[发明专利]使用平均马达速度参考作为反馈的偏航控制

说明书

本发明涉及一种用于通过控制多个偏航驱动致动器来控制风力涡轮机系统的偏航的方法。基于作为输入信号的请求的马达速度参考和作为反馈信号的平均马达速度参考，该方法确定作为用于多个偏航驱动致动器的输出信号的所需的马达扭矩参考。多个偏航驱动致动器使机舱或包括多个机舱的结构旋转，从而为多个偏航驱动致动器提供均匀的负载分配。

技术领域

本发明涉及一种用于控制风力涡轮机系统的偏航的方法，更具体地涉及一种用于控制多个偏航驱动致动器的方法。

背景技术

偏航系统的任务是确定机舱相对于风的取向。大多数时候，偏航系统是不活动的或停顿的。只有当机舱的取向需要改变时(通常是由于风向的改变)，偏航系统才会活动，以将机舱转向风。

在正常运行模式下，机舱与风向之间的偏差(偏航角)应尽可能小，以避免电力生产损失和减少负载。然而，与此同时，偏航系统的反应不能太敏感，以避免将减少机械部件的寿命的连续的小偏航移动。

在现代风力涡轮机系统中，偏航系统中使用多个偏航驱动致动器来确定机舱相对于风的取向。在这样的系统中，多个偏航驱动致动器与单个偏航环接合，偏离共同运行的任何偏航驱动致动器将导致该偏航驱动致动器的不均匀磨损，因此，以一种确保多个偏航驱动致动器之间尽可能均匀的运行条件的方式运行偏航驱动致动器是很重要的。

因此，一种改进的用于控制偏航系统的方法将是有利的，特别地，一种更有效和/或可靠的控制多个偏航驱动致动器的方法将是有利的。

发明内容

本发明的一个目的是在偏航系统活动时为多个偏航驱动致动器提供均匀的负载分配。

本发明的另一个目的是改进风力涡轮机的控制方法，特别是提高偏航系统的部件的使用寿命的控制方法。

因此，上述目的和若干其他目的旨在于本发明的第一方面通过提供一种用于控制风力涡轮机系统的偏航的方法来获得，所述风力涡轮机系统包括机舱、塔架、涡轮机控制器和偏航系统，

偏航系统可运行以使机舱相对于塔架旋转，

偏航系统包括马达控制器和多个偏航驱动致动器，

其中，马达控制器接收：

-请求的马达速度参考作为输入信号，以及

-平均马达速度参考作为反馈信号，并且

马达控制器提供：

-所需的马达扭矩参考作为输出信号，所需的马达扭矩参考根据输入信号和反馈信号确定，用于使所述多个偏航驱动致动器旋转机舱。

通过将用于所述多个偏航驱动致动器的所需的马达扭矩参考基于作为反馈信号的平均马达速度参考，提供了一种具有虚拟主驱动的控制方案，该虚拟主驱动基于平均马达速度进行构建。以这种方式，关于虚拟主驱动分担负载，该虚拟主驱动与以平均速度运行的驱动相一致。结果，本发明对于为多个偏航驱动致动器获得均匀的负载分配是特别有利的，但不是排他性地有利的。由此，每个偏航驱动致动器基本上输送相同的扭矩，执行均匀的动作从而避免不平衡，并避免单个偏航驱动致动器过载，从而提高偏航系统的寿命，以及由于减少风力涡轮机不生产电力的停机时间而提高风力发电机的生产能力。

偏航系统包括多个偏航驱动致动器，每个偏航驱动致动器包括马达和连接偏航驱动致动器的小齿轮。偏航系统还包括偏航环，多个致动器连接到偏航环。偏航环位于塔架上，以允许机舱旋转。此外，偏航驱动致动器包括变频驱动。在本文中，变频驱动通常被认为是偏航驱动致动器的一部分，即使变频驱动可能与马达的其他部分分开设置。

偏航或旋转如本领域中常见的那样被理解为机舱的旋转。