【技术实现步骤摘要】
本公开大体上涉及风力涡轮，并且更具体地，涉及用于风力涡轮的改进的自主偏航控制。
技术介绍
1、风力发电被认为是目前可用的最清洁、最环保的能源之一，并且风力涡轮在这方面获得越来越多的关注。现代风力涡轮典型地包括固定在塔架顶部的机舱、关于机舱容纳的发电机和变速箱，以及与机舱构造在一起的转子，该转子具有带有一个或多个转子叶片的可旋转毂。转子叶片利用已知的翼型原理捕获风的动能。转子叶片传输呈旋转能形式的动能，以便转动将转子叶片联接于变速箱(或如果不使用变速箱，则直接地联接于发电机)的轴。接着，发电机将机械能转换成电能，该电能可部署至公用电网。常规风力涡轮还包括用于控制其操作的涡轮控制器。
2、另外，至少一些已知的机舱包括用于控制转子相对于风向的视角的偏航系统。此类风力涡轮还典型地包括用于感测风向的传感器。此类偏航系统大体上包括偏航轴承、操作成使偏航轴承旋转的多个偏航驱动器，以及控制器。因此，控制器配置成控制偏航系统以基于感测到的风向经由偏航系统调整机舱的偏航。换句话说，偏航系统的开始和停止仅取决于风向变化。特别地，一旦涡轮控制器确定转子位置关于风向的偏差，则偏航系统开始操作，这可包括使马达制动器解除接合和/或减小偏航制动转矩，直到转子再次与风向对准。此时，偏航系统将停止，并且一个或多个偏航制动器将偏航驱动器装固到位，以将转子维持在期望的定向处。
3、就此而言，具有极端风速条件(例如，台风)的风力涡轮场地经常依赖于偏航系统来在强风条件下将转子与风对准。尤其是对于装备有偏航功率备用系统的涡轮而言，能够使转子关于风偏航
4、另外，存在其中涡轮控制器可离线的情况，诸如例如，在不利的电网或天气事件期间，以及在定期维护期间。如果涡轮控制器离线，则无法操作偏航系统。在没有偏航系统的情况下，风力涡轮可经受由偏航未对准导致的增加的负载(例如，不对称负载)，这可导致风力涡轮构件上的显著疲劳循环或高极限负载。在风力涡轮构件磨损时，风力涡轮变得较不有效。另外，构件上的磨损可不利地影响机器寿命。
5、因此，本公开涉及解决以上提到的问题的系统和方法。更具体地，本公开涉及不仅仅取决于风向变化的、用于控制转子的偏航的系统和方法。
技术实现思路
1、本公开的方面和优点将在以下描述中部分地阐述，或者可从描述为明显的，或者可通过本公开的实践学习。
2、在一方面，本公开涉及一种用于使自主风力涡轮，即，处于自主控制下的风力涡轮(本文中更详细地限定)，或处于其它控制模式的风力涡轮偏航的方法。风力涡轮包括安装在塔架顶部的转子和机舱，以及用于实施在其它控制功能之中的自主控制的控制器。方法包括经由控制器接收风力涡轮处的风况。方法还包括经由控制器确定风况是否超过风况阈值。方法还包括经由控制器确定作用在风力涡轮上的一个或多个弯矩。方法还包括经由控制器确定作用在风力涡轮上的一个或多个弯矩是否超过负载阈值。方法还包括当风况超过风况阈值并且一个或多个弯矩保持低于负载阈值时，经由控制器促动一个或多个偏航驱动机构，用于使风力涡轮的转子偏航。
3、在另一方面，本公开涉及一种用于风力涡轮的自主偏航控制的方法。风力涡轮具有安装在塔架顶部的机舱和用于使机舱偏航的偏航控制系统。方法包括经由一个或多个风传感器测量一个或多个风况。方法还包括经由控制器根据一个或多个风况确定用于偏航控制系统的控制动作信号，其中控制动作信号包括用于机舱的预定角位置。方法还包括经由负载传感器系统测量沿点头方向或偏航方向中的至少一个作用在机舱上的一个或多个弯矩。方法还包括经由控制器确定一个或多个弯矩是否超过负载阈值。方法还包括只要一个或多个弯矩保持低于负载阈值，经由控制器基于控制动作信号控制偏航控制系统。
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1.一种用于使处于自主控制下的风力涡轮的转子偏航的方法，所述风力涡轮具有安装在塔架顶部的机舱，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其中，处于自主控制下的所述风力涡轮包括处于空转状态、停放状态、关闭状态、减少操作状态或维护状态的所述风力涡轮，所述方法进一步包括经由所述控制器促动所述风力涡轮的偏航系统的自主控制。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，接收所述风力涡轮处的所述风况包括：
4.根据权利要求1所述的方法，其中，确定作用在所述风力涡轮上的所述一个或多个负载状况包括：
5.根据权利要求4所述的方法，其中，根据所述传感器信号确定所述弯矩包括经由所述控制器确定沿点头方向或偏航方向中的至少一个的一个或多个弯矩。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述负载阈值为约2500kNm。
7.根据权利要求1所述的方法，其中，确定作用在所述风力涡轮上的一个或多个弯矩包括：
8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述负载阈值为约2500kNm。
9.根据权利要求1所述的方法，所述方法进一步包括
10.一种用于风力涡轮的自主偏航控制的方法，所述风力涡轮具有安装在塔架顶部的机舱和用于使所述机舱偏航的偏航控制系统，所述方法包括：
...【技术特征摘要】
1.一种用于使处于自主控制下的风力涡轮的转子偏航的方法，所述风力涡轮具有安装在塔架顶部的机舱，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其中，处于自主控制下的所述风力涡轮包括处于空转状态、停放状态、关闭状态、减少操作状态或维护状态的所述风力涡轮，所述方法进一步包括经由所述控制器促动所述风力涡轮的偏航系统的自主控制。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，接收所述风力涡轮处的所述风况包括：
4.根据权利要求1所述的方法，其中，确定作用在所述风力涡轮上的所述一个或多个负载状况包括：
5.根据权利要求4所述的方法，其中，...
【专利技术属性】
技术研发人员：P·高切尔，
申请(专利权)人：通用电气可再生能源西班牙有限公司，
类型：发明
国别省市：
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