【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及风力涡轮机的领域，特别是涉及用于控制风力涡轮机的操作期间的主动阻尼的方法和装置。此外，本专利技术还涉及能够控制操作期间的主动阻尼的风力涡轮机、包括这种风力涡轮机的风电场以及计算机程序产品。
技术介绍
1、在风电场中，每个风力涡轮机产生要求的电量，如由电场控制引导装置(parkpilot)发送给它的功率参考所限定的。平均而言，会产生该要求的功率，但它也可能包含用于主动传动系阻尼、主动塔架阻尼、浮子运动阻尼等的零均值阻尼分量(dampingcomponent)。这些阻尼分量具有用于阻尼相对应的机械振荡的最佳相位，并且由于这些机械振荡在现场通常不对准，即它们在风电场中的风力涡轮机之间不同步，因此所有风力涡轮机的所有阻尼分量的组合输出在电场级别上是均衡的。因此，在电场级别上，振荡通常为总功率输出的不到百分之一。
2、然而，在某些状况下，组合的主动阻尼分量可能对准。这种状况的示例为电场控制引导装置对来自涡轮机的要求功率的大幅变化，例如急剧功率增加或大幅功率下降，或者如电网故障的状况，其中要求功率相同，但短时间段的有功功率下降至0kw。
3、在这些状况下，由于要求的功率变化被同时发送到所有涡轮机，机械振荡被激发并且也同相对准。在这种状况下，电场输出中的组合主动阻尼分量可达到最大允许量，该最大允许量通常为电场输出的百分之几。因此，这种对准会在馈入到电网中的电场输出上产生大的振荡。
4、虽然风电先前一直是电网上的边际组成部分，但与电网的稳定性相比，进行大幅参考变化的状况是无关紧要的。现在，并且甚
5、然而，如果来自主动阻尼分量的振荡很大，则其可能会使电网不稳定。
6、因此，可能需要一种避免或至少减少该问题的有效且具有成本效益的方法。
技术实现思路
1、该需要可通过根据独立权利要求所述的主题来满足。本专利技术的有利实施例通过从属权利要求来描述。
2、根据本专利技术的第一方面，提供了一种控制待由主动阻尼系统施加的主动阻尼量的方法，以便在风力涡轮机的操作期间抑制风力涡轮机的结构部件中的振荡移动，所述方法包括：(a)接收指示待由所述风力涡轮机产生的功率的功率参考信号；(b)确定指示所述功率参考信号的变化的相对功率参考变化；(c)基于所述相对功率参考变化来确定待施加的所述主动阻尼量；以及(d)将所确定的主动阻尼量输出到所述主动阻尼系统。
3、本专利技术的该方面基于如下构思：待在风力涡轮机的操作期间施加的主动阻尼量基于功率参考信号的变化来确定。由此，当功率参考的相对变化大时(例如，当功率参考信号的绝对变化接近或等于标称功率值时)，可施加低(或甚至零)主动阻尼量，而当功率参考信号的相对变化小时(例如，当功率参考信号的绝对变化显著小于标称功率值或甚至为零时)，可施加高主动阻尼量。
4、在此背景下，术语“主动阻尼”特别地可表示风力涡轮机控制器中的一种功能，该功能基于来自诸如加速度计或旋转速度检测器的各种传感器的测量结果，对风力涡轮机转换器的设定点值施加调整，以便减少或抑制风力涡轮机的机械结构中的振荡移动和对应的结构载荷，例如弯曲塔架移动。
5、通过在功率参考信号显著变化的状况下施加较少的主动阻尼，来自风力涡轮机的输出功率中出现的阻尼分量的量相应减少，电网中相对应的潜在干扰也会减少。这当然将会导致风力涡轮机上的结构载荷的对应增加，但由于功率参考信号的大的变化并不经常发生，因此这将不会对风力涡轮机的寿命具有任何显著影响。
6、根据本专利技术的一个实施例，确定相对功率参考变化包括：(a)基于所述功率参考信号来确定当前功率参考值；(b)基于所述功率参考信号来确定稳态功率参考值；以及(c)基于所述当前功率参考值与所述稳态功率参考值之间的绝对差，来计算所述相对功率参考变化。
7、在此背景下，术语“当前功率参考值”特别地可表示功率参考信号的瞬时(或接近瞬时)值，即给定时间点的功率参考信号的值。
8、在此背景下，术语“稳态功率参考值”特别地可表示代表如在较长(即，非瞬时)时间段内看到的功率参考信号的值。
9、在该实施例中，使用当前功率参考值与稳态功率参考值之间的绝对差来计算相对功率参考变化。换句话说，该绝对差越大，所得到的相对功率参考变化就将越大。
10、根据本专利技术的另一实施例，计算所述相对功率参考变化还包括：将所述当前功率参考值与所述稳态功率参考值之间的所述绝对差除以所述风力涡轮机的标称功率值。
11、在此背景下，术语“标称功率值”特别地可表示在正常操作期间待由风力涡轮机产生的功率量。
12、换句话说，相对功率参考变化相对于风力涡轮机的标称功率值标准化。因此，相对功率参考变化将是介于零和一之间的数量。
13、根据本专利技术的另一实施例，确定所述当前功率参考值包括利用第一低通滤波器对所述功率参考信号进行滤波，所述第一低通滤波器具有第一时间常数，例如大约1秒的第一时间常数。
14、根据本专利技术的另一实施例，确定所述稳态功率参考值包括利用第二低通滤波器对所述功率参考信号进行滤波，所述第二低通滤波器具有第二时间常数，例如介于25秒和75秒之间、特别是大约50秒的第二时间常数。
15、根据本专利技术的另一实施例，所述第二时间常数大于所述第一时间常数。
16、换句话说，当前功率参考值通过利用相对快速的低通滤波器对功率参考信号进行滤波来确定，而稳态功率参考值通过利用相对慢速的低通滤波器对功率参考信号进行滤波来确定。这里，提到“快”和“慢”是指这两个低通滤波器的时间常数之间的关系。应当强调的是，“快速”低通滤波器不是强制性的，并且在一些实施例中，功率参考值可直接(无滤波)根据功率参考信号获得。
17、根据本专利技术的另一实施例，所述第二时间常数介于所述第一时间常数的25倍和75倍之间，特别地为所述第一时间常数的大约50倍。
18、根据本专利技术的另一实施例，确定所述主动阻尼量包括：(a)如果所述相对功率参考变化超过预定阈值：基于所述相对功率参考变化与所述预定阈值之间的差来计算所述主动阻尼量，或者(b)如果所述相对功率参考变化未超过所述预定阈值：将所述主动阻尼量设置为与标称主动阻尼量相对应的值。
19、换句话说，只要相对功率参考变化不超过预定阈值，待施加的主动阻尼量就被设置为标称量，即允许主动阻尼系统正常操作，而没有任何减小或限制。另一方面，如果相对功率参考变化超过预定阈值，则待由主动阻尼系统施加的主动阻尼量基于相对功率参考变化与预定阈值之间的差来计算。特别地，该差越大，主动阻尼量可能就越小。本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种控制待由主动阻尼系统施加的主动阻尼量的方法，以便在风力涡轮机(108)的操作期间抑制所述风力涡轮机的结构部件中的振荡移动，所述方法包括：
2.根据前一权利要求所述的方法，其中，确定所述相对功率参考变化包括：
3.根据前一权利要求所述的方法，其中，计算所述相对功率参考变化还包括：将所述当前功率参考值与所述稳态功率参考值之间的所述绝对差除以所述风力涡轮机的标称功率值。
4.根据权利要求2或3所述的方法，其中，确定所述当前功率参考值包括利用第一低通滤波器对所述功率参考信号进行滤波，所述第一低通滤波器具有第一时间常数，例如大约1秒的第一时间常数。
5.根据权利要求2至4中任一项所述的方法，其中，确定所述稳态功率参考值包括利用第二低通滤波器对所述功率参考信号进行滤波，所述第二低通滤波器具有第二时间常数，例如介于25秒和75秒之间的第二时间常数。
6.根据权利要求4和5所述的方法，其中，所述第二时间常数介于所述第一时间常数的25倍和75倍之间，特别地为所述第一时间常数的大约50倍。
7.根据前述权利要求中任一项所
8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，确定所述主动阻尼量包括线性插值和/或将所述主动阻尼量映射到相对功率参考变化的查找表，和/或其中，所述主动阻尼量被确定为标称主动阻尼量的百分比。
9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所确定的待施加的主动阻尼量(119)与所述相对功率参考变化负相关。
10.一种用于控制待由主动阻尼系统施加的主动阻尼量(119)的装置(110)，以便在风力涡轮机(108)的操作期间抑制所述风力涡轮机的结构部件中的振荡移动，所述装置包括：
11.根据前一权利要求所述的装置，其中，所述处理电路包括：
12.根据前一权利要求所述的装置，
13.一种风力涡轮机，包括：
14.一种风电场，其包括多个根据权利要求13所述的风力涡轮机。
15.一种计算机程序产品，包括计算机可执行指令，所述计算机可执行指令当由计算机的处理器执行时，使得所述计算机执行根据权利要求1至9中任一项所述的方法。
...【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种控制待由主动阻尼系统施加的主动阻尼量的方法，以便在风力涡轮机(108)的操作期间抑制所述风力涡轮机的结构部件中的振荡移动，所述方法包括：
2.根据前一权利要求所述的方法，其中，确定所述相对功率参考变化包括：
3.根据前一权利要求所述的方法，其中，计算所述相对功率参考变化还包括：将所述当前功率参考值与所述稳态功率参考值之间的所述绝对差除以所述风力涡轮机的标称功率值。
4.根据权利要求2或3所述的方法，其中，确定所述当前功率参考值包括利用第一低通滤波器对所述功率参考信号进行滤波，所述第一低通滤波器具有第一时间常数，例如大约1秒的第一时间常数。
5.根据权利要求2至4中任一项所述的方法，其中，确定所述稳态功率参考值包括利用第二低通滤波器对所述功率参考信号进行滤波，所述第二低通滤波器具有第二时间常数，例如介于25秒和75秒之间的第二时间常数。
6.根据权利要求4和5所述的方法，其中，所述第二时间常数介于所述第一时间常数的25倍和75倍之间，特别地为所述第一时间常数的大约50倍。
7.根据前...
【专利技术属性】
技术研发人员：J·G·W·艾伯茨，S·B·阿尔通，
申请(专利权)人：西门子歌美飒可再生能源公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。