[go: up one dir, main page]

CN1732341A - 用于风能设备的运行管理系统 - Google Patents

用于风能设备的运行管理系统 Download PDF

Info

Publication number
CN1732341A
CN1732341A CNA2003801075221A CN200380107522A CN1732341A CN 1732341 A CN1732341 A CN 1732341A CN A2003801075221 A CNA2003801075221 A CN A2003801075221A CN 200380107522 A CN200380107522 A CN 200380107522A CN 1732341 A CN1732341 A CN 1732341A
Authority
CN
China
Prior art keywords
management system
rotor blade
operation management
rotor
power
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Granted
Application number
CNA2003801075221A
Other languages
English (en)
Other versions
CN100424337C (zh
Inventor
D·施托伊德尔
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Renewable Power Systems Inc
Senvion GmbH
Original Assignee
Repower Systems SE
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
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=32519827&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=CN1732341(A) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Repower Systems SE filed Critical Repower Systems SE
Publication of CN1732341A publication Critical patent/CN1732341A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN100424337C publication Critical patent/CN100424337C/zh
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

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
    • F03D7/022—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
    • F03D7/0256—Stall control
    • 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
    • F05B2260/80—Diagnostics
    • 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
    • F05B2270/32—Wind speeds
    • 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
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S415/00—Rotary kinetic fluid motors or pumps
    • Y10S415/905—Natural fluid current motor
    • Y10S415/907—Vertical runner axis

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Wind Motors (AREA)
  • Control Of Eletrric Generators (AREA)

Abstract

本发明涉及一种用于风能设备的运行管理系统，通过该运行管理系统调整该设备的输出功率，其中，该风能设备具有一个带有至少一个转子叶片的转子，转子叶片相对于转子以一个可调的转子叶片角设置，运行管理系统在一个预定的风速范围内通过调整转子叶片角来调整转子转速，用于调整额定功率，并且从一个确定的与风速有关的临界值起降低功率，其特征在于：该临界值是一个确定的转子叶片临界角。

Description

用于风能设备的运行管理系统
技术领域
本发明涉及一种用于风能设备的运行管理系统，通过该运行管理系统调整该设备的输出功率。
背景技术
一些同类的运行管理系统应用在风能设备上，所述风能设备具有一个带有至少一个转子叶片的转子，其中，转子叶片相对于转子以一个可调的转子叶片角设置。运行管理系统在一个预定的风速范围内通过调整转子叶片角来调整转子转速，用于调整额定功率。
在非常高的风速下，由于很强的机械负荷，风能设备的运行可能导致设备的损坏。同类的运行管理系统因此这样构成，使得它从一个确定的断开风速起断开设备，此时设备的断开优选不是突然的，而是通过功率的缓慢降低实现的。例如由DE 195 32 409 A1已知这种运行管理系统。
由DE 198 44 258 A1也已知一种运行管理系统，在到达预定的风速时，通过该运行管理系统降低功率。在此，功率的降低同样也通过调整转子叶片角到达。但是在到达临界风速时，功率的降低已经开始了，临界风速小于断开风速。
随着功率降低应该到达的是，在设备上的随风速增长而增长的机械负荷降低了，因此设备可以在尺寸上设计得不那么笨重，从而可以降低费用。
在上述两种运行管理系统中，从到达一个确定的与风速有关的临界值起，开始降低功率。这基于测量的风速。风速通常用一个机舱风速计进行测量。该测量方法相对不准确，因此对于设备的负荷不是一个很好的指示器。
运行管理系统从临界值起降低风能设备功率。该临界值因此不基于所测量的风速，而是基于输入量，该输入量在物理上和通过控制技术更容易获得。
发明内容
本发明的目的是，提出一种运行管理系统，它应用一个带有上述特性的临界值。
这个目的通过一种具有权利要求1特征的运行管理系统解决。
如同同类的运行管理系统，按本发明的运行管理系统应用在风能设备上，该风能设备具有一个带有可调的转子叶片的转子，其中，运行管理系统这样构成，使得它在一个预定的风速范围内通过调整转子叶片角来调整转子转速，用于调整额定功率。
当随着风速的上升到达额定转速时，就增大转子叶片角，因此如上所述，保持额定转速，从而尽管风速上升也得到额定功率。如果到达一个确定的与风速有关的临界值，那么运行管理系统开始降低功率。
按本发明的运行管理系统应用一个确定的转子叶片临界角作为临界值。转子叶片临界角涉及一个转子叶片角，该转子叶片角是在与断开风速相应的风力的情况下为调整额定功率的结果。转子叶片临界角与各自应用的转子叶片有关并且可以按经验通过测量和/或通过模拟确定。
转子叶片临界角用作为临界值的优点在于，它涉及一个输入量，该输入量可以通过控制技术轻易获得，因为基于额定功率调整的转子叶片的角度是已知的。另外，对于设备瞬时的负荷，转子叶片临界角是一个直接的指示器，并且因此作为间接测量的风速，是一个为减少负荷的可靠的输入量。
按权利要求2，在本发明的一种有利的结构中，运行管理系统这样构成，使得在越过转子叶片临界角之后，通过进一步调整转子叶片角来降低功率。在此按权利要求3，转子叶片相对于转子的角度增大。
其优点在于，在到达断开风速时不立即切断设备，而是缓慢降低输出功率，直到到达断开功率并且设备可以从电网脱开。这种做法一方面可以提供更好的电网相容性的优点，另一方面通过这种方式可以扩展功率曲线、改善能源生产。
按照权利要求4，在另一种有利的结构中，运行管理系统这样构成，使得转子叶片角直到到达额定功率保持恒定。
按照权利要求4，在到达额定功率之后，运行管理系统这样构成，使得转子叶片角根据风速调整，也就是说，转子叶片角根据风速大小的情况增大或者减小，以使额定功率保持恒定。
在按本发明的运行管理系统中，风能设备在断开速度之上的输出功率以有利的方式仅根据转子叶片角进行调整。不再需要辅助的测量值，例如风速，它由于不利的条件很难确定并且因而经常不准确。
附图说明
下面将借助于两幅附图详细解释本发明。
图1：风能设备的前视图；
图2：根据转子叶片角调整额定功率的示意图。
具体实施方式
图1示出了一台风能设备1的俯视图，它带有一个竖立在地面上的塔架2，在塔架的顶部，一个可旋转的机舱带有一个绕水平轴线转动的转子3，转子3由三个转子叶片5组成，其中，转子叶片相对于转子以一个可调的转子叶片角设置。
图2示出了根据转子叶片角调整额定功率的示意图，由此可以看到，风速持续上升。
设备在图2的点1处起动。在点1和点2之间，设备历经设置在设备内的发电机的转矩-转速曲线，直到到达额定功率。转子叶片角在这个阶段不发生改变，设备在点2处到达额定功率。
在越过点2之后，风速大于为产生额定功率所需的风速，因此运行管理系统开始通过转子叶片角调整功率。为此运行管理系统增大了转子叶片角，转子叶片的动压力因此减少了，并且转子转速从而功率也降低了。因此通过转子叶片角的调整可以输出一个恒定的额定功率。
如图2在点2和点3之间所示，转子叶片角随着风速的上升而持续增大，因此设备输出一个恒定的额定功率。在点3处风速到达一个值，此时运行管理系统将转子叶片调整到一个对应于图2中所示临界角的角度。随着临界角的越过，运行管理系统开始降低设备的功率。为此增大转子叶片角，使得功率的输出持续降低，直到如在图2的点4处到达设备的断开功率。
在本发明的其它构成中，功率的降低也可以其它形式进行，例如阶梯式或者指数形式。

Claims (5)

1.一种用于风能设备(1)的运行管理系统，通过该运行管理系统调整该设备(1)的输出功率，其中，该风能设备(1)具有一个带有至少一个转子叶片(5)的转子(3)，转子叶片相对于转子(3)以一个可调的转子叶片角设置，运行管理系统在一个预定的风速范围内通过调整转子叶片角来调整转子转速，用于调整额定功率，并且从一个确定的与风速有关的临界值起降低功率，其特征在于：该临界值是一个确定的转子叶片临界角。
2.按权利要求1所述的运行管理系统，其特征在于：该运行管理系统调整转子叶片角，用于降低功率。
3.按权利要求2所述的运行管理系统，其特征在于：该运行管理系统增大转子叶片角，用于降低功率。
4.按权利要求1所述的运行管理系统，其特征在于：该运行管理系统使转子叶片角保持恒定，直到到达额定功率。
5.按权利要求1所述的运行管理系统，其特征在于：在到达额定功率之后，该运行管理系统根据风速调整转子叶片角，以使额定功率保持恒定。
CNB2003801075221A 2003-01-11 2003-12-20 用于风能设备的运行管理系统 Expired - Fee Related CN100424337C (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10300733A DE10300733B3 (de) 2003-01-11 2003-01-11 Betriebsführungssystem für eine Windenergieanlage
DE10300733.4 2003-01-11

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1732341A true CN1732341A (zh) 2006-02-08
CN100424337C CN100424337C (zh) 2008-10-08

Family

ID=32519827

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNB2003801075221A Expired - Fee Related CN100424337C (zh) 2003-01-11 2003-12-20 用于风能设备的运行管理系统

Country Status (10)

Country Link
US (1) US7275912B2 (zh)
EP (1) EP1497556B1 (zh)
CN (1) CN100424337C (zh)
AT (1) ATE310163T1 (zh)
AU (1) AU2003296698B2 (zh)
CA (1) CA2511973C (zh)
DE (2) DE10300733B3 (zh)
DK (1) DK1497556T3 (zh)
ES (1) ES2251705T3 (zh)
WO (1) WO2004063566A1 (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101466947B (zh) * 2006-06-12 2012-04-25 再生动力系统股份公司 具有一种自给自足地用于叶片调整装置的能量供应装置的风能设备
CN101298864B (zh) * 2007-05-03 2012-09-05 西门子公司 运行风力涡轮机的方法和风力涡轮机
CN101730796B (zh) * 2007-04-30 2012-09-19 维斯塔斯风力系统有限公司 运行具有桨距控制的风力涡轮机的方法、风力涡轮机以及风力涡轮机的集群

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102004054608B4 (de) * 2004-09-21 2006-06-29 Repower Systems Ag Verfahren zur Regelung einer Windenergieanlage und Windenergieanlage mit einem Rotor
DE102004057320A1 (de) * 2004-11-27 2006-06-01 Karl-Heinz Best Verfahren und Vorrichtung zum Überwachen wenigstens einer Windenergieanlage
DE102005059888C5 (de) * 2005-12-15 2016-03-10 Nordex Energy Gmbh Verfahren zur Momenten- und Pitchsteuerung für eine Windenergieanlage abhängig von der Drehzahl
DE102007035724A1 (de) 2007-07-30 2009-02-05 Joachim Falkenhagen Bedarfsgerecht angepaßte Abschaltgeschwindigkeit bei Windenergieanlagen
DE102007056161B4 (de) 2007-11-21 2009-09-17 Repower Systems Ag Verfahren zum Betreiben einer Windenergieanlage sowie Windenergieanlage
ES2411355T5 (es) 2008-06-30 2019-05-27 Vestas Wind Sys As Restricción de potencia de turbinas eólicas
US20100135798A1 (en) * 2009-02-10 2010-06-03 General Electric Company Wind turbine noise controls
US7902689B2 (en) * 2009-07-07 2011-03-08 General Electric Company Method and system for noise controlled operation of a wind turbine
US7763989B2 (en) * 2009-07-07 2010-07-27 General Electric Company Method and apparatus for controlling the tip speed of a blade of a wind turbine
US7945350B2 (en) * 2009-07-07 2011-05-17 General Electric Company Wind turbine acoustic emission control system and method
DE102011081795A1 (de) 2011-08-30 2013-02-28 Wobben Properties Gmbh Verfahren zum Betreiben einer Windenergieanlage
DK2636893T3 (en) 2012-03-07 2016-11-28 Siemens Ag A method for controlling the operation of a wind turbine
DE102019130912B3 (de) * 2019-11-15 2021-04-22 cp.max Rotortechnik GmbH & Co. KG Anordnung und Verfahren für die Anbringung und Ausbildung einer Referenzmarkierung zur Rotorblattwinkelmessung an Windenergieanlagen

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59212576A (ja) * 1983-05-17 1984-12-01 Sumitomo Precision Prod Co Ltd プロペラ型風車発電機の制御方法
US4792281A (en) * 1986-11-03 1988-12-20 Northern Power Systems, Inc. Wind turbine pitch control hub
CN2044650U (zh) * 1989-03-17 1989-09-20 康德文 风力发电机
JPH0419366A (ja) * 1990-05-11 1992-01-23 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 風車発電設備用ピツチ制御装置
US5155375A (en) * 1991-09-19 1992-10-13 U.S. Windpower, Inc. Speed control system for a variable speed wind turbine
DE19532409B4 (de) * 1995-09-01 2005-05-12 Wobben, Aloys, Dipl.-Ing. Verfahren zum Betreiben einer Windenergieanlage und eine zugehörige Windenergieanlage
US6600240B2 (en) * 1997-08-08 2003-07-29 General Electric Company Variable speed wind turbine generator
DE19844258A1 (de) * 1998-09-26 2000-03-30 Dewind Technik Gmbh Windenergieanlage
EP1230479B1 (en) 1999-11-03 2004-09-01 Vestas Wind Systems A/S Method of controlling the operation of a wind turbine and wind turbine for use in said method
DE10127451C5 (de) * 2001-06-07 2016-09-01 Aloys Wobben Verfahren zur Steuerung einer Windenergieanlage
US7015595B2 (en) * 2002-02-11 2006-03-21 Vestas Wind Systems A/S Variable speed wind turbine having a passive grid side rectifier with scalar power control and dependent pitch control
US6940185B2 (en) * 2003-04-10 2005-09-06 Advantek Llc Advanced aerodynamic control system for a high output wind turbine

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101466947B (zh) * 2006-06-12 2012-04-25 再生动力系统股份公司 具有一种自给自足地用于叶片调整装置的能量供应装置的风能设备
CN101730796B (zh) * 2007-04-30 2012-09-19 维斯塔斯风力系统有限公司 运行具有桨距控制的风力涡轮机的方法、风力涡轮机以及风力涡轮机的集群
CN101298864B (zh) * 2007-05-03 2012-09-05 西门子公司 运行风力涡轮机的方法和风力涡轮机

Also Published As

Publication number Publication date
WO2004063566A1 (de) 2004-07-29
CN100424337C (zh) 2008-10-08
DE50301683D1 (de) 2005-12-22
EP1497556B1 (de) 2005-11-16
EP1497556A1 (de) 2005-01-19
AU2003296698B2 (en) 2009-09-03
ES2251705T3 (es) 2006-05-01
CA2511973C (en) 2009-02-24
DE10300733B3 (de) 2004-07-15
US7275912B2 (en) 2007-10-02
AU2003296698A1 (en) 2004-08-10
CA2511973A1 (en) 2004-07-29
DK1497556T3 (da) 2006-03-27
ATE310163T1 (de) 2005-12-15
US20060147307A1 (en) 2006-07-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101680426B (zh) 风力涡轮机的工作方法、风力涡轮机以及风力涡轮机组
CN100424337C (zh) 用于风能设备的运行管理系统
CN102619685B (zh) 改进的风力涡轮机控制方法及系统
EP2022981B1 (en) Method of functioning of aerogenerator
FI76867B (fi) Regleranordning foer bladstigningsvinkeln av en vindturbingenerator.
DK177434B1 (en) Method for controlling a wind turbine
Bossanyi Further load reductions with individual pitch control
CN108026895B (zh) 风力涡轮机及具有转速禁区的风力涡轮机的运行方法
KR101114814B1 (ko) 풍력 발전 장치 및 그 날개 피치각 제어 방법
US7898100B2 (en) Method of operating a wind turbine with pitch control, a wind turbine and a cluster of wind turbine
EP3199806B1 (en) Wind turbine power generating apparatus and method of operating the same
US9835134B2 (en) Method and computing module for determining pitch angle adjustment signals of a wind turbine based on the maximum rotational speed
EP3067556B1 (en) System and method for variable tip-speed-ratio control of a wind turbine
WO2011157271A2 (en) A method and control unit for controlling a wind turbine in dependence on loading experienced by the wind turbine
EP2484901A2 (en) A wind turbine and an associated control method
US10288037B2 (en) Method for controlling a rotational speed threshold of a wind turbine, and a corresponding wind turbine
CN105756854A (zh) 风力发电机组的变桨控制方法、装置及系统
CN112789406A (zh) 用于运行风能设备的方法，风能设备和风电场
JP2011236913A (ja) 風力タービン
US10612518B2 (en) Method and device for operating a wind turbine
JP2019143583A (ja) 風力発電装置とその制御方法
CN106762405A (zh) 一种能够抑制风力发电机组超速的控制方法及装置
JP6933990B2 (ja) 風力発電装置とその制御方法
JP6475292B2 (ja) 風力発電装置とその制御方法並びに改修方法
CN113090457B (zh) 用于运行风能设备的方法，风能设备和风电场

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
C56 Change in the name or address of the patentee

Owner name: SENVION EUROPE SE

Free format text: FORMER NAME: REPOWER SYSTEMS AG

CP01 Change in the name or title of a patent holder

Address after: hamburg

Patentee after: Senvion SE

Address before: hamburg

Patentee before: Renewable Power Systems Inc.

Address after: hamburg

Patentee after: Renewable Power Systems Inc.

Address before: hamburg

Patentee before: Repower Systems AG

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20081008

Termination date: 20201220

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee