[发明专利]用于具有多个转子的风力涡轮机系统的具有局部控制器和中央控制器的控制系统

说明书

一种风力涡轮机系统，包括安装到共同支撑结构的多个风力涡轮机，其中所述多个风力涡轮机中的每个包括转子和由转子驱动的发电系统，其中风力涡轮机系统还包括：包括多个局部控制模块的局部化控制装置，其中局部控制模块中的每个能够操作以监测所述多个风力涡轮机中的相应风力涡轮机的操作，并且向所述相应风力涡轮机发布局部控制命令以实现一组局部控制目标；和中央化控制装置，其配置成监测风力涡轮机系统的操作且向所述多个风力涡轮机提供中央控制命令以实现与所述多个风力涡轮机中的至少两个关联的一组监管控制目标。

技术领域

本发明涉及包括用于控制具有多个转子的风力涡轮机系统的具有局部控制器和中央控制器的控制系统。

背景技术

最常见类型的风力涡轮机是三叶片迎风水平轴风力涡轮机(HAWT)，其中涡轮机转子在机舱的前方且面向支撑所述机舱的涡轮机塔架的上游的风。

存在多种可选的风力涡轮机设计。一个实施例是多转子阵列型风力涡轮机。

文献EP 1483501B1公开了一种多转子阵列型风力涡轮机，其中多个共平面转子安装到共同支撑结构。这种构造实现能够通过非常大的单一转子涡轮机获得的规模经济，但是避免相关缺点，诸如高叶片质量、按比例放大的电力电子器件等。然而，虽然这种共平面多转子风力涡轮机具有其优点，但是其呈现挑战以将概念付诸实践，特别是如何控制所述多个转子以实现最佳电力生产。文献EP 1483501B1提出将系统中的每个风力涡轮机作为分别控制的分离物件对待的控制策略。正是在这种背景下设计出本发明。

发明内容

在一方面，本发明提供一种风力涡轮机系统，所述风力涡轮机系统包括安装到共同支撑结构的多个风力涡轮机，其中，所述多个风力涡轮机中的每个包括转子和通过转子驱动的发电系统，其中，风力涡轮机系统还包括：

包括多个局部控制模块的局部化控制装置，其中，局部控制模块中的每个能够操作以监测所述多个风力涡轮机中的相应风力涡轮机的操作，且向所述相应风力涡轮机发布局部控制命令以实现一组局部控制目标；

中央化控制装置，其配置成监测风力系统的操作且向所述多个风力涡轮机提供中央控制命令，以便实现与所述多个风力涡轮机中的至少两个关联的一组监管控制目标。

有利地，本发明的系统使得风力涡轮机中的每个能够通过遵循局部控制目标而优化其自身性能，同时也参与中央控制目标以便改进风力涡轮机系统作为整体的性能。本发明的系统类型也可以已知为‘多转子风力涡轮机或风力系统’，且每个风力涡轮机可以称为风力涡轮机模块。

在一个实施方式中，局部化控制装置和中央化控制装置在共同计算装置上实施。所以，在这种构造中，计算资源可以集中在单一物理位置，这可以改进可靠性，因为数据的感应和数据的传输集中在单一点处。系统因此也可以更符合成本效益。在这种构造中，局部化控制装置和中央化控制装置可以在共同计算装置上实施，即使在合适的独立功能的软件模块中在功能上分离。在可选的实施方式中，局部化控制装置和中央化控制装置可以实施在分离的计算装置上。

在局部化控制装置和中央化控制装置在分离的计算装置上实施的情况下，所述多个局部控制模块中的每一个可以定位在其相应风力涡轮机模块处，且中央化控制装置可以定位在远离所述多个风力涡轮机处，例如在支撑结构中的位置处。

在又一方面中，提供一种依据本发明的第一方面的风力涡轮机系统的方法。

概括而言，本发明的方面可以在本发明的范围内以任何可能的方式结合和耦合。

附图说明

为了可以更完整地理解本发明，现在将对于以下附图仅以实施例的方式描述本发明，其中：

图1是多转子风力涡轮机系统的前视图；

图2是图1中的多转子风力涡轮机系统的俯视图；