[实用新型]用于响应于瞬时风力条件来减小作用于风力涡轮机上的负载的系统

说明书

技术领域

本发明主题大体涉及风力涡轮机，并且更具体地，涉及用于响应于瞬时风力条件来减小在风力涡轮机部件上的负载的系统和方法。 

背景技术

大体来说，风力涡轮机包括塔筒、安装在塔筒上的机舱和连接至机舱的转子。转子通常包括可转动的轮毂和连接至轮毂并从轮毂向外延伸的多个转子叶片。每个转子叶片可以围绕轮毂间隔开来，以便促使转子转动，从而能从风中将动能转化成可用的机械能，并随后转化成电能。 

瞬时风力条件通常针对以下提出挑战：实现控制策略以将作用于风力涡轮机转子叶片和其他风力涡轮机部件上的负载维持在相对低的水平上。例如，极端阵风期间，风速可在相对短的时间段内显著增大，从而导致叶片负载快速增大。这种快速增大首先影响转子叶片外侧部分（例如，在尖端处），此处，叶片更易受到因负载而增大的偏转影响，这可导致因过度尖端偏转而造成的塔筒撞击的风险增大。 

当前控制策略通过检测发电机的转动速度中的变化而来识别瞬时风力条件。然而，由于转子惯性，发电机速度的变化落后于叶片负载的变化。因此，当前控制策略可能无法对在极端瞬时事件期间减小叶片负载做出充分反应。 

因此，在技术中将会欢迎对瞬时风力条件具有改进的反应能力的用于减小在转子叶片和/或其他风力涡轮机部件上的负载的系统和方法。 

发明内容

以下说明将部分陈述本发明的各方面和优点，或者，这些方面和优点在说明书中可能是显而易见的，或者通过实践本发明能够习得的。 

在一个方面，本发明主题是针对一种用于响应于瞬时风力条件来减小作用于风力涡轮机上的负载的方法。所述方法大体可以包括：使用与所述风力涡轮机的转子叶片关联的第一传感器来确定所述转子叶片的叶片参数的实际值；使用第二传感器来监测所述风力涡轮机的二次运行参数；基于所述二次运行参数确定所述叶片参数的预测值；将所述实际值与所述预测值进行比较；以及如果所述实际值与所述预测值相差了至少差别阈限，那么执行修正动作以便减小作用于所述风力涡轮机上的所述负载。 

在另一方面，本发明主题针对一种用于响应于瞬时风力条件来减小作用于风力涡轮机上的负载的方法。所述方法大体可以包括：使用与所述风力涡轮机的转子叶片关联的MIMU传感器来确定所述转子叶片的实际叶片偏转值；使用第二传感器来监测所述风力涡轮机的二次运行参数；基于所述二次运行参数确定预测叶片偏转值；将所述实际叶片偏转值与所述参考叶片偏转值进行比较；以及如果所述实际叶片偏转值与所述参考叶片偏转值相差了至少差别阈限，那么执行修正动作以便减小作用于所述风力涡轮机上的所述负载。 

在又一方面，本发明主题针对一种用于响应于瞬时风力条件来减小作用于风力涡轮机上的负载的系统。所述系统可以包括：第一传感器，其配置用于监测所述风力涡轮机的转子叶片的叶片参数；以及第二传感器，其配置用于监测所述风力涡轮机的二次运行参数。所述二次运行参数可不同于所述叶片参数。另外，所述系统可以包括可通信地连接至所述第一传感器和第二传感器上的控制器。所述控制器可配置用于基于从所述第一传感器接收的至少一个信号确定叶片参数的实际值并且基于从所述第二传感器接收的至少一个信号确定所述叶 片参数的预测值。所述控制器还可以配置用于将所述实际值与所述预测值进行比较，并且在所述实际值与所述预测值相差了至少差别阈限的情况下，执行修正动作以便减小作用于风力涡轮机上的负载。 

参照以下说明和附图将更好地理解本发明的这些和其他特征、方面和优点。并入本说明书中并构成本说明书的一部分的附图示出本发明的各个实施例，并与具体实施方式一起用于解释本发明的原理。 

附图说明

针对所属领域的一般技术人员，在参照附图的本说明书中陈述本发明的完整且可实现的公开，包括其最佳模式，在附图中： 

图1示出风力涡轮机的一个实施例的透视图； 

图2示出风力涡轮机的机舱的一个实施例的简化内部视图； 

图3示出可包括在风力涡轮机的控制器内的合适部件的一个实施例的示意图； 

图4示出一种用于响应瞬时风力条件来减小作用于风力涡轮机转子叶片上的负载的方法的一个实施例的流程图； 

图5示出绘制了包括实际和预测尖端偏转值二者的示例尖端偏转数据的图；以及 

图6示出绘制了风力涡轮机的转子叶片和转子轴的示例负载数据的图，具体示出叶片负载中的变化与轴负载中的变化间的时间差别。 

具体实施方式