[go: up one dir, main page]

CN101512143A - 控制方法 - Google Patents

控制方法 Download PDF

Info

Publication number
CN101512143A
CN101512143A CNA2006800559599A CN200680055959A CN101512143A CN 101512143 A CN101512143 A CN 101512143A CN A2006800559599 A CNA2006800559599 A CN A2006800559599A CN 200680055959 A CN200680055959 A CN 200680055959A CN 101512143 A CN101512143 A CN 101512143A
Authority
CN
China
Prior art keywords
generator
wind
wind turbine
low power
speed
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.)
Pending
Application number
CNA2006800559599A
Other languages
English (en)
Inventor
L·格特玛
L-E·雷伊
H·C·克里斯坦森
J·曼特尔
E·科尔比·尼尔森
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.)
ABB Research Ltd Switzerland
Original Assignee
ABB Research Ltd Switzerland
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 ABB Research Ltd Switzerland filed Critical ABB Research Ltd Switzerland
Publication of CN101512143A publication Critical patent/CN101512143A/zh
Pending 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
    • F03D7/026—Controlling wind motors  the wind motors having rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor for starting-up
    • 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
    • F03D80/70—Bearing or lubricating arrangements
    • 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
    • F05B2240/20—Rotors
    • 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
    • F05B2270/101—Purpose of the control system to control rotational speed (n)
    • 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
    • F05B2270/109—Purpose of the control system to prolong engine life
    • F05B2270/1095—Purpose of the control system to prolong engine life by limiting mechanical stresses
    • 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
    • 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
    • F05B2270/327—Rotor or generator 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

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)
  • Power Engineering (AREA)
  • Wind Motors (AREA)
  • Control Of Eletrric Generators (AREA)

Abstract

风力涡轮机的发电机(7)在低功率条件下通过对变频器(12)的控制而作为电动机操作，以从输电网络向该发电机馈送电力，从而提升风轮的速度到预定水平以上，用于润滑该风力涡轮机的传动系统的旋转部件。

Description

控制方法
技术领域
本发明涉及风力涡轮机，该风力涡轮机包括传动系统，该传动系统具有通过齿轮箱连接到发电机转子的风轮并具有用于轴颈支撑该传动系统的旋转部件的轴承，所述发电机适于连接到输电网络。
背景技术
因此，在本公开中，“风力涡轮机”被定义为包括：具有涡轮叶片的风轮、齿轮箱、发电机和相关装置，以及用于从发电机向所述输电网络或与之相连的变压器馈送电力的装置。
所述风力涡轮机中的发电机可以是任意已知类型，诸如，具有适于连接到所述输电网络的定子绕组以及通过滑环和电刷连接到变频器的转子的异步发电机、具有鼠笼式缠绕转子的异步发电机，或者是同步发电机。
对于风力涡轮机而言，会季节性地也会日常地出现意味着低风速和/或低风轮速度的低功率条件，且这种条件意味着已知风力涡轮机中所述传动系统的部件上的应力增加。当这种条件占主导时，风力涡轮保持停止、空转或低速工作，且这使得像齿轮箱、轴承和电刷/滑环(当存在时)这样的传动系统组件受到应力。对此，一种原因在于，在这些条件下不同组件的润滑减小，因为在轴承上没有形成润滑油/油脂的安全膜。而且，在这种条件下，凹痕可能损坏在正常功率条件正常润滑的表面，且周期性地导致轴承滚珠超限运行。尤其对于海上风电场而言，这可能是毁灭性的，因为修复齿轮箱和/或轴承所需的时间和成本将相当高。
正努力发展具有成本效益、更可靠的传动系统，用于增加高度依赖于可用性时间的风力涡轮机的能量产出。
发明内容
本发明的目的是提供一种风力涡轮机，对于该风力涡轮机，在低功率条件占主导时出现的所述问题被显著减小，使得修复传动系统的部件的需要将不常发生且风力涡轮机的能量产出将增加。
根据本发明，该目的通过提供一种风力涡轮机来达成，该风力涡轮机还包括一端连接到发电机且适于在另一端连接到所述网络的变频器、用于控制该变频器的控制单元、以及适于感测在风力涡轮机的区域中的风速的装置和/或适于感测风轮的速度的装置，该风力涡轮机的特征在于，还包括适于基于来自所述感测装置的信息确定由低于的相应预定值风速和/或风轮速度定义的低功率条件是否占主导的装置，并且所述控制单元适于在确定所述低功率条件占主导时控制所述变频器，以馈送电力到所述发电机以用于其电动机操作，以便提升风轮的速度到预定水平以上，从而用于在所述低功率条件期间润滑所述传动系统的部件。
通过在所述低功率条件期间使该风力涡轮机的发电机作为电动机操作，该涡轮机将不再保持停止或空转、摇曳或脱节，而是确保风轮速度保持在预定水平以上，以用于有效地润滑轴承和齿轮箱的部件。这避免了对正常润滑的表面的损坏和轴承滚珠的周期性超限运行。因而，需要对传动系统的组件修理之间的时间周期可以显著延长，这带来了尤其是人力方面的显著的成本节约，并因此带来了在风力涡轮机的修复时间周期中的损失减小。与由于获得的所述润滑带来的节约相比，在这种低功率条件期间为获得合适润滑而获得足够的风轮速度所需要的电能的成本是低的。
根据本发明的实施例，所述风力涡轮机具有所谓的双馈感应发电机(DFIG)形式的发电机，这种形式的发电机具有将发电机连接到所述输电网络的两个并联分支，以用于通过所述分支向输电网络馈送电力，其中所述变频器布置在分支之一中且适于在正常功率条件下被所述控制单元控制，以将从发电机递送的具有发电机频率的电力转换成具有所述电力网络的频率的电力。近些年制造、建立和启用的大多数风力涡轮机具有这种双馈感应发电机，使得可以通过简单的方法修改这种已知的风力涡轮机，以用于获得根据本发明的在低功率条件具有良好操作的风力涡轮机。
根据本发明的另一实施例，所述发电机是异步发电机，其具有适于连接到所述输电网络的定子绕组以及通过滑环和电刷连接到所述变频器的转子，该风力涡轮机还包括适于在确定所述低功率条件占主导时使发电机的定子绕组短路的装置，且所述控制单元适于在确定所述低功率条件占主导时控制所述变频器，以通过到转子的电刷和滑环连接向发电机的转子馈送电力，用于提升风轮的速度到预定水平以上，以用于润滑所述传动系统的旋转部件。这不仅意味着在低功率条件对风力涡轮机的轴承和齿轮箱中的组件的适当润滑，而且还意味着，这种发电机的滑环也将被通过电弧润滑，从而减小滑环和电刷的磨损，其中所述电弧通过经过电刷和滑环连接而馈送的所述电力产生。
根据本发明的另一实施例，所述控制单元适于在所述低功率条件控制所述变频器，以通过电刷/滑环连接递送电流，所述电流具有有利于该连接的润滑的表观(appearance)。通过适当地控制变频器来递送所需表观的电流，滑环的润滑可以进一步改善。
根据本发明的另一实施例，风力涡轮机包括适于在确定所述低功率条件时使用较低气隙通量操作发电机，用于增加经过电刷/滑环连接的电流水平，以用于润滑该滑环。这种增加的电流水平将改善对滑环的润滑，且由此导致其磨损减小。
根据本发明的另一实施例，所述发电机是具有鼠笼式缠绕转子和定子绕组的异步发电机，所述定子绕组适于通过所述变频器连接到所述电力网络，并且所述控制单元适于在确定所述低功率条件占主导时控制所述变频器，以馈送电力到发电机的定子绕组，以便使发电机作为电动机操作。
根据本发明的又一实施例，所述确定装置适于在感测的所述风速和/或风轮速度低于使得能够产生小于风力涡轮机额定功率的5％或2％的最大功率的值时，确定低功率条件占主导。这些是低功率条件的合适的定义，一方面确保发电机在否则会存在由于不良润滑导致的传动系统组件的损坏风险的所有条件下作为电动机操作，另一方面，确保当存在使发电机作为发电机操作而没有任意不良润滑风险的可能性时，使发电机不作为电动机操作。
本发明还涉及根据所附独立方法权利要求的在低功率条件下控制风力涡轮机的方法。在所附的从属权利要求中定义的这种方法及其实施例的优点和有利特征从对根据本发明及其实施例的风力涡轮机的上述讨论而显现。
本发明还涉及根据相应的所附权利要求的计算机程序以及计算机可读介质。根据本发明的方法步骤十分适于被设置由这种计算机程序的处理器控制。
本发明还包括根据本发明的风力涡轮机以及多个这种风力涡轮机在诸如包括至少部分海上风电场的风力发电厂中的用途，以及在包括高压直流(HVDC)输电线的输电系统中的用途。这些用途是根据本发明的风力涡轮机的尤其有利的用途，因为在风力涡轮机的这些用途中，部件的维修与相当大的成本相关联，并不只是由于维修的时间而导致的能量产出损失。
本发明的其他优点和有利特征将从下面的描述显现。
附图说明
参考附图，下面是作为示例的本发明的实施例的具体描述。
附图中：
图1是具有所谓的双馈感应发电机(DFIG)的风力涡轮机的示意图，其构造是已知的，
图2是示出根据本发明的第一实施例且属于图1所示类型的风力涡轮机的简化视图，以及
图3是类似于图2的视图，其示出根据本发明的第二实施例且与根据图1的类型稍微不同的风力涡轮机。
具体实施方式
图1非常示意性地说明了风力涡轮机的一般结构，该风力涡轮机是已知具有双馈感应发电机(DFIG)的风力涡轮机。虚线框内的风力涡轮机的部件通常布置在所谓的机舱或机壳中，该机舱或机壳布置在风力发电站的柱状物上。该风力涡轮机具有推进器1，该推进器1具有布置用以捕获风并驱动风轮3旋转的叶片2。对于额定值为3MW和2MW的风力涡轮机，风轮通常分别具有3-15rpm和5-20rpm的转速。风轮3与齿轮箱4相连，对于较高额定值，该齿轮箱4通常使得其输出轴5上的转速增加到风轮3的转速的100倍，且对于较低的额定值，使其输出轴5上的转速增加到风轮3的转速的60倍。输出轴5连接到或承载异步发电机7的转子6，该异步发电机7具有定子绕组8，通过连接到与输电网络相连的变压器9，该定子绕组8通过第一分支22而连接到未示出的所述网络。
转子具有连接到电刷11的滑环10，以用于转子绕组到变频器12的连接，该变频器12进而通过第二分支23连接到变压器9，且因此连接到所述输电网络。
示出了从风轮3到发电机的转子6的传动系统怎样被用于轴颈支撑传动系统的相应旋转部件的轴承13-16环绕，基于此可以施加大量负载和扭矩，并不只是例如推进器的大重量的结果。诸如通过部分或完全进入到油浴中，这些轴承以及齿轮箱4中的旋转部件被油或油脂润滑。
依赖于转子6的转速，定子绕组8可以Y形或Δ形连接到变压器9，其中Y形连接用在低速，否则用Δ形连接。因此，定子绕组中的电流具有与所述输电网络相同的频率，通常是50Hz或60Hz。可以通过转子、通过其绕组经过滑环和电刷到变频器12的连接馈送电力到输电网络，该变频器将到达其的、且具有对应于转子转速的频率的电力转变成与输电网络上的电力频率相同的电力。依赖于不同的条件占主导，控制这种风力涡轮机中使用的这种双馈感应发电机的过程在现有技术中是众所周知的，且在此处不做进一步解释。
在上面已经彻底地讨论了作为低风速和/或低风轮速度的低功率条件下不良润滑的结果的、对与这种风力涡轮机中轴承和齿轮箱中齿轮的凹痕的磨损和损害的风险相关的问题。
图2示意性示出了修改之后从而处理和解决这些问题的图1的类型的风力涡轮机。示出了该风力涡轮机如何具有用于感测风力涡轮机的区域中的风速的装置17以及适于感测风轮的速度的装置18。该风力涡轮机还包括从所述感测装置接收信息且适于确定由低于相应预定值的风速和/或风轮速度和/或最大功率水平定义的低功率条件是否占主导的装置19。该风力涡轮机当然还包括：根据图1的风力涡轮机；用于控制变频器的控制单元20，即，可控半导体器件，诸如IGBT，用于将一个频率的电力转变成另一频率的电力。所述确定装置19适于发送关于所述确定的信息到所述控制单元20，该控制单元20适于在确定所述低功率条件占主导时控制该变频器，以通过电刷/滑环连接30从输电网络(变压器9)向发电机7的转子馈送少量电力，用于发电机的电动机操作，用于使得风轮的速度提升到预定水平之上，以在所述低功率条件期间润滑传动系统的部件。为了获得该操作，确定装置19适于发送关于所述确定的信息到切换装置21，该切换装置21适于在确定所述低功率条件占主导时使发电机的定子绕组短路。
在这种低功率条件，通过使发电机7作为电动机操作，可以避免在风力涡轮机的停止、空载或低速操作中例如齿轮箱、轴承、电刷/滑环这样的传动系统组件上的应力。因而，例如，可以确保风轮总是以每分钟至少半圈或者用于确保合适的润滑的任意其他合适的值来旋转。
控制单元还适于在所述低功率条件下控制变频器以通过电刷/滑环连接递送电流，该电流具有有利于该连接的润滑的表观。这意味着，通过在电刷和/滑环之间形成的合适的电弧，控制单元可以控制变频器精确地递送适于连接30的合适润滑的电流，以用于这种润滑。然后，当确定所述低功率条件时，发电机可以使用降低的气隙通量操作，以用于增加通过电刷/滑环的电流水平，以便润滑滑环。
图3示出了根据本发明的另一实施例的风力涡轮机，其不同于图2的风力涡轮机之处在于这样的事实，发电机7是具有鼠笼式缠绕转子的异步发电机。定子绕组可以连接到变压器9且由此通过第一分支22’连接到输电网络，该第一分支具有所谓旁路接触器24且适于传导与所述输电网络具有相同频率的电力。该风力涡轮机还包括第二分支23’，该第二分支23’适于通过所述变频器12’连接发电机7的定子绕组到所述网络。在正常操作中，在较低风速，电力通过变频器馈送到所述网络，而对于较高风速，旁路接触器闭合，用于从定子向变压器9直接馈电。图2中的感测装置17-18和确定装置19也可以存在于根据图3的实施例中，但是在图中为简单起见予以省略。控制单元20’在本实施例中适于在确定所述低功率条件占主导时控制变频器12’，以通过所述第二分支23’向发电机的定子绕组馈送电力，用于将发电机作为电动机操作，以便引起轴承和齿轮箱的合适的润滑。
当然，本发明不以任何方式受限于上述实施例，在不背离所附权利要求书限定的本发明的基本思想的情况下，很多其修改可能性对于本领域普通技术人员而言是显而易见的。

Claims (19)

1.一种用于在低风速和/或低风轮速度的低功率条件下控制风力涡轮机的方法，其中，所述风力涡轮机包括传动系统，所述传动系统具有通过齿轮箱(4)连接到发电机转子(6)的风轮(3)，并具有用于轴颈支撑所述传动系统的旋转部件的轴承(13-16)，发电机连接到输电网络，其中所述涡轮机还包括一端连接到所述发电机且在另一端连接到所述网络的变频器(12)，所述方法的特征在于，包括以下步骤：
-感测风速和/或所述风轮的速度，
-当所感测的所述风速和/或风轮速度低于预定值时，确定低功率条件占主导，且当确定所述低功率条件占主导时：
-控制所述变频器(12)，以从所述网络向所述发电机馈送电力，以用于使所述发电机作为电动机操作，用于提升所述风轮的速度到预定水平以上，以便润滑所述传动系统的旋转部件。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，针对具有所谓的双馈感应发电机(DFIG)的风力涡轮机实施所述控制，所述双馈感应发电机具有连接所述发电机到所述输电网络的两个并联分支(22，23)，用于通过所述两个分支向网络馈送电力，其中所述变频器(12)被布置在分支之一中且适于在正常功率条件下被控制，以将从发电机(7)递送的具有发电机的频率的电力转换成具有所述电力网络的频率的电力。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述涡轮机是具有受控异步发电机(7)的风力涡轮机，所述异步发电机具有连接到所述输电网络的定子绕组(8)，以及通过滑环(10)和电刷(11)连接到所述变频器(12)的转子(6)，其中，当确定所述低功率条件占主导时，所述方法包括执行的下述附加步骤：
-使所述发电机的定子绕组(8)短路，
-所述变频器(12)被控制，以通过到转子的电刷和滑环连接(30)向所述发电机的转子(6)馈送电力，以用于使得所述风轮的速度提升到预定水平以上，以便用于润滑所述传动系统的旋转部件。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述变频器(12)在所述低功率条件下被控制，以通过所述电刷/滑环连接(30)递送电流，所述电流具有适于这种连接的润滑的表观。
5.根据权利要求3或4所述的方法，其特征在于，在确定所述低功率条件时，所述发电机(7)使用降低的气隙通量操作，用于增加经过所述电刷/滑环连接(30)的电流水平，以用于润滑所述滑环。
6.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，针对具有异步发电机(7)的风力涡轮机实施所述控制，所述异步发电机(7)具有鼠笼式缠绕转子和定子绕组，所述定子绕组通过所述变频器(12’)连接到所述电力网络，并且当确定所述低功率条件占主导时，所述变频器被控制，以馈送电力到所述发电机的定子绕组，以用于使所述发电机作为电动机操作。
7.根据前述权利要求的其中任一项所述的方法，其特征在于，当所感测的所述风速和/或风轮速度低于使得能够产生低于风力涡轮机额定功率的5％或2％的最大功率的值时，确定所述低功率条件占主导。
8.一种风力涡轮机，所述风力涡轮机包括传动系统，所述传动系统具有通过齿轮箱(4)连接到发电机转子(6)的风轮(3)，并具有用于轴颈支撑所述传动系统的旋转部件的轴承(13-16)，所述发电机(7)适于连接到输电网络，所述涡轮机还包括一端连接到所述发电机(7)且适于在另一端连接到所述网络的变频器(12)、用于控制所述变频器的控制单元(20)、以及适于感测风力涡轮机的区域中风速的装置(17)和/或适于感测风轮的速度的装置(18)，其特征在于，所述风力涡轮机包括适于基于来自所述感测装置的信息，确定由低于相应预定值的风速和/或风轮速度定义的低功率条件是否占主导的装置(19)，并且所述控制单元(20)适于在确定所述低功率条件占主导时控制所述变频器，以馈送电力到所述发电机，用于其电动机操作，以便使得风轮的速度提升到预定水平以上，用以在所述低功率条件期间润滑所述传动系统的部件。
9.根据权利要求9所述的风力涡轮机，其特征在于，所述发电机是所谓的双馈感应发电机(DFIG)，所述双馈感应发电机具有连接所述发电机到所述输电网络的两个并联分支(22，23)，用于通过所述两个分支向网络馈送电力，其中所述变频器(12)被布置在分支之一中且适于在正常功率条件下由所述控制单元(20)控制，以将从发电机(7)递送的具有发电机的频率的电力转换成具有所述电力网络的频率的电力。
10.根据权利要求8或9所述的风力涡轮机，其特征在于，所述发电机是异步发电机(7)，所述异步发电机(7)具有适于连接到所述输电网络的定子绕组(8)以及通过滑环(10)和电刷(11)连接到所述变频器(12)的转子(6)，其特征在于，还包括适于在确定所述低功率条件占主导时使所述发电机的定子绕组(8)短路的装置(21)，并且所述控制单元(20)适于在确定所述低功率条件占主导时控制所述变频器，以通过到转子的电刷和滑环连接(30)向发电机的转子(6)馈送电力，用于提升所述风轮的速度到预定水平以上，以便润滑所述传动系统的旋转部件。
11.根据权利要求10所述的风力涡轮机，其特征在于，所述控制单元(20)适于在所述低功率条件下控制所述变频器，以通过所述电刷/滑环连接(30)递送电流，所述电流具有适于这种连接的润滑的表观。
12.根据权利要求10或11所述的风力涡轮机，其特征在于，包括适于在确定所述低功率条件时使用降低的气隙通量操作发电机的装置，用于增加经过所述电刷/滑环连接(30)的电流水平，以便用于润滑所述滑环(10)。
13.根据权利要求8或9所述的风力涡轮机，其特征在于，所述发电机是异步发电机，所述异步发电机具有鼠笼式缠绕转子和定子绕组，所述定子绕组适于通过所述变频器(12’)连接到所述电力网络，并且所述控制单元(20’)适于在确定所述低功率条件占主导时，控制所述变频器，以馈送电力到所述发电机的定子绕组，用于使所述发电机作为电动机操作。
14.根据权利要求8-13的其中任一项所述的风力涡轮机，其特征在于，所述确定装置(19)适于在所感测的所述风速和/或风轮速度低于使得能够产生小于风力涡轮机额定功率的5％或2％的最大功率的值时，确定所述低功率条件占主导。
15.一种可直接装载到计算机的存储器中的计算机程序，其包括当所述程序在计算机上运行时用于控制权利要求1-7的其中任一项所述的步骤的计算机代码部分。
16.根据权利要求15所述的计算机程序，其至少部分地通过诸如因特网的网络提供。
17.一种其上记录有计算机程序的计算机可读介质，其中所述计算机程序被设计以使得计算机控制权利要求的1-7的其中任一项所述的步骤。
18.一种根据权利要求8-14的其中任一项所述的风力涡轮机以及多个这种风力涡轮机在诸如包括至少部分海上风电场的风力发电厂中的用途。
19.一种根据权利要求8-14的其中任一项所述的风力涡轮机在包括高压直流(HVDC)输电线的输电系统中的用途。
CNA2006800559599A 2006-09-29 2006-09-29 控制方法 Pending CN101512143A (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/SE2006/001107 WO2008039119A1 (en) 2006-09-29 2006-09-29 A control method

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN101512143A true CN101512143A (zh) 2009-08-19

Family

ID=39230438

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNA2006800559599A Pending CN101512143A (zh) 2006-09-29 2006-09-29 控制方法

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20090273187A1 (zh)
EP (1) EP2066902A1 (zh)
CN (1) CN101512143A (zh)
WO (1) WO2008039119A1 (zh)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102142711A (zh) * 2011-03-25 2011-08-03 姚志恩 一种风力发电机的控制系统
CN103062380A (zh) * 2011-09-22 2013-04-24 美闻达传动设备有限公司 控制齿轮系统润滑的装置和方法
CN103615359A (zh) * 2013-12-19 2014-03-05 国能风力发电有限公司 升力型垂直轴风力发电机组的电驱启动系统及启动方法
CN103883468A (zh) * 2014-03-13 2014-06-25 成都阜特科技股份有限公司 一种风力发电机组在低风时的控制方法
CN104756347A (zh) * 2012-09-03 2015-07-01 维斯塔斯风力系统集团公司 用于发电系统与dc输出的连接系统
CN105164409A (zh) * 2013-04-18 2015-12-16 塞特可持续能源技术有限公司 驱动设备和用于运行这样的驱动设备的方法
CN109245177A (zh) * 2018-11-30 2019-01-18 国网山东省电力公司经济技术研究院 一种基于dfig的双模柔性切换控制方法

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102006051546A1 (de) 2006-11-02 2008-05-08 Nordex Energy Gmbh Verfahren zum Betrieb einer Windenergieanlage mit einem doppelt gespeisten Asynchrongenerator sowie Windenergieanlage mit einem doppelt gespeisten Asynchrongenerator
DE102007030501A1 (de) * 2007-06-30 2009-01-02 Nordex Energy Gmbh Verfahren zum Einlaufen einer Triebstrangkomponente einer Windenergieanlage und Windenergieanlage zur Ausführung dieses Verfahrens
EP2108832B1 (en) * 2008-04-10 2015-12-02 Siemens Aktiengesellschaft Generator and wind turbine
EP2224129B1 (en) * 2009-02-27 2016-09-21 Acciona Windpower S.a. Wind turbine control method to dampen vibrations
CN101639038B (zh) * 2009-08-14 2011-01-26 江南大学 一种基于fpga的风电系统最大功率跟踪控制器
US8018082B2 (en) * 2009-11-25 2011-09-13 General Electric Company Method and apparatus for controlling a wind turbine
GB201002938D0 (en) * 2010-02-22 2010-04-07 Hargreaves Sr Bernard J "Harpowa" generator electricity multi sorcr and function
DK2561601T3 (da) * 2010-04-19 2021-01-18 Synervisie B V Højintegreret energikonversionssystem til vind-, undervands- eller hydroturbiner
US20120025526A1 (en) * 2010-07-30 2012-02-02 General Electric Company System and method for monitoring wind turbine gearbox health and performance
US20130113457A1 (en) * 2011-11-04 2013-05-09 Kohler Co. Method of sensing generator speed
CN102646996A (zh) * 2012-05-07 2012-08-22 苏州工业职业技术学院 一种双馈机组风电场的功率控制系统
JP6101499B2 (ja) * 2013-01-31 2017-03-22 古河電気工業株式会社 風力発電装置
CN104728052B (zh) * 2015-02-09 2017-10-31 山东大学 双行星齿轮机械耦合式压缩空气储能系统及工作方法
ES2831827T3 (es) * 2015-03-31 2021-06-09 Siemens Gamesa Renewable Energy As Método para hacer funcionar una turbina eólica

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3483463A (en) * 1966-10-13 1969-12-09 Otto J M Smith System and method for alternating current machines,and apparatus therefor
DE1900347A1 (de) * 1969-01-04 1970-07-30 Philips Patentverwaltung Anordnung zur frequenzanalogen Drehlzahlregelung einer wechselrichtergespeisten Induktionsmaschine
JPS5063429A (zh) * 1973-08-31 1975-05-29
US4357542A (en) * 1979-07-12 1982-11-02 Westinghouse Electric Corp. Wind turbine generator system
US4392100A (en) * 1980-08-01 1983-07-05 The Charles Stark Draper Laboratory, Inc. Optimum efficiency control system
US4464579A (en) * 1982-06-17 1984-08-07 Control Data Corporation Derrieus wind turbine electric generating system
US4461957A (en) * 1982-06-17 1984-07-24 Control Data Corporation Speed tolerant alternator system for wind or hydraulic power generation
US4613763A (en) * 1984-12-24 1986-09-23 Swansen Theodore L Wind driven electric power generating system
US4651017A (en) * 1985-02-08 1987-03-17 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Wind energy conversion system
US4806841A (en) * 1988-02-29 1989-02-21 Teledyne Inet Constant speed and frequency generating system
US5155375A (en) * 1991-09-19 1992-10-13 U.S. Windpower, Inc. Speed control system for a variable speed wind turbine
JP2553319B2 (ja) * 1994-06-17 1996-11-13 株式会社東芝 可変速発電電動装置
EP0970308B1 (en) * 1997-03-26 2003-05-21 Forskningscenter Riso A wind turbine with a wind velocity measurement system
US6566764B2 (en) * 2000-05-23 2003-05-20 Vestas Wind Systems A/S, R&D Variable speed wind turbine having a matrix converter
DE10247905A1 (de) * 2002-10-14 2004-05-06 Alstom (Switzerland) Ltd. Verfahren zum Hochfahren eines Wellenstranges sowie Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
GB2398841A (en) * 2003-02-28 2004-09-01 Qinetiq Ltd Wind turbine control having a Lidar wind speed measurement apparatus
JP4102278B2 (ja) * 2003-03-19 2008-06-18 三菱電機株式会社 風力発電システム
DE102005045516A1 (de) * 2005-09-22 2007-03-29 Daubner & Stommel GbR Bau-Werk-Planung (vertretungsberechtigter Gesellschafter: Matthias Stommel, 27777 Ganderkesee) Verfahren zur Anpassung einer Windenergieanlage an gegebene Windverhältnisse
US7425771B2 (en) * 2006-03-17 2008-09-16 Ingeteam S.A. Variable speed wind turbine having an exciter machine and a power converter not connected to the grid
US7417332B2 (en) * 2006-08-24 2008-08-26 General Electric Company Method and apparatus of monitoring a machine
DE102006040930A1 (de) * 2006-08-31 2008-03-20 Nordex Energy Gmbh Verfahren zum Betrieb einer Windenergieanlage mit einem Synchrongenerator und einem Überlagerungsgetriebe

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102142711A (zh) * 2011-03-25 2011-08-03 姚志恩 一种风力发电机的控制系统
CN103062380A (zh) * 2011-09-22 2013-04-24 美闻达传动设备有限公司 控制齿轮系统润滑的装置和方法
US9353849B2 (en) 2011-09-22 2016-05-31 Moventas Gears Oy Method and arrangement for controlling the lubrication of a gear system
CN104756347A (zh) * 2012-09-03 2015-07-01 维斯塔斯风力系统集团公司 用于发电系统与dc输出的连接系统
US9995281B2 (en) 2013-04-18 2018-06-12 Set Sustainable Energy Technologies Gmbh Drive and method for operating such a drive
CN105164409A (zh) * 2013-04-18 2015-12-16 塞特可持续能源技术有限公司 驱动设备和用于运行这样的驱动设备的方法
CN105164409B (zh) * 2013-04-18 2020-04-14 塞特可持续能源技术有限公司 驱动设备和用于运行这样的驱动设备的方法
CN103615359A (zh) * 2013-12-19 2014-03-05 国能风力发电有限公司 升力型垂直轴风力发电机组的电驱启动系统及启动方法
CN103615359B (zh) * 2013-12-19 2016-04-13 国能风力发电有限公司 升力型垂直轴风力发电机组的电驱启动系统及启动方法
CN103883468A (zh) * 2014-03-13 2014-06-25 成都阜特科技股份有限公司 一种风力发电机组在低风时的控制方法
CN103883468B (zh) * 2014-03-13 2016-03-30 成都阜特科技股份有限公司 一种风力发电机组在低风时的控制方法
CN109245177A (zh) * 2018-11-30 2019-01-18 国网山东省电力公司经济技术研究院 一种基于dfig的双模柔性切换控制方法
CN109245177B (zh) * 2018-11-30 2021-07-30 国网山东省电力公司经济技术研究院 一种基于dfig的双模柔性切换控制方法

Also Published As

Publication number Publication date
US20090273187A1 (en) 2009-11-05
WO2008039119A1 (en) 2008-04-03
EP2066902A1 (en) 2009-06-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101512143A (zh) 控制方法
Polinder Overview of and trends in wind turbine generator systems
Polinder et al. Basic operation principles and electrical conversion systems of wind turbines
Cao et al. Wind turbine generator technologies
Beainy et al. Comparison of different types of generator for wind energy conversion system topologies
EP2503146B1 (en) Method and arrangement for controlling an operation of an electric energy production facility during a disconnection to a utility grid.
CN101487453B (zh) 变速恒频风力发电装置
KR20120093147A (ko) 주파수 응답성 풍력 터빈 출력 제어
Lebsir et al. Electric generators fitted to wind turbine systems: An up-to-date comparative study
CN101207360A (zh) 兆瓦级直驱式变速变桨恒频风力发电机组
CN101272084A (zh) 机电混合式无级变速风力发电装置
Nouh et al. Wind energy conversion systems: Classifications and trends in application
CN105932714A (zh) 双电机风力发电机并网装置、风力发电机及并网控制方法
CN108282120A (zh) 用于风力发电的双定子永磁同步发电机控制系统及方法
US11401918B2 (en) System and method for controlling a wind turbine
CN114593014A (zh) 用于控制风力涡轮的系统和方法
CN201802563U (zh) 全功率鼠笼机组风力发电装置
CN201213248Y (zh) 无级变速恒频运行风力发电机
GB2491488A (en) Electromechanical driveline with power splitting device
CN201425001Y (zh) 一种1.5mw永磁直驱风力发电机组
CN201513295U (zh) 一种直驱式风力发电机组
CN201298793Y (zh) 小型直驱永磁同步风力发电机及其小型风力发电系统
Polinder et al. Generator systems for wind turbines
Prieto‐Araujo1 et al. Wind turbine technologies
Panda et al. Wind Energy Conversion Systems and Technologies: A Summary of the Current State of the Art

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Open date: 20090819