DE102005034635A1

DE102005034635A1 - Generatorsystem für Windturbine

Info

Publication number: DE102005034635A1
Application number: DE102005034635A
Authority: DE
Inventors: Akira Kikuchi; Masaya Ichinose; Motoo Futami; Mitsugu Matsutake; Kouichi Miyazaki
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2004-08-06
Filing date: 2005-07-25
Publication date: 2006-02-23
Also published as: US7268443B2; US20060028025A1; JP3918837B2; US20070262583A1; US7615880B2; JP2006050835A; US7952216B2; US20100038908A1; US20110266799A1; US20120286511A1; US8466573B2; US8242620B2

Abstract

Bei dem vorgestellten Generatorsystem für eine Windturbine kann die Drehgeschwindigkeit der Windturbine (1) auch dann innerhalb des Betriebsbereichs gehalten werden, wenn sich die Windgeschwindigkeit plötzlich ändert, so daß ein kontinuierlicher Betrieb der Windturbine (1) möglich ist. Das Generatorsystem umfaßt einen Generator (2), der mit der Welle der Windturbine (1) verbunden ist, und einen Konverter (3), der mit dem Generator (2) verbunden ist. Wenn die Drehgeschwindigkeit der Windturbine (1) in einem vorgegebenen Bereich liegt, wird die vom Generator abgegebene Leistung so gesteuert, daß sie einer Vorgabe für die Generator-Ausgangsleistung folgt. Wenn die Drehgeschwindigkeit der Windturbine (1) außerhalb des vorgegebenen Bereichs liegt, wird die vom Generator abgegebene Leistung gesteuert, ohne der Vorgabe für die Generator-Ausgangsleistung zu folgen.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Generatorsystem für eine Windturbine und insbesondere ein Generatorsystem für eine Windturbine, bei dem die Windturbine durch Beibehalten der Drehgeschwindigkeit der Windturbine kontinuierlich betrieben werden kann.

Es folgt eine Erläuterung anhand eines herkömmlichen Generatorsystems für eine Windturbine. Die Windturbine ist mit einem Generator verbunden. Die Windturbine wird von der Windkraft gedreht und treibt den Generator an, so daß der Generator Elektrizität erzeugt. Bei der Verwendung eines Synchrongenerators als Generator ist der Stator des Generators mit einem Konverter verbunden, und der vom Generator ausgegebene Wechselstrom wird durch den Konverter in Gleichstrom umgewandelt. Dann wird der Strom mit einem Inverter in einen Wechselstrom mit einer kommerziellen Frequenz umgewandelt und in ein Netz eingespeist. Der Konverter regelt die Ausgangsleistung des Generators gemäß einer Leistungsvorgabe von außen. Ein Beispiel für ein Generatorsystem für eine Windturbine mit einem solchen Aufbau ist in der JP-A-2002-233193 beschrieben (Paragraphen [0029] bis [0031]).

Das Generatorsystem für eine Windturbine wird von Schwankungen der Windgeschwindigkeit stark beeinflußt. Es ändert sich dadurch die Drehgeschwindigkeit der Windturbine. Wenn die Drehgeschwindigkeit der Windturbine außerhalb des Betriebsbereichs zu liegen kommt, wird der Betrieb normalerweise eingestellt, um die Windturbine zu schützen. Herkömmlich wird, wenn die Windgeschwindigkeit schwankt, der Einstellwinkel der Windturbinenblätter entsprechend der Windgeschwindigkeit verändert, oder die Leistungsvorgabe für den Konverter wird entsprechend der Windgeschwindigkeit einge stellt, um dadurch die Schwankungen in der Drehgeschwindigkeit der Windturbine zu unterdrücken.

Das Verändern des Einstellwinkels durch Ansteuern der Windturbinenblätter entsprechend der Windgeschwindigkeit umfaßt jedoch eine mechanische Operation und zeigt daher kein gutes Ansprechverhalten. Wenn die Leistungsvorgabe für den Konverter entsprechend der Windgeschwindigkeit verändert wird, erfolgt die Entscheidung normalerweise anhand einer Leistungskurve, die auf einer mittleren Windgeschwindigkeit beruht, so daß es schwierig ist, kurzzeitigen Änderungen in der Windgeschwindigkeit zu folgen. Wenn sich die Windgeschwindigkeit plötzlich ändert und die Drehgeschwindigkeit der Windturbine den Betriebsbereich verläßt, kann die Windturbine stehen bleiben. Sie muß dann wieder hochgefahren werden.

Um die von der Windturbine erzeugte Strommenge zu erhöhen, sollte die Windturbine auch dann kontinuierlich arbeiten, wenn sich die Windgeschwindigkeit plötzlich ändert. Wenn die von der Windturbine erzeugte Strommenge größer wird, verringern sich die Kosten für die Stromerzeugung. Es ist daher wichtig, daß eine Windturbine kontinuierlich arbeitet und die Nutzungsrate der Windturbine besser wird. Wenn eine Windturbine kontinuierlich betrieben wird, sinkt auch die Anzahl der Schaltvorgänge an dem Schalter, der die Windturbine mit dem Stromnetz verbindet, so daß die Lebensdauer dieser Vorrichtung ansteigt.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Generatorsystem für eine Windturbine zu schaffen, bei dem die Drehgeschwindigkeit der Windturbine so gesteuert wird, daß sie auch dann im Betriebsbereich liegt, wenn sich die Windgeschwindigkeit plötzlich ändert, so daß die Windturbine kontinuierlich betrieben werden kann und die Nutzungsrate der Windturbine ansteigt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit dem im Patentanspruch 1 bzw. Patentanspruch 4 bzw. Patentanspruch 8 bzw. Pa tentanspruch 10 angegebenen Generatorsystem für eine Windturbine gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Generatorsystems für eine Windturbine sind in den Unteransprüchen genannt.

Die vorliegende Erfindung umfaßt somit ein Generatorsystem für eine Windturbine mit einem Generator, der mit der Welle einer Windturbine verbunden ist, und mit einem Konverter, der mit dem Generator verbunden ist. Wenn die Drehgeschwindigkeit der Windturbine in einem vorgegebenen Bereich liegt, wird die vom Generator ausgegebene Leistung so geregelt, daß sie einer Vorgabe für die von der Windturbine an den Konverter abgegebene Generator-Ausgangsleistung folgt. Wenn die Drehgeschwindigkeit der Windturbine außerhalb des vorgegebenen Bereichs liegt, wird die vom Generator ausgegebene Leistung geregelt, ohne daß der Vorgabe für die Generator-Ausgangsleistung gefolgt wird.

Nach einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist das erfindungsgemäße Generatorsystem für eine Windturbine dadurch gekennzeichnet, daß, wenn die Drehgeschwindigkeit der Windturbine in einem vorgegebenen Bereich liegt, die vom Generator ausgegebene Leistung so geregelt wird, daß sie einem Wert folgt, der durch Multiplizieren einer Vorgabe für das von der Windturbine an den Konverter abgegebene Generator-Drehmoment mit der Drehgeschwindigkeit der Windturbine erhalten wird, und daß, wenn die Drehgeschwindigkeit der Windturbine außerhalb des vorgegebenen Bereichs liegt, die vom Generator ausgegebene Leistung geregelt wird, ohne daß dem Wert gefolgt wird, der durch Multiplizieren der Vorgabe für das von der Windturbine an den Konverter abgegebene Generator-Drehmoment mit der Drehgeschwindigkeit der Windturbine erhalten wird.

Erfindungsgemäß ist es möglich, die Ausgangsleistung der Windturbine gemäß einer Vorgabe von außen zu regeln, wenn die Drehgeschwindigkeit der Windturbine innerhalb eines festgelegten Bereichs liegt. Wenn die Drehgeschwindigkeit der Wind turbine außerhalb des festgelegten Bereichs liegt, wird die Geschwindigkeit so geregelt, daß die Drehgeschwindigkeit in den festgelegten Bereich zurückkehrt. Wenn die Windgeschwindigkeit schwankt, kann so ein Anhalten der Windturbine verhindert werden.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand der Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen:
1 eine Blockdarstellung des Aufbaus eines Generatorsystems für eine Windturbine mit einem Synchrongenerator gemäß einer ersten Ausführungsform;
2 eine Blockdarstellung des Aufbaus eines Geschwindigkeitsreglers;
3 eine graphische Darstellung einiger Eigenschaften des Geschwindigkeitsreglers;
4 eine Blockdarstellung des Aufbaus eines Generatorsystems für eine Windturbine mit einem doppeltgespeisten Generator gemäß einer zweiten Ausführungsform;
5 eine Blockdarstellung des Aufbaus eines Generatorsystems für eine Windturbine mit einem Synchrongenerator gemäß einer dritten Ausführungsform;
6 eine Blockdarstellung des Aufbaus eines Generatorsystems für eine Windturbine mit einem doppeltgespeisten Generator gemäß einer vierten Ausführungsform;
7 eine Blockdarstellung des Aufbaus eines Generatorsystems für eine Windturbine mit einem doppeltgespeisten Generator gemäß einer fünften Ausführungsform; und
8 eine Blockdarstellung des Aufbaus eines Generatorsystems für eine Windturbine mit einem doppeltgespeisten Generator gemäß einer sechsten Ausführungsform.
Ausführungsform 1:
Die 1 zeigt den Gesamtaufbau einer ersten Ausführungsform. Wie gezeigt umfaßt der Synchrongenerator 2 einen Rotor, der mit der Welle einer Windturbine 1 verbunden ist. Wenn sich die Windturbine 1 entsprechend der von der Windge schwindigkeit abhängigen Windkraft dreht, erzeugt der Synchrongenerator 2 entsprechend der Drehgeschwindigkeit der Windturbine 1 Wechselstrom mit variabler Frequenz. Der Stator des Wechselstromgenerators 2 ist mit einem Konverter 3 verbunden. Der Wechselstrom mit variabler Frequenz, der vom Synchrongenerator 2 erzeugt wird, wird vom Konverter 3 in einen Gleichstrom umgewandelt. Der Konverter 3 ist über einen Gleichstromkondensator 4 mit einem Konverter 5 gleichstromgekoppelt. Der Konverter 5 wandelt den vom Konverter 3 erhaltenen Gleichstrom in einen Wechselstrom mit fester Frequenz um. Der Konverter 5 ist über einen Verbindungstransformator 6 mit einem Stromnetz verbunden und speist den Wechselstrom mit fester Frequenz in das Stromnetz ein.
Zwischen dem Synchrongenerator 2 und dem Konverter 3 sind ein Spannungssensor 7 und ein Stromsensor 8 angeordnet. Der Spannungssensor 7 erfaßt die Klemmenspannung am Stator des Synchrongenerators 2. Der Stromsensor 8 erfaßt den durch den Stator des Synchrongenerators fließenden Strom. Der erfaßte Spannungswert wird von einem Dreiphasen/Zweiphasenkonverter 9 in die d-Achsen-Komponente V_d und die q-Achsen-Komponente V_q umgewandelt. Der erfaßte Stromwert wird von einem Dreiphasen/Zweiphasenkonverter 10 in die d-Achsen-Komponente I_d und die q-Achsen-Komponente I_q umgewandelt. Bei der vorliegenden Ausführungsform stellt die d-Achsen-Komponente die Blindkomponente und die q-Achsen-Komponente die Wirkkomponente dar.
Ein Geschwindigkeitsdetektor 11 erfaßt die Drehgeschwindigkeit ω der Windturbine 1 und die Rotorphase θ des Synchrongenerators 2 anhand der Signale V_d, V_q, I_d und I_q, die von den Dreiphasen/Zweiphasenkonvertern 9, 10 ausgegeben werden.
Ein Leistungsdetektor 12 erfaßt die vom Synchrongenerator 2 abgegebene Wirkleistung P und Blindleistung Q anhand der Signale V_d, V_q, I_d und I_q, die von den Dreiphasen/Zweiphasenkonvertern 9, 10 ausgegeben werden.
Ein Geschwindigkeitsregler 13 korrigiert die dem Synchrongenerator 2 von außen zugeführte Wirkleistungsvorgabe P_c entsprechend dem Wert, der aus einer vorgegebenen Leistungskurve und der Windgeschwindigkeit erhalten wird, die an der Windturbine durch den am Geschwindigkeitsdetektor 11 festgestellten Erfassungswert ω für die Drehgeschwindigkeit gemessen wird, und gibt an den Synchrongenerator 2 eine korrigierte Wirkleistungsvorgabe P_ref aus.
Ein Blindleistungsvorgabeoperator 14 gibt für die Wirkleistungsvorgabe P_ref, die vom Geschwindigkeitsregler 13 an den Synchrongenerator 2 ausgegeben wurde, die Blindleistungsvorgabe Q_ref an den Synchrongenerator 2 aus. Die Blindleistungsvorgabe Q_ref wird so gewählt, daß sich der gewünschte Leistungsfaktor für den Synchrongenerator 2 ergibt.
Ein Wirkleistungsregler 15 nimmt die Wirkleistungsvorgabe P_ref, die vom Geschwindigkeitsregler 13 ausgegeben wird, und den Wirkleistungs-Erfassungswert P, der vom Leistungsdetektor 12 ausgegeben wird, auf und gibt die q-Achsen-Komponente I_q_ref der Stromvorgabe für den Konverter 3 ab. Der Wirkleistungsregler 15 wird zum Beispiel von einem Proportional-Integral-Regler gebildet und legt die Stromvorgabe I_q_ref für den Konverter 3 so fest, daß die Differenz zwischen der Wirkleistungsvorgabe P_ref und dem Wirkleistungs-Erfassungswert P zu Null wird.
Ein Blindleistungsregler 16 nimmt die Blindleistungsvorgabe Q_ref, die vom Blindleistungsvorgabeoperator 14 ausgegeben wird, und den Blindleistungs-Erfassungswert Q, der vom Leistungsdetektor 12 erfaßt wird, auf und gibt die d-Achsen-Komponente I_d_ref der Stromvorgabe für den Konverter 3 ab. Der Blindleistungsregler 16 wird zum Beispiel von einem Proportional-Integral-Regler gebildet und legt die Stromvorgabe I_d_ref für den Konverter 3 so fest, daß die Differenz zwischen der Blindleistungsvorgabe Q_ref und dem Blindleistungs-Erfassungswert Q zu Null wird.
Ein q-Achsen-Stromregler 17 nimmt die q-Achsen-Komponente I_q des Strom-Erfassungswerts, die vom Dreiphasen/Zweiphasenkonverter 10 ausgegeben wird, und die q-Achsen-Komponente I_q_ref der Stromvorgabe an den Konverter 3 auf und gibt die q-Achsen-Komponente V_q_ref der Ausgangsspannung an den Konverter 3. Der q-Achsen-Stromregler 17 wird zum Beispiel von einem Proportional-Integral-Regler gebildet und legt die Vorgabe V_q_ref für die Ausgangsspannung für den Konverter 3 so fest, daß die Differenz zwischen dem Strom-Erfassungswert I_q und der Stromvorgabe I_q_ref zu Null wird.
Ein d-Achsen-Stromregler 18 nimmt die d-Achsen-Komponente I_d des Strom-Erfassungswerts, die vom Dreiphasen/Zweiphasenkonverter 10 ausgegeben wird, und die d-Achsen-Komponente I_d_ref der Stromvorgabe an den Konverter 3 auf und gibt die d-Achsen-Komponente V_d_ref der Ausgangsspannung an den Konverter 3 aus. Der d-Achsen-Stromregler 18 wird zum Beispiel von einem Proportional-Integral-Regler gebildet und legt die Vorgabe V_d_ref für die Ausgangsspannung für den Konverter 3 so fest, daß die Differenz zwischen dem Strom-Erfassungswert I_d und der Stromvorgabe I_d_ref zu Null wird.
Die q-Achsen-Komponente V_q_ref und die d-Achsen-Komponente V_d_ref der Vorgabe für die Ausgangsspannung, die vom q-Achsen-Stromregler 17 und dem d-Achsen-Stromregler 18 ausgegeben werden, werden durch einen Zweiphasen/Dreiphasenkonverter 19 in eine Vorgabe V_uvw_ref für eine Dreiphasen-Ausgangsspannung umgewandelt.
Ein Impulsgenerator 20 gibt entsprechend der Vorgabe V_uvw_ref für die Ausgangsspannung mittels PWM (Impulsbreitenmodulation) Gateimpulssignale an den Konverter 3 aus. Der Konverter 3 nimmt die Gateimpulssignale auf. Leistungs-Halbleiter-Schaltelemente wie IGBTs und Leistungs-MOSFETs führen entsprechende Hochgeschwindigkeits-Schaltvorgänge aus, und der Konverter 3 gibt eine Spannung ab, die der Vorgabe entspricht.
Die 2 zeigt den genauen Aufbau des Geschwindigkeitsreglers 13. Der Geschwindigkeitsregler 13 umfaßt einen Begrenzer 21, einen Subtrahierer 22, einen Wirkleistungskorrekturvorgabeoperator 23, einen Änderungsratenbegrenzer 24 und einen Addierer 25. Der Begrenzer 21 nimmt den Erfassungswert ω für die Drehgeschwindigkeit auf, der vom Geschwindigkeitsdetektor 11 erfaßt wird. Der obere Grenzwert und der untere Grenzwert des Begrenzers 21 sind der obere Grenzwert ω_max und der untere Grenzwert ω_min für die Drehgeschwindigkeit der Windturbine 1. Der Subtrahierer 22 berechnet die Differenz zwischen dem Drehgeschwindigkeits-Erfassungswert ω und dem Ausgangssignal des Begrenzers 21. Der Wirkleistungskorrekturvorgabeoperator 23 berechnet aus dem Ausgangssignal des Subtrahierers die Wirkleistungskorrekturvorgabe ΔP1. Der Wirkleistungskorrekturvorgabeoperator 23 wird zum Beispiel von einem Proportional-Integral-Regler gebildet. Wenn sein Eingangssignal zu Null wird, wird der Integralwert zurückgesetzt und der Ausgang auf Null gesetzt. Der Änderungsratenbegrenzer 24 gibt gewöhnlich direkt die Wirkleistungskorrekturvorgabe ΔP1 aus, die vom Wirkleistungskorrekturvorgabeoperator 23 ausgegeben wird, seine Aufgabe ist, die Änderungsrate des Ausgangssignals auf einen bestimmten Bereich zu beschränken. Das Ausgangssignal ist ΔP2. Der Addierer 25 addiert das Ausgangssignal ΔP2 des Änderungsratenbegrenzers 24 zu der Wirkleistungsvorgabe P_c, die von außen erhalten wird, und gibt die korrigierte Wirkleistungsvorgabe P_ref an den Synchrongenerator 2 aus.
Es wird nun die Arbeitsweise des Geschwindigkeitsreglers 13 beschrieben. Die 3 zeigt graphisch verschiedene Wellenformen, die beim Betrieb des Geschwindigkeitsreglers 13 erhalten werden. Wenn der Drehgeschwindigkeits-Erfassungswert ω, der vom Geschwindigkeitsdetektor 11 erfaßt wird, zwischen dem oberen Grenzwert ω_max und dem unteren Grenzwert ω_min des Begrenzers 21 liegt, ist das Ausgangssignal des Subtrahierers 22 gleich Null. Entsprechend wird die Wirkleistungs korrekturvorgabe ΔP1, die vom Wirkleistungskorrekturvorgabeoperator 23 ausgegeben wird, auf Null zurückgesetzt, und das Ausgangssignal ΔP2 des Änderungsratenbegrenzers 24 ist gewöhnlich Null. Folglich fällt das Ausgangssignal P_ref des Addierers 25 mit der Wirkleistungsvorgabe P_c von außen zusammen. Das heißt, daß, wenn der Drehgeschwindigkeits-Erfassungswert ω zwischen dem oberen Grenzwert ω_max und dem unteren Grenzwert ω_min für die Drehgeschwindigkeit der Windturbine 1 liegt, der Geschwindigkeitsregler 13 die von außen erhaltene Wirkleistungsvorgabe P_c direkt als die Wirkleistungsvorgabe P_ref an den Synchrongenerator 2 gibt.
Wenn dagegen der vom Geschwindigkeitsdetektor 11 erfaßte Drehgeschwindigkeits-Erfassungswert ω über dem oberen Grenzwert ω_max des Begrenzers 21 liegt, ist das Ausgangssignal des Subtrahierers 22 positiv. Entsprechend wird die Wirkleistungskorrekturvorgabe ΔP1, die vom Wirkleistungskorrekturvorgabeoperator 23 ausgegeben wird, größer, und auch das Ausgangssignal ΔP2 des Änderungsratenbegrenzers 24 wird größer. Folglich ist das Ausgangssignal P_ref des Addierers 25 ein Wert, der größer ist als die von außen erhaltene Wirkleistungsvorgabe P_c. Das heißt, daß, wenn der Drehgeschwindigkeits-Erfassungswert ω über dem oberen Grenzwert ω_max für die Drehgeschwindigkeit der Windturbine 1 liegt, der Geschwindigkeitsregler 13 eine Korrektur derart ausführt, daß die Wirkleistungsvorgabe P_ref für den Synchrongenerator 2 größer wird, und diese Korrektur wird fortgesetzt, bis der vom Geschwindigkeitsdetektor 11 erfaßte Drehgeschwindigkeits-Erfassungswert ω unter dem oberen Grenzwert ω_max des Begrenzers 21 liegt. Wenn die vom Synchrongenerator 2 abgegebene Wirkleistung größer ist als die Windkraft auf die Blätter der Windturbine 1, nimmt die Drehgeschwindigkeit der Windturbine 1 ab. Entsprechend erfolgt, wenn der Drehgeschwindigkeits-Erfassungswert ω über dem oberen Grenzwert ω_max liegt, eine Korrektur derart, daß die Drehgeschwindigkeit der Windturbine 1 abnimmt.
Wenn der vom Geschwindigkeitsdetektor 11 erfaßte Drehgeschwindigkeits-Erfassungswert ω unter dem unteren Grenzwert ω_min des Begrenzers 21 liegt, ist das Ausgangssignal des Subtrahierers 22 negativ. Entsprechend wird die Wirkleistungskorrekturvorgabe ΔP1, die vom Wirkleistungskorrekturvorgabeoperator 23 ausgegeben wird, kleiner, und auch das Ausgangssignal ΔP2 des Änderungsratenbegrenzers 24 wird kleiner. Folglich ist das Ausgangssignal P_ref des Addierers 25 ein Wert, der kleiner ist als die von außen erhaltene Wirkleistungsvorgabe P_c. Das heißt, daß, wenn der Drehgeschwindigkeits-Erfassungswert ω unter dem unteren Grenzwert ω_min für die Drehgeschwindigkeit der Windturbine 1 liegt, der Geschwindigkeitsregler 13 eine Korrektur derart ausführt, daß die Wirkleistungsvorgabe P_ref für den Synchrongenerator 2 kleiner wird, und diese Korrektur wird fortgesetzt, bis der vom Geschwindigkeitsdetektor 11 erfaßte Drehgeschwindigkeits-Erfassungswert ω über dem unteren Grenzwert ω_min des Begrenzers 21 liegt. Wenn die vom Synchrongenerator 2 abgegebene Wirkleistung kleiner ist als die Windkraft auf die Blätter der Windturbine 1, nimmt die Drehgeschwindigkeit der Windturbine 1 zu. Entsprechend erfolgt, wenn der Drehgeschwindigkeits-Erfassungswert ω unter dem unteren Grenzwert ω_min liegt, eine Korrektur derart, daß die Drehgeschwindigkeit der Windturbine 1 zunimmt.
Mit dieser Arbeitsweise des Geschwindigkeitsreglers 13 wird, wenn die Drehgeschwindigkeit der Windturbine 1 außerhalb eines bestimmten Bereichs liegt, die Geschwindigkeit so geregelt, daß die Drehzahl der Windturbine 1 in den vorgegebenen Bereich zurückkehrt. Wenn die Drehgeschwindigkeit der Windturbine 1 in dem vorgegebenen Bereich liegt, erfolgt eine Regelung der Wirkleistung entsprechend der von außen erhaltenen Wirkleistungsvorgabe. Wie in der Ausführungsform gezeigt, kann damit die Windturbine kontinuierlich betrieben werden, auch wenn sich die Windgeschwindigkeit plötzlich ändert, wodurch sich die Nutzungsrate der Windturbine verbessert, die von der Windturbine erzeugte Menge an elektrischem Strom erhöht und die Kosten der Stromerzeugung mit der Windturbine sinken. Da die Windturbine kontinuierlich betrieben werden kann, ist die Anzahl der Betätigungsvorgänge bei der Vorrichtung geringer, die die Windturbine mit dem Netz verbindet, etwa bei einem Schalter, wodurch sich wiederum die Lebensdauer dieser Vorrichtung erhöht.
Ausführungsform 2:
Die 4 zeigt den Gesamtaufbau einer zweiten Ausführungsform mit einem doppeltgespeisten Generator. In der 4 ist der Rotor des doppeltgespeisten Generators 26 mit der Welle der Windturbine 1 verbunden. Wenn sich die Windturbine 1 entsprechend der von der Windgeschwindigkeit abhängigen Windkraft dreht, erzeugt der über den Stator mit einem Stromnetz verbundene doppeltgespeiste Generator 26 Wechselstrom, dessen Frequenz auf die Netzfrequenz des Stromnetzes abgestimmt ist. Der Rotor des doppeltgespeisten Generators 26 ist mit einem Konverter 27 verbunden. Der Konverter 27 erregt den Rotor des doppeltgespeisten Generators 26 mit Wechselstrom. Der Konverter 27 ist über einen Gleichstromkondensator 28 mit einem Konverter 29 gleichstromgekoppelt. Der Konverter 29 führt dem Konverter 27 den Erregerstrom zu. Der Konverter 29 ist über einen Verbindungstransformator 6 mit dem Stromnetz verbunden.
Zwischen dem doppeltgespeisten Generator 26 und dem Konverter 27 befinden sich ein Spannungssensor 30 und ein Stromsensor 31. Der Spannungssensor 30 erfaßt die Klemmenspannung am Rotor des doppeltgespeisten Generators 26. Der Stromsensor 31 erfaßt den durch den Rotor des doppeltgespeisten Generators 26 fließenden Strom. Der erfaßte Spannungswert wird von einem Dreiphasen/Zweiphasenkonverter 32 in die d-Achsen-Komponente Vr_d und die q-Achsen-Komponente Vr_q umgewandelt. Der erfaßte Stromwert wird von einem Dreiphasen/Zweiphasen konverter 33 in die d-Achsen-Komponente Ir_d und die q-Achsen-Komponente Ir_q umgewandelt.
Zwischen dem doppeltgespeisten Generator 26 und dem Verbindungstransformator 6 befinden sich ein Spannungssensor 35 und ein Stromsensor 36. Der Spannungssensor 35 erfaßt die Netzspannung und der Stromsensor 31 den zum Netz fließenden Strom. Der erfaßte Spannungswert wird von einem Dreiphasen/Zweiphasenkonverter 37 in die d-Achsen-Komponente Vs_d und die q-Achsen-Komponente Vs_q umgewandelt. Der erfaßte Stromwert wird von einem Dreiphasen/Zweiphasenkonverter 38 in die d-Achsen-Komponente Is_d und die q-Achsen-Komponente Is_q umgewandelt.
Anhand der Signale Vr_d, Vr_q, Ir_d, Ir_q, Vs_d, Vs_q, Is_d und Is_q, die von den Dreiphasen/Zweiphasenkonvertern 32, 33, 37, 38 ausgegeben werden, stellt ein Geschwindigkeitsdetektor 34 die Drehgeschwindigkeit ω der Windturbine 1, die Rotorphase θr des doppeltgespeisten Generators 26 und die Phase θs der Netzspannung fest.
Anhand der Signale Vs_d, Vs_q, Is_d und Is_q, die von den Dreiphasen/Zweiphasenkonvertern 37, 38 ausgegeben werden, stellt der Spannungsdetektor 12 die vom doppeltgespeisten Generator 2 abgegebene Wirkleistung P und Blindleistung Q fest.
Der Geschwindigkeitsregler 13 macht von einer vorgegebenen Leistungskurve und der mit der Windturbine gemessenen Windgeschwindigkeit Gebrauch, um die dem doppeltgespeisten Generator 26 von außen zugeführt Wirkleistungsvorgabe P_c entsprechend dem vom Geschwindigkeitsdetektor 34 festgestellten Drehgeschwindigkeits-Erfassungswert ω zu korrigieren, und gibt eine korrigierte Wirkleistungsvorgabe P_ref an den doppeltgespeisten Generator 26 aus. Der Geschwindigkeitsregler 13 hat hier den gleichen Aufbau wie bei der ersten Ausführungsform.
Der Blindleistungsvorgabeoperator 14 gibt für die Wirkleistungsvorgabe P_ref, die vom Geschwindigkeitsregler 13 an den doppeltgespeisten Generator 26 ausgegeben wurde, die Blindleistungsvorgabe Q_ref an den doppeltgespeisten Generator 26 aus. Die Blindleistungsvorgabe Q_ref wird so gewählt, daß sich am Verbindungspunkt zum Netz der gewünschte Leistungsfaktor ergibt.
Der Wirkleistungsregler 15 nimmt die Wirkleistungsvorgabe P_ref, die vom Geschwindigkeitsregler 13 ausgegeben wird, und den Wirkleistungs-Erfassungswert P auf, der vom Leistungsdetektor 12 erfaßt wird. Das Ausgangssignal des Wirkleistungsreglers 15 wird zur q-Achsen-Komponente Ir_q_ref der Stromvorgabe für den Konverter 27. Der Wirkleistungsregler 15 wird zum Beispiel von einem Proportional-Integral-Regler gebildet und legt die Stromvorgabe Ir_q_ref für den Konverter 27 so fest, daß die Differenz zwischen der Wirkleistungsvorgabe P_ref und dem Wirkleistungs-Erfassungswert P zu Null wird.
Der Blindleistungsregler 16 nimmt die Blindleistungsvorgabe Q_ref, die vom Blindleistungsvorgabeoperator 14 ausgegeben wird, und den Blindleistungs-Erfassungswert Q auf, der vom Leistungsdetektor 12 erfaßt wird. Das Ausgangssignal des Blindleistungsreglers 16 wird zur d-Achsen-Komponente Ir_d_ref der Stromvorgabe für den Konverter 27. Der Blindleistungsregler 16 wird zum Beispiel von einem Proportional-Integral-Regler gebildet und legt die Stromvorgabe Ir_d_ref für den Konverter 27 so fest, daß die Differenz zwischen der Blindleistungsvorgabe Q_ref und dem Blindleistungs-Erfassungswert Q zu Null wird.
Der q-Achsen-Stromregler 17 nimmt die q-Achsen-Komponente Ir_q, die vom Dreiphasen/Zweiphasenkonverter 33 ausgegeben wird, und die q-Achsen-Komponente Ir_q_ref der Stromvorgabe für den Konverter 27 auf. Das Ausgangssignal des q-Achsen-Stromreglers 17 wird zur q-Achsen-Komponente Vr_q_ref der Ausgangsspannungsvorgabe für den Konverter 27. Der q-Achsen-Stromregler 17 wird zum Beispiel von einem Proportional-Integral-Regler gebildet und legt die Vorgabe Vr_q_ref für die Ausgangsspannung so fest, daß die Differenz zwischen dem Strom-Erfassungswert Ir_q und der Stromvorgabe Ir_q_ref zu Null wird.
Der d-Achsen-Stromregler 18 nimmt die d-Achsen-Komponente Ir_d, die vom Dreiphasen/Zweiphasenkonverter 33 ausgegeben wird, und die d-Achsen-Komponente Ir_d_ref der Stromvorgabe für den Konverter 27 auf. Das Ausgangssignal des d-Achsen-Stromreglers 18 wird zur d-Achsen-Komponente Vr_d_ref der Ausgangsspannungsvorgabe für den Konverter 27. Der d-Achsen-Stromregler 18 wird zum Beispiel von einem Proportional-Integral-Regler gebildet und legt die Vorgabe Vr_d_ref für die Ausgangsspannung so fest, daß die Differenz zwischen dem Strom-Erfassungswert Ir_d und der Stromvorgabe Ir_d_ref zu Null wird.
Die q-Achsen-Komponente Vr_q_ref und die d-Achsen-Komponente Vr_d_ref der Vorgabe für die Ausgangsspannung, die vom q-Achsen-Stromregler 17 und dem d-Achsen-Stromregler 18 ausgegeben werden, werden durch den Zweiphasen/Dreiphasenkonverter 19 in eine Vorgabe Vr_uvw_ref für eine Dreiphasen-Ausgangsspannung umgewandelt.
Der Impulsgenerator 20 gibt entsprechend der Vorgabe Vr_uvw_ref für die Dreiphasen-Ausgangsspannung, die vom Zweiphasen/Dreiphasenkonverter 19 ausgegeben wird, mittels PWM (Impulsbreitenmodulation) Gateimpulssignale an den Konverter 27 aus. Der Konverter 27 nimmt die Gateimpulssignale auf und gibt entsprechend der Vorgabe durch Hochgeschwindigkeits-Schaltvorgänge von Leistungs-Halbleiter-Schaltelementen wie IGBTs eine Spannung ab.
Auch bei dieser Ausführungsform arbeitet der Geschwindigkeitsregler 13 auf die gleiche Weise wie bei der ersten Ausführungsform. Auch bei der Verwendung eines doppeltgespeisten Generators wird demgemäß die Geschwindigkeit so geregelt, daß die Drehgeschwindigkeit der Windturbine 1 in den festgelegten Bereich zurückgeführt wird, wenn die Drehgeschwindigkeit der Windturbine 1 außerhalb des festgelegten Bereichs liegt. Wenn die Drehgeschwindigkeit der Windturbine 1 im festgelegten Bereich liegt, erfolgt eine Wirkleistungsregelung gemäß der Wirkleistungsvorgabe, die von außen erhalten wird.
Ausführungsform 3:
Die 5 zeigt den Gesamtaufbau einer dritten Ausführungsform des Generatorsystems für eine Windturbine. Bei dieser dritten Ausführungsform wird ein Synchrongenerator verwendet, und die von außen erhaltene Vorgabe dient als Drehmomentvorgabe für den Generator. Der Drehmomentdetektor 39 der 5 erfaßt das vom Synchrongenerator 2 abgegebene Drehmoment T anhand der Signale V_d, V_q, I_d und I_q, die von den Dreiphasen/Zweiphasenkonvertern 9, 10 ausgegeben werden, und des Drehgeschwindigkeits-Erfassungswertes ω, der vom Geschwindigkeitsdetektor 11 erfaßt wird.
Ein Geschwindigkeitsregler 40 korrigiert die dem Synchrongenerator 2 von außen zugeführte Drehmomentvorgabe T_c entsprechend dem vom Geschwindigkeitsdetektor 11 erfaßten Drehgeschwindigkeits-Erfassungswert ω und gibt die korrigierte Drehmomentvorgabe T_ref an den Synchrongenerator 2. Der Geschwindigkeitsregler 40 hat den gleichen Aufbau wie der Geschwindigkeitsregler 13 der ersten und der zweiten Ausführungsform.
Ein Drehmomentregler 41 nimmt die Drehmomentvorgabe T_ref, die vom Geschwindigkeitsregler 40 ausgegeben wird, und den Drehmoment-Erfassungswert T auf, der vom Drehmomentdetektor 39 erfaßt wird. Das Ausgangssignal des Drehmomentreglers 41 wird zum Beispiel von einem Proportional-Integral-Regler gebildet, der die Stromvorgabe I_q_ref für den Konverter 3 so festlegt, daß die Differenz zwischen der Drehmomentvorgabe T_ref und dem Drehmoment-Erfassungswert T zu Null wird.
Der d-Achsen-Stromvorgabeoperator 42 nimmt die q-Achsen-Komponente I_q_ref der Stromvorgabe, die vom Drehmomentregler 41 ausgegeben wird, auf und gibt die d-Achsen-Komponente I_d_ref der Stromvorgabe an den Konverter 3 aus. Die d- Achsen-Komponente I_d_ref der Stromvorgabe wird so eingestellt, daß sich für den Synchrongenerator 2 der gewünschte Leistungsfaktor ergibt.
Der übrige Aufbau des Generatorsystems für eine Windturbine gemäß der dritten Ausführungsform der 5 ist dem Aufbau der ersten Ausführungsform in der 1 ähnlich. Es läßt sich demnach auch dann die Geschwindigkeit so regeln, daß die Drehgeschwindigkeit der Windturbine 1, falls sie außerhalb des festgelegten Bereichs liegt, in den festgelegten Bereich zurückgeführt wird, wenn die von außen erhaltene Vorgabe eine Drehmomentvorgabe an den Generator ist. Wenn die Drehgeschwindigkeit der Windturbine 1 im festgelegten Bereich liegt, erfolgt die Drehmomentregelung gemäß der von außen erhaltenen Drehmomentvorgabe.
Ausführungsform 4:
Die 6 zeigt den Gesamtaufbau einer vierten Ausführungsform des Generatorsystems für eine Windturbine. Bei der vierten Ausführungsform wird ein doppeltgespeister Generator verwendet, und die von außen erhaltene Vorgabe dient als Drehmomentvorgabe für den Generator. Der Drehmomentdetektor 39 der 6 erfaßt das vom doppeltgespeisten Generator 26 abgegebene Drehmoment T anhand der Signale Vs_d, Vs_q, Is_d und Is_q, die von den Dreiphasen/Zweiphasenkonvertern 37, 38 ausgegeben werden, und des Drehgeschwindigkeits-Erfassungswertes ω, der vom Geschwindigkeitsdetektor 34 erfaßt wird.
Der Geschwindigkeitsregler 40 korrigiert die dem doppeltgespeisten Generator 26 von außen zugeführte Drehmomentvorgabe T_c entsprechend dem vom Geschwindigkeitsdetektor 34 festgestellten Drehgeschwindigkeits-Erfassungswert ω und gibt die korrigierte Drehmomentvorgabe T_ref an den doppeltgespeisten Generator 26. Der Geschwindigkeitsregler 40 kann auf die gleiche Weise aufgebaut sein wie der Geschwindigkeitsregler 13 der ersten und der zweiten Ausführungsform.
Der Drehmomentregler 41 nimmt die Drehmomentvorgabe T_ref, die vom Geschwindigkeitsregler 40 ausgegeben wird, und den Drehmoment-Erfassungswert T auf, der vom Drehmomentdetektor 39 erfaßt wird. Das Ausgangssignal des Drehmomentreglers 41 ist die q-Achsen-Komponente Ir_q_ref der Stromvorgabe für den Konverter 27. Der Drehmomentregler 41 wird zum Beispiel von einem Proportional-Integral-Regler gebildet, der die Stromvorgabe Ir_q_ref für den Konverter 27 so festlegt, daß die Differenz zwischen der Drehmomentvorgabe T_ref und dem Drehmoment-Erfassungswert T zu Null wird.
Der d-Achsen-Stromvorgabeoperator 42 nimmt die q-Achsen-Komponente Ir_q_ref der Stromvorgabe auf, die vom Drehmomentregler 41 ausgegeben wird. Das Ausgangssignal des d-Achsen-Stromvorgabeoperators 42 ist die d-Achsen-Komponente Ir_d_ref der Stromvorgabe für den Konverter 27. Die d-Achsen-Komponente Ir_d_ref der Stromvorgabe wird so eingestellt, daß sich am Verbindungspunkt zum Netz der gewünschte Leistungsfaktor ergibt.
Der übrige Aufbau des Generatorsystems für eine Windturbine gemäß der vierten Ausführungsform der 6 ist dem in der 4 gezeigten Aufbau ähnlich. Es läßt sich demnach auch dann die Geschwindigkeit so regeln, daß die Drehgeschwindigkeit der Windturbine 1, falls sie außerhalb des festgelegten Bereichs liegt, in den festgelegten Bereich zurückgeführt wird, wenn die von außen erhaltene Vorgabe eine Drehmomentvorgabe an den Generator ist. Wenn die Drehgeschwindigkeit der Windturbine 1 im festgelegten Bereich liegt, erfolgt die Drehmomentregelung gemäß der von außen erhaltenen Drehmomentvorgabe.
Ausführungsform 5:
Die 7 zeigt den Gesamtaufbau einer fünften Ausführungsform des Generatorsystems für eine Windturbine. Bei der fünften Ausführungsform wird ein doppeltgespeister Generator verwendet, und die von außen erhaltene Vorgabe ist eine Wirk leistungsvorgabe für den Generator. Wie in der 7 gezeigt, unterscheidet sich die Anordnung des Spannungssensors 43 und des Stromsensors 44 von der in der 2 gezeigten zweiten Ausführungsform. Der übrige Aufbau ist ähnlich wie bei der zweiten Ausführungsform. Auch bei der in der 7 gezeigten fünften Ausführungsform läßt sich die Geschwindigkeit so regeln, daß die Drehgeschwindigkeit der Windturbine 1 in den festgelegten Bereich zurückgeführt wird, wenn sie außerhalb davon liegt. Wenn die Drehgeschwindigkeit der Windturbine 1 im festgelegten Bereich liegt, erfolgt die Wirkleistungsregelung gemäß der von außen erhaltenen Wirkleistungsvorgabe.
Ausführungsform 6:
Die 8 zeigt den Gesamtaufbau einer sechsten Ausführungsform des Generatorsystems für eine Windturbine. Bei der sechsten Ausführungsform wird ein doppeltgespeister Generator verwendet, und die von außen erhaltene Vorgabe ist eine Drehmomentvorgabe. Die in der 8 gezeigte sechste Ausführungsform ist der vierten Ausführungsform ähnlich, mit der Ausnahme, daß sich die Anordnung des Spannungssensors 43 und des Stromsensors 44 von der in der 6 gezeigten vierten Ausführungsform unterscheidet. Auch bei der in der 8 gezeigten sechsten Ausführungsform läßt sich die Geschwindigkeit so regeln, daß die Drehgeschwindigkeit der Windturbine 1 in den festgelegten Bereich zurückgeführt wird, wenn sie außerhalb davon liegt. Wenn die Drehgeschwindigkeit der Windturbine 1 im festgelegten Bereich liegt, erfolgt die Drehmomentregelung gemäß der von außen erhaltenen Drehmomentvorgabe.

Claims

Generatorsystem für eine Windturbine mit variabler Geschwindigkeit, mit einem Generator (2; 26), der mit der Welle einer Windturbine (1) verbunden ist, einem Konverter (3; 27), der mit dem Generator verbunden ist, und mit einem Regler für den Konverter, dadurch gekennzeichnet, daß, wenn die Drehgeschwindigkeit der Windturbine (1) in einem vorgegebenen Bereich liegt, der Regler eine solche Steuerung ausführt, daß die vom Generator (2; 26) ausgegebene Leistung einer Vorgabe für die von der Windturbine (1) an den Konverter (3; 27) abgegebene Generator-Ausgangsleistung folgt, und daß, wenn die Drehgeschwindigkeit der Windturbine (1) außerhalb des vorgegebenen Bereichs liegt, die vom Generator ausgegebene Leistung gesteuert wird, ohne daß der Vorgabe für die Generator-Ausgangsleistung gefolgt wird.
Generatorsystem für eine Windturbine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorgabe für die Generator-Ausgangsleistung ein Wert ist, der durch Multiplizieren einer Vorgabe für das von der Windturbine (1) an den Konverter (3) abgegebene Generator-Drehmoment mit der Drehgeschwindigkeit der Windturbine (1) erhalten wird.
Generatorsystem für eine Windturbine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorgabe für die Generator-Ausgangsleistung ein Ausgangssignal ist, das aus einer Leistungskurve erhalten wird, die für die Windturbine (1) und die mit der Windturbine (1) gemessene Windgeschwindigkeit vorgegeben ist.
Generatorsystem für eine Windturbine mit variabler Geschwindigkeit, mit einem Generator, der mit der Welle einer Windturbine (1) verbunden ist, einem Konverter (3), der mit dem Generator verbunden ist, und mit einem Regler für den Konverter, dadurch gekennzeichnet, daß der Regler einen ersten Steuermodus zum Steuern der vom Generator ausgegebenen Leistung gemäß einer Vorgabe für die von der Windturbine (1) an den Konverter (3) abgegebene Generator-Ausgangsleistung und einen zweiten Steuermodus zum Steuern der Drehgeschwindigkeit der Windturbine (1) umfaßt, wobei in Abhängigkeit von der Drehgeschwindigkeit der Windturbine (1) zwischen den beiden Steuermoden umgeschaltet wird.
Generatorsystem für eine Windturbine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Regler eine Korrektureinrichtung zum Korrigieren der Vorgabe für die Generator-Ausgangsleistung entsprechend der Drehgeschwindigkeit der Windturbine (1) umfaßt, wobei der Regler die Ausgangsleistung des Generators anhand der Leistungsvorgabe steuert, die von der Korrektureinrichtung ausgegeben wird, um dadurch die Drehgeschwindigkeit der Windturbine (1) zu steuern.
Generatorsystem für eine Windturbine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorgabe für die Generator-Ausgangsleistung im ersten Steuermodus eine Vorgabe für das von der Windturbine (1) abgegebene Generator-Drehmoment ist, wobei anstelle der Ausgangsleistung des Generators das vom Generator abgegebene Drehmoment gesteuert wird.
Generatorsystem für eine Windturbine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Regler eine Korrektureinrichtung zum Korrigieren der Vorgabe für das Generator-Drehmoment entsprechend der Drehgeschwindigkeit der Windturbine (1) umfaßt, wobei der Regler das Drehmoment des Generators anhand der Drehmomentvorgabe steuert, die von der Korrektureinrichtung ausgegeben wird, um dadurch die Drehgeschwindigkeit der Windturbine (1) zu steuern.
Generatorsystem für eine Windturbine mit variabler Geschwindigkeit, mit einer Windturbine (1), einem Synchrongenerator (2), der mit der Welle der Windturbine (1) verbunden ist, einem ersten Konverter (3), der mit der Statorwicklung des Synchrongenerators (2) verbunden ist, einem Regler für den ersten Konverter (3), und mit einem zweiten Konverter (5), der mit der Gleichstromseite des ersten Konverters (3) und mit einem Stromnetz verbunden ist, wobei der Wechselstrom mit variabler Frequenz, der vom Synchrongenerator (2) abgegeben wird, vom ersten Konverter (3) in Gleichstrom umgewandelt wird, und dieser Gleichstrom vom zweiten Konverter (5) für das Stromnetz in einen Wechselstrom fester Frequenz umgewandelt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Regler einen Geschwindigkeitsdetektor (11) zum Erfassen der Drehgeschwindigkeit der Windturbine (1), einen Geschwindigkeitsregler (13) für die Aufnahme des vom Geschwindigkeitsdetektor (11) ausgegebenen Geschwindigkeits-Erfassungswertes, einen Leistungsdetektor (12) zum Erfassen der vom Synchrongenerator (2) abgegebenen Leistung und einen Wirkleistungsregler (15) für die Aufnahme des vom Leistungsdetektor (12) ausgegebenen Wirkleistungs-Erfassungswertes umfaßt, und daß, wenn der Geschwindigkeits-Erfassungswert in einem vorgegebenen Bereich liegt, der Geschwindigkeitsregler (13) eine Vorgabe für die Generator-Ausgangsleistung als Wirkleistungsvorgabe an den Wirkleistungsregler (15) abgibt, und wenn der Geschwindigkeits-Erfassungswert außerhalb des vorgegebenen Bereichs liegt, der Geschwindigkeitsregler die Vorgabe für die Generator-Ausgangsleistung entsprechend dem Geschwindigkeits-Erfassungswert korrigiert und die korrigierte Vorgabe als Wirkleistungsvorgabe an den Wirkleistungsregler (15) ausgibt.
Generatorsystem für eine Windturbine nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Regler an Stelle des Leistungsdetektors (12) einen Drehmomentdetektor (39) zum Erfassen des vom Synchrongenerator (2) abgegebenen Drehmoments und an Stelle des Wirkleistungsreglers (15) einen Drehmomentregler (41) für die Aufnahme des vom Drehmomentdetektor (39) ausgegebenen Drehmoment-Erfassungswerts umfaßt, und daß, wenn der Geschwindigkeits-Erfassungswert in einem vorgegebenen Bereich liegt, der Geschwindigkeitsregler (40) eine Vorgabe für das Generator-Drehmoment als Drehmomentvorgabe an den Drehmomentregler (41) abgibt, und wenn der Geschwindigkeits-Erfassungswert außerhalb des vorgegebenen Bereichs liegt, der Geschwindigkeitsregler (40) die Vorgabe für das Generator-Drehmoment entsprechend dem Geschwindigkeits-Erfassungswert korrigiert und die korrigierte Vorgabe als Drehmomentvorgabe an den Drehmomentregler (41) ausgibt.
Generatorsystem für eine Windturbine mit variabler Geschwindigkeit, mit einer Windturbine (1), einem doppeltgespeisten Generator (26) mit einem Rotor, der mit der Welle der Windturbine (1) verbunden ist, einem ersten Konverter (27), der mit der Rotorwicklung des doppeltgespeisten Generators (2) verbunden ist, einem Regler für den ersten Konverter, und mit einem zweiten Konverter (29), der mit der Gleichstromseite des ersten Konverters (27) und mit einem Stromnetz verbunden ist, wobei der erste Konverter (27) die Rotorwicklung des doppeltgespeisten Generators (26) mit Wechselstrom erregt und die Statorwicklung des doppeltgespeisten Generators (26) mit dem Stromnetz verbunden ist und an dieses einen Wechselstrom fester Frequenz abgibt, dadurch gekennzeichnet, daß der Regler einen Geschwindigkeitsdetektor (34; 45) zum Erfassen der Drehgeschwindigkeit der Windturbine (1), einen Geschwindigkeitsregler (13; 40) für die Aufnahme des vom Geschwindigkeitsdetektor (34; 45) ausgegebenen Geschwindigkeits-Erfassungswertes, einen Leistungsdetektor (46) zum Erfassen der vom doppeltgespeisten Generator (26) abgegebenen Leistung und einen Wirkleistungsregler (15) für die Aufnahme des vom Leistungsdetektor (46) ausgegebenen Wirkleistungs-Erfassungswertes umfaßt, und daß, wenn der Geschwindigkeits-Erfassungswert in einem vorgegebenen Bereich liegt, der Geschwindigkeitsregler (13; 40) eine Vorgabe für die Generator-Ausgangsleistung als Wirkleistungsvorgabe an den Wirkleistungsregler (15) abgibt, und wenn der Geschwindigkeits-Erfassungswert außerhalb des vorgegebenen Bereichs liegt, der Geschwindigkeitsregler die Vorgabe für die Generator-Ausgangsleistung entsprechend dem Geschwindigkeits-Erfassungswert korrigiert und die korrigierte Vorgabe als Wirkleistungsvorgabe an den Wirkleistungsregler (15) ausgibt.
Generatorsystem für eine Windturbine nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Regler an Stelle des Leistungsdetektors (46) einen Drehmomentdetektor (47) zum Erfassen des vom doppeltgespeisten Generator (26) abgegebenen Drehmoments und an Stelle des Wirkleistungsreglers (15) einen Drehmomentregler (41) für die Aufnahme des vom Drehmomentdetektor (47) ausgegebenen Drehmoment-Erfassungswerts umfaßt, und daß, wenn der Geschwindigkeits-Erfassungswert in einem vorgegebenen Bereich liegt, der Geschwindigkeitsregler (40) eine Vorgabe für das Generator-Drehmoment als Drehmomentvorgabe an den Drehmomentregler (41) abgibt, und wenn der Geschwindigkeits-Erfassungswert außerhalb des vorgegebenen Bereichs liegt, der Geschwindigkeitsregler (40) die Vorgabe für das Generator-Drehmoment entsprechend dem Geschwindigkeits-Erfassungswert korrigiert und die korrigierte Vorgabe als Drehmomentvorgabe an den Drehmomentregler (41) ausgibt.