專利名稱：改進(jìn)的風(fēng)力渦輪機(jī)控制方法及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種改進(jìn)的風(fēng)カ渦輪機(jī)控制方法和系統(tǒng)，特別地涉及ー種用于限制由陣風(fēng)引起的超速的改進(jìn)的風(fēng)カ渦輪機(jī)控制方法和系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
陣風(fēng)對(duì)風(fēng)カ渦輪機(jī)造成的損害在本領(lǐng)域中是公知的。如果風(fēng)速在很小的時(shí)間間隔內(nèi)増加，則發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速可能會(huì)超過其允許的極限值，因?yàn)閃T控制器不能夠產(chǎn)生足夠快的反應(yīng)，且這將對(duì)發(fā)電機(jī)和其它的風(fēng)カ渦輪機(jī)組件造成潛在的危害。在極端運(yùn)行的陣風(fēng)的情況下，極端運(yùn)行的陣風(fēng)還在主要的結(jié)構(gòu)組件例如葉片根部和塔基上產(chǎn)生了極端負(fù)載，典型的解決方案是關(guān)閉風(fēng)カ渦輪機(jī)。出于這方面的考慮，W02004/077068描述了使用激光雷達(dá)裝置來在風(fēng)カ變化到達(dá)渦輪機(jī)塔之前探測陣風(fēng)，這樣可以使用螺距控制裝置對(duì)葉片進(jìn)行周期變距(feathered)。ー種已知的處理陣風(fēng)的方法是使用發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)矩控制裝置來避免超速問題。然而這種技術(shù)具有在ー些風(fēng)カ渦輪機(jī)組件中引發(fā)巨大負(fù)載的風(fēng)險(xiǎn)。另ー種方法在例如US7342323中被掲示，其基于在風(fēng)力渦輪發(fā)電機(jī)前的所需距離處感應(yīng)風(fēng)速，并使用所述的“預(yù)知”的風(fēng)速信息來控制風(fēng)力渦輪機(jī)的葉片的螺距。然而該技術(shù)的復(fù)雜性和缺少堅(jiān)固性引發(fā)了可靠性問題。與本申請(qǐng)具有相同申請(qǐng)人的W02007/138138掲示了ー種極端運(yùn)行的陣風(fēng)的處理方案，其保持風(fēng)カ渦輪機(jī)運(yùn)行，并且當(dāng)極端運(yùn)行的陣風(fēng)被探測到時(shí)通過設(shè)置最小的螺距率值來使造成螺距角度的突然加大的彎曲矩最小化。本發(fā)明著カ于尋求這些缺陷的解決方案。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的ー個(gè)目的在于提供一種可靠的、用于限制由陣風(fēng)造成的超速的風(fēng)カ渦輪機(jī)控制方法和系統(tǒng)。本發(fā)明的另ー個(gè)目的在于提供一種可靠的、用于限制由陣風(fēng)造成的超速的風(fēng)カ渦輪機(jī)控制方法和系統(tǒng)，其可以對(duì)陣風(fēng)進(jìn)行快速響應(yīng)而不需要提前測量風(fēng)速并保持風(fēng)カ渦輪機(jī)繼續(xù)生產(chǎn)。在一方面，這些和其它目的通過提供ー種操作具有螺距控制裝置和轉(zhuǎn)矩控制裝置的可變速風(fēng)力渦輪機(jī)的方法來實(shí)現(xiàn)，所述方法包括將附加的步驟，該附加的步驟用于在陣風(fēng)的情況下、在避免陣風(fēng)施加的空氣動(dòng)カ轉(zhuǎn)矩超過預(yù)定的極限值從而增加轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速進(jìn)而增加發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速所需要的數(shù)量上向螺距控制裝置提供螺距角度參考值増量Λ θΜ 。在本發(fā)明的實(shí)施例中，所述所述螺距角度參考值増量Λ Θ M基于ー個(gè)開關(guān)值被提供到所述螺距控制裝置/從所述螺距控制裝置移除，所述開關(guān)值基于至少發(fā)電機(jī)加速度A和發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速Ω來表征陣風(fēng)的出現(xiàn)/沒有出現(xiàn)。因此，所述方法包括分開的步驟來計(jì)算用于抵消由“可能的”陣風(fēng)所引起的空氣動(dòng)カ轉(zhuǎn)矩過量值所需的螺距角度參考值増量Λ 0ref,和根據(jù)發(fā)電機(jī)加速度和發(fā)電機(jī)速度的預(yù)定條件(甚至額外的使用者定義的條件)探測陣風(fēng)出現(xiàn)/沒有出現(xiàn)，因此所述計(jì)算出的螺距角度參考值増量△ θΜ 僅在所述開關(guān)值指示為開時(shí)應(yīng)用。這就允許了一方面對(duì)陣風(fēng)的快速反應(yīng)而另一方面避免了某些風(fēng)カ擾動(dòng)情況下的不必要反應(yīng)。在本發(fā)明的實(shí)施例中，所述螺距角度參考值増量Λ θΜ 被確定為至少由陣風(fēng)造成的空氣動(dòng)カ轉(zhuǎn)矩過量值T_(發(fā)電機(jī)加速度和總轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的乘積)和相對(duì)于螺距角度的轉(zhuǎn)矩靈敏度Tsms(從靜態(tài)模擬獲得的指定的表中計(jì)算出，因?yàn)槠涫签`個(gè)從屬于(dependingon)風(fēng)カ渦輪機(jī)的很多物理特性的變量)的函數(shù)。因此，對(duì)陣風(fēng)反應(yīng)的螺距調(diào)節(jié)動(dòng)作不僅是陣風(fēng)從屬(expending)變量(發(fā)電機(jī)加速度)作出而且還基于風(fēng)カ渦輪機(jī)的各種物理特性作出，這樣就可以獲得對(duì)陣風(fēng)的更易于控制的反應(yīng)。在本發(fā)明的實(shí)施例中，所述螺距角度參考值増量Λ θ μ也被確定考慮由陣風(fēng)造成的預(yù)期的發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速增量△ Ω和發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速Ω到預(yù)定閥值的接近度。因此，對(duì)于那些可以導(dǎo)致風(fēng)力渦輪機(jī)接近其運(yùn)行極限的陣風(fēng)，附加的變量將被用來控制螺距調(diào)節(jié)動(dòng)作的反應(yīng)。在另一方面，上述的目的通過ー種風(fēng)カ渦輪機(jī)來實(shí)現(xiàn)，所述風(fēng)カ渦輪機(jī)包括塔和容納由風(fēng)カ轉(zhuǎn)子驅(qū)動(dòng)的發(fā)電機(jī)的艙體，所述風(fēng)カ轉(zhuǎn)子由ー個(gè)轉(zhuǎn)子轂和ー個(gè)或多個(gè)葉片構(gòu)成；至少發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速Ω和每ー葉片的螺距角度Θ的測量裝置；連接到所述測量裝置和至少螺距和轉(zhuǎn)矩控制致動(dòng)器的控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)被設(shè)置成用于根據(jù)在切斷風(fēng)速Vwt之下的預(yù)定的風(fēng)速功率曲線來實(shí)施風(fēng)カ渦輪機(jī)的調(diào)節(jié)；所述控制系統(tǒng)還被設(shè)置成用來對(duì)陣風(fēng)事件實(shí)施附加的調(diào)節(jié)，在避免陣風(fēng)施加的空氣動(dòng)カ轉(zhuǎn)矩超過預(yù)定的極限值所需要的數(shù)量上向螺距控制裝置提供螺距角度參考值増量Λ θΜ ，當(dāng)符合預(yù)定條件的陣風(fēng)發(fā)生時(shí)所述附加的調(diào)節(jié)被激活，當(dāng)所述陣風(fēng)結(jié)束時(shí)所述附加的調(diào)節(jié)被終止。在本發(fā)明的實(shí)施例中，用于實(shí)施所述附加調(diào)節(jié)的控制系統(tǒng)裝置包括模塊，所述模塊用于獲得所述螺距角度參考值増量△ Θ 和激活/不激活所述附加的調(diào)節(jié)的開關(guān)值Sw，所述模塊具有第一子模塊，用于分別基于過濾的發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速Ω和由風(fēng)カ渦輪機(jī)螺距控制裝置所使用的發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速參考值ΩΜ 計(jì)算出發(fā)電機(jī)加速度A和發(fā)電機(jī)加速度參考值A(chǔ)ref ；第二子模塊，用于基于至少所測量的螺距角度的平均值θπ_和風(fēng)カ渦輪機(jī)慣量計(jì)算出由陣風(fēng)施加的空氣動(dòng)カ轉(zhuǎn)矩的過量值Τ_和所需要的螺距角度參考值増量Λ 以克服所述過量值；第三子模塊，用于計(jì)算出預(yù)期的發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速增量△ Ω，假定葉片將在最大的允許速度下調(diào)整(Pitch);第四子模塊，用于基于預(yù)期的發(fā)電機(jī)超速増量△ Ω和發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速到閥值的接近度計(jì)算出將要應(yīng)用到所需要的螺距角度増量Λ 的ー個(gè)權(quán)重因數(shù)G ;第五子模塊，用于基于至少發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速Ω和發(fā)電機(jī)加速度A計(jì)算出所述激活/不激活的開關(guān)值；第六子模塊，用于計(jì)算將要提供到螺距控制裝置的螺距角度參考值増量△ θΜ 。
這樣，根據(jù)本發(fā)明的附加的調(diào)節(jié)的實(shí)施已經(jīng)完成，其一方面使用了在風(fēng)カ渦輪機(jī)控制系統(tǒng)上可以獲得的信號(hào)，且另一方面使用了易于獲得的所述信號(hào)的從屬變量(dependant variables)和有關(guān)風(fēng)カ潤輪機(jī)的物理特性的結(jié)構(gòu)參數(shù)。這使得能夠獲得附加的調(diào)節(jié)的簡單和堅(jiān)固的實(shí)施。本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點(diǎn)將從下面的示意性的具體描述和結(jié)合相關(guān)的附圖的并非出于限制目的的實(shí)施例中獲得理解。


圖1是示意性的風(fēng)カ渦輪機(jī)的部分側(cè)視圖；圖2示出了風(fēng)カ渦輪機(jī)的典型功率曲線；圖3是示意性的根據(jù)本發(fā)明的附加的調(diào)節(jié)的方框圖；圖4-9是根據(jù)本發(fā)明的附加的調(diào)節(jié)的一個(gè)實(shí)施例的具體的方框圖。
具體實(shí)施例方式典型的風(fēng)カ渦輪機(jī)11包括支撐艙體21的塔13，艙體容納用于將風(fēng)カ渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)能量轉(zhuǎn)化為電能的發(fā)電機(jī)19。風(fēng)カ渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子包括轉(zhuǎn)子轂15和典型地，三個(gè)葉片17。轉(zhuǎn)子轂15直接或者通過齒輪箱連接到風(fēng)カ渦輪機(jī)的發(fā)電機(jī)19，以將轉(zhuǎn)子15所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩傳遞給發(fā)電機(jī)19并增加軸的轉(zhuǎn)速從而獲得發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的適宜的轉(zhuǎn)速。風(fēng)カ渦輪機(jī)的功率輸出典型地由調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)子葉片的螺距角度和發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)矩的控制系統(tǒng)來控制。轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)速度和風(fēng)カ渦輪機(jī)的功率輸出因此可以被首先控制。低于切斷風(fēng)速Vwt時(shí)，風(fēng)カ渦輪機(jī)控制系統(tǒng)被設(shè)置成根據(jù)定義了功率與轉(zhuǎn)速之間所需的函數(shù)關(guān)系的曲線來調(diào)節(jié)功率產(chǎn)出，以獲得理想的輸出。這種類型的曲線是圖2中的曲線25，其示出了功率產(chǎn)出P從ー個(gè)最小的風(fēng)速Vmin到額定風(fēng)速Vn不斷増加，隨后在額定功率值Pn保持恒定，直到切斷風(fēng)速Vrat其下降到O。為了實(shí)施所述調(diào)節(jié)，一個(gè)控制単元從已知的測量裝置接收輸入數(shù)據(jù)例如風(fēng)速V、發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速Ω、螺距角度Θ、功率P，然后分別向用來改變?nèi)~片17的角位置的螺距致動(dòng)器系統(tǒng)和為了功率產(chǎn)出改變參考值的發(fā)電機(jī)命令単元發(fā)送輸出數(shù)據(jù)Θ ref> Tref0根據(jù)本發(fā)明，控制系統(tǒng)還被設(shè)置成用于在陣風(fēng)的情況下實(shí)施附加的調(diào)節(jié)(即當(dāng)檢測到陣風(fēng)時(shí)調(diào)節(jié)被激活且陣風(fēng)結(jié)束時(shí)調(diào)節(jié)被停止)，其在避免陣風(fēng)施加的空氣動(dòng)カ轉(zhuǎn)矩超過預(yù)定的極限值所需要的數(shù)量上増加了將要提供給葉片的螺距致動(dòng)器的螺距角度參考值
9 ref °如圖3所示，輸入到實(shí)施所述附加的調(diào)節(jié)的控制單元31的基礎(chǔ)輸入是以下數(shù)據(jù)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速Ω、用在螺距控制器中的過濾后的發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速ΩΗ1、由螺距控制器產(chǎn)生的發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速參考值ΩΜ 和平均螺距角度θπ_(所測量的葉片螺距角度的未經(jīng)過濾的平均值)。輸出的是將要提供給螺距致動(dòng)器系統(tǒng)的螺距角度參考值的増量△ Θ 和用于激活/不激活附加螺距角度調(diào)整的開關(guān)值(switch) Sw。所述控制單元31包括一模塊，該模塊實(shí)施合適的算法來確定在避免陣風(fēng)施加的空氣動(dòng)カ轉(zhuǎn)矩超過預(yù)定的極限值所需要的數(shù)量上的、螺距角度參考值的増量Λ θΜ 。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，所述算法是通過圖4-9所示的子模塊來實(shí)現(xiàn)的。在圖4所示的第一子模塊中，發(fā)電機(jī)加速度A作為發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速ΩΗ1的導(dǎo)數(shù)(derivative)在模塊33中被計(jì)算出。發(fā)電機(jī)加速度參考值A(chǔ),ef也作為發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速參考值ΩΓ6 的導(dǎo)數(shù)在模塊35中被計(jì)算出。在圖5所示的第二子模塊中，空氣動(dòng)カ轉(zhuǎn)矩的過量值T_和用于限制所述過量值的、所需要的螺距角度増量Λ 被計(jì)算出?？諝鈩?dòng)カ轉(zhuǎn)矩的過量值T_作為轉(zhuǎn)子加速度Arot的和總轉(zhuǎn)動(dòng)慣量P2的乘積被計(jì)算出(模塊43)。轉(zhuǎn)子加速度AMt從發(fā)電機(jī)加速度A和動(dòng)カ傳動(dòng)倍增系數(shù)(drive trainmultiplication ratio)Pl 計(jì)算出來(模塊 41)。用于所測量的螺距角度的平均值θ 的轉(zhuǎn)矩靈敏度Ts■從ー個(gè)參考靈敏度參數(shù)Ρ3和基于θ_的附加因數(shù)(模塊45)被計(jì)算出(模塊47)，其修正相對(duì)于螺距角度的轉(zhuǎn)矩的非線性靈敏度。螺距角度增量的所需要的増量Λ Θ req從空氣動(dòng)カ轉(zhuǎn)矩過量值Tex。和轉(zhuǎn)矩靈敏度Ts■被導(dǎo)出(模塊49)。這是，必要的螺距增量，以維持當(dāng)前的空氣動(dòng)カ轉(zhuǎn)矩。在圖6示出的第三子模塊中，由陣風(fēng)造成的轉(zhuǎn)子和發(fā)電機(jī)超速増量Ω被計(jì)算出，假定葉片將在最大的允許速度P4下調(diào)整(pitch)。所述增量從轉(zhuǎn)子加速度AMt和由最大的允許速度P4所施加的減速導(dǎo)數(shù)被計(jì)算出(模塊53、55)，由最大的允許速度P4所施加的減速導(dǎo)數(shù)的值(模塊51)是正比于轉(zhuǎn)矩靈敏度Ts■和最大的允許速度P4，反比于轉(zhuǎn)子的總轉(zhuǎn)動(dòng)慣量P2。
在圖7示出的第四子模塊中，基于由陣風(fēng)造成的和由發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速Ω接近于發(fā)電機(jī)超速關(guān)閉閥值P4造成的、預(yù)期的發(fā)電機(jī)超速増量△ Ω計(jì)算出了螺距角度增量的所需要的増量Λ 0_的ー個(gè)權(quán)重因數(shù)6(模塊61、63、65)。預(yù)期的發(fā)電機(jī)超速増量Λ Ω越高，所述權(quán)重因數(shù)越大。發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速Ω越接近于發(fā)電機(jī)超速關(guān)閉閥值Ρ4，所述權(quán)重因數(shù)G也越大。在圖8示出的第五子模塊中，計(jì)算出了(模塊75)用于激活/不激活所述算法的開關(guān)值，以限制它的執(zhí)行。在這方面，考慮了三個(gè)條件。第一條件(模塊71)是發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速Ω高于閥值Ρ6，低于激活算法的額定發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速值Ρ5。第二條件(模塊73)是發(fā)電機(jī)加速度A高于在剛開始進(jìn)程中(at start-upprocesses)避免激活算法的閥值P7。發(fā)電機(jī)加速度參考值A(chǔ)ref同時(shí)也被考慮。第三條件是使用者定義的用于激活/不激活算法的參數(shù)P8。最后在圖9示出的第六子模塊中，螺距角度増量Λ θΜ 被計(jì)算出(模塊81)，通過對(duì)于所需要的螺距角度増量△ 應(yīng)用權(quán)重因數(shù)G和使用者定義的因數(shù)Ρ9。如果用于激活/不激活所述算法的開關(guān)是打開的，那么螺距角度増量Λ θ μ被提供到螺距控制器(模塊 83)。本發(fā)明的陣風(fēng)調(diào)節(jié)區(qū)別于現(xiàn)有技術(shù)的最主要的區(qū)別特征在于其僅僅使用發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速Ω和葉片螺距角度Θ的測量值，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速Ω和葉片螺距角度Θ是風(fēng)カ渦輪機(jī)上可獲得的可靠信號(hào)。其并不使用風(fēng)カ渦輪機(jī)風(fēng)速計(jì)所提供的或者安置在風(fēng)カ渦輪機(jī)內(nèi)部或外部的用于測量風(fēng)カ的其它裝置所提供的風(fēng)カ測量值，因?yàn)樗鼈兲峁┭舆t的測量值或者這些測量值缺少穩(wěn)固性。其考慮了風(fēng)カ渦輪機(jī)的物理特性，也就是，風(fēng)カ渦輪機(jī)的空氣動(dòng)カ特性和機(jī)械特性。風(fēng)カ渦輪機(jī)接收到的空氣動(dòng)カ轉(zhuǎn)矩取決于轉(zhuǎn)子的空氣動(dòng)カ性特性。相似地，風(fēng)カ渦輪機(jī)的加速度和因此造成的超速反比于風(fēng)カ渦輪機(jī)慣量。其允許控制裝置快速地對(duì)陣風(fēng)作出反應(yīng)并且保持風(fēng)カ渦輪機(jī)在安全的模式下生
產(chǎn)能量。盡管本發(fā)明已經(jīng)被結(jié)合優(yōu)選的實(shí)施例而描述，但是顯而易見地是，各種修正都可以在本發(fā)明的范圍之中被使用，并不認(rèn)為本發(fā)明被這些實(shí)施例所限制，但是本發(fā)明被接下來的權(quán)利要求的內(nèi)容所限定。
權(quán)利要求
1.一種操作具有螺距控制裝置和轉(zhuǎn)矩控制裝置的可變速風(fēng)力渦輪機(jī)的方法，其特征在于，所述方法包括將附加的步驟，該附加的步驟用于在陣風(fēng)的情況下、在避免陣風(fēng)施加的空氣動(dòng)力轉(zhuǎn)矩超過預(yù)定的極限值所需要的數(shù)量上向螺距控制裝置提供螺距角度參考值增量A 9 ref。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中，所述所述螺距角度參考值增量△0%基于一個(gè)開關(guān)值被提供到所述螺距控制裝置/從所述螺距控制裝置移除，所述開關(guān)值基于至少發(fā)電機(jī)加速度A和發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速Q(mào)來表征陣風(fēng)的出現(xiàn)/沒有出現(xiàn)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的方法，其中，所述螺距角度參考值增量△e M被確定為至少由陣風(fēng)造成的空氣動(dòng)力轉(zhuǎn)矩過量值T_和相對(duì)于螺距角度的轉(zhuǎn)矩靈敏度Tsms的函數(shù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中，所述螺距角度參考值增量△0 %也被確定考慮由陣風(fēng)造成的預(yù)期的發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速增量△ Q和發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速Q(mào)到預(yù)定閥值的接近度。
5.一種風(fēng)力潤輪機(jī)，包括塔(13)和容納由風(fēng)力轉(zhuǎn)子驅(qū)動(dòng)的發(fā)電機(jī)(19)的艙體(21)，所述風(fēng)力轉(zhuǎn)子由一個(gè)轉(zhuǎn)子轂(15)和一個(gè)或多個(gè)葉片(17)構(gòu)成；至少發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速Q(mào)和每一葉片的螺距角度0的測量裝置；連接到所述測量裝置和至少螺距和轉(zhuǎn)矩控制致動(dòng)器的控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)被設(shè)置成用于根據(jù)在切斷風(fēng)速Vrat之下的預(yù)定的風(fēng)速功率曲線(25)來實(shí)施風(fēng)力渦輪機(jī)的調(diào)節(jié)；其特征在于，所述控制系統(tǒng)還被設(shè)置成用來對(duì)陣風(fēng)事件實(shí)施附加的調(diào)節(jié)，在避免陣風(fēng)施加的空氣動(dòng)力轉(zhuǎn)矩超過預(yù)定的極限值所需要的數(shù)量上向螺距控制裝置提供螺距角度參考值增量△ eMf，當(dāng)符合預(yù)定條件的陣風(fēng)發(fā)生時(shí)所述附加的調(diào)節(jié)被激活，當(dāng)所述陣風(fēng)結(jié)束時(shí)所述附加的調(diào)節(jié)被終止。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的風(fēng)力渦輪機(jī)，其中，用于實(shí)施所述附加的調(diào)節(jié)的控制系統(tǒng)裝置包括模塊(31)，所述模塊用于獲得所述螺距角度參考值增量A 0 %和激活/不激活所述附加的調(diào)節(jié)的開關(guān)值Sw，所述模塊(31)包括第一子模塊，用于分別基于過濾的發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速Q(mào)和由風(fēng)力渦輪機(jī)螺距控制裝置所使用的發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速參考值Q %計(jì)算出發(fā)電機(jī)加速度A和發(fā)電機(jī)加速度參考值A(chǔ)Mf ；第二子模塊，用于基于至少所測量的螺距角度的平均值0 _ 和風(fēng)力渦輪機(jī)慣量計(jì)算出由陣風(fēng)施加的空氣動(dòng)力轉(zhuǎn)矩的過量值T_和所需要的螺距角度參考值增量A 以克服所述過量值；第三子模塊，用于計(jì)算出預(yù)期的發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速增量△ Q，假定葉片將在最大的允許速度下調(diào)整；第四子模塊，用于基于預(yù)期的發(fā)電機(jī)超速增量△ Q和發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速到閥值的接近度計(jì)算出將要應(yīng)用到所需要的螺距角度增量A 0_的一個(gè)權(quán)重因數(shù)G;第五子模塊，用于基于至少發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速Q(mào)和發(fā)電機(jī)加速度A計(jì)算出所述激活/不激活的開關(guān)值；第六子模塊，用于計(jì)算將要提供到螺距控制裝置的螺距角度參考值增量A 0refO
全文摘要
一種改進(jìn)的風(fēng)力渦輪機(jī)控制方法和系統(tǒng)。本發(fā)明涉及一種操作具有螺距控制裝置和轉(zhuǎn)矩控制裝置的可變速風(fēng)力渦輪機(jī)的方法，該方法包括將附加的步驟，該附加的步驟用于在陣風(fēng)的情況下、在避免陣風(fēng)施加的空氣動(dòng)力轉(zhuǎn)矩超過預(yù)定的極限值所需要的數(shù)量上向螺距控制裝置提供螺距角度參考值增量Δθref。本發(fā)明還涉及一種包括控制系統(tǒng)的風(fēng)力渦輪機(jī)，所述控制系統(tǒng)被設(shè)置成用于在陣風(fēng)的情況下實(shí)施附加的調(diào)節(jié)。
文檔編號(hào)F03D7/00GK102619685SQ20121005532
公開日2012年8月1日 申請(qǐng)日期2012年1月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月31日
發(fā)明者何塞·瑪麗亞·洛佩斯·魯維奧, 奧克塔維奧·埃爾南德斯·馬斯卡雷利 申請(qǐng)人:歌美颯創(chuàng)新技術(shù)公司