kan hastigheten som fører til at maksimal virkningsgrad for turbinen
blir mer bestemt mer nøyaktig.
b) Som et resultat av a), og også på grunn av måten det hydrauliske trykket oppstår i systemet, er det trolig at det vil være problemer med å frembringe en akseptabel dynamisk respons for et
trykkregulert system. I denne sammenheng, og for å unngå ustabilitet, måtte verdien av
forsterkningen i systemkontrolleren settes til et nivå som ytterligere ville forverre dens nøyaktighet i stabil tilstand.
Oppfinnelsen inkluderer også en fremgangsmåte for å regulere generatorhastigheten med et hydraulisk overføringssystem som beskrevet i kravene for situasjoner der generatoren ikke er tilkoplet det elektriske forsyningsnettet. Fordelene over kombineres med høy pålitelighet og lav vekt. Tap som utvikles i systemet i form av varme kan bli gjenvunnet og utnyttet i et separat varmegjenvinningssystem.
Eksempler
Ytterligere detaljer vedrørende oppfinnelsen vil fremkomme av beskrivelsen i de følgende eksempler, illustrert i de vedlagte tegninger, hvor Figur 1 viser et vindturbinkraftverk sett fra siden, plassert i et motorhus (nacelle) på toppen av et vindturbintårn, Figur 2 viser et skjema for en hydraulisk overførings- og reguleringskrets som omfatter en utførelse av oppfinnelsen,
Figur 3 viser et flytskjema for et servoreguleirngssystem for turbinhastighet,
Figur 4 viser et flytskjema for et servoreguleirngssystem for turbinbladyinkel,
Figur S viser et flytskjema for servoreguleringssystem for motorhastighet,
Figur 6 viser skjematisk, og sett fra siden, en utførelse av oppfinnelsen med flere vindturbinenheter som driver en enkelt hydraulisk motor- og generatorenhet plassert på bakken ved en av enhetene.
Kraftverket 11 i Figur 1 er plassert på toppen av et vindturbintårn 12 av kjent konstruksjon. Kraftverket 11 er fundamentert på et (lager) 13 slik at kraftverket 11 kan dreie på toppen av tårnet 12, med en dreiekrans 14 og et dreietannhjul IS, styrt av et turbinretningskontrollsystem ifølge kjent teknikk (ikke vist).
En fundamentramme 16 er permanent festet til fundamentet 13. Fundamentrammen 16 bærer de operative delene av vindkraftverket som omfatter et vindturbinnav med vindturbinbladéne 1S, en turbinaksel 19 montert på et lager 20 og tilkoplet en hydraulisk fortrengningspumpe 21 og med en bremseskive 23 mellom lageret 20 og den hydrauliske fortrengningspumpen 21.
Den hydrauliske, faste fortrengningspumpen 21 er tilkoplet en variabel fortrengningsmotor 24 ved et tilførselsrør 25 og et returrør 26. Det hydrauliske fluidet som kreves av det hydrostatiske systemet for å etterfylle fluid som forsvinner som følge av eksterne lekkasjer, leveres av pumpe 33 fra et reservoar 27. Driften av anlegget 11 er kontrollert av tre reguleringskretser vist skjematisk i Fig. 1: en generell reguleringskrets 28, en turbinbladvinkelsreguleringskrets 29, og en hastighetsreguleringskrets 30 for enten turbinen eller motoren. Valget av hastighetsreguleringsfunksjon er avhengig av generatorens tilkopling, noe som vil bli beskrevet senere. Bladvinkelreguleringskretsen 29 leverer hydraulisk fluid gjennom turbinakselen 19 fra den hydrauliske fortrengningspumpen 21. Den hydrauliske motoren 24 er koplet til en elektrisk generator 31
En innfatning eller motorhus 32 dekker komponentene i kraftverket 11 unntatt vindturbinnavet 17 og dets blader 18.
Figur 2 viser skjematisk komponentene i vindkraftverket 11 sammen med de hydrauliske komponentene og komponentene til reguleringssystemet.
Pumpen 21 og motoren 24 er innrettet som et hydrostatisk system med lukket sløyfe som er forsterket av strømning fra reservoaret av pumpen 33. Kretsen inneholder de vanlige komponentene for regulering av trykk, og kjølestrømning for pumpen 21 og motoren 24. Turbinnavet 17
inneholder innfestingen for bladene 18 hvis vinkel er kontrollert av et bladvinkelregulertngssystem 29 hvor dette er påkrevd. Strømning for dette formålet blir tatt fra pumpe 21 i likhet med enhver stramning som er påkrevd for å operere bremsen 23.
Regulatoren 30 benyttes til å variere motorfortrengningen i samsvar med kravet om å regulere enten turbinhastigheten eller motorhastigheten.
Pumpen 21 og motoren 24 er innrettet som et hydrostatisk system med lukket sløyfe, som er forsterket med strømning fra reservoaret av pumpen 33. Utmatingstrykket fra pumpe 33 er regulert av trykkbegrensningsventil 42 og tar sin strømning fra reservoaret gjennom filter 41. Denne strømmen som er under trykk overføres til lavtrykks-siden av den hydrostatiske kretsen ved hjelp av den ene eller andre av tilbakeslagsventilene 37. Strømning fra trykkbegrensningsventilen 42 blir ført gjennom husene til pumpen 21 og motoren 24 med hensikt å kjøle disse enhetene. Strømning kan også bli tappet av fra høytrykks-kretsen ved hjelp av spyleventilen 39 og trykkbegrensningsventilen 40, hvor denne strømmen blir tilsatt kjølestrømmen i huset til pumpe 21. Kjølestrømmén fra huset til motor 24 passeres gjennom kjøleren 44 og filteret 45 og returneres deretter til reservoaret. Under omstendigheter der det hydrostatiske systemtrykket overskrider en forhåndsbestemt verdi, vil den ene eller den andre av trykkbegrensningsvenulene 38 åpne for å la strømning passere til lavtrykks-siden av det hydrostatiske systemet.
Turbinnavet 17 inneholder innfestingen for bladene 18 hvis vinkel kontrolleres av et bladvinkelreguleringssystem 29 der dette er påkrevd. Strømning for dette formålet leveres av pumpen 21 og enhver strømning som er påkrevd for å operere bremsen 23. En akkumulator 34, som inneholder et fluidvolum som holdes under trykk av en gass, er koplet til denne kretsen slik at vinkelregulatoren kan opereres under fravær av trykk i den hydrostatiske kretsen. Bremsen 23
holdes på av fjærer og utløses av systemtrykk når ventil 35 betjenes. Tilbakeslags ventil 43 åpnes for å lade akkumulatoren når dens trykk er lavere enn det i den hydrostatiske kretsen.
Reguleringssystem
For å bedre den dynamiske responsen til hastighetsreguleringen og dens stabilitet, kan kjente kompensasjonsteknikker anvendes på motorfortrengningsreguleringssystemet 30. Disse inkluderer tilbakekopling av det hydrauliske trykket og bruk av PID (proporsjonal, integral og derivat) reguleringskretser som vil tillate at systemforsterkningen økes, noe som vil bedre dempningen og nøyaktigheten i likevektstilstand.
Sikkerhetsventil
I situasjoner der generatoren 'faller ut' av forsyningsnettet slik at det ikke er noen momentmotstand på motorakselen, er det nødvendig å forhindre overhastighet for turbinen. En hurtigvirkende ventil kan settes inn i kretsen som opererer slik at pumpestrømmen koples forbi motoren samtidig som det hydrauliske trykket opprettholdes.
Pumpefortrengn ingsregulering Fortrengningen i den hydrostatiske pumpen kan enten være fast eller variabel. For en variabel fortrengningspumpe kan fortrengningen være innrettet tit å være valgt, f.eks. som en funksjon av vind/vannhastigheten eller for å opprettholde et konstant leveransetrykk. Dette kan medføre fordeler som ikke ville være tilstede med en fast fortrengningspumpe. Slike fordeler kunne inneholde:
• En sam let økning av virkningsgraden for den hydrostatiske transm isjonen
• Forbedringer i reguleringskarakteristikkene ved å danne et konstant hydrostatisk trykk
• Kontroll av maksimumsverdier for høyt trykk uten behov for å forbikople høyt trykk, og slik unngå dannelse av unødvendig varme.
Oppfinnelsen vedrørende regulering av et vindkraftverk kan bli benyttet i to situasjoner relatert til tilkoplingen til et elektrisk forsyningsnett eller drift uten en slik tilkopling, dvs uavhengig.
Generator tilkoplet det elektriske forsyningsnettet
Når den variable fortrengningsmotoren opererer ved den faste (synkrone) hastigheten satt av et eksternt elektrisk forsyningsnett, varieres dens fortrengning for at turbinhastigheten skal opprettholdes på en forhåndsdefinert verdi. Dette oppnås ved et reguleringssystem som avføler turbinhastigheten, som blir sammenliknet med den forhåndsdefinerte verdien. For økninger i turbin/pumpehastigheten og de tilsvarende økningene i den hydrauliske strømningen, økes motorfortrengningen for å absorbere denne strømningen ved en konstant motorhastighet. Dermed kan turbinhastigheten reguleres ved sin forhåndsdefinerte verdi som vist i diagrammet i Figur 3.
For turbiner, ifølge eksemplet, som har variabel bladstigning eller vinkel, kan vinkelen utledes som en funksjon av vindhastigheten for å oppnå maksimal turbineffektivrtet. I dette tilfellet vil turbinens forhåndsdefinerte regulatorhastighet ha en konstant verdi.
For en alternativ turbin som har fast vinkel, vil den påkrevde, forhåndsdefinerte verdien av dens regulatorhastighet varieres som en funksjon av vindhastigheten for å kunne operere turbinen ved maksimum effektivitet. Dersom det er kjent at en kombinasjon av bladvinkel og turbinhastighetsreguiering gir optimal effektivitet så kan dette oppnås ved å benytte reguleringssystemet vist i Figur 4.
Generator som ikke er koplet til et elektrisk forsyningsnett
For generatorer som ikke er tilkoplet et elektrisk forsyningsnett med fast frekvens er motorhastighetsreguleringen styrt av variasjoner i dens fortrengning. Dette reguleringssystemet, som er vist skjematisk i Figur 5, vil måtte opprettholde generatorhastighetens påkrevde verdi til tross for variasjoner i den elektriske kraftetterspørselen fra generatoren. Fortrengningsendringen vil føre til en endring i den hydrauliske fluidstrømmen, som til slutt vil endre turbinhastigheten inntil utmatningsstrømmen fra pumpen motsvarer strømningsetterspørselen fra motoren.
Turbinhastighetens likevektstilstand vil variere med motorfortrengningen. Optimal virkningsgrad for turbinen oppnås ved å sette turbinens bladvinkel til et nivå som er en funksjon av turbinhastigheten og vind/vannhastigheten. Signaler fra turbinen og vind/vannhastigheten kombineres således for å oppnå den passende verdien på bladvinkelen ved bruk av reguleringssystemet vist i Figur 4
I Fig. 6, er et flerenhets vindkraftverk vist. På hvert av fire tårn 46,47,48,49, er det plassert en vindturbin 50 og en hydraulisk pumpe 51. Fra hver pumpe 51 er en dobbel, hydraulisk rørledning 42 tilkoplet en felles variabel, hydraulisk fortrengningsmotor 53 som driver en elektrisk generator 54.1 denne utførelsen er reguleringssystemet for hver turbin tilkoplet en felles reguleringskrets for den hydrauliske motoren 53.
Overføringssystemet beskrevet ovenfor kan tilpasses lignende formål ved å inkorporere en eller flere motorer, spesielt for en mengde kraftomformerenheter.

Claims (9)

1. En hydrostatisk overføring for en elektrisk generator (31) drevet av en vind- eller vannturbin (11), omfattende en hydrostatisk pumpe (21) innrettet til å drives av vind- eller vannturbinen (11), en hydrostatisk motor (24) innrettet til å mates av den hydrostatiske pumpen (21), der den hydrostatiske motoren (24) er koplet til den elektriske generatoren (31), karakterisert ved at en reguleringskrets (30) omfattende et tilbakekoplet reguleringssystem er innrettet til å variere fortrengningen i den hydrostatiske motoren (24), for å variere en relativ omdreiningshastighet til den hydrostatiske pumpen og motoren.
2. Et hydrostatisk overføringssystem ifølge krav 1, karakterisert ved at et inngangssignal på reguleringskretsen (30) representerer turbinhastigheten.
3. Et hydrostatisk overføringssystem ifølge krav 1, tilveiebragt for å operere en elektrisk generator koplet til et selvstendig elektrisk forsyningsnett, karakterisert ved at et inngangssignal på reguleringskretsen (30) representerer motorhastigheten.
4. Et hydrostatisk overføringssystem ifølge krav 1, karakterisert ved at den hydrostatiske pumpen (21) har en variabel fortrengning, og at reguleringskretsen (30) er innrettet til å regulere den variable fortrengningen.
5. Et hydrostatisk overføringssystem ifølge krav 4, karakterisert ved at reguleringskretsen (30) er innrettet til å regulere den variable fortrengningen i den hydrostatiske pumpen (21) for å frembringe enten en strømning som varierer i henhold til vind/vann hastigheten, eller å frembringe et konstant hydrostatisk forsyningstrykk til motoren.
6. En fremgangsmåte for regulering av et hydrostatisk overføringssystem, der en lavhastighets hydrostatisk fortrengningspumpe drives av en vind- eller vannturbin, som opererer med varierende hastighet som en følge av fluktuasjoner i det drivende mediet, og hvor utmatningen fra lavhastighets-fortrengningspumpen tilføres en hydrostatisk motor som driver en elektrisk generator som forsyner et elektrisk kraftforbrukende system, karakterisert ved at fortrengningen per omdreining i den hydrostatiske motoren varieres i et tilbakekoplet reguleringssystem for å frembringe en endring i den relative omdreiningshastigheten i pumpe- og motorenheten.
7. En fremgangsmåte ifølge krav 6, karakterisert ved at mer enn én lavhastighets-hydrostatisk fortrengningspumpe driver en felles hydrostatisk motor, der fortrengningen i motoren varieres for å frembringe en konstant hastighet.
8. En fremgangsmåte ifølge krav 6 eller 7, karakterisert ved at fortregningen i motoren varieres for å operere en elektrisk generator som er koplet til et elektrisk forsyningsnett som opprettholder generatorhastigheten på en konstant verdi som er satt av forsyningsnettets frekvens, uavhengig av om det er netto elektrisk effekt tilgjengelig fra generatoren.
9. En fremgangsmåte ifølge krav 6 eller 7, karakterisert ved at fortrengningen i den hydrostatiske motoren varieres for å operere en elektrisk generator koplet til et frittstående elektrisk forsyningsnett for å opprettholde generatorhastigheten på en konstant verdi, som er satt av det frittstående elektriske forsyningsnettets frekvens, uavhengig av om det er netto elektrisk effekt tilgjengelig fra generatoren.
NO20055038A 2005-10-31 2005-10-31 Fremgangsmate og system for hydraulisk overforing NO323807B1 (no)

Priority Applications (9)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NO20055038A NO323807B1 (no) 2005-10-31 2005-10-31 Fremgangsmate og system for hydraulisk overforing
EA200801242A EA013064B1 (ru) 2005-10-31 2006-10-31 Система выработки электрической энергии с приводом от турбины и способ управления такой системой
CA002627859A CA2627859A1 (en) 2005-10-31 2006-10-31 A turbine driven electric power production system and a method for control thereof
EP06812807A EP1945946A1 (en) 2005-10-31 2006-10-31 A turbine driven electric power production system and a method for control thereof
US11/921,659 US7863767B2 (en) 2005-10-31 2006-10-31 Turbine driven electric power production system and a method for control thereof
AU2006309370A AU2006309370B2 (en) 2005-10-31 2006-10-31 A turbine driven electric power production system and a method for control thereof
PCT/NO2006/000390 WO2007053036A1 (en) 2005-10-31 2006-10-31 A turbine driven electric power production system and a method for control thereof
JP2008538840A JP2009513882A (ja) 2005-10-31 2006-10-31 タービン駆動式発電システム及びその制御方法
CN2006800406095A CN101300421B (zh) 2005-10-31 2006-10-31 涡轮机驱动电力产生***及其控制方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NO20055038A NO323807B1 (no) 2005-10-31 2005-10-31 Fremgangsmate og system for hydraulisk overforing

Publications (3)

Publication Number Publication Date
NO20055038D0 NO20055038D0 (no) 2005-10-31
NO20055038L NO20055038L (no) 2007-05-02
NO323807B1 true NO323807B1 (no) 2007-07-09

Family

ID=35432867

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO20055038A NO323807B1 (no) 2005-10-31 2005-10-31 Fremgangsmate og system for hydraulisk overforing

Country Status (2)

Country Link
CN (1) CN101300421B (no)
NO (1) NO323807B1 (no)

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20130307493A1 (en) * 2010-05-28 2013-11-21 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Power generating apparatus of renewable energy type and method of operating the same
DE102010044433A1 (de) * 2010-09-06 2012-03-08 Nordex Energy Gmbh Verfahren zur Drehzahlregelung einer Windenergieanlage
GB2485987A (en) * 2010-11-30 2012-06-06 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Renewable energy extraction device tolerant of grid failures
KR20120139667A (ko) * 2011-04-05 2012-12-27 미츠비시 쥬고교 가부시키가이샤 재생 에너지형 발전 장치
EP2564062B1 (en) * 2011-07-06 2017-01-18 MITSUBISHI HEAVY INDUSTRIES, Ltd. Energy extraction device with electrical generator and method of operating energy extraction device electrical generator
US20130057183A1 (en) * 2011-09-07 2013-03-07 Tai-Her Yang Hydraulic electricity generator and separation type electric fluid pump driven by the same
CN102893026A (zh) * 2011-11-30 2013-01-23 三菱重工业株式会社 再生能量型发电装置及其控制方法
CN103206334B (zh) * 2013-04-03 2015-10-21 浙江大学 一种低速直驱液压型海流发电装置及其控制方法
CN103779873B (zh) * 2014-01-14 2015-09-16 燕山大学 一种液压型风力发电机组低电压穿越控制方法
CN104832350A (zh) * 2015-04-17 2015-08-12 浙江海洋学院 海洋波浪能水轮机
JP6596361B2 (ja) * 2016-03-02 2019-10-23 アズビル株式会社 流量制御装置
CN109143861B (zh) * 2018-09-07 2021-06-29 哈尔滨工业大学 一种基于力矩器的变速倾侧动量轮***主动振动抑制方法
JP7419019B2 (ja) * 2019-10-28 2024-01-22 三菱重工業株式会社 検出装置、回転機械及び検出方法
EP3869031B1 (en) * 2020-02-21 2022-09-28 Siemens Gamesa Renewable Energy A/S Method of controlling a blade pitch angle of a wind turbine by use of a hydraulic system

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4280061A (en) * 1978-10-25 1981-07-21 Sir Henry Lawson-Tancred, Sons & Co. Ltd. Method and apparatus for generating electricity from a fixed pitch wind wheel
US4496846A (en) * 1982-06-04 1985-01-29 Parkins William E Power generation from wind
JP3822100B2 (ja) * 2001-12-21 2006-09-13 株式会社小松製作所 風力発電装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN101300421B (zh) 2011-09-07
NO20055038D0 (no) 2005-10-31
NO20055038L (no) 2007-05-02
CN101300421A (zh) 2008-11-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
NO323807B1 (no) Fremgangsmate og system for hydraulisk overforing
AU2006309370B2 (en) A turbine driven electric power production system and a method for control thereof
US20120161442A1 (en) Turbine speed stabilisation control system
KR850000998B1 (ko) 구동열 교란 차단부를 지닌 풍동터어빈
CN102418663B (zh) 一种用于海上大功率风电机组的变桨***及控制方法
JP2004218436A (ja) 風力発電装置
US8106527B1 (en) Hydraulic power generator
NO327277B1 (no) Vindturbin med hydraulisk svivel
KR20130026440A (ko) 재생 에너지형 발전 장치 및 그 운전 방법
KR20100139120A (ko) 중첩 기어를 구비한 풍력 에너지 변환장치
CN110805521A (zh) 一种新型的储能式液压型风力发电机组调频控制***及控制方法
WO2011079246A2 (en) Central wind turbine power generation
JPH11287178A (ja) 発電装置
US8432054B2 (en) Wind turbine with hydrostatic transmission
JP2013501891A (ja) 再生エネルギー型発電装置及びその運転方法
EP2656499B1 (en) Control of water current turbines
US20100207398A1 (en) Hydraulic drive train with energy dissipation for electricity generation
JP2005180237A (ja) 風力発電装置
CN103256168B (zh) 一种离网型混合传动海流发电装置及其控制方法
US11542918B2 (en) Method of controlling a blade pitch angle of a wind turbine by use of a hydraulic system
CN110195677B (zh) 一种并列分布式海流能液压传动发电机组及其控制方法
RU2761706C1 (ru) Способ повышения коэффициента установленной мощности ветроэлектрической станции
JP5502201B2 (ja) 再生エネルギー型発電装置及びその運転方法
NO326734B1 (no) Et turbindrevet elektrisk kraftproduksjonssystem og en metode for a regulering dette
EP3705715A1 (en) Systems and methods for generating energy from a liquid flow

Legal Events

Date Code Title Description
CREP Change of representative

Representative=s name: FLUGE & OMDAL PATENT AS, POSTBOKS 214, 1601 FREDRI

MM1K Lapsed by not paying the annual fees