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1. WO2009049822 - WIND TURBINES HAVING CONTROL FOR NETWORK FAULTS AND OPERATING METHOD THEREFOR

Publication Number WO/2009/049822
Publication Date 23.04.2009
International Application No. PCT/EP2008/008545
International Filing Date 09.10.2008
IPC
H02J 3/38 2006.01
HELECTRICITY
02GENERATION, CONVERSION, OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
3Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
38Arrangements for parallelly feeding a single network by two or more generators, converters, or transformers
H02J 3/40 2006.01
HELECTRICITY
02GENERATION, CONVERSION, OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
3Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
38Arrangements for parallelly feeding a single network by two or more generators, converters, or transformers
40Synchronising a generator for connection to a network or to another generator
CPC
F03D 9/255
FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
03MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
DWIND MOTORS
9Adaptations of wind motors for special use; Combinations of wind motors with apparatus driven thereby; Wind motors specially adapted for installation in particular locations
20Wind motors characterised by the driven apparatus
25the apparatus being an electrical generator
255connected to an electrical general supply grid; Arrangements therefor
F03D 9/257
FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
03MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
DWIND MOTORS
9Adaptations of wind motors for special use; Combinations of wind motors with apparatus driven thereby; Wind motors specially adapted for installation in particular locations
20Wind motors characterised by the driven apparatus
25the apparatus being an electrical generator
255connected to an electrical general supply grid; Arrangements therefor
257the wind motor being part of a wind farm
F05B 2270/337
FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
BINDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
2270Control
30Control parameters, e.g. input parameters
337Electrical grid status parameters, e.g. voltage, frequency or power demand
H02J 2300/28
HELECTRICITY
02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
2300Systems for supplying or distributing electric power characterised by decentralized, dispersed, or local generation
20The dispersed energy generation being of renewable origin
28The renewable source being wind energy
H02J 3/381
HELECTRICITY
02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
3Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
38Arrangements for parallely feeding a single network by two or more generators, converters or transformers
381Dispersed generators
H02J 3/386
HELECTRICITY
02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
3Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
38Arrangements for parallely feeding a single network by two or more generators, converters or transformers
381Dispersed generators
382the generators exploiting renewable energy
386Wind energy
Applicants
  • REPOWER SYSTEMS AG [DE]/[DE] (AllExceptUS)
  • FORTMANN, Jens [DE]/[DE] (UsOnly)
Inventors
  • FORTMANN, Jens
Agents
  • GLAWE DELFS MOLL
Priority Data
10 2007 049 251.212.10.2007DE
Publication Language German (DE)
Filing Language German (DE)
Designated States
Title
(DE) WINDENERGIEANLAGEN MIT REGELUNG FÜR NETZFEHLER UND BETRIEBSVERFAHREN HIERFÜR
(EN) WIND TURBINES HAVING CONTROL FOR NETWORK FAULTS AND OPERATING METHOD THEREFOR
(FR) INSTALLATIONS DE PRODUCTION D'ÉNERGIE ÉOLIENNE AVEC RÉGULATION DES DÉFAUTS DU RÉSEAU, ET PROCÉDÉ D'EXPLOITATION CORRESPONDANT
Abstract
(DE)
Windenergieanlage mit einem von einem Windrotor (12) angetriebenen Generator (2) und einem Umrichter (3) zur Erzeugung elektrischer Energien, die in eine Netz (9) eingespeist wird, und einer Steuereinrichtung (4). Die Steuerung weist ein besonderes Netzstörungsmodul (5) auf, welches als Komponenten umfasst, eine Messeinrichtung (51) eines elektrischen Parameters für die Frequenz des Netzes (9), ein Detektor (52) zur Erkennung einer Inselnetzbildung und Ausgabe eines Schaltsignals, einen Referenzgenerator (53), der basierend auf einem von der Messeinrichtung (51) bestimmten Parameter einen Ersatzführungsvektor für den Umrichter (4) erzeugt, eine Fehlerführungseinheit (54), die einen Fehlerklassifikator (55) aufweist und mit den anderen Komponenten (51-53) derart zusammenwirkt, dass in einem Unterspannungsfall bei Inselbetrieb ein schneller Frequenzregler (64) aktiviert ist, der auf den Umrichter (4) einwirkt, um bei Abweichung der Netzfrequenz die Wirkleistungseinspeisung P zu verändern. Die Erfindung erreicht, dass Netzfehler erkannt werden und bei Inselbetrieb die Frequenz durch gezielte Wirkleistungsänderung auf einen fortgeschriebenen Wert der Netzfrequenz vor Auftreten der Störung geregelt werden kann.
(EN)
The invention relates to a wind turbine, comprising a generator (2) driven by a wind rotor (12) and an inverter (3) for generating electric energy, which is fed into a network (9), and a controller (4). The controller has a special network interruption module (5), which comprises as components a measuring device (51) of an electric parameter for the frequency of the network (9), a detector (52) for detecting the formation of an isolated network and outputting a switch signal, a reference generator (53), which based on a parameter determined by the measuring device (51) generates a replacement guidance vector for the inverter (4), a fault guidance unit (54) having a fault classifier (55) and interacting with the other components (51-53) such that in the event of undervoltage during isolated operation a fast frequency regulator (64) is activated, which acts on the inverter (4) in order to change the effective power supply P in the event of a variance of the network frequency. The invention allows network faults to be detected and during isolated operation the frequency can be regulated to an updated value of the network frequency by a targeted change of effective power before the interruption occurs.
(FR)
L'invention concerne une installation de production d'énergie éolienne, avec un générateur (2) - entraîné par un rotor éolien (12) - et un convertisseur (3) pour produire de l'énergie électrique qui est injectée dans un réseau (9), et avec un dispositif de commande (4). La commande présente un module séparé (5) de perturbations du réseau, qui comprend comme composants : un dispositif de mesure (51) d'un paramètre électrique pour la fréquence de réseau; un détecteur (52) pour déceler la formation d'un réseau autonome et délivrer un signal de commutation; un générateur de référence (53) qui produit, sur la base d'un paramètre déterminé par le dispositif de mesure (51), un vecteur directeur de remplacement pour le convertisseur (4); une unité (54) de guidage de défauts, qui présente un classificateur de défauts (55) et qui coopère avec les autres composants (51-53) de telle sorte qu'en cas de sous-tension en fonctionnement autonome, un régulateur de fréquence rapide (64) est activé, lequel agit sur le convertisseur (4) pour modifier l'injection P de puissance réelle en cas d'écart de la fréquence du réseau. Grâce à l'invention, les défauts du réseau peuvent être décelés et, en fonctionnement autonome, la fréquence peut, par une modification ciblée de la puissance réelle, être régulée à une valeur prolongée de la fréquence du réseau avant l'apparition de la perturbation.
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