(57)【要約】  本発明は、ステータおよび発電機ロータを備えた同期発電機の形態のギアレス発電機（２０４）と、ステータに結合されステータ電流をフィルタリングすることを意図される発電機フィルタ（２０２）とを備えた風力タービン（１００）に関し、発電機フィルタ（２０２）は、修正可能なフィルタ特性と、発電機フィルタ（２０２）を制御するためのフィルタコントローラ（２２８）とを有する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステータおよび発電機ロータを備えた同期発電機の形態であるギアレス発電機（２０４）と、
前記ステータに結合され、ステータ電流をフィルタリングすることを意図され、修正可能なフィルタ特性を有する発電機フィルタ（２０２）と、
前記発電機フィルタ（２０２）を制御するためのフィルタコントローラ（２２８）と、
を備えた風力タービン（１００）。
【請求項２】
前記発電機フィルタ（２０２）は、フィルタ特性を変更するための制御可能な容量特性、特に、制御可能な容量特性を有するフィルタ部を有する、
請求項１に記載の風力タービン（１００）。
【請求項３】
前記発電機フィルタ（２０２）は、コンバータまたはインバータの形態である、あるいはコンバータまたはインバータを含む、
請求項１または２に記載の風力タービン（１００）。
【請求項４】
前記発電機フィルタは、前記ステータと前記ステータ電流を整流するための整流手段との間に配置され、付加的に、
前記発電機フィルタは、直列に接続された静電容量を有し、その結果、前記ステータからの前記ステータ電流が静電容量を介して整流手段に流れる、あるいは、
直列に接続されたこのようなキャパシタンスをエミュレートするために、前記発電機フィルタが用意されている、
請求項１から３のいずれか１つに記載の風力タービン（１００）。
【請求項５】
前記発電機フィルタ（２０２）は、前記発電機（２０４）でより高い出力電力が得られるように前記ステータ電流が変化するように、特に、前記発電機フィルタ（２０２）を通るステータ電流が、出力電力を増加させる容量性無効電流成分を有するように、制御される、
請求項１から４のいずれか１つに記載の風力タービン（１００）。
【請求項６】
前記発電機フィルタ（２０２）は、前記発電機（２０４）の機械的振動励起が低減されるように、前記ステータ電流をフィルタリングするために、特に、前記発電機フィルタ（２０２）は、前記発電機（２０４）の機械的振動励起が減少するように、特に、予測または捕捉された機械的振動の第６および／または第１２高調波が低減されるように、設計されている、
請求項１から５のいずれか１つに記載の風力タービン（１００）。
【請求項７】
前記フィルタコントローラ（２２８）に放出信号をフィードバックするための放出フィードバックユニットを特徴とし、
前記放出信号は、前記発電機（２０４）による放出出力、特に、ノイズ放出または電気的および／または機械的振動を表し、
前記発電機（２０４）による放射出力を低減するために、フィードバックされた放射信号に基づいて前記発電機フィルタ（２０２）を制御するように、前記フィルタコントローラ（２２８）が準備される、
請求項１から６のいずれか１つに記載の風力タービン（１００）。
【請求項８】
前記発電機（２０４）は、複数の部分的な発電機システム（２０８）、特に、６相のステータ電流を生成するために２つの３相の部分的なステータを有し、
各部分的な発電機システム（２０８）の前記ステータ電流を捕獲する目的で、および前記発電機フィルタ（２０２）を制御するために、前記ステータ電流を示す各ケースで少なくとも１つの電流信号を前記フィルタコントローラ（２２８）へ送信する目的で、電流捕獲手段が設けられており、
前記フィルタコントローラ（２２８）は、前記ステータ電流の間、および／または部分的な前記発電機システム（２０８）の間の差が最小化されるように、前記電流信号に基づいて、前記発電機フィルタ（２０２）を制御するために準備され、および／または、
前記フィルタコントローラ（２２８）は、それぞれの部分的な前記発電システム（２０８）内の電流範囲の差が低減されるように、それぞれの前記電流信号に基づいて、前記発電機フィルタ（２０２）を制御するように準備される、
請求項１から７のいずれか１つに記載の風力タービン（１００）。
【請求項９】
中間回路電圧を提供するための共通のＤＣ電圧中間回路が提供され、
前記ステータ電流を整流し、それを共通の前記ＤＣ電圧中間回路に供給するために、それぞれの前記ステータ電流に対して整流手段が提供され、
制御される前記発電機フィルタまたは制御される前記発電機フィルタの制御される部分的なフィルタは、それぞれの前記ステータ電流をフィルタリングするために、前記ステータと各整流手段の間に配置され、
前記中間回路電圧を三相電流および電圧信号に変換するために、少なくとも１つのインバータが提供され、入力側において、共通の前記ＤＣ電圧中間回路に接続され、
前記インバータは、電力供給ネットワークに結合されている、あるいは三相電流および電圧信号を前記電力供給ネットワークに供給するように準備されている、
請求項１から８のいずれか１つに記載の風力タービン（１００）。
【請求項１０】
前記フィルタコントローラ（２２８）は、前記ステータ電流に基づいて、前記発電機（２０４）を制御するように準備され、特に、前記フィルタコントローラ（２２８）は、前記ステータ電流に基づいてフィルタ設定、特に、無効電力値を示す少なくとも１つの電流特性曲線を有する、
請求項１から９のいずれか１つに記載の風力タービン（１００）。
【請求項１１】
前記発電機（２０４）を制御するために複数の制御特性曲線または制御規則が利用可能であって、
前記フィルタコントローラ（２２８）は、複数の制御特性曲線または制御規則の間で選択するように準備されており、好ましくは、各制御特性曲線は、電流特性曲線の形であって、各電流特性曲線は、フィルタ設定を示す、特に、前記ステータ電流に基づいて無効電力値を示す、
請求項１から１０のいずれか１つに記載の風力タービン（１００）。
【請求項１２】
以下を含むリストから制御特性曲線または制御規則の間において選択が行われる、
前記ステータ電流の電流高調波ができるだけ少なくなるように、前記発電機フィルタ（２０２）を制御するための通常の制御特性曲線または通常の制御規則、
前記発電機（２０４）の機械的振動および／または騒音放出が低減されるように、前記発電機フィルタ（２０２）を制御するための騒音制御特性曲線または騒音制御規則、
部分的な発電システム（２０８）が前記ステータ電流で可能な限り最小の電流差、または相互またはそれ自体で可能な限り最小の電力差を持つように、前記発電機フィルタ（２０２）を制御するための均質化特性曲線または均質化規則、
前記発電機（２０４）が可能な限り高速な電力増加を達成できるように、前記発電機フィルタ（２０２）を制御するための慣性特性曲線または慣性規則、
請求項１１に記載の風力タービン（１００）。
【請求項１３】
前記フィルタコントローラ（２２８）は、前記発電機（２０４）の動作ポイントを変更するように準備され、特に、前記フィルタコントローラ（２２８）が、前記発電機の出力電圧または出力電力を変更するために、前記発電機フィルタ（２０２）を制御するように準備される、
請求項１から１２のいずれか１つに記載の風力タービン（１００）。
【請求項１４】
風力タービン（１００）の発電機（２０４）のステータ電流を制御する方法であって、
前記発電機（２０４）は、ステータと発電機ロータとを備えたギアレス同期発電機の形態であって、
前記発電機（２０４）の前記ステータに接続された前記発電機フィルタ（２０２）によって前記発電機（２０４）の少なくとも１つの前記ステータ電流をフィルタリングするとともに、前記発電機フィルタ（２０２）は、修正可能なフィルタ特性を有しているステップと、
前記フィルタ特性を設定するために、前記フィルタコントローラ（２２８）によって前記発電機フィルタ（２０２）を制御するステップと、
を備えた方法。
【請求項１５】
請求項１から１３のいずれか１つに記載の風力タービン（１００）が使用される、および／または、
前記発電機フィルタ（２０２）は、請求項１から１１の少なくとも１つに記載された方法で制御される、
請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
風力タービン（１００）のギアレス同期発電機（２０４）の発電機電流をフィルタリングするための風力タービン（１００）の発電機フィルタ（２０２）であって、
前記発電機フィルタ（２０２）を前記ギアレス発電機（２０４）のステータ電流出力（２１０）に接続するフィルタ接続（２２４）と、
修正可能なフィルタ特性を有する前記発電機フィルタ（２０２）を制御するフィルタコントローラ（２２８）と、
を備えた発電機フィルタ（２０２）。
【請求項１７】
前記発電機フィルタ（２０２）は、請求項１から１３の少なくとも１つに記載された方法で制御されるように準備される、
請求項１６に記載の発電機フィルタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ギアレス発電機とそれに結合された発電機フィルタとを有する風力タービンに関する。本発明はまた、そのような発電機フィルタに関し、本発明は、ギアレス風力タービンを制御する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
風力タービンが知られており、多くの最新の風力タービンには、ギアレス発電機がある。この場合、発電機には、空力ロータによって直接駆動される発電機ロータがある。発電機ロータは、ギアレス発電機のステータに対して回転し、その結果、ステータに電流が生成される。それに応じて、ステータで生成されたこの電流は、特に、電力供給ネットワークへの供給のために、特に、使用のために変換される。
【０００３】
このようなギアレス構成の場合には、発電機ロータは比較的ゆっくり、例えば、２０ｒｐｍ未満で回転するが、従来の発電機または電気機械の公称速度は１５００または３０００ｒｐｍである。
この場合、このようなゆっくりと回転する発電機は、風力タービンのナセルに振動または振動励起を引き起こす可能性もある。原則として、ナセルの領域で励起を生成する可能性のある任意のタイプの発電機に特定の特性がある。形態に応じて、これらは音の放出に問題を引き起こす可能性がある。その場合、音の放出に関するそのような問題は、設置場所とそこで適用される規則にも依存する。
【０００４】
ノイズ効果は、例えば、１０Ｈｚ〜１２０Ｈｚの周波数範囲で発生する可能性がある。
そのようなノイズ放射に対抗するために、例えば、遮音が提供される、ナセルハウジングと機械キャリアとの間の振動減結合が考慮される。独国特許出願公開第１０ ２０１４ ２０６ ７０３号明細書は、それにより、機械キャリアへの弾性減衰接続を確立するために、運搬モジュールまたはナセルケーシングと機械キャリアとの間の取り付けのための分離手段を示している。
【０００５】
発電機全体を静かにする解決策もある。このような解決策は、独国特許出願公開第１０ ２０１４ ２００ ９４７号明細書において提案されている。そこで、発電機用のステータが提案されており、このステータは、周方向にステータセグメントに分割されており、少なくとも２つのステータセグメントが周方向に互いにオフセットまたは交差している。しかしながら、このような解決策は、発電機に対応する構造的変化を前提としているため、この点で、新しい発電機の設計にとっては効率的であると思われる。
【０００６】
本願の優先権主張出願について、ドイツ特許商標庁は、以下の先行技術文献をサーチした：独国特許出願公開第１００ １１ ７５０号明細書、独国特許出願公開第１０１ ３０ ３３９号明細書、独国特許出願公開第１０ ２０１４ ２００ ９４７号明細書、独国特許出願公開第１０ ２０１４ ２０６ ７０３号明細書、独国特許出願公開第１０ ２０１５ ２０５ ３４８号明細書、欧州特許出願公開第２ ８６９ ４５８号明細書。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】独国特許出願公開第１００ １１ ７５０号明細書
【特許文献２】独国特許出願公開第１０１ ３０ ３３９号明細書
【特許文献３】独国特許出願公開第１０ ２０１４ ２００ ９４７号明細書
【特許文献４】独国特許出願公開第１０ ２０１４ ２０６ ７０３号明細書
【特許文献５】独国特許出願公開第１０ ２０１５ ２０５ ３４８号明細書
【特許文献６】欧州特許出願公開第２ ８６９ ４５８号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
よって、本発明は、上述した問題の少なくとも１つに対処する目的に基づいている。特に、その意図は、発電機によって引き起こされる風力タービンの音の低減をもたらす解決策を提案することであり、これにより、少なくとも比較的静かに運転する発電機が可能になるか、静かな運転に貢献できる。その意図は、少なくとも以前から知られている解決策の代替の解決策を提案することである。
【０００９】
本発明は、請求項１に記載の風力タービンを提案する。この風力タービンは、同期発電機の形態であるギアレス発電機を備えている。この同期発電機は、ステータと発電機ロータとを有している。発電機ロータは、発電機の回転部分を指し、特に、風力タービンの空力ロータとの混乱を避けるために、ここでは「発電機ロータ」という用語が使用される。この点で、「発電機ロータ」という用語の使用は、特定のタイプの発電機に限定されるものとして理解されるべきではない。この点で、ギアレス発電機は、発電機と空力ロータとの間にギア機構がないという事実を意味するものとして理解されるべきである。この点において、ギアレス風力タービンも参照される。このようなギアレス発電機は、風力タービンの空力ロータと同じ速度で回転するため、ゆっくり動作する。その速度は、２０ｒｐｍ未満、特に、１５ｒｐｍ未満、特に、好ましくは１０ｒｐｍ未満である。この遅い速度は、予想されるまたは低減される振動にも影響する。ギア機構を備えた発電機は、通常、３０００ｒｐｍまたは１５００ｒｐｍの速度で作動する。
【００１０】
同期発電機は、ステータおよび発電機ロータの両方の磁気的にアクティブな要素が、磁気的にアクティブな要素が存在しないように発電機の回転軸の周りに環状に配置されたリング発電機の形態であることが好ましい。発電機の内部領域は、エアギャップ直径の少なくとも０〜５０パーセントの発電機の内部領域に配置される。したがって、発電機のロータおよびステータは、運搬構造とは別に、空隙の領域にほぼ環状に配置される。
【００１１】
ステータ電流をフィルタリングするために、発電機フィルタがステータに結合される。特に、各三相ステータ電流に対して部分フィルタが提供され、すべての部分フィルタが一緒になって実質的に発電機フィルタを形成する。この場合、全ての部分フィルタは制御された部分フィルタであって、フィルタコントローラを介して一緒に制御することも、部分フィルタコントローラを介してそれぞれ制御することもできる。全ての部分フィルタコントローラは、一緒になって実質的にフィルタコントローラを形成することができる。発電機フィルタについて説明されている特性は、各部分フィルタにも同様に適用する必要がある。したがって、各部分フィルタは、ステータ電流をフィルタする独立した制御可能な発電機フィルタと見なすこともできる。
【００１２】
この発電機は修正可能なフィルタ特性を有することが提案される。
発電機フィルタを制御するためのフィルタコントローラも提供される。よって、発電機フィルタは、フィルタコントロータを介して制御されることができ、それにより、そのフィルタ特性を変化させることができる。
その結果、ステータ電流は、特に、高調波に関して影響を受ける可能性がある。そのような高調波が発生器に対応するノイズをもたらす可能性があることが認識されている。また、タイプに応じて、特に、そのようなノイズの周波数と振幅に応じて、これは風力タービンの要素によって増幅されることも認識されている。これにより、そのようなノイズが増幅される可能性があり、特に、スピナおよび／またはロータブレードを含むナセルケーシングによって放出される可能性がある。
【００１３】
発電機フィルタを制御し、したがって電流高調波を制御または変更することにより、発生するノイズの発生も変化するような方法で後者を変更することができる。ここで、１次の高調波の低減で十分な場合もあれば、複数次の高調波が低減または変更される場合もある。
特に、ここで提案されている可変速の風力タービンの場合には、特に、そのような電流高調波は風力タービンの運転状態に応じて変化する可能性がある。発電機フィルタを制御可能に変更することで、これらに動的に反応することができる。したがって、この解決策は、特に柔軟で適応性もある。
【００１４】
また、ノイズの発生は、最適ではないステータ電流のインジケータ、または別の方法で最適でない方法で動作している発電機であることも認識されている。したがって、発電機の動作特性は、発電機電流を変更することでノイズを低減する手段によって改善することもできる。
一実施形態は、発電機フィルタが、制御可能な容量特性を有するフィルタセクションを有するか、またはそのフィルタ特性を変更するための別の方法で制御可能な容量特性を有することを提案する。したがって、容量特性が制御されるという事実により、発電機フィルタの制御性が少なくとも部分的に達成されることが提案されている。これは、コンデンサまたはコンデンサの一部を接続または切断することにより、コンデンサまたはコンデンサバンクが変更されることを意味する場合がある。ただし、コンデンサのこのような変更については、特に、ここで説明する。むしろ、静電容量または容量特性は、半導体コンポーネントの制御によって影響を受ける可能性がある。また、特に、発電機フィルタがこのような容量のように動作することも考慮される。この目的のために、発電機フィルタは、例えば、発電機フィルタが容量特性を持っているかのように、ステータ電流を積極的に制御する。これにより、コントローラを変更することにより、容量特性も制御することができる。
【００１５】
一実施形態は、特に、アクティブ発電機フィルタによって電流信号がステータ電流に印加されるように、発電機フィルタがステータ電流に能動的に影響することを提案する。ステータ電流は、ステータ電流のそのような能動的または直接的な影響によって意図的に影響を受ける可能性があり、そのような影響は、静電容量または容量特性を備えた受動フィルタに起因する効果等、少なくとも部分的に効果を発揮する可能性がある。ステータ電流の電流信号のこの印象の変化は、等価の受動フィルタの特性が変化するかのように影響する。したがって、これにより、発電機フィルタの容量特性を変更または設定することもできる。
【００１６】
一実施形態は、発電機フィルタがコンバータまたはインバータの形態であるか、コンバータまたはインバータを含むことを提案する。発電機フィルタがコンバータとして動作する場合には、ステータ電流またはその一部を別の交流に変換するか、ステータ電流に重畳できる電流を生成することができる。この場合、ステータ電流またはステータ電圧のごく一部、つまり高調波成分のみが変換されることが意図されている。次に、コンバータは、利用可能なステータ電流と所望のステータ電流とに基づいて、対応する高調波を備えた対応する電流信号を生成し、それをステータ電流に重畳するように動作する。結果として、ステータ電流は、望ましい方法で影響を受ける可能性がある。
【００１７】
コンバータの代わりに、入力側のＤＣ電圧から進むインバータを使用することもできる。ＤＣ電圧は、ステータ電流を整流することで取得することができる。この目的のために、特に、ＤＣ電圧の中間回路に給電するために、ステータ電流がさらなる処理のためにとにかく整流されることが考慮される。ステータ電流に影響を与えるためのこのようなインバータには、このＤＣ電圧中間回路からＤＣ電圧を供給することもできる。このようなインバータまたはコンバータは、これが電流インプレッションのタイプを変更して、これが同等の受動フィルタによって引き起こされた変更に対応するように、同等の受動フィルタと同等の方法で動作し、制御できるように制御することもできる。
【００１８】
風力タービンは、発電機フィルタがステータとステータ電流を整流するための整流手段との間に配置されていることが好ましく、付加的には、発電機フィルタには直列に接続された静電容量があり、その結果、ステータからのステータ電流が静電容量を介して下流の整流手段に流れるか、発電機フィルタが直列に接続されたそのような静電容量をエミュレートするように準備されることが好ましい。
【００１９】
ステータと整流手段との間に発電機フィルタが設けられており、整流手段が設けられた構造が一般的に提案されている。したがって、ステータ電流を整流することができ、結果として生じる直流電流または結果として生じるＤＣ電圧は、共通のＤＣ電圧中間回路で提供され、その後、さらに処理される。特に、下流のインバータは、給電用の交流電流を生成することができる。直流電流およびＤＣ電圧は、発電機フィルタによって改善することもできる。
【００２０】
この場合、コンデンサの直列回路により、容量のあるフィルタ、すなわちコンデンサが並列に接続されている場合に発生する可能性がある望ましくない補償電流が回避されることが認識されている。しかしながら、このような直列回路には、非常に大きく強力なコンデンサが必要である。特に、コンデンサが可変の場合には、実装は複雑になる可能性がある。それにもかかわらず、それは可能であって、可変として提案されている。コンデンサの直列回路は、ここでは、各ステータ電流巻線相に少なくとも１つのコンデンサが提供されることを意味するものとして理解されるべきである。したがって、２相のステータ電流がある場合には、３つのステータ電流巻線相、つまり各相に１相がある。各ステータ電流巻線相は、ステータから整流手段に進む。したがって、３つの電流巻線相があって、コンデンサが各電流巻線相に存在する。その結果、ステータ電流は、ステータ電流巻線相に沿ってコンデンサを流れる。
【００２１】
しかしながら、発電機フィルタを用いてこのようなコンデンサの直列回路をエミュレートすることが提案されていることが好ましい。この目的のために、発電機フィルタは、コンバータまたはインバータの形態であってもよく、またはこの目的のためにコンバータまたはインバータを備えて使用してもよい。各部分的なフィルタは、コンバータまたはインバータによって形成されるか、少なくとも１つのコンバータまたはインバータを有することが好ましい。したがって、発電機フィルタがステータ電流を能動的に制御し、記述されたコンデンサの直列回路が存在する接続に対応する動作をそれに課すことが提案されている。これにより、直列回路での配置に必要なコンデンサを省くことができる。同時に、制御可能性、つまりエミュレートされたコンデンサの制御がより簡単に可能になる。
【００２２】
一実施形態は、発電機のより高い出力電力をもたらすようにステータ電流が変化するように発電機フィルタを制御することを提案し、これは、特に、発電機フィルタの容量特性によって達成することができる。発電機は、発電機ロータの直流電流によって基本的に励起される。これは、使用されるギアレス発電機の少なくとも１つの好ましい実施形態である。結果として、発電機の回転により、ステータ電流が生成される。特に、ステータ電流が容量性無効電流成分を有する場合、これは、発電機の電圧、すなわち、特に、発電機のステータのインダクタンスを低下させる可能性がある。その結果、同じステータの有効電流に対して、特に、ステータの出力端子で、より高い出力電圧を実現することができる。この結果、より高い電力を出力できる、つまり発電機の出力電力、すなわち、特にステータ、すなわちステータ端子の出力電力が増加する。
【００２３】
これは、特に、容量性無効電流成分を生成できる容量性フィルタの特性によって実現される。
別の構成は、発電機の機械的振動励起が低減されるように、発電機フィルタがステータ電流をフィルタリングするように設計または操作されることを提案する。発電機の振動周波数は頻繁に知られており、その結果、どのタイプの発電機の機械的振動励起が期待できるかが分かっている。したがって、そのような機械的振動励起が低減されるように、ステータ電流をフィルタリングすることが提案されている。
【００２４】
特に、発電機フィルタは、発電機の機械的振動励起が低減されるように、ステータ電流をフィルタリングするために、周波数範囲用に設計するか、動作させることができる。したがって、周波数範囲の適切な選択が行われる。発電機フィルタは、受動的に動作する場合、それはこの周波数範囲のために設計されなければならない。アクティブな場合、特に、コンバータまたはインバータによって形成またはサポートされる場合、同じことが当てはまる。この場合には、インバータやコンバータ、すなわち、この周波数範囲のために、それに応じて動作させることができる。それにも関わらず、対応する設計は、インバータまたはコンバータにとっても有利である。特に、出力インダクタンス等のコンポーネントは、それに応じて設計できる。
【００２５】
発電機は、好ましくは、予想されるまたは捕捉された機械的振動の第６高調波、さらにまたは代わりに第１２高調波用に設計される。したがって、機械的基本振動に関する第６および／または第１２高調波は低減される。この点で、そのような高調波、特にこの周波数範囲の高調波は、機械的振動を励起または増幅できることが認識された。
好ましくは、放出信号をフィルタ制御装置にフィードバックするための放出フィードバックユニットが提供されることが提案される。そのような放出信号は、発電機による放出出力を表す。特に、ここでは、ノイズ放射または電気的および／または機械的振動が考慮される。したがって、このような振動は記録され、放出信号としてフィードバックされる。この場合、最終的には低減することも最終的に意図されている振動を正確に記録し、放出信号としてフィードバックすることができる。
【００２６】
しかしながら、低減する振動を表す他の排出量を測定することも考慮される。例えば、したがって、機械キャリアでの振動を記録することができるが、ナセルケーシングの振動は実際に高いノイズ放射を引き起こす。この例では、機械キャリアの振動振幅はかなり低くなる可能性があるが、これは、測定センサを配置するために、おそらくより良い測定場所である。この例のナセルケーシング等の強く振動する要素に測定センサを配置することも、センサを固定するために特に問題になる可能性がある。ただし、例えば、ステータ電流を取得して評価し、評価に基づいて、例えば、風力タービンの既知の特性を使用して実際の放出を推測することも考慮される。
【００２７】
この目的のために、次に、発電機による放射出力を低減するために、フィードバックされた放射信号に基づいて発電機フィルタを制御することが提案されている。フィルタコントローラは、放出信号をフィードバックするための対応する信号入力があることを意味する、これを行うように準備される。
発電機フィルタは、一般的に予想されるアクションエリア用にのみ一般的に設計する必要があり、その後、制御は、捕捉された放出信号に基づいて簡単に実行される。その結果、風力タービンの瞬間的な動作状態を具体的に適応または捕獲する必要がなくなる可能性がある。それ以外の場合、風力タービンは、実質的に以前と同様に運転することができる。フィルタコントローラのみが、発電機フィルタのフィルタ特性を変更し、それらをそれぞれの放射に適合させるように動作する。結果として、この提案された解決策を風力タービンに後付けすることも特に簡単に可能である。実質的には、フィルタコントローラを含む発電機フィルタと、放出信号を捕獲するための対応する測定センサだけが必要である。
【００２８】
別の実施形態は、発電機が複数の部分的な発電機システムを有することを提案する。特に、それぞれが三相電流を生成する２つの三相部分ステータが用意されているため、発電機は全体として６相ステータ電流を生成する。電流捕捉手段がこの目的のために提供され、各部分的な発電機システムのステータ電流を捕捉し、それぞれの場合に、少なくとも１つの電流信号を、発電機フィルタを制御するためのフィルタコントローラに送信する準備ができている。そのような電流信号は、それぞれ捕捉されたステータ電流を表す。例えば、各ステータ電流の測定信号を送信することができる。ただし、捕捉されたステータ電流はすでに評価されており、例えば、対称成分の方法による分解によって変換表現に転送され、その結果、少なくとも１つのベクトルまたは相がそれぞれの三相ステータ電流の正相シーケンスシステムと負相シーケンスシステムに対して送信される。例えば、ステータ電流を捕捉する目的で、各相に電流プローブまたは測定抵抗を設けることができる。
【００２９】
現在、フィルタコントローラは、電流信号に基づいて、発電機フィルタを制御する準備ができていることが提案されている。 ある変形例では、ステータ電流間の差が最小になるように、これを実行することを提案している。したがって、各部分的な発電機システムのステータ電流が比較され、これらのステータ電流が少なくともいくつかの特性で互いに適合するように、発電機フィルタが制御される。各部分的な発電機システムのステータ電流は、好ましくは互いに対して位相シフトされ、この位相シフトは当然調整されることを意図していない。しかしながら、発電機フィルタを適切に制御することにより、各ステータ電流の振幅、特に、高調波成分が調整される。
【００３０】
この目的のために、フィルタコントローラは、対応する補正高調波成分を指定することができる。この高調波成分は、発電機フィルタによって変更または生成される。コンバータまたはインバータが、特に、発電機フィルタとして使用される場合には、関連する高調波成分に対応する補償成分を指定することができる。
また、２つの部分的な発電機システムを調整するために、部分的な発電機システムによって出力される電力が考慮され、発電機フィルタによって調整されることも考慮される。したがって、部分的な発電機システム間でバランスを取ることが可能である。システムのおかげで、このような部分的な発電機システムは、同じ同期発電機に実装されているため、基本的に非常に類似した出力信号、特に、ステータ電流を生成する。この点で発生するわずかな違いは、発電機フィルタを制御するフィルタコントローラを使用して調整される。
【００３１】
また、複数の発電機システム、特に、２つの発電機システムのステータ電流は、直接考慮されず、それらの高調波のみが考慮され、これに基づいて、これらの高調波は発電機フィルタを適切に制御することによって調整されることも考慮されるそれぞれのステータ電流の異なる高調波成分が、２つの部分的な発電機システムの異なる出力にも影響を与える可能性があるという考慮事項も、ここで役割を果たす。この場合も、差は小さいはずであるが、それでもノイズや発電機の運転動作等で顕著になる。
【００３２】
追加または代替として、フィルタコントローラは、それぞれの部分的な発電システム内の電流範囲の差が小さくなるように、それぞれの電流信号に基づいて、発電機フィルタを制御するように準備することが提案されている。この実施形態によれば、したがって、特に、部分的な発電システムのステータ電流の３相を考慮する必要があり、これらの３相間で不均衡が発生した場合には、発電機フィルタはそれに応じて次のように制御する必要がある。これらの不均衡は、少なくとも軽減される。部分的な発電機システム内のこのバランス調整は、個々の部分発電機システム間の前述のバランス調整と同時に、またはそれと組み合わせて実行することもできる。
【００３３】
ここで、フィルタコントローラの準備は、特に、対応する補償コンポーネントがステータ電流に加えられるか、またはステータ電流に追加されて、所望のバランスをとるように見える。これは、特に、コンバータまたはインバータを発電機フィルタとして使用し、このコンバータまたはインバータが対応する電流成分を生成および印加することにより実行される。
【００３４】
よって、部分的な発電システムの１つでそれぞれ平衡化が実行される。部分的な発電システム間の偏差も減らすことができる。
風力タービンは、
−中間回路電圧を提供するための共通のＤＣ電圧中間回路が提供され、
−前記ステータ電流を整流し、それを共通の前記ＤＣ電圧中間回路に供給するために、それぞれの前記ステータ電流に対して整流手段が提供され、
−制御される前記発電機フィルタまたは制御される前記発電機フィルタの制御される部分的なフィルタは、それぞれの前記ステータ電流をフィルタリングするために、前記ステータと各整流手段の間に配置され、
−前記中間回路電圧を三相電流および電圧信号に変換するために、少なくとも１つのインバータが提供され、入力側において、共通の前記ＤＣ電圧中間回路に接続され、
−前記インバータは、電力供給ネットワークに結合されている、あるいは三相電流および電圧信号を前記電力供給ネットワークに供給するように準備されている、
ことが好ましい。
【００３５】
したがって、複数の部分的なシステムまたは複数の部分的なステータが提供される場合でも、ステータ電流全体が整流される共通のＤＣ電圧中間回路が提案されている。ダウンストリームインバータは、この共通ＤＣ電圧中間回路にアクセスする。ステータ電流ごとに、制御された部分的なフィルタが提供される。
別の実施形態は、発電機を制御するために複数の制御特性曲線が利用可能であることを提案する。この目的のために、フィルタコントローラは、複数の制御特性曲線から選択するように準備されることが提案されている。この場合、各制御特性曲線は、電流特性曲線の形式であり、各電流特性曲線は、ステータ電流に基づいてフィルタ設定、特に、無効電力値を示す。したがって、要件に応じて、対応する制御特性曲線を選択的に評価することができ、これにより、ステータ電流に基づいて対応するフィルタ設定が行われ、特に、ステータ電流に基づいて無効電力値が供給される。
【００３６】
これにより、例えば、異なる動的レギュレータまたはレギュレータの特性から簡単に選択される。制御特性曲線は、例えば、個々の位相間の不均衡に基づいて、または複数の部分発電機システム間の不均衡に基づいて選択することができる。加えて、次に、ステータ電流の振幅、例えば、特に、その二乗平均値に基づいて、ステータ電流に依存する無効電力を制御することができる。ただし、制御特性曲線は、記録された放射信号に基づいて選択されることも考慮される。例えば、より高いエミッションの場合、それに応じて、より急なステータ電流依存の無効電力特性曲線が選択される。
【００３７】
この点において、フィルタ制御装置は、特に、これらの電流特性曲線が保存される保存手段を備えている。加えて、このようにして保存された電流特性曲線を選択するためのプロセッサが提供され、そのプロセッサ上で対応する選択基準が処理される。
特に、制御特性曲線によって異なる動作点が設定される。
異なるアプリケーションに対して異なる制御特性曲線が提供されることも提案されることが好ましい。特に、制御特性曲線として、通常の制御特性曲線、騒音制御特性曲線、均質化特性曲線および慣性特性曲線、またはこれらの特性曲線の少なくともいくつかを保存することが提案されている。
【００３８】
この場合、通常の制御特性曲線は、ステータ電流の電流高調波ができるだけ少なくなるように発電機フィルタを制御するために提供される特性曲線である。そのような制御は、通常の制御と呼ばれ、したがって、関連する特性曲線は、通常の制御特性曲線と呼ばれる。
騒音制御特性曲線は、発電機の機械的振動または騒音放射が低減されるように発電機を制御する目的で提供される特性曲線である。したがって、制御特性曲線は、特に、このような振動の問題に関係している。この目的のために、ノイズ制御特性曲線は、特に、特にノイズが低減されるように制御される発電機フィルタをもたらす制御規則を含むように提供されてもよい。この目的のために、この制御特性曲線は、ステータ電流のノイズ関連成分が特に前景にあるように構成される。したがって、この騒音制御特性曲線は、例えば、機械的基本振動に対する第６または第１２高調波の領域の高調波が補償されるか、具体的には、このような高調波成分が発電機フィルタによる低減のために生成されるように、特別に設計される。
【００３９】
均質化特性曲線は、部分的な発電システムの電力差が可能な限り小さくなるように発電機フィルタを制御する制御特性曲線である。そのような均質化特性曲線は、特に、各位相または各部分的な発電システムで使用するために提供され、部分的な発電システムまたは個々の位相が一緒に安定動作点を見つける動的応答または勾配を持つことができる。特に、制御特性曲線は、システムがバランスをとろうとして互いに押し上げられないように設定される。発電機システムには少なくとも動的な応答があり、制御特性曲線はゲインファクタを形成したり、最も単純な場合は、勾配のある直線であればゲインアクタとして機能したりすることができる。ゲイン係数の選択に応じて、多かれ少なかれ振動するシステムが結果として生じる。ここでは、既知の制御設計に加えて、シミュレーションでさまざまな制御特性曲線をテストする方法も考慮される。
【００４０】
電力差を調べる代わりに、またはそれに加えて、ステータ電流の電流差に対して均質化特性曲線を提供することもできる、すなわち、部分的な発電システム間または各場合の１つの部分的な発電システムの位相間の電流差が可能な限り小さくなるか、または減少できるように設計されている。
瞬間的な予備力を提供するための特性曲線とも同義的に呼ばれる慣性特性曲線は、発電機が可能な限り高速な電力増加を達成できるように、発電機フィルタの制御をもたらすか、または制御のために使用される特性曲線である。このような瞬間的な予備状況は、突然の周波数低下が短期的に高い供給電力を必要とするときに存在する可能性がある。その結果、この高い供給電力も発電機から出力されなければならない。発電機はより多くの電力を出力する必要があり、その結果、発電機は減速される。したがって、発電機によって突然追加的に出力される必要があるこの電力は、ステータ電流を介して同様に出力され、それに応じて、このステータ電流は、例えば、１０％ずつ、例えば、１０〜５０ミリ秒以内に非常に迅速に増加するように制御する必要がある。
【００４１】
このような高速な電力増加は、電流品質、特に、高調波にも影響を与える可能性がある。加えて、より高い電力出力は、発電機の減速に関連し、これがステータ電流の周波数を低下させることに注意する必要がある。このような状況のために、慣性特性曲線が提供される。そのような慣性特性曲線は、好ましくは、特に平坦であって、その結果、他の特性曲線よりもかなり少ない程度で制御に介入する結果となる。これは、特に、瞬間的な予備を提供しなければならない状況では、瞬間的な予備のこの規定が前景にあるという知識に基づいている。加えて、瞬間的な予備の摂食のこのような状況は比較的短く、例えば、１０秒程度である。その結果、これはこれに必要な定常状態が存在しないため、ステータ電流の周波数も変化するこの時間には共振が期待できない。したがって、ノイズの問題は予想できず、それでもノイズの問題が発生した場合には、慣性状態の短い期間は許容される。
【００４２】
しかしながら、慣性特性曲線は、特に、高い無効電流が供給されるように設計することもでき、それにより発電機の励起を増加させ、したがって出力電力の増加も追加的にサポートする。それに応じて、ステータ電流が変化した結果としての出力電力のそのような増加は、この瞬間的な予備状況での電力増加を加速する可能性がある。
また、異なる動作ポイントを設定できることが説明されているこれらの特性曲線についても認識されている。
【００４３】
特に、フィルタコントローラは、発電機の動作ポイントを変更する準備ができていることが提案されている。特に、フィルタコントローラは、発電機の励起を変更するために、発電機フィルタを制御するように準備されている。この点において、上記の対策がここで提案されている。そのような手段、すなわち、特に、動作ポイントの意図的な選択は、提案された制御特性曲線の１つを使用することとは異なる方法で実装することもできることに注意すべきである。非常に一般的には、無効電力を設定することによって、つまりステータ電流に無効電流を追加することによって、調整可能な発電機フィルタによって動作ポイントを設定できることが提案されている。これは、特に、アクティブな発電機フィルタを使用することによって、特に、発電機フィルタとしてコンバータまたはインバータを使用することによって実行される。
【００４４】
本発明はまた、風力タービンの発電機のステータ電流を制御する方法を提案する。この場合も、発電機はステータと発電機ロータを備えたギアレス同期発電機の形をしている。この方法は、発電機のステータに接続された発電機フィルタによって発電機の少なくとも１つのステータ電流をフィルタリングするステップを少なくとも含む。ここで、発電機フィルタは修正可能なフィルタ特性を有し、フィルタ特性を設定するために、フィルタ制御器によって発電機フィルタを制御する。
【００４５】
この場合および他の実施形態においても、フィルタ特性を設定することは、フィルタ特性がエミュレートされることを意味し得る。既に説明されており、発電機フィルタによって電流が生成され、受動フィルタが接続されているように動作するステータ電流に印加される実施形態は、フィルタ特性のエミュレーションの一例である。
特に、この方法は、上述の少なくとも１つの実施形態による風力タービンを使用する。上述の風力タービンの実施形態は、特に、発電機フィルタおよびフィルタ制御装置がそれぞれこのために提供または準備されることが説明された方法ステップまたは方法特性の説明も含む。本発明による方法は、実施形態によるそのような方法ステップまたは方法特性を含むことができることが提案される。
【００４６】
本発明はまた、風力タービンのギアレス同期発電機の発電機電流をフィルタリングするための風力タービンの発電機フィルタを提案する。そのような発電機フィルタは、発電機フィルタをギアレス発電機のステータ電流出力に接続するためのフィルタ接続を備え、発電機フィルタは、発電機フィルタを制御するためのフィルタコントローラを備え、発電機フィルタは修正可能なフィルタ特性を有する。したがって、特に、風力タービンの少なくとも１つの上述の実施形態に従って説明された方法で制御されるように準備された発電機フィルタが提案される。
【００４７】
全体として、風力タービンのギアレス同期発電機の動作挙動を根本的に改善するのに役立つ解決策が、風力タービン、発電機フィルタ、またはステータ電流の制御方法として提案されている。これにより、ノイズ低減を達成または支援することが側面の１つである。
しかしながら、原則として、提案された解決策が発電機の制御にさらに介入するため、すなわち、発電機の発電機ロータの励起電流を直接制御することに加えて、発電機の制御性を改善することも可能である。したがって、例えば、この追加の制御介入を介して、発電を改善することもできる。また、異なる部分的な発電機システムを差別化された方法で考慮することも可能であり、不均衡の場合には補償を提供することができる。また、発電機の動作ポイントは、追加の介入の結果として、実際には全体的に良好に設定される。
【００４８】
回転エネルギーから瞬間的な予備が提供されるいわゆる慣性状況または瞬間的な予備状況も、特に、提案された解決策によって具体的に対処することができる。特に、この目的に必要な発電機の電力が迅速に提供される。このような電力の増加は、発電機ロータの励起電力を直接制御することにより励起電力を増加させることによって制御することができる。しかしながら、この場合、特に、発電機ロータの時定数は、励起を制御するために留意されなければならず、そのような時定数は、例えば、１〜２秒、特に、１〜１．５秒の範囲であってもよい。アクティブ発電機フィルタの提案された制御により、このような時間が短縮される。励起電流の制御によって引き起こされる電力の増加は、特に、この場合に補足されることを意図している。特に、この電力はさらに速く増加し、ただし、この場合、励起電流を増加させることにより、この増加した出力電力を十分に維持することができる。
【００４９】
結果として、上記の解決策は、特に、特に２つの三相システムを有する同期発電機についても、音の低減を達成することを可能にする。この場合、特に、２つの部分的なシステムのバランスも重要である。さらに、効率を高めることができる。最後に、特に、出力電力もより迅速に制御することができる。
本発明は、添付図面を参照しながら実施形態に基づいて、例示しながら、より詳しく説明される。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】風力タービンの斜視図。
【図２】発電機と発電機フィルタとを備えたフィルタ回路の構造の概略図。
【図３】発電機と発電機フィルタとを備えたフィルタ回路の構造の概略図。
【図４】発電機と発電機フィルタとを備えたフィルタ回路の構造の概略図。
【発明を実施するための形態】
【００５１】
図１は、タワー１０２、ナセル１０４を有する風力発電設備１００を示す。３つのロータブレード１０８を有するロータ１０６とスピナ１１０とは、ナセル１０４に設けられている。ロータ１０６は、運転時に、風によって回転運動するように設定され、それにより、ナセル１０４内の発電機を駆動する。
図２は、特に、発電機フィルタ２０２と、このフィルタが発電機２０４および整流器２０６にどのように接続されるかを示す配置２００を示す。
【００５２】
よって、配置２００は、ギアレス同期発電機の形態であって、２つの部分的なステータシステム２０８を有する発電機２０４から進む。この点で、２つの部分的な発電機システムを形成する２つの部分的なステータシステム２０８は、実質的に同じであるが、互いに対して電気的に３０°シフトされている。部分的なステータシステム２０８のそれぞれは、三相ステータ電流ＩＳがそれぞれ出力されるステータ電流出力２１０を有する。各ステータ電流は、簡略化のために矢印で表されている。しかしながら、この場合、各ステータ電流ＩＳは３相であるため、各場合に各ラインに１相が流れる。
【００５３】
次に、各ステータ電流は、それぞれの場合に整流器２０６の整流手段２１２で整流される。ここでの結果は、共通の直流または共通のＤＣ電圧であって、ＤＣ電圧中間回路２１４で利用可能になる。ＤＣ電圧中間回路は、そのＤＣ電圧を平滑化して保持するための中間回路コンデンサ２１６を含む。次いで、ＤＣ電圧中間回路２１４からのＤＣ電圧に基づいて、ネットワークインバータ１１８は、所望の交流電流を生成し、それを象徴的に示された電気供給ネットワーク２２０に供給することができる。電気供給ネットワーク２２０に給電するためのネットワーク２１８のさらなる使用は、詳細には重要ではなく、特に、ここでは例示も非常に単純化されているという結果になる。
【００５４】
ここで、発電機フィルタ２０２は、それぞれ部分的なフィルタを形成する２つのフィルタインバータ２２２を有する。各フィルタインバータ２２２は、各場合にステータ電流出力２１０に接続され、したがって、関連するステータ電流をフィルタリングすることができる。
そして、フィルタリングは、ステータ電流出力２１０の電圧が測定されるように実行され、これは、それぞれの場合に関連するフィルタインバータ２２２によって実行することもできる。これに基づいて、次に、フィルタインバータ２２２は、対応するフィルタ電流またはフィルタ電圧を生成し、それをステータ電流ＩＳに追加することができる。フィルタ電流ＩＦは、この目的のためにそれぞれ生成され、ここでも３相である。各フィルタ電流ＩＦは、それぞれのフィルタ接続ポイント２２４でそれぞれのステータ電流ＩＳに作用する。フィルタ接続ポイント２２４は、基本的にそれぞれのステータ電流出力２１０と電気的に同一である。したがって、フィルタ電流ＩＦは、発電機２０４、すなわち、それぞれの部分的なステータシステム２０８にも作用する。
【００５５】
無効電力成分は、好ましくは、少なくとも追加的に、フィルタ電流ＩＦによってフィルタ接続ポイント２２４に導かれ、この無効電力成分は、ステータ電流出力２１０を介して関連する部分的なステータシステム２０８に作用し、したがって、発電機２０４またはそこでの挙動に影響を与える。
各フィルタインバータ２２２は、ＤＣ接続２２６を介して、ＤＣ電圧中間回路２１４に接続することができ、前記回路を介して直流電流を得ることができる。この場合、各フィルタインバータ２２２はまた、フィードバックが可能であって、直流電圧中間回路に直流電流を供給することができる整流器として提供または動作することができる。
【００５６】
別の第２の構成では、ＤＣ電圧中間回路２１４へのＤＣ接続２２６の代わりに、１つのキャパシタンス２２５のみが、それぞれ、このインバータをＤＣ電圧中間回路に接続することなく、フィルタインバータ２２２のＤＣ側に接続されている。次に、フィルタインバータ２２２は、ＤＣ側でエネルギーを供給または放電しないように動作する。ここで、フィルタインバータ２２２は、フィルタ電流ＩＦが比較的長い期間にわたってエネルギーを供給または放電しないように動作する。短期間、エネルギーは、ＤＣ側に接続された静電容量で緩衝され、再びその静電容量から出力される。これは、図２に対応する図３に示されている。
【００５７】
別の第３の構成では、ＤＣ電圧中間回路２１４へのＤＣ接続２２６の代わりに、キャパシタンス２２５も、第２の構成と同様に、フィルタインバータ２２２のＤＣ側にそれぞれ接続され、前記キャパシタンスをＤＣ電圧中間回路２１４に接続しない。しかしながら、２つのフィルタインバータ２２２のこれらのキャパシタンス２２５間のＤＣ接続２２７が提案されているが、この接続はＤＣ電圧中間回路２１４との接触を持たない。これは、２つのステータ電流ＩＳまたは２つの部分的なステータシステム２０８のわずかな不均衡を補償するために使用される。これは、図２に対応する図４に示されている。
【００５８】
少なくとも３つの構成すべてに関係する、発電機フィルタ２０２、特に、フィルタインバータ２２２を制御するために、フィルタコントローラ２２８が設けられている。このフィルタコントローラ２２８は、２つのフィルタインバータ２２２と通信する。したがって、フィルタコントローラ２２８はまた、２つのフィルタインバータ２２２を互いに関して制御することができる。次に、２つの部分的なステータシステム２０８のバランス調整または少なくとも部分的な調整は、各フィルタインバータ２２２が、まず各ステータ電流ＩＳを捕捉する、すなわち測定するように実行することができる。同時に、対応する出力電圧も、各ステータ電流出力２１０において、ここで捕獲される。
【００５９】
これらの測定に基づいて、個々のフィルタインバータ２２２をそれぞれ制御することができる。一方では、また、これらのデータは、一方で、共同評価、特に比較評価のためにフィルタコントローラ２２８に渡すこともできる。次に、フィルタコントローラ２２８は、適切な制御命令をフィルタインバータ２２２に渡すことができる。この場合、これらの制御命令は、２つのフィルタインバータ２２２間で異なっていてもよい。また、各フィルタインバータ２２２が、時々独立した制御または調整を実行することも考慮される。この目的のために、フィルタコントローラ２２８は、対応する制御特性曲線をそれぞれのフィルタインバータ２２２に送信することができる。
【００６０】
また、図２には示されていないが、さらなる制御リンク、すなわち、一方では発電機２０４の励起電流を制御する励起制御装置に、他方では、ネットワークインバータ２１８を制御する出力制御装置に提供されることも考慮される。さらなる実施形態によれば、例えば、ＤＣ電圧中間回路２１４でＤＣ電圧を捕捉するためのさらなる評価および制御接続も提案されるが、図２には示されていない。
【００６１】
発電機フィルタ２０２は、２つのフィルタインバータ２２２およびフィルタコントローラ２２８から実質的に構成されるという事実のために、非常に柔軟な方法で作用することがわかる。結果として、多様なフィルタリングと制御が基本的に可能であり、プロセスコンピュータによって準備および制御することができる。そして、この制御は、フィルタインバータ２２２によって実施することができる。このようなフィルタインバータ２２２は、基本的に、対応する電圧値および電流値用に設計された従来のインバータであってもよい。したがって、フィルタ電流ＩＦを正確に設定できるようにするために、許容帯域法が使用されることが好ましい。
【００６２】
したがって、発生する影響も調査することができ、制御解決策を計画でき、フィルタインバータ２２２を適切に制御することで簡単に実装される。
【図１】
2020520222.tif 000003
【図２】
2020520222.tif 000004
【図３】
2020520222.tif 000005
【図４】
2020520222.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】令和1年11月13日(2019.11.13)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステータおよび発電機ロータを備えた同期発電機の形態であるギアレス発電機（２０４）と、
前記ステータに結合され、ステータ電流をフィルタリングすることを意図され、修正可能なフィルタ特性を有する発電機フィルタ（２０２）と、
前記発電機フィルタ（２０２）を制御するためのフィルタコントローラ（２２８）と、
を備えた風力タービン（１００）。
【請求項２】
前記発電機フィルタ（２０２）は、フィルタ特性を変更するための制御可能な容量特性を有する、
請求項１に記載の風力タービン（１００）。
【請求項３】
前記発電機フィルタ（２０２）は、コンバータまたはインバータの形態である、あるいはコンバータまたはインバータを含む、
請求項１または２に記載の風力タービン（１００）。
【請求項４】
前記発電機フィルタは、前記ステータと前記ステータ電流を整流するための整流手段との間に配置され、付加的に、
前記発電機フィルタは、直列に接続された静電容量を有し、その結果、前記ステータからの前記ステータ電流が静電容量を介して整流手段に流れる、あるいは、
直列に接続されたこのようなキャパシタンスをエミュレートするために、前記発電機フィルタが用意されている、
請求項１から３のいずれか１つに記載の風力タービン（１００）。
【請求項５】
前記発電機フィルタ（２０２）は、前記発電機（２０４）でより高い出力電力が得られるように前記ステータ電流が変化するように、制御される、
請求項１から４のいずれか１つに記載の風力タービン（１００）。
【請求項６】
前記発電機フィルタ（２０２）は、前記発電機（２０４）の機械的振動励起が低減されるように、前記ステータ電流をフィルタリングするように、設計されている、
請求項１から５のいずれか１つに記載の風力タービン（１００）。
【請求項７】
前記フィルタコントローラ（２２８）に放出信号をフィードバックするための放出フィードバックユニットを特徴とし、
前記放出信号は、前記発電機（２０４）による放出出力を表し、
前記発電機（２０４）による放射出力を低減するために、フィードバックされた放射信号に基づいて前記発電機フィルタ（２０２）を制御するように、前記フィルタコントローラ（２２８）が準備される、
請求項１から６のいずれか１つに記載の風力タービン（１００）。
【請求項８】
前記発電機（２０４）は、複数の部分的な発電機システム（２０８）を有し、
各部分的な発電機システム（２０８）の前記ステータ電流を捕獲する目的で、および前記発電機フィルタ（２０２）を制御するために、前記ステータ電流を示す各ケースで少なくとも１つの電流信号を前記フィルタコントローラ（２２８）へ送信する目的で、電流捕獲手段が設けられており、
前記フィルタコントローラ（２２８）は、前記ステータ電流の間、および／または部分的な前記発電機システム（２０８）の間の差が最小化されるように、前記電流信号に基づいて、前記発電機フィルタ（２０２）を制御するために準備され、および／または、
前記フィルタコントローラ（２２８）は、それぞれの部分的な前記発電システム（２０８）内の電流範囲の差が低減されるように、それぞれの前記電流信号に基づいて、前記発電機フィルタ（２０２）を制御するように準備される、
請求項１から７のいずれか１つに記載の風力タービン（１００）。
【請求項９】
中間回路電圧を提供するための共通のＤＣ電圧中間回路が提供され、
前記ステータ電流を整流し、それを共通の前記ＤＣ電圧中間回路に供給するために、それぞれの前記ステータ電流に対して整流手段が提供され、
制御される前記発電機フィルタまたは制御される前記発電機フィルタの制御される部分的なフィルタは、それぞれの前記ステータ電流をフィルタリングするために、前記ステータと各整流手段の間に配置され、
前記中間回路電圧を三相電流および電圧信号に変換するために、少なくとも１つのインバータが提供され、入力側において、共通の前記ＤＣ電圧中間回路に接続され、
前記インバータは、電力供給ネットワークに結合されている、あるいは三相電流および電圧信号を前記電力供給ネットワークに供給するように準備されている、
請求項１から８のいずれか１つに記載の風力タービン（１００）。
【請求項１０】
前記フィルタコントローラ（２２８）は、前記ステータ電流に基づいて、前記発電機（２０４）を制御するように準備される、
請求項１から９のいずれか１つに記載の風力タービン（１００）。
【請求項１１】
前記発電機（２０４）を制御するために複数の制御特性曲線または制御規則が利用可能であって、
前記フィルタコントローラ（２２８）は、複数の制御特性曲線または制御規則の間で選択するように準備される、
請求項１から１０のいずれか１つに記載の風力タービン（１００）。
【請求項１２】
以下を含むリストから制御特性曲線または制御規則の間において選択が行われる、
前記ステータ電流の電流高調波ができるだけ少なくなるように、前記発電機フィルタ（２０２）を制御するための通常の制御特性曲線または通常の制御規則、
前記発電機（２０４）の機械的振動および／または騒音放出が低減されるように、前記発電機フィルタ（２０２）を制御するための騒音制御特性曲線または騒音制御規則、
部分的な発電システム（２０８）が前記ステータ電流で可能な限り最小の電流差、または相互またはそれ自体で可能な限り最小の電力差を持つように、前記発電機フィルタ（２０２）を制御するための均質化特性曲線または均質化規則、
前記発電機（２０４）が可能な限り高速な電力増加を達成できるように、前記発電機フィルタ（２０２）を制御するための慣性特性曲線または慣性規則、
請求項１１に記載の風力タービン（１００）。
【請求項１３】
前記フィルタコントローラ（２２８）は、前記発電機（２０４）の動作ポイントを変更するように準備される、
請求項１から１２のいずれか１つに記載の風力タービン（１００）。
【請求項１４】
風力タービン（１００）の発電機（２０４）のステータ電流を制御する方法であって、
前記発電機（２０４）は、ステータと発電機ロータとを備えたギアレス同期発電機の形態であって、
前記発電機（２０４）の前記ステータに接続された前記発電機フィルタ（２０２）によって前記発電機（２０４）の少なくとも１つの前記ステータ電流をフィルタリングするとともに、前記発電機フィルタ（２０２）は、修正可能なフィルタ特性を有しているステップと、
前記フィルタ特性を設定するために、前記フィルタコントローラ（２２８）によって前記発電機フィルタ（２０２）を制御するステップと、
を備えた方法。
【請求項１５】
請求項１から１３のいずれか１つに記載の風力タービン（１００）が使用される、および／または、
前記発電機フィルタ（２０２）は、請求項１から１１の少なくとも１つに記載された方法で制御される、
請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
風力タービン（１００）のギアレス同期発電機（２０４）の発電機電流をフィルタリングするための風力タービン（１００）の発電機フィルタ（２０２）であって、
前記発電機フィルタ（２０２）を前記ギアレス発電機（２０４）のステータ電流出力（２１０）に接続するフィルタ接続（２２４）と、
修正可能なフィルタ特性を有する前記発電機フィルタ（２０２）を制御するフィルタコントローラ（２２８）と、
を備えた発電機フィルタ（２０２）。
【請求項１７】
前記発電機フィルタ（２０２）は、請求項１から１３の少なくとも１つに記載された方法で制御されるように準備される、
請求項１６に記載の発電機フィルタ。
【請求項１８】
前記発電機フィルタ（２０２）は、制御可能な容量特性を有するフィルタ部を有する、
請求項２に記載の風力タービン（１００）。
【請求項１９】
前記発電機フィルタ（２０２）は、前記発電機フィルタ（２０２）を通るステータ電流が、出力電力を増加させる容量性無効電流成分を有するように、制御される、
請求項５に記載の風力タービン（１００）。
【請求項２０】
前記発電機フィルタ（２０２）は、前記ステータ電流をフィルタリングするために、前記発電機（２０４）の機械的振動励起が減少するように、設計されている、
請求項６に記載の風力タービン（１００）。
【請求項２１】
前記発電機フィルタ（２０２）は、前記ステータ電流をフィルタリングするために、予測または捕捉された機械的振動の第６および／または第１２高調波が低減されるように、設計されている、
請求項６に記載の風力タービン（１００）。
【請求項２２】
前記放出信号は、ノイズ放出または電気的および／または機械的振動を表す、
請求項７に記載の風力タービン（１００）。
【請求項２３】
前記発電機（２０４）は、６相のステータ電流を生成するために２つの３相の部分的なステータを有している、
請求項８に記載の風力タービン（１００）。
【請求項２４】
前記フィルタコントローラ（２２８）は、前記ステータ電流に基づいて、フィルタ設定を示す少なくとも１つの電流特性曲線を有する、
請求項１０に記載の風力タービン（１００）。
【請求項２５】
前記フィルタコントローラ（２２８）は、前記ステータ電流に基づいて、無効電力値を示す少なくとも１つの電流特性曲線を有する、
請求項１０に記載の風力タービン（１００）。
【請求項２６】
各制御特性曲線は、電流特性曲線の形であって、各電流特性曲線は、フィルタ設定を示す、
請求項１１に記載の風力タービン（１００）。
【請求項２７】
各制御特性曲線は、前記ステータ電流に基づいて無効電力値を示す、
請求項１１に記載の風力タービン（１００）。
【請求項２８】
前記フィルタコントローラ（２２８）は、前記発電機の出力電圧または出力電力を変更するために、前記発電機フィルタ（２０２）を制御するように準備される、
請求項１３に記載の風力タービン（１００）。
【国際調査報告】
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