经由变桨施加风轮机偏航力矩制造技术

提出了一种用于控制风力涡轮机100上的转子102的方法310，其中，所述转子包括一个或多个叶片103，并且其中所述风力涡轮机包括变桨系统，所述方法包括：在静止或空转运行状态下运行312所述转子，确定或接收314一个或多个控制参数，其中控制参数使得能够确定一个或多个偏航参数能够被描述为所述一个或多个控制参数的函数，其中所述一个或多个偏航参数包括以下一项或多项：偏航部段的偏航角速度，所述偏航部段的偏航角加速度，和/或所述偏航部段施加在所述风力涡轮机的其余部分上的偏航力矩，以及通过所述变桨系统基于所述一个或多个控制参数使所述转子100的一个或多个叶片103变桨316。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】经由变桨施加风轮机偏航力矩
本专利技术涉及一种用于控制风力涡轮机上的转子的方法，更具体地是一种用于基于控制或偏航参数使转子上的一个或多个叶片变桨的方法，以及对应的控制系统、风力涡轮机和计算机程序产品。
技术介绍
当风力涡轮机转子处于空转或静止的运行状态(诸如处于非电力生产状态，并且既不是启动也不是停机)时，风力涡轮机外部的力(例如空气动力)可能会在风力涡轮机上作用偏航力矩。该偏航力矩可能导致对风力涡轮机的破坏作用。因此，有利的是能够减轻这些破坏作用，并且特别有利的是能够减少或消除这些破坏作用，并且例如能够增大风力涡轮机的寿命。
技术实现思路
可以看到本专利技术的目的是提供一种用于控制风力涡轮机上的转子的方法，该方法解决了上面提及的通过风力涡轮机外部的力(诸如空气动力)造成的现有技术的问题，所述风力涡轮机外部的力可能会在风力涡轮机上作用偏航力矩，所述偏航力矩对风力涡轮机造成破坏作用。上述目的旨在在本专利技术的第一方面中通过提供一种用于控制风力涡轮机上的转子的方法来实现，其中，所述转子包括一个或多个叶片，并且其中所述风力涡轮机包括：-变桨系统，所述变桨系统诸如是用于使所述转子的一个或多个叶片变桨的变桨系统，所述方法包括：-在静止或空转运行状态下运行所述转子，-确定或接收一个或多个控制参数，其中一个或多个偏航参数能够被描述为所述一个或多个控制参数的函数，其中所述一个或多个偏航参数包括以下一项或多项：i.偏航部段的偏航角速度(ω)，诸如所述偏航部段相对于所述风力涡轮机的其余部分的偏航速度(ω)，ii.所述偏航部段的偏航角加速度(a)，诸如所述偏航部段相对于所述风力涡轮机的其余部分的偏航加速度(a)，和/或iii.所述偏航部段施加在所述风力涡轮机的其余部分上的偏航力矩(M)，以及-通过所述变桨系统基于所述一个或多个控制参数使所述转子的一个或多个叶片变桨。本专利技术特别地但非排他性地有利于获得一种方法，其中控制参数可以用作变桨的输入，这可以使得变桨可以用于生成力，该力用于维持或改变控制参数的值(诸如在闭环控制系统中)。例如，在控制参数的值最佳的情况下，变桨可以用于生成用于维持控制参数的值的力。在另一示例中，在控制参数的值不理想或次优的情况下，变桨可以用于生成用于将控制参数的值朝更优化的值变化的力。这例如又可以减少或消除对偏航系统的需要和/或可以使得能够在偏航系统故障期间实现偏航。本专利技术可以特别地与偏航系统中发生故障(诸如实现预定摩擦水平的一个或多个部件中的故障)的情况相关。偏航系统可以包括滑动特征以减轻极端载荷，并且在正常运行期间可以存在某个阈值或“摩擦水平”。当偏航系统发生故障时(诸如当实现滑动特征的部件发生故障时)，该“摩擦水平”可能会减小。当风力涡轮机处于空转或静止运行状态时(诸如由于偏航系统发生故障)，例如，湍流和/或风向变化可能会使偏航部段偏航(在高偏航载荷期间该偏航部段可能会滑动)。但是，例如，在偏航系统发生故障的情况下，偏航滑动力矩阈值可能会降低，这可能会导致较高的(诸如过高的)偏航角速度，较高的偏航角速度可能会使偏航系统进一步过载。在根据本专利技术的实施例中，可以基于控制参数来执行变桨，以抵消偏航并且减小偏航角速度。作为示例，在多转子风力涡轮机的三叶片转子中，这可以通过使两个叶片变桨，从而增大阻力以在偏航部段上围绕偏航轴线生成用于减慢过高的偏航角速度的偏航力矩来完成。在实施例中，“风力涡轮机”可以是水平(转子)轴风力涡轮机和/或逆风风力涡轮机。“转子”按照本领域中通常的理解进行理解。可以理解，风力涡轮机可以仅具有单个转子(在单转子风力涡轮机中)或具有多个转子(在多转子风力涡轮机中)。提及“转子”意味着提及一个转子(诸如，单转子风力涡轮机中的一个转子或多转子风力涡轮机中的一个转子)。对于多转子风力涡轮机，应当理解的是，一个转子处于空转或静止运行状态并不意味着剩余的转子也处于空转或静止运行状态。本专利技术涵盖使多转子风力涡轮机中的一个转子处于空转或静止运行状态，并且使另一个转子不处于空转或静止运行状态(诸如所述另一个转子处于正常的电力生产运行中)。“静止”按照本领域中通常的理解进行理解，并且可以理解为描述转子的如下运行状态：其中转子(诸如转子和对应的发电机)不生产电力(诸如不向电网输送电力)，并且其中转子被制动(诸如其中围绕转子轴线的旋转保持为零角速度)。“空转”按照本领域中通常的理解进行理解，并且可以理解为描述转子的如下运行状态：其中转子(诸如转子和对应的发电机)不生产电力(诸如不向电网输送电力)，并且其中允许转子自由旋转。例如，叶片可以旋转或可以不旋转，但是转子(诸如转子和对应的发电机)不向电网输送电力。“确定或接收(一个或多个控制参数)”可以理解为：该方法可以包括确定(诸如，例如通过感测来获得一个或多个输入参数，然后将这些参数转换成一个或多个控制参数)或简单地接收一个或多个控制参数(诸如简单地从相关联的实体接收一个或多个控制参数)。“一个或多个控制参数”理解为以允许偏航参数被描述为所述一个或多个控制参数的函数的方式与一个或多个偏航参数相关。更具体地，一组一个或多个控制参数正好与一组一个或多个偏航参数相关。这对于例如使得能够基于控制参数对变桨进行闭环控制并由此控制一个或多个偏航参数(在知道或不知道偏航参数的值的情况下)是有利的。在一个实施例中，控制参数使得能够确定一个或多个偏航参数的绝对值(诸如以根据国际单位制(SI)的单位为单位)。在另一个实施例中，所述一个或多个控制参数包括所述一个或多个偏航参数或与一个或多个偏航参数相同。“偏航部段”理解为是风力涡轮机的可以相对于风力涡轮机的其余部分偏航的部分。偏航轴线可以正交于转子轴线(对于水平轴风力涡轮机)。“偏航”按照本领域中通常的理解进行理解，诸如是转子轴线围绕竖直轴线的旋转(对于水平轴风力涡轮机)。在实施例中，“偏航部段”可以包括转子和机舱。在实施例中，风力涡轮机的其余部分可以包括塔架。“偏航力矩”通常理解为偏航力的力矩(诸如转矩)。措词“由偏航部段施加在风力涡轮机的其余部分上”意味着偏航部段可以围绕偏航轴线在风力涡轮机的其余部分上施加力矩(反之亦然)。这可以与是否存在偏航无关(即，偏航角速度可以为零或非零)。例如：如果偏航被固定(被制动)，则偏航轴承中存在偏航角速度和为零的偏航角加速度，但可能存在或者可能不存在施加在风力涡轮机的其余部分(诸如塔架)上的偏航力矩。可以补充的是，实际上，塔架可能具有非零的扭转柔性，因此，即使偏航系统被制动且不滑动，偏航角速度也可能不为零，并且在施加偏航力矩的情况下可能存在偏航角加速度。“基于一个或多个控制参数变桨”可以理解为根据一个或多个控制参数来执行变桨(诸如变桨是一个或多个控制参数的函数)。在一个实施例中，提出了一种用于控制风力涡轮机上的转子的方法，其中执行所述变桨以便增大或减小由诸如阻力的空气动力施加在偏航部段上的由空气动力引起的偏航力矩(Maero-yaw)。这可以是有利的，因为经本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于控制风力涡轮机(100)上的转子(102)的方法(310)，其中，所述转子包括一个或多个叶片(103)，并且其中所述风力涡轮机包括：/n-变桨系统，/n所述方法包括：/n-在静止或空转运行状态下运行(312)所述转子，/n-确定或接收(314)一个或多个控制参数，其中一个或多个偏航参数能够被描述为所述一个或多个控制参数的函数，其中所述一个或多个偏航参数包括以下一项或多项：/ni.偏航部段的偏航角速度，/nii.所述偏航部段的偏航角加速度，/n和/或/niii.所述偏航部段施加在所述风力涡轮机的其余部分上的偏航力矩，以及/n-通过所述变桨系统基于所述一个或多个控制参数使所述转子(100)的一个或多个叶片(103)变桨(316)。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171220 DK PA2017709651.一种用于控制风力涡轮机(100)上的转子(102)的方法(310)，其中，所述转子包括一个或多个叶片(103)，并且其中所述风力涡轮机包括：
-变桨系统，
所述方法包括：
-在静止或空转运行状态下运行(312)所述转子，
-确定或接收(314)一个或多个控制参数，其中一个或多个偏航参数能够被描述为所述一个或多个控制参数的函数，其中所述一个或多个偏航参数包括以下一项或多项：
i.偏航部段的偏航角速度，
ii.所述偏航部段的偏航角加速度，
和/或
iii.所述偏航部段施加在所述风力涡轮机的其余部分上的偏航力矩，以及
-通过所述变桨系统基于所述一个或多个控制参数使所述转子(100)的一个或多个叶片(103)变桨(316)。


2.根据前述权利要求中任一项所述的用于控制风力涡轮机(100)上的转子的方法(310)，其中，执行所述变桨以便增大或减小由空气动力施加在所述偏航部段上的由空气动力引起的偏航力矩。


3.根据前述权利要求中任一项所述的用于控制风力涡轮机(100)上的转子的方法(310)，其中，所述风力涡轮机包括：
-用于使所述风力涡轮机的偏航部段偏航的偏航系统。


4.根据权利要求3所述的用于控制风力涡轮机(100)上的转子的方法(310)，其中，所述方法还包括：
-检测(411)所述偏航系统中的故障。


5.根据前述权利要求中任一项所述的用于控制风力涡轮机(100)上的转子的方法(310)，其中，执行所述变桨，使得所产生的所述一个或多个叶片上的空气动力的变化有助于减小所述一个或多个偏航参数。


6.根据前述权利要求中任一项所述的用于控制风力涡轮机上的转子的方法(310)，其中，所述风力涡轮机是单转子风力涡轮机(100)。


7.根据前述权利要求中任一项所述的用于控制风力涡轮机上的转子的方法(310)，其中，所述风力涡轮机是多转子风力涡轮机(1)。


8.根据权利要求7所述的用于控制风力涡轮机上的转子的方法(3...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·伊德，J·X·V·内托，K·H·瑟恩森，
申请(专利权)人：维斯塔斯风力系统集团公司，
类型：发明
国别省市：丹麦;DK