[發明專利]風力發電機的偏航控制系統及其控制方法

在審

• 申請號: 201310650302.9
• 申請日: 2013-12-06
• 公開（公告）號: CN103867389A
• 公開（公告）日: 2014-06-18
• 發明（設計）人: 金泰奭;權景敏;陳美花
• 申請（專利權）人: 株式會社宇進產電
• 主分類號: F03D7/04
• 分類號: F03D7/04
• 代理公司: 北京匯澤知識產權代理有限公司 11228
• 代理人: 武君

技術領域

本發明涉及一種風力發電機的偏航控制系統及其控制方法，尤其，涉及一種按照用戶的需要能任意設定風力發電機的偏航控制模式，并在通過外部保護因素的自動運行模式下控制輸出，從而能提高發電機的輸出效率的風力發電機的偏航控制系統以及其控制方法。

背景技術

作為能代替石油等化石燃料的新能源，人類未來的新能源有太陽能、風能、人工太陽、氫能、利用海水的能量，生物能量等很多種類，其中，風力不亞于其他能源，不僅有利于環保，而且，可以再利用，因此，風能是深受矚目的未來的新能源。

風力發電是自然狀態的無公害能源。是在現有代替能源中經濟效益最強的能源，風力發電是將風力轉換為旋轉力而產生的電力直接供應至電力系統或需求者的發電技術。即，在風力的能源變換過程中生產電，所生產的電用于家庭或工業生產，或者傳送到韓國電力公司進行售電。若利用風力發電，通過開發山間、海岸內地及防潮堤等地皮，可以提高國土利用效率。尤其，韓國海岸線較長，因此，具有有利于風力發電的條件。

所述風力發電機，利用空氣流動而產生的動能，即利用空氣動力學特性旋轉由葉片和輪轂構成的轉子，從而將空氣流動而產生的動能轉換為機械能，并利用機械能生產電能。

風力發電機的偏航系統將機艙即葉片的方向朝向風吹過來的方向，從而減小作用于整個風力發電機的負載，而增大風力發電機的效率。

但是，偏航系統只有通過所設定的控制才能控制偏航葉片，因此，無法根據外部因素的變化或用戶的需要任意進行控制。

發明內容

本發明是為解決所述問題點而提出的，其目的在于，提供一種風力發電機的偏航控制系統以及其控制方法，該系統按照用戶的需要能任意設定風力發電機的偏航控制模式，并在通過外部保護因素的自動運行模式下控制輸出，從而能提高發電機的輸出效率。

本發明所要解決的技術問題并不局限于以上所述的技術問題，對于未提及的其他的技術問題本發明所屬領域的技術人員可通過以下記載將會明確理解。

為解決所述技術問題，本發明提供風力發電機的偏航控制系統，所述風力發電機的偏航控制系統包括：過電壓保護部，測定發電機的過電壓而產生的溫度，將所述溫度與已設定溫度相比較，然后，對應比較結果輸出停止動作的保護信號；過速保護部，測定所述發電機的過速而產生的轉速，將所述轉速與已設定速度相比較，然后，對應比較結果輸出停止動作的保護信號；風速保護部，比較風速計所測定的風速和已設定保護動作條件值，然后，對應比較結果輸出偏航動作保護信號；偏航控制部，根據在所述過電壓保護部、所述過速保護部及所述風速保護部輸出的動作保護信號設定為偏航保護動作模式或解除保護動作時，按照用戶的選擇輸入控制偏航。

此處，尤其，所述偏航控制部包括：保護動作模式部，根據所述過電壓保護部、所述過速保護部及所述風速保護部輸出的動作保護信號設定為偏航保護動作模式而限制發電機的輸出；以及偏航控制選擇部，在所述保護動作模式部解除偏航保護動作模式的狀態下，根據用戶的選擇輸入控制偏航。

此處，尤其，所述偏航控制選擇部包括：最大輸出模式部，從所測定的風速自動跟蹤最大輸出；自動跟蹤模式部，利用所測定的風向及風速信息，對應用戶輸入的所需電力進行自動跟蹤；以及強制模式部，根據用戶的輸入將偏航的旋轉方向朝順時針方向或逆時針方向控制。

此處，尤其，所述偏航控制部在所述保護動作模式部設定偏航保護動作模式的動作后解除時，自動轉換為在偏航保護動作模式動作之前設定的所述偏航控制選擇部的選擇模式狀態。

此處，尤其，所述最大輸出模式部，為了相對于現在測定的風速跟蹤最大電力，使偏航葉片與風向相同方向進行動作。

此處，尤其，對于現在測定的風速，所述自動跟蹤模式部通過控制偏航軸和風向之間的角度（θ）將電力輸出限制為預定比率。

此處，尤其，所述保護動作模式部通過用戶的輸入強制轉換發電機的輸出。

根據本發明的風力發電機的偏航控制方法，其中，在風力發電機的偏航控制系統中，包括：測定發電機的溫度及轉速，并通過風速計測定風速的步驟；將所述所測定的發電機的溫度、轉速、風速值與已設定的偏航保護動作條件值進行比較的步驟；若滿足所述比較的偏航保護動作條件，則輸出偏航保護動作信號的步驟；輸出所述偏航保護動作信號之后，判斷是否滿足偏航保護動作解除條件的步驟；以及若滿足所述偏航保護動作解除條件，則轉換為用戶偏航控制選擇模式的步驟。