[发明专利]风力发电机组的净空监测系统、方法及控制器

权利要求书

1.一种风力发电机组的净空监测系统，包括：控制器、风向标、风速仪和转速传感器，

其特征在于，所述控制器被配置为：

基于风力发电机组的叶片的叶尖线速度、来流风速、对风偏差计算用于净空监测的主特征值，其中，通过转速传感器测量的叶轮转速来计算叶片的叶尖线速度、通过风速计测量来流风速，并且通过风向标测量对风偏差；计算所述主特征值的统计指标；

基于所述统计指标，选择性地应用辅助特征来确定风力发电机组是否存在净空风险，

所述控制器还被配置为：

基于来流风速和对风偏差计算来流风速在叶轮平面平行方向上的第一来流风速和来流风速在叶轮平面垂直方向上的第二来流风速；

计算和值与第二来流风速的比值作为主特征值，其中，至少根据所述叶尖线速度和所述第一来流风速确定所述和值。

2.根据权利要求1所述的净空监测系统，其特征在于，所述控制器被配置为：

基于叶轮转速和叶轮半径计算叶尖线速度。

3.根据权利要求1所述的净空监测系统，其特征在于，所述控制器还被配置为：

计算叶尖线速度和第一来流风速的和值，作为第一和值；

计算第一和值与第二来流风速的比值作为主特征值。

4.根据权利要求1所述的净空监测系统，其特征在于，所述净空监测系统还包括：叶轮方位角传感器，用于测量叶片的方位角，

其中，所述控制器还被配置为：

使用叶片的方位角计算第一夹角；

计算所述第一夹角的正弦值；

计算叶尖线速度与正弦值的乘积，并且计算所述乘积和第一来流风速的和值，作为第二和值；

计算第二和值与第二来流风速的比值作为主特征值。

5.根据权利要求1所述的净空监测系统，其特征在于，统计指标包括以下项中的至少一个：预设时间段内主特征值的最大值、主特征值的累计值、变化率最大的主特征值。

6.根据权利要求1所述的净空监测系统，其特征在于，所述控制器还被配置为：

当所述统计指标大于预定阈值时，确定辅助特征是否满足触发条件；

当辅助特征满足触发条件时，确定风力发电机组存在净空风险。

7.根据权利要求6所述的净空监测系统，其特征在于，辅助特征是桨距角，

其中，控制器还被配置为：如果当前桨距角大于桨距角阈值，则确定风力发电机组存在净空风险。

8.根据权利要求6所述的净空监测系统，其特征在于，辅助特征是来流风速、风力发电机组的转速、若干桨距角之间的变化率或风速的变化率，

其中，控制器还被配置为：如果来流风速在额定风速的预定范围内，或者风力发电机组的转速在额定转速的预定范围内，或者若干桨距角之间的变化率大于第一预定变化率阈值，或者风速的变化率大于预定变化率阈值，则确定风力发电机组存在净空风险。

9.根据权利要求1所述的净空监测系统，其特征在于，所述控制器还被配置为：

当确定风力发电机组存在净空风险时，使用预设的临时控制参数控制风力发电机组运行。

10.根据权利要求9所述的净空监测系统，其特征在于，预设的临时控制参数包括大于最小桨距角的预设桨距角，

其中，控制器还被配置为控制风力发电机组按照所述预设桨距角执行变桨动作。

11.根据权利要求9所述的净空监测系统，其特征在于，预设的临时控制参数包括低于风力发电机组的额定转速的预设转速、下压的限功率值和停机指示中的一个，

其中，控制器还被配置为控制风力发电机组执行以下动作中的一个：

控制风力发电机组以所述预设转速运行，控制风力发电机组在下压的限功率值下运行，控制风力发电机组停机。