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Lastreduzierende Regelungs- und Vorsteuerungsstrategien für Windenergieanlagen mit Einzelblattverstellung

Wortmann, Svenja (2020):
Lastreduzierende Regelungs- und Vorsteuerungsstrategien für Windenergieanlagen mit Einzelblattverstellung.
Darmstadt, Epubli, Berlin, Technische Universität, ISBN 978-3-752985-44-3,
DOI: 10.25534/tuprints-00009459,
[Ph.D. Thesis]

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Item Type: Ph.D. Thesis
Title: Lastreduzierende Regelungs- und Vorsteuerungsstrategien für Windenergieanlagen mit Einzelblattverstellung
Language: German
Abstract:

Diese Arbeit bietet einen Beitrag zur Weiterentwicklung von Regelungs- und Vorsteuerungsstrategien von Windenergieanlagen mit Einzelblattverstellung. Der Fokus liegt auf dem Entwurf einer LiDAR-basierten Einzelblattvorsteuerung und einer transparenten, belastbaren Abschätzung des Potenzials als Alternative zur Einzelblattregelung auf Basis gemessener Blattwurzelbiegemomente. Die Vorsteuerung wird als Störgrößenkompensation zur Kompensation rotoreffektiver Windfeldvariablen inklusive der horizontalen und vertikalen Schräganströmung aufgebaut. Zur Untersuchung des Verhaltens bei Schräganströmung wird der skewed wake effect modelliert und anhand von Vermessungsdaten einer Windenergieanlage im Feld parametriert. Neben der Entwicklung eines geeigneten Entwurfsmodells auf Basis der BEM-Theorie und einer linearen Vorsteuerung liegen die Schwerpunkte der Arbeit im Aufbau einer adäquaten Simulationsumgebung mit realitätsnaher LiDAR-Messkette und der Entwicklung einer praxistauglichen Einzelblattregelung, die sowohl simulativ als auch im Feld validiert wird.

Alternative Abstract:
Alternative AbstractLanguage
This work contributes to further development of control strategies of wind turbines with single-blade adjustment. It concentrates on the design of a lidar-based feedforward control and a transparent, reliable analysis of its potential as an alternative to feedback control based on blade root load measurements. The feedforward control is setup as a disturbance compensation to compensate rotor effective wind field variables, among them horizontal and vertical yawed inflow. To study the turbine behaviour in yawed inflow a model of the skewed wake effect is necessary. The effect is parameterized by means of measurement data of a real turbine. Besides the development of a suitable design model based on BEM-theory and a linear feedforward control, particular emphasis of this work is on the generation of an adequate simulation environment including realistic lidar measurement chain. Furthermore a practicable individual pitch feedback control is designed and validated on a simulated and a real turbine.English
Place of Publication: Darmstadt
Publisher: Epubli, Berlin
Classification DDC: 600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften > 620 Ingenieurwissenschaften
Divisions: 18 Department of Electrical Engineering and Information Technology > Institut für Automatisierungstechnik und Mechatronik > Control Systems and Mechatronics
Date Deposited: 24 Aug 2020 14:10
Last Modified: 24 Aug 2020 14:10
DOI: 10.25534/tuprints-00009459
URN: urn:nbn:de:tuda-tuprints-94590
Referees: Konigorski, Prof. Dr. Ulrich and Cheng, Prof. Dr. Po Wen
Refereed: 19 September 2019
URI: https://tuprints.ulb.tu-darmstadt.de/id/eprint/9459
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