[发明专利]风力涡轮机电力生产中的塔架阻尼

说明书

公开了一种用于风力涡轮机塔架阻尼的方法，以及相关联的控制器和风力涡轮机。该方法包括使用至少第一传感器信号生成风力涡轮机的一个或多个转子叶片在部分负荷运行期间的第一桨距参考信号。该方法还包括使用至少第二传感器信号确定风力涡轮机的塔架的动态状态信息。该方法还包括通过使用动态状态信息适配第一桨距参考信号来生成第二桨距参考信号。该方法还包括从第二桨距参考信号和饱和桨距参考信号中选择最大桨距参考信号。该方法还包括传送最大桨距参考信号以控制一个或多个转子叶片的桨距。

技术领域

本公开中提出的实施例大体上涉及风力涡轮机，并且更具体地涉及使用风力涡轮机的塔架的动态状态信息来控制风力涡轮机的电力生产。

背景技术

风力涡轮机通常包括塔架和位于塔架顶部的机舱。较高的塔架通常有利于通过风力涡轮机生产较大量的电能，因为较高的塔架可以支持使用较大直径的转子和/或将转子布置成更远离地面附近发生的自由风流的负面影响(诸如地面阻力和湍流)。

较高的塔架往往更柔性，这可能会引起塔架移动和转子速度之间的动态相互作用。例如，转子所经历的风速(和空气动力学转矩)受塔架的顶部运动的影响。可以通过使风力涡轮机叶片变桨以抵消空气动力学转矩来控制风力涡轮机的电力生产。使风力涡轮机叶片变桨会影响作用在塔架上的力，并因此影响塔架的顶部运动，进而影响所经历的风速和空气动力学转矩。在某些情况下，动态相互作用会将不稳定性引入对风力涡轮机的控制中。

发明内容

本公开的一个实施例是一种方法，所述方法包括使用至少第一传感器信号生成风力涡轮机的一个或多个转子叶片在部分负荷运行期间的第一桨距参考信号。所述方法还包括使用至少第二传感器信号确定所述风力涡轮机的塔架的动态状态信息。所述方法还包括通过使用所述动态状态信息适配所述第一桨距参考信号来生成第二桨距参考信号。所述方法还包括从所述第二桨距参考信号和饱和桨距参考信号中选择最大桨距参考信号。所述方法还包括传送所述最大桨距参考信号以控制所述一个或多个转子叶片的桨距。

有利地，所述方法允许减轻引入到风力涡轮机控制中的由转子和塔架之间发生的动态相互作用导致的不稳定性。此外，通过考虑转子动力学特性和/或转子-风的关系的影响，可以更加积极地调谐风力涡轮机，从而产生比其他可能的情况更大的电力生产。

本文描述的另一实施例是一种用于风力涡轮机的控制器，所述控制器包括一个或多个计算机处理器，以及包括计算机可读代码的内存，当使用所述一个或多个计算机处理器执行所述计算机可读代码时，所述计算机可读代码执行操作。所述操作包括使用至少第一传感器信号生成风力涡轮机的一个或多个转子叶片在部分负荷运行期间的第一桨距参考信号。所述操作还包括使用至少第二传感器信号确定所述风力涡轮机的塔架的动态状态信息。所述操作还包括通过使用所述动态状态信息适配所述第一桨距参考信号来生成第二桨距参考信号。所述操作还包括从所述第二桨距参考信号和饱和桨距参考信号中选择最大桨距参考信号。所述操作还包括传送所述最大桨距参考信号以控制所述一个或多个转子叶片的桨距。

有利地，所述控制器允许减轻引入到风力涡轮机控制中的由转子和塔架之间发生的动态相互作用导致的不稳定性。此外，通过考虑转子动力学特性和/或转子-风的关系的影响，可以更加积极地调谐风力涡轮机，从而产生比其他可能的情况更大的电力生产。

附图说明

为了便于可以详细理解本公开的上述特征的方式，可以通过参考实施例来对上面简要概括的本公开进行更具体的描述，所述实施例中的一些在附图中示出。然而，应当注意，附图仅示出了本公开的典型实施例，并且因此不应被视为是对其范围的限制，因为本公开可以允许其他等效的实施例。

图1示出了根据一个或多个实施例的示例性风力涡轮机的示意图。

图2是根据一个或多个实施例的示例性风力涡轮机的框图。

图3是示出根据一个或多个实施例的使用风力涡轮机塔架的动态状态信息来控制风力涡轮机转子的旋转速度的框图。