[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

SE535202C2 - A method and control system for controlling an upstream wind turbine - Google Patents

A method and control system for controlling an upstream wind turbine

Info

Publication number
SE535202C2
SE535202C2 SE0950304A SE0950304A SE535202C2 SE 535202 C2 SE535202 C2 SE 535202C2 SE 0950304 A SE0950304 A SE 0950304A SE 0950304 A SE0950304 A SE 0950304A SE 535202 C2 SE535202 C2 SE 535202C2
Authority
SE
Sweden
Prior art keywords
machine housing
wind turbine
control system
rest position
wind
Prior art date
Application number
SE0950304A
Other languages
Swedish (sv)
Other versions
SE0950304A1 (en
Inventor
Mikael Willgert
Original Assignee
Xemc Xiangtan Electric Mfg Group Corp Lt
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 Xemc Xiangtan Electric Mfg Group Corp Lt filed Critical Xemc Xiangtan Electric Mfg Group Corp Lt
Priority to SE0950304A priority Critical patent/SE535202C2/en
Priority to PCT/SE2010/050493 priority patent/WO2010128940A1/en
Priority to CN2010800019864A priority patent/CN102084127A/en
Publication of SE0950304A1 publication Critical patent/SE0950304A1/en
Publication of SE535202C2 publication Critical patent/SE535202C2/en

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03DWIND MOTORS
    • F03D7/00Controlling wind motors 
    • F03D7/02Controlling wind motors  the wind motors having rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor
    • F03D7/0264Controlling wind motors  the wind motors having rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor for stopping; controlling in emergency situations
    • F03D7/0268Parking or storm protection
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03DWIND MOTORS
    • F03D7/00Controlling wind motors 
    • F03D7/02Controlling wind motors  the wind motors having rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor
    • F03D7/0204Controlling wind motors  the wind motors having rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor for orientation in relation to wind direction
    • F03D7/0208Orientating out of wind
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03DWIND MOTORS
    • F03D7/00Controlling wind motors 
    • F03D7/02Controlling wind motors  the wind motors having rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor
    • F03D7/022Adjusting aerodynamic properties of the blades
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03DWIND MOTORS
    • F03D7/00Controlling wind motors 
    • F03D7/02Controlling wind motors  the wind motors having rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor
    • F03D7/022Adjusting aerodynamic properties of the blades
    • F03D7/0224Adjusting blade pitch
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03DWIND MOTORS
    • F03D7/00Controlling wind motors 
    • F03D7/02Controlling wind motors  the wind motors having rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor
    • F03D7/0264Controlling wind motors  the wind motors having rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor for stopping; controlling in emergency situations
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05BINDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2260/00Function
    • F05B2260/70Adjusting of angle of incidence or attack of rotating blades
    • F05B2260/74Adjusting of angle of incidence or attack of rotating blades by turning around an axis perpendicular the rotor centre line
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05BINDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2260/00Function
    • F05B2260/90Braking
    • 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

  • 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)

Abstract

Föreliggande uppfinning avser en metod för att styra ett uppströms vindkraftverk till enviloposition, där metoden innefattar steget att vrida ett maskinhus (2) hosvindkraftverket (1) till en viloposition som skiljer sig en vinkel (ot) från enarbetsposition, varvid nämnda vinkel (ot) är större än l20°. Uppfinningen avser också ettstyrsystem för ett uppströms vindkraftverk, varvid nämnda vindkraftverk (1) innefattarett maskinhus (2) som åtminstone delvis inhyser en rotor, och där nämnda maskinhus(2) är anordnat i anslutning till en mast eller ett tom på ett sådant sätt att nämndamaskinhus (2) är roterbart rörligt i förhållande till nämnda mast eller tom, och därnämnda styrsystem är anordnat att kunna rotera nämnda maskinhus (2) till enviloposition och att nämnda viloposition är skild från en arbetsposition hosvindkraftverket (1) varvid skillnaden mellan nämnda viloposition och nämnda arbetsposition utgörs av en vinkel (ot), och där nämnda vinkel (ot) är större än l20°. The present invention relates to a method of guiding an upstream wind turbine to a rest position, the method comprising the step of turning a machine housing (2) of the wind turbine (1) to a rest position which is an angle (ot) from a single working position, said angle (ot) being greater than 120 °. The invention also relates to a control system for an upstream wind turbine, said wind turbine (1) comprising a machine housing (2) which at least partially houses a rotor, and wherein said machine housing (2) is arranged in connection with a mast or a blank in such a way that said machine housing (2) is rotatably movable relative to said mast or empty, and said control system is arranged to be able to rotate said machine housing (2) to a rest position and that said rest position is different from a working position of the wind turbine (1), the difference between said rest position and said working position consists of an angle (ot), and where said angle (ot) is greater than 120 °.

Description

535 202 kraftmoment där vinden försöker vrida turbinen, och påfrestningen på såväl turbinen som de girbromsar som vanligtvis används för att hålla den på plats gentemot masten eller tomet riskerar att skada de ingående komponenterna. Om bromskraften helt förloras genom en sådan skada tappas samtidigt möjligheten att låsa turbinen i ett önskat läge gentemot tomet eller masten, vilket allvarligt försvårar säker och effektiv drift av anläggningen. 535 202 moment of force where the wind tries to turn the turbine, and the stress on both the turbine and the gear brakes that are usually used to hold it in place against the mast or the ground risks damaging the components. If the braking force is completely lost due to such damage, the possibility of locking the turbine in a desired position relative to the site or the mast is lost at the same time, which seriously impedes safe and efficient operation of the plant.

Det finns därför ett behov av en bättre lösning för att minska de påfrestningar som ett vindkraftverk i avstängt läge utsätts för, samtidigt som man undviker skada på viktiga komponenter.There is therefore a need for a better solution to reduce the stresses to which a wind turbine in a closed position is exposed, while avoiding damage to important components.

KORT BESKRIVNING AV UPPFINNINGEN Det är ett ändamål med föreliggande uppfinning att eliminera eller åtminstone minimera ovan närrmda problem, vilket åstadkommes genom en metod i enlighet med ingressen till patentkrav 1, kärmetecknad av att nämnda vinkel a mellan en viloposition och en arbetsposition är större än l20°, föredraget större än 15 O°, mer föredraget större än 170°. Härigenom kan ett stabilt viloläge nås där en rotoraxel hos vindkrafiverket ställs parallellt med vinden men där man inte behöver nyttja stor kraft eller är beroende av en stadig strömtillfórsel för att hålla maskinhuset kvar i denna position.BRIEF DESCRIPTION OF THE INVENTION It is an object of the present invention to eliminate or at least minimize the above-mentioned problems, which is achieved by a method according to the preamble of claim 1, characterized in that said angle α between a rest position and a working position is greater than 120 ° , preferably greater than 15 °, more preferably greater than 170 °. In this way a stable rest position can be achieved where a rotor shaft of the wind turbine is placed parallel to the wind but where one does not have to use large force or is dependent on a steady power supply to keep the machine housing in this position.

Enligt en aspekt av uppfinningen innefattar metoden även steget att hålla kvar maskinhuset i vilopositionen. genom kan maskinhuset antingen hållas på plats med hjälp av en girbroms eller liknande som minskaren svängningsrörelse som kan skapas genom vindens inverkan, eller genom en girmotor som aktivt för maskinhuset till den önskade vilopositionen. Man kan också tänka sig att enbart vinden sj älv håller kvar vindkraftverket i vilopositionen.According to one aspect of the invention, the method also comprises the step of holding the machine housing in the rest position. through, the engine housing can either be held in place by means of a gear brake or similar as the reducer swinging movement which can be created by the action of the wind, or by a gear motor which actively moves the engine housing to the desired rest position. It is also conceivable that only the wind itself keeps the wind turbine in the rest position.

Enligt en annan aspekt av uppfinningen innefattar metoden även steget att kontinuerligt känna av en förändring i vindriktningen och korrigera maskinhusets position i enlighet med denna. genom kan vilopositionen med maskinhuset pekande längs vindriktningen upprätthållas, så att ett minskat luftmotstånd kan erhållas och belastningen på vindkrafiverkets struktur därigenom minskas.According to another aspect of the invention, the method also comprises the step of continuously sensing a change in the wind direction and correcting the position of the machine housing accordingly. through, the rest position with the engine housing pointing along the wind direction can be maintained, so that a reduced air resistance can be obtained and the load on the structure of the wind turbine is thereby reduced.

Enligt ytterligare en aspekt av uppfinningen innefattar metoden även steget att flöjla åtminstone ett rotorblad hos maskinhuset. Härigenom kanluflmotståndet minskas ytterligare, och en lägre belastning på vindkraftverkets struktur erhållas. 535 202 Enligt en annan aspekt av uppfinningen innefattar metoden även steget att låsa en rotor hos maskinhuset i ett i vertikalled rotationssymmetriskt läge. Härigenom kan vindens kraft mot rotorbladen i så stor utsträckning som möjligt göras symmetrisk, så att risken fór att ett vridmoment skapas i girled kan minskas. Tack vare detta kan maskinhuset också enklare hållas kvar i vilopositionen utan ökad belastning på bromsar eller andra komponenter.According to a further aspect of the invention, the method also comprises the step of looping at least one rotor blade of the machine housing. As a result, the canal resistance is further reduced, and a lower load on the structure of the wind turbine is obtained. According to another aspect of the invention, the method also comprises the step of locking a rotor of the machine housing in a vertically rotationally symmetrical position. In this way, the force of the wind against the rotor blades can be made symmetrical as far as possible, so that the risk of a torque being created in the gear joint can be reduced. Thanks to this, the machine housing can also be more easily kept in the rest position without increased load on brakes or other components.

Enligt ytterligare en aspekt av uppfinningen innefattar metoden även steget att uppnå vridningen till en viloposition genom användningen av åtminstone en girmotor anordnad i anslutning till maskinhuset. Härigenom kan rörelsen utföras kontrollerat och precist, oberoende av vindstyrka och andra externa faktorer.According to a further aspect of the invention, the method also comprises the step of achieving the rotation to a rest position by the use of at least one gear motor arranged in connection with the machine housing. In this way, the movement can be performed in a controlled and precise manner, independent of wind strength and other external factors.

Enligt en arman aspekt av uppfinningen innefattar metoden även steget att uppnå vridningen till en viloposition genom användning av vindens egen kraft. Härigenom kan man spara in på den energiåtgång som annars skulle krävas fór att styra vridningen på andra sätt, och systemet kan göras felsäkert så att vilopositionen intas även om stoppet från driftposition sker på gnmd av ett fel som orsakar strömavbrott eller liknande.According to another aspect of the invention, the method also includes the step of achieving the rotation to a resting position by using the wind's own force. This saves on the energy consumption that would otherwise be required to control the rotation in other ways, and the system can be made fault-proof so that the rest position is assumed even if the stop from the operating position occurs due to a fault that causes a power failure or the like.

KORT FIGURBESKRIVNING Uppfinningen kommer_i det följande att beskrivas i mer detalj med hänvisning till de bifogare ritningsfigurerna, i vilka: Fig. 1 visar en schematisk vy av en töredragen utfóringsform av ett vindkraftverk enligt uppfinningen i en driftposition, och Fig. 2 visar en schematisk vy av vindkraftverket i Fig. l i en viloposition.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The invention will be described in more detail below with reference to the accompanying drawings, in which: Fig. 1 shows a schematic view of a dry embodiment of a wind turbine according to the invention in an operating position, and Fig. 2 shows a schematic view of the wind turbine in Fig. 1 in a rest position.

DETALIERAD F IGURBESKRIVNIN G l Fig. l visas en schematisk vy av en fóredragen utfóringsform av ett uppströms vindkraftverk l enligt uppfinningen sett uppifiån. Vindkrafiverket 1 omfattar ett maskinhus 2 som är placerat rakt ovanpå en mast eller ett torn (ej visat). Nämnda maskinhus 2 inhyser åtminstone delvis en rotor innefattande ett nav 4 där åtminstone ett, föredraget två eller tre, rotorblad 3 är fästade. Genom rotation av nämnda rotorblad 3 fångas energin i en vind som blåser vid vindkraitverket i form av rörelseenergi som vid en generator placerad inuti maskinhuset 2 omvandlar denna rörelse till elektrisk energi för användning direkt i ett elnät eller för lagring. eller liknande. I figuren vindriktníngen visad med en pil 5 och en axel A som sträcker sig längs maskinhuset 2, och i detta drifiläge är maskinhusets nav 4 och rotorbladen 3 positionerade så att navet 4 535 202 pekar väsentligen rakt mot vinden. Denna position kan kallas en arbets- eller driftposition hos vindkrafiverket 1.DETAILED DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Fig. 1 shows a schematic view of a preferred embodiment of an upstream wind turbine l according to the invention seen from above. The wind turbine 1 comprises a machine house 2 which is located directly on top of a mast or a tower (not shown). Said machine housing 2 houses at least in part a rotor comprising a hub 4 to which at least one, preferably two or three, rotor blades 3 are attached. By rotating said rotor blade 3, the energy is captured in a wind blowing at the wind turbine in the form of kinetic energy which, with a generator placed inside the machine housing 2, converts this motion into electrical energy for use directly in an electricity network or for storage. or similar. In the direction the wind direction is shown with an arrow 5 and a shaft A extending along the engine housing 2, and in this driving position the hub 4 of the engine housing and the rotor blades 3 are positioned so that the hub 4,535,202 points substantially straight towards the wind. This position can be called a working or operating position of the wind turbine 1.

Att vindkraftverket 1 betecknas som ett uppströms vindkraftverk innebär att rotorn med rotorbladen 3 och navet 4 under drift positioneras så att en spets hos navet 4 riktas upp mot vinden, såsom visas av den i Fig. 1 visade driftpositionen. Motsatsen är ett nedströms vindkraftverk där rotorbladen delvis skärmas av av maskinhuset.The fact that the wind turbine 1 is referred to as an upstream wind turbine means that the rotor with the rotor blades 3 and the hub 4 during operation is positioned so that a tip of the hub 4 is directed towards the wind, as shown by the operating position shown in Fig. 1. The opposite is a downstream wind turbine where the rotor blades are partially shielded by the machine housing.

I Fi g. 2 visas en schematisk vy av samma vindkraftverk, där vindkrafiverket l befinner sig i ett viloläge. Navet 4 med rotorbladen 3 är nu vänt så att det pekar längs med vindriktningen, alltså längs axeln A men bort från vinden. Denna lägesförändring innebär en rotation i girled, alltså väsentligen horisontellt, av maskinhuset 2 som resulterar i en vinkel a hos rotorn i vilopositionen, järnfört med nämnda rotors läge i drifipositionen, som är minst l20°, föredraget minst l50°, mer föredraget minst l70° men idealt omkring 180° järnfört med driftpositionen i Fig. 1.Fig. 2 shows a schematic view of the same wind turbine, where the wind turbine is in a rest position. The hub 4 with the rotor blades 3 is now turned so that it points along the wind direction, ie along the axis A but away from the wind. This change of position means a rotation in the girder direction, i.e. substantially horizontally, of the machine housing 2 which results in an angle α of the rotor in the rest position, ironed with said rotor position in the dri fi position, which is at least 120 °, preferably at least 150 °, more preferably at least 170 ° but ideally about 180 ° ironed with the operating position in Fig. 1.

Drifien av vindkraftverket 1, särskilt med avseende på förändringen från en driñsposition till en viloposition, skall nu beskrivas mer i detalj.The drive of the wind turbine 1, in particular with regard to the change from a drive position to a rest position, will now be described in more detail.

Vid drift av vindkraftverket är maskinhuset 2 generellt vinklat mot vinden, såsom visas i F ig. 1, så att riktningen hos vinden, som visas av pilen 5, löper väsentligen parallellt med maskinhuset 2 längs en axel A. Rotorbladen 3 är i detta läge väsentligen ortogonala mot denna vindriktning, och ett högt lufimotstånd kan därigenom uppnås. Genom att välja en lämplig vinkling av rotorbladen 3 kan en rotationshastighet välj as som är gynnsam för att alstra elektrisk ström. En vindriktningssensor för att kärma av vindriktningen (ej visad) kan tillhandahållas i anslutning till rotorbladen 3, i anslutning till maskinhuset 2 eller på något armat sätt i anslutning till vindlaaftverket 1.When operating the wind turbine, the machine housing 2 is generally angled towards the wind, as shown in Figs. 1, so that the direction of the wind, shown by the arrow 5, runs substantially parallel to the machine housing 2 along an axis A. The rotor blades 3 are in this position substantially orthogonal to this wind direction, and a high lu fi resistance can thereby be achieved. By selecting a suitable angle of the rotor blades 3, a rotational speed can be selected which is favorable for generating electric current. A wind direction sensor for shielding the wind direction (not shown) can be provided in connection with the rotor blades 3, in connection with the machine housing 2 or in some other way in connection with the wind turbine 1.

Exempelvis genom att regelbundet uppmäta vindens riktning kan maskinhuset 2 vridas så att den mest gynnsamma vinkeln mot vinden kan uppnås och den position som därigenom erhålls kan benämnas arbetsposition för vindkrafiverket.For example, by regularly measuring the direction of the wind, the machine housing 2 can be rotated so that the most favorable angle to the wind can be achieved and the position thereby obtained can be called the working position of the wind turbine.

Vid vissa tillfällen kan det vara fördelaktigt att inte ha vindkraftverket l i drift. Det kan handla om tídsrymder där vindstyrkan är för låg eller för hög för att kraftverket l skall kunna drivas, om inplanerade vilostunder för att utföra underhåll eller reparationer på kraftverket I, eller om nödstopp till följd av olyckor eller skador. I ett sådant läge är det fördelaktigt att ställa vindkraftverket l i ett viloläge där belastningen på själva kraftverket 1 inklusive det tom eller mast som håller maskinhuset 2 är lägre än när 535 202 anläggningen är i drift, och där man kan vara säker på att kraftverket 1 är i vila så att man inte riskerar oplanerad rotation av rotorbladen 3 eller oönskad ginörelse hos maskinhuset 2. I dessa lägen kan ett kontrollsystem hos vindkrañverket 1 vara anordnat att så snart som möjligt föra maskinhuset till det önskade viloläget i ett antal steg.At certain times, it may be advantageous not to have the wind turbine l in operation. These may be periods of time where the wind speed is too low or too high for power plant 1 to be able to operate, planned rest periods to perform maintenance or repairs on power plant I, or emergency stops due to accidents or injuries. In such a situation, it is advantageous to place the wind turbine in a rest position where the load on the power plant 1 itself, including the empty or mast holding the engine house 2, is lower than when the plant is in operation, and where one can be sure that the power plant 1 is at rest so as not to risk unplanned rotation of the rotor blades 3 or unwanted movement of the machine housing 2. In these positions a control system of the wind turbine 1 can be arranged to bring the machine house to the desired rest position in a number of steps as soon as possible.

I ett första steg bromsas rotorbladen 3 in genom att bladen flöjlas så att de ger minimalt, eller åtminstone väsentligen minskat, luftmotstånd. Ett bromssystem såsom en mekanisk eller elektronisk broms kan också användas för att säkerställa att rörelsen stannar av till ett viloläge där rotorbladen 3 inte rör sig alls i förhållande till maskinhuset 2. När bladen sålunda är stillastående kan de låsas genom något lämpligt bladlås i en i vertikalled symmetrisk position, såsom lodrätt eller vågrätt om kraftverket 1 har tvâ rotorblad 3, eller med ett av bladen rakt uppåt eller nedåt om kraftverket 1 har tre eller fler rotorblad 3, osv. Tack vare detta syrnmetriska läge blir vindens kraft mot rotorbladen 3 syrrmietrisk kring en lodrät axel, vilket minimerar risken för att ett vridmoment uppkommer på grund av en ojämn vindstyrka på olika delar av rotorn eller rotorbladen 3.In a first step, the rotor blades 3 are decelerated by looping the blades fl so that they provide minimal, or at least substantially reduced, air resistance. A brake system such as a mechanical or electronic brake can also be used to ensure that the movement stops to a rest position where the rotor blades 3 do not move at all in relation to the machine housing 2. When the blades are thus stationary, they can be locked by a suitable vertical blade lock. symmetrical position, such as vertical or horizontal if the power plant 1 has two rotor blades 3, or with one of the blades straight up or down if the power plant 1 has three or eller rotor blades 3, etc. Due to this symmetrical position, the force of the wind against the rotor blades 3 becomes oxygen metric around a vertical axis, which minimizes the risk of a torque arising due to an uneven wind force on different parts of the rotor or rotor blades 3.

Efter att rotorbladen 3 sålunda bromsats in och starmat i ett önskat läge, används girmotorer eller liknande system för att kontrollerat vrida maskinhuset 2 i girled så att den placeras i ett läge med navets 4 spets bort från den inkommande vinden, såsom visas i Fig 2, och där vinkeln a gentemot läget i Fig. 1 uppgår till omkring 180°. l detta läge kan girbromsar användas för att fixera maskinhuset 2 i detta läge, eller så kan maskinhuset 2 hållas på plats genom vindens egen kraft eller på något armat lämpligt sätt. När viloläget är intaget behövs ingen tillförd kraft, i form av energi hos girmotorema till exempel, för att hålla kraftverket 1 kvar i detta läge, vilket lämpar sig väl för länge tids vila eller för nödstopp där hela kraftverket 1 blivit strömlöst. Om girbromsar används under ett planerat stopp kan man regelbundet fortsätta att kärma av vindrilctiiingen och låta maskinhuset 2 gira i enlighet med denna för att sedan åter låsas i det önskade läget.After the rotor blades 3 have thus been braked in and started in a desired position, yaw motors or similar systems are used to control the machine housing 2 in the yaw joint so that it is placed in a position with the hub 4 away from the incoming wind, as shown in Fig. 2. and where the angle α with respect to the position in Fig. 1 amounts to about 180 °. In this position, gear brakes can be used to operate the engine housing 2 in this position, or the engine housing 2 can be held in place by the wind's own force or in any other suitable manner. When the rest position is occupied, no applied force, in the form of energy of the gear motors, for example, is needed to keep the power plant 1 in this position, which is well suited for long periods of rest or for emergency stops where the entire power plant 1 has been de-energized. If gear brakes are used during a planned stop, you can regularly continue to shield the wind turbine and let the engine housing 2 gear in accordance with this and then be locked again in the desired position.

För den händelse ett nödstopp krävs, kan systemet för att föra vindkraftverket 1 till vilopositionen vara utformat rent mekaniskt så att rörelsen från driñläge till viloläge är möjligt även om hela anläggningen är strömlös. Genom en felsäker broms kan rotorbladen 3 bromsas in och låsas i ett flöjlat, symmetriskt läge, och rotationen av maskinhuset 2 till läget där a närmar sig l80° kan ske genom att girbromsar eller liknande komponent som under drift håller maskinhuset 2 på plats släpper efter så att maskinhuset 2 kan röra sig fritt. Genom vindens .påverkan kommer nänmda maskinhuset 535 202 2 då att roteras till viloläget nås, antingen medsols eller motsols beroende på vad som innebär den enklaste rotationen. När viloläget nåtts kan vinden sj älv hålla maskinhuset 2 i detta läge tills man åter önskar uppta driften av kraftverket 1, exempelvis genom att starta girmotorer eller liknande.In the event that an emergency stop is required, the system for bringing the wind turbine 1 to the rest position can be designed purely mechanically so that the movement from drive position to rest position is possible even if the entire plant is without electricity. By means of a fail-safe brake, the rotor blades 3 can be braked in and locked in a looped, symmetrical position, and the rotation of the machine housing 2 to the position where a approaches 180 ° can be effected by releasing gear brakes or similar component which holds the machine housing 2 in place. that the machine housing 2 can move freely. Due to the influence of the wind, said machine housing 535 202 2 will then be rotated until the rest position is reached, either clockwise or counterclockwise, depending on what means the simplest rotation. When the rest position has been reached, the wind itself can hold the machine housing 2 in this position until it is again desired to resume operation of the power plant 1, for example by starting gear motors or the like.

Under rörelsen från drifiläge till viloläge kan hastigheten i rotationen, särskilt om rotationen som sådan styrs av vindens kraft, leda till att maskinhuset 2 svänger förbi viloläget så att korrektion krävs för att vrida den tillbaka, men sådana rättelser kan även de ske genom vindens egen kraft. Om man så önskar kan någon bromsande faktor, exempelvis en girbroms som aktivt används eller automatiskt appliceras i händelse av nödstopp, användas för att sakta in rotationsrörelsen så att ett sådant överslag inte uppstår eller så att detta blir betydligt mindre än annars skulle vara fallet. Även efter att vilopositionen nåtts kan en sådan svängningsrörelse eller överslag uppstå, och för att minska detta kan girbromsar appliceras under hela eller delar av tiden då vindkraftverket står i sitt viloläge.During the movement from drive to rest position, the speed of the rotation, especially if the rotation as such is controlled by the force of the wind, can cause the machine housing 2 to swing past the rest position so that correction is required to turn it back, but such corrections can also be made by the wind itself. . If desired, any braking factor, such as a gear brake that is actively used or automatically applied in the event of an emergency stop, can be used to slow down the rotational movement so that such an overhang does not occur or so that this becomes significantly less than would otherwise be the case. Even after the rest position has been reached, such a pivoting movement or overturning can occur, and to reduce this, gear brakes can be applied for all or part of the time when the wind turbine is in its rest position.

Ovan beskrivna steg för att föra vindkraftverket 1 till en viloposition kan utföras i arman ordning än den ovan beskrivna, eller integreras så att flera steg utförs samtidigt.The steps described above for bringing the wind turbine 1 to a rest position can be performed in a different order than the one described above, or integrated so that your steps are performed simultaneously.

Exempelvis kan en flöj ling av bladen 3 ske saintidigt med en girrörelse hos maskinhuset 2.For example, a bending of the blades 3 can take place simultaneously with a turning movement of the machine housing 2.

Det skall noteras att vinkeln a kan uppmätas både medurs, såsom visas i Fig. 2, och moturs, men att de gradtal som ovan anges är avsedda att tillämpas på den av dessa medurs- och motursvinklar som är minst. En vinkel på 270° medurs från driftpositionen innebär då att samma position ger en vinkel på 90° moturs, vilket betyder att vinkeln a får den mindre av dessa gradtal, alltså 90°. Denna vinkel är alltså mindre än de riktvärden som anges som lämpliga för en viloposition inom ramen för föreliggande uppfinning.It should be noted that the angle α can be measured both clockwise, as shown in Fig. 2, and counterclockwise, but that the degrees given above are intended to be applied to the one of these clockwise and counterclockwise angles which is the smallest. An angle of 270 ° clockwise from the operating position then means that the same position gives an angle of 90 ° counterclockwise, which means that the angle α gets the smaller of these degrees, ie 90 °. This angle is thus smaller than the guideline values stated as suitable for a resting position within the scope of the present invention.

Uppfinningen begränsas inte av ovan beskrivna föredragna utföringsfonner, utan kan varieras inom omfånget av vidhängande patentkrav, såsom inses av fackmannen. I Exempelvis kan de ingående komponentema integreras med varandra eller varieras i sin utformning och placering, och de steg som används för att föra vindkraftverket till ett viloläge kan utföras i olika ordningsföljd eller integrerat så att flera steg sker samtidigt.The invention is not limited by the above-described preferred embodiments, but may be varied within the scope of the appended claims, as will be appreciated by those skilled in the art. For example, the components can be integrated with each other or varied in their design and location, and the steps used to bring the wind turbine to a rest position can be performed in different order or integrated so that steg your steps take place simultaneously.

Metoden kan också initieras på olika sätt, exempelvis genom strömlöshet eller annan nödsituation, genom en kontrollerad signal från ett kontrollsystem eller på bestämda 535 202 tider, exempelvis, och olika typer av motorer eller bromsar kan användas för att skapa en ginörelse hos vindkrafiverket.The method can also be initiated in various ways, for example by lack of power or other emergency, by a controlled signal from a control system or at fixed times, for example, and different types of motors or brakes can be used to create a wind movement at the wind turbine.

Claims (1)

1. 0 15 20 25 30 35 535 202 PATENTKRAV 1. b) En metod för att styra ett uppströms vindkraftverk till en viloposition, varvid nämnda vindkraftverk (1) innefattar ett maskinhus (2) anordnat i anslutning till en mast eller ett torn, och där en rotor innefattande åtminstone ett rotorblad (3) är anordnad i anslutning till nämnda maskinhus (2), varvid metoden innefattar steget: att genom en rörelse i girled vrida maskinhuset (2) hos vindkraftverket (1) till en viloposition där ett nav (4) hos nämnda maskinhus (2) är vänt bort från vinden, som skiljer sig en vinkel (a) från en arbetsposition, där nämndavinkel (a) är större än l20°, och varvid metoden kännetecknas av att vindkraftverket (1) aktivt hålls kvar i nämnda viloposition genom en girrnotor och av att metoden även innefattar steget: att innan steg a) låsa rotorn hos vindkraftverket (1) i ett i vertikalled symmetriskt läge så att rotom befinner sig nämnda i vertikalled symmetriska läge under det att maskinhuset vrids till nämnda viloposition. En metod enligt patentkrav 1, varvid nämnda vinkel a är större än l50°. . En metod enligt patentkrav 1 eller 2, varvid nämnda vinkel ot är större än l70°. En metod enligt något av föregående krav, varvid metoden även innefattar steget: att flöjla åtminstone ett rotorblad (3) hos vindkraftverket (1). En metod enligt något av föregående krav, varvid metoden även innefattar steget: att uppnå vridningen i a) genom användningen av åtminstone en girrnotor anordnad i anslutning till maskinhuset (2). En metod enligt något av kraven 1-4, varvid metoden även innefattar steget: att uppnå vridningen i 1) genom användning av vindens egen kraft genom att nämnda girbroms släpper efter så att maskinhuset (2) kan röra sig fritt. Ett styrsystem för ett uppströms vindkraftverk, varvid nämnda vindkraftverk (1) innefattar ett maskinhus (2) som är anordnat i anslutning till en rotor, och där nämnda maskinhus (2) är anordnat i anslutning till en mast eller ett torn på ett sådant sätt att nämnda maskinhus (2) är roterbart rörligt i förhållande till nämnda 10 15 20 25 30 35 10. 11. 12. 13. 535 202 mast eller torn, varvid nänmda styrsystem är anordnat att kunna rotera närrmda maskinhus (2) i girled till en viloposition där ett nav (4) hos nämnda maskinhus (2) är vänt bort från vinden, där nämnda viloposition är skild från en arbetsposition hos vindkraftverket (1) och skillnaden mellan nämnda viloposition och nämnda arbetsposition utgörs av en vinkel (a) som är större än l20°, och kännetecknat av att nämnda styrsystem innefattar åtminstone en girmotor som är anordnad att aktivt hålla kvar nämnda maskinhus (2) i nämnda viloposition, och varvid nämnda styrsystem även innefattar låsmedel anordnade att låsa nämnda rotor i ett i vertikalled rotationssymmetriskt läge. Ett styrsystem enligt patentkrav 7, varvid nämnda vinkel (a) är större än 150°. Ett styrsystem enligt patentkrav 7 eller 8, varvid nämnda vinkel (a) är större än l70°. Ett styrsystem enligt något av patentkrav 7-9, varvid nänmda styrsystem innefattar åtminstone en girbroms som är anordnad att hålla kvar närrmda maskinhus (2) i nämnda viloposition genom att motverka oönskad rotation av nämnda maskinhus (2) i förhållande till nämnda mast eller tom. Ett styrsystem enligt något av patentkrav 7-10, varvid nänmda styrsystem innefattar flöjlingsmedel för att flöjla åtminstone ett rotorblad (3) hos nämnda rotor. Ett styrsystem enligt något av patentkrav 7-11, varvid nämnda styrsystem även innefattar åtminstone en girmotor anordnad i anslutning till närrmda maskinhus (2) och nämnda mast eller tom, och där nämnda girmotor är anordnad att rotera nämnda maskinhus (2) i förhållande till nämnda mast eller tom så att nämnda viloposition kan uppnås. Ett styrsystem enligt patentkrav 7, varvid nämnda styrsystem är anordnat att, genom att nämnda girbroms släpper efter så att maskinhuset (2) kan röra sig fritt, använda kraften hos en vind i anslutning till vindkraftverket (1) för att erhålla en rotation av nämnda maskinhus (2) i förhållande till nämnda mast eller torn så att nämnda viloposition kan uppnås.A method for controlling an upstream wind turbine to a rest position, said wind turbine (1) comprising a machine housing (2) arranged in connection with a mast or a tower, and wherein a rotor comprising at least one rotor blade (3) is arranged in connection with said machine housing (2), the method comprising the step of: turning the machine housing (2) of the wind turbine (1) to a rest position where a hub (4) ) of said machine housing (2) is turned away from the wind, which differs an angle (a) from a working position, where said angle (a) is greater than 120 °, and wherein the method is characterized in that the wind turbine (1) is actively retained in said rest position by a yaw motor and in that the method also comprises the step: before step a) locking the rotor of the wind turbine (1) in a vertically symmetrical position so that the rotor is located in said vertically symmetrical position while the machine housing is rotated to said rest position. tion. A method according to claim 1, wherein said angle α is greater than 150 °. . A method according to claim 1 or 2, wherein said angle ot is greater than 170 °. A method according to any one of the preceding claims, wherein the method also comprises the step of: fl looping at least one rotor blade (3) of the wind turbine (1). A method according to any one of the preceding claims, wherein the method also comprises the step of: achieving the rotation in a) by using at least one yarn motor arranged in connection with the machine housing (2). A method according to any one of claims 1-4, wherein the method also comprises the step: to achieve the rotation in 1) by using the wind's own force by said gear brake releasing so that the machine housing (2) can move freely. A control system for an upstream wind turbine, said wind turbine (1) comprising a machine housing (2) arranged in connection with a rotor, and wherein said machine housing (2) is arranged in connection with a mast or a tower in such a way that said machine housing (2) is rotatably movable relative to said mast or tower, said control system being arranged to be able to rotate said machine housing (2) in a girder position to a rest position. where a hub (4) of said engine housing (2) is turned away from the wind, wherein said rest position is different from a working position of the wind turbine (1) and the difference between said rest position and said working position is an angle (a) greater than 120 °, and characterized in that said control system comprises at least one yaw motor which is arranged to actively hold said machine housing (2) in said rest position, and said control system also comprises locking means arranged to lock said rotor ie tt in vertical direction rotationally symmetrical position. A control system according to claim 7, wherein said angle (α) is greater than 150 °. A control system according to claim 7 or 8, wherein said angle (a) is greater than 170 °. A control system according to any one of claims 7-9, wherein said control system comprises at least one gear brake which is arranged to keep said machine housing (2) in said rest position by counteracting undesired rotation of said machine housing (2) relative to said mast or empty. A control system according to any one of claims 7-10, wherein said control system comprises looping means for looping at least one rotor blade (3) of said rotor. A control system according to any one of claims 7-11, wherein said control system also comprises at least one gear motor arranged in connection with said machine housings (2) and said mast or empty, and wherein said gear motor is arranged to rotate said machine housing (2) relative to said machine housing. mast or empty so that said resting position can be achieved. A control system according to claim 7, wherein said control system is arranged to, by said gear brake releasing so that the engine housing (2) can move freely, use the force of a wind in connection with the wind turbine (1) to obtain a rotation of said engine housing (2) in relation to said mast or tower so that said resting position can be achieved.
SE0950304A 2009-05-05 2009-05-05 A method and control system for controlling an upstream wind turbine SE535202C2 (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE0950304A SE535202C2 (en) 2009-05-05 2009-05-05 A method and control system for controlling an upstream wind turbine
PCT/SE2010/050493 WO2010128940A1 (en) 2009-05-05 2010-05-05 Rest position for a wind turbine
CN2010800019864A CN102084127A (en) 2009-05-05 2010-05-05 Rest position for a wind turbine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE0950304A SE535202C2 (en) 2009-05-05 2009-05-05 A method and control system for controlling an upstream wind turbine

Publications (2)

Publication Number Publication Date
SE0950304A1 SE0950304A1 (en) 2010-11-06
SE535202C2 true SE535202C2 (en) 2012-05-22

Family

ID=43050285

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SE0950304A SE535202C2 (en) 2009-05-05 2009-05-05 A method and control system for controlling an upstream wind turbine

Country Status (3)

Country Link
CN (1) CN102084127A (en)
SE (1) SE535202C2 (en)
WO (1) WO2010128940A1 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011079344A1 (en) * 2011-07-18 2013-01-24 Repower Systems Se Method for operating a wind energy plant and wind energy plant
ES2756576T3 (en) * 2015-02-12 2020-04-27 Vestas Wind Sys As Wind turbine control system with multiple rotors arranged to control the orientation of the support arm

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BR0207714B1 (en) * 2001-12-28 2011-05-17 wind turbine and method of operation.
DE102004013624A1 (en) * 2004-03-19 2005-10-06 Sb Contractor A/S Method for operating a wind turbine and wind turbine
JP4690776B2 (en) * 2005-05-31 2011-06-01 富士重工業株式会社 Horizontal axis windmill
US8167555B2 (en) * 2005-05-31 2012-05-01 Fuji Jukogyo Kabushiki Kaisha Horizontal axis wind turbine
DE102007045437A1 (en) * 2007-09-22 2009-04-02 Nordex Energy Gmbh Method for controlling a wind energy plant

Also Published As

Publication number Publication date
CN102084127A (en) 2011-06-01
WO2010128940A1 (en) 2010-11-11
SE0950304A1 (en) 2010-11-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2159415B1 (en) Method and apparatus for controlling the yaw angle of a wind turbine
WO2011092810A1 (en) Wind power generation device and yaw turning control method for wind power generation device
DK2404058T3 (en) Yaw system for a wind turbine
US9790926B2 (en) Counterweighting a wind turbine hub
US20130088009A1 (en) Method to Prevent Over Torque of Yaw Drive Components in a Wind Turbine
US9172321B2 (en) Electrical yaw drive for a wind turbine, wind turbine and method for operating a wind turbine
EP2574774A1 (en) Method to rotate the rotor of a wind turbine and means to use in this method
JP2010121518A (en) Vertical shaft magnus type wind turbine generator
DK2957767T3 (en) Methods and systems for operating a wind turbine
CN115247626A (en) Backup power supply for wind turbines
CN110067703A (en) The synchronous variable pitch Wind turbines of Worm type and control method
SE535202C2 (en) A method and control system for controlling an upstream wind turbine
KR101363516B1 (en) Method for controlling a generator of wind turbine generator
JP2004011543A (en) Horizontal axis type windmill
EP2447523B1 (en) Wind power generator
US20090196752A1 (en) Method for stopping a wind turbine
US11549488B2 (en) Method and controller for operating a wind turbine
WO2011131792A2 (en) Wind turbine direction control
EP2975262B1 (en) Wind power generation facility
EP4058670B1 (en) A hinged blade wind turbine with tilted axis and/or coned rotor
JP2017002795A (en) Wind power generator
JP2013227866A (en) Wind power generation system
JP2007215295A (en) Wind power generating apparatus
US20190360460A1 (en) Method for Rotating the Rotor of a Wind Turbine
EP2851559B1 (en) Method and arrangement for controlling a rotor movement of a wind turbine rotor

Legal Events

Date Code Title Description
NUG Patent has lapsed