本发明专利技术描述了一种确定风力涡轮机桨距角调整信号的方法和计算模块，该桨距角调整信号用于调整连接到风力涡轮机的转轴的转子叶片的桨距角，所述方法包括：获得表示所述转轴的第一期望最大转速（ms1）的第一最大速度信号（ms1）；基于所述第一最大速度信号得到第一桨距角（β1）调整信号（sβ1）；获得表示所述转轴的第二期望最大转速的第二最大速度信号，所述第二期望最大转速不同于特别是小于所述转轴的所述第一期望最大转速；基于所述第二最大速度信号得到第二桨距角（β2）调整信号（sβ2），其中所述第二桨距角调整信号不同于所述第一桨距角调整信号。本发明专利技术还描述了一种调整方法和装置。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及确定桨距角调整信号的方法和计算模块，其中所述桨距角调整信号用于调整连接到风力涡轮机转轴的转子叶片的桨距角；进一步地，本专利技术涉及用于调整风力涡轮机的转子叶片的桨距角或多个转子叶片的多个桨距角的方法和装置。
技术介绍
风力涡轮机可包括风力涡轮机塔、安装在风力涡轮机塔之上的机舱、旋转地支撑在机舱内的转轴，其中转轴具有与其连接的一个或多个转子叶片。冲击风可将动能传递到转子叶片，这导致转轴转动。转轴可被机械地连接到发电机，其在转轴转动时产生电能。机 舱可被安装在风力涡轮机塔，使得机舱可围绕竖直轴线转动，以沿着瞬间风向指引转子轴以及叶片，这可被表示为偏航。为了调整包括在风中的动能经由转子叶片到转轴的传递，转子叶片可沿着转子叶片的纵向轴线转动。转子叶片围绕其纵向轴线(其可位于转动平面内，该转动平面是垂直于旋转轴线或转轴的平面)的转动也可被称为调整转子叶片桨距角。调整转子叶片桨距角可影响从风到转子叶片，从而到风力涡轮机的能量传递的效率或程度。根据风力涡轮机的机械和/或电子装备或部件的不同，风力涡轮机可被分配额定功率输出或名义功率输出。在风速对于风力涡轮机不够高而不能达到名义功率输出的情形期间，风力涡轮机可向电网输送比名义功率输出更少的功率输出。已观察到，调整转子叶片的桨距角(特别是在风力涡轮机低于额定功率操作的情形下)可能是困难的。特别地，风力涡轮机在低于额定功率或低于名义功率输出的最佳功率产出可依赖于在低于转轴的额定转速下应用最佳桨距角(桨距角是在叶片弦线和垂直于转轴的转子转动平面之间的角)和追踪最佳转子梢端速比(转子转轴速度与有效风速的比)的能力。这里，转轴的额定转速也可被称为转轴的名义转速或风力涡轮机的名义速度或额定速度。可能需要用于确定桨距角调整信号(其用于调整连接到风力涡轮机转轴的转子叶片的桨距角)的方法和计算模块。进一步地，可能需要用于调整风力涡轮机的转子叶片的桨距角的方法，以及用于调整风力涡轮机的转子叶片的桨距角的装置，其中减轻或减少了上述问题中的至少一些。
技术实现思路
这一需求可通过独立权利要求所述的主题来实现。本专利技术的有利的实施例通过从属权利要求描述。根据本专利技术的实施例，提供了一种用于确定桨距角调整信号的方法，所述桨距角调整信号用于调整连接到风力涡轮的转轴(特别地具有水平定向的旋转轴线，其中垂直于旋转轴线的平面可限定转动的平面或转动平面)的转子叶片(包括用于捕获风或将包括在风中的机械能转化成转子叶片的动能或转动能的翼面的机械结构)的桨距角(转子叶片的角位置，其中转子叶片的纵向轴线代表用于调整角位置的转子叶片旋转轴线)。从而，所述方法包括获得(例如经由终端或特别地是电输入线)表示所述转轴的第一期望最大转速(限定了风力涡轮机在特定操作模式例如第一操作模式操作期间不应被超过的转速)的第一最大速度信号或速度参考(特别地是电信号、光信号等)；并且基于所述第一最大速度信号得到(特别地包括执行计算、查找查找表、读取参考或校准值、求数学函数的值、在数值上根据一个或多个输入值得到值等)第一桨距角调整信号(特别地是电信号、光信号等)。进一步地，所述方法包括获得(特别地经由终端或特别地是电输入线，特别地是已通过其获得第一最大速度信号的相同输入线)表示所述转轴的第二期望最大转速的第二最大速度信号(特别地是电信号或光信号)，所述第二期望最大转速不同于，特别地是小于所述转轴的所述第一期望最大转速；并基于第二最大速度信号得到(特别地包括执行计算、查找查找表、从存储器，例如数据库读取一个或多个值，例如校准值或参考值、数字和/或解析地解方程式等)第二桨距角调整信号(特别地电信号或光信号)，其中所述第二桨距角调整信号不同于所述第一桨距角调整信号。 第一 /第二桨距角调整信号可为任何(电、机械和/或光)信号，调整的第一 /第二桨距角依赖于第一/第二桨距角调整信号，或者，基于第一/第二桨距角调整信号能够得到调整的第一 /第二桨距角。不同的单位(例如伏特、米、度)可被用以限定第一 /第二桨距角调整信号。特别地，第一/第二桨距角调整信号可在风力涡轮机控制器中得到或者从风力涡轮机控制器供应到桨距系统。同样，第一/第二桨距角调整信号可指代桨距系统中的内部控制信号，其可被供应给桨距致动器，其中桨距系统可包括致动器和特别地还包括内部控制器，用于将接收到的桨距角信号转变成实际的桨距位置。液压桨距系统(或电桨距系统)可根据第一 /第二桨距角调整信号移动桨距致动器(或连接到传动装置的电动机)，以改变叶片桨距角。液压桨距系统或电桨距系统在内部可使用几个单位，例如度、米(活塞的长度)和/或伏特，来详细说明第一/第二桨距角调整信号。特别地，用于调整转子叶片的桨距角的信号可基于或考虑转轴的最大速度信号而得到。特别地，期望最大转速可能需要根据具体的规则、需要、操作模式等被设置成不同的值。特别地，为得到桨距角调整信号(桨距角将基于其调整)，考虑转轴的最大速度信号可改进，特别地增加风力涡轮机的功率输出，并且可减少结构负载和/或噪声。特别地，为了从风中捕获最大可能量的能量，桨距角参考和功率(或扭矩)参考适合于当前操作条件可能是重要的。特别地，专利技术人发现，对于特定操作模式，最佳桨距角设置可能受最大转速影响很大。从而，当设置桨距参考时利用这种发现，以确保最佳的涡轮机操作可改进功率产生。对于风力涡轮机在不同的操作模式(其相对于最大转速而不同)操作可能有许多原因。特别地，在第一操作模式期间，风力涡轮机可在初始设计速度(其可例如根据风力涡轮机的机械和/或电子特性基于最佳操作风力涡轮机而被限定)条件下操作。在第二操作模式期间，风力涡轮机可被分配第二期望最大转速，由于例如减少噪声排放、尾流和/或结构负载的需求，第二期望最大转速可慢于或小于初始设计速度或第一期望最大转速。专利技术人发现，如果桨距参考没被补偿，当减少最佳转速时，则总的涡轮机效率可显著减少，并且涡轮机的结构负载可增加。当风力涡轮机不能保持最佳梢端速度比(叶片末端的转速和实际风速之间的比率)时，对于减速操作，转子的效率受到影响。从而，在特定操作模式(即分别为第一期望最大转速和第二期望最大转速)考虑最大转速确定桨距角调整信号(即第一桨距角调整信号以及第二桨距角调整信号)，可改进风力涡轮机的效率，特别地在由于相对低的风速而低于额定功率输出的功率产生期间更为如此。在下文中，当转轴的最大转速被设置成转轴的第一期望最大转速时，第一桨距角也可被称为最佳桨距角，以使功率产生最大化。类似地，当转轴的最大转速被设置成转轴的第二期望最大转速时，第二桨距角也可被称为最佳桨距角，以使功率产生最大化。进一步地，特别地，第一最大速度信号以及第二最大速度信号额外地可以为功率、扭矩、风速、转速或任何其他限定风力涡轮机的当前工作点或操作模式的操作参数的函数。 转轴的最大转速也可被认为是或被称为风力涡轮机控制器的速度参考。校正桨距参考的重要性可随着最大转速与风力涡轮机的设计/名义转速相比的减少水平而增加。因为为了减少噪声排放、结构负载等对于缩减的增加关注，只有最近该问题才可变成重大问题。特别地，本专利技术的实施例使风力涡轮机能够以改进的方式在减少的转速条件下操作。特别地，第一桨距角信号和第二桨距角信号可涉及多个桨距角信号实例点(形成桨距角信号曲线本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于确定桨距角调整信号的方法，所述桨距角调整信号用于调整转子叶片的桨距角，所述转子叶片连接到风力涡轮机的转轴，所述方法包括：获得表示所述转轴的第一期望最大转速（ms1）的第一最大速度信号（ms1）；基于所述第一最大速度信号得到第一桨距角（β1）调整信号（sβ1）；获得表示所述转轴的第二期望最大转速的第二最大速度信号，所述第二期望最大转速不同于，特别地是小于所述转轴的所述第一期望最大转速；基于所述第二最大速度信号得到第二桨距角（β2）调整信号（sβ2），其中所述第二桨距角调整信号不同于所述第一桨距角调整信号。
【技术特征摘要】
2011.05.03 EP 11164590.91.一种用于确定桨距角调整信号的方法，所述桨距角调整信号用于调整转子叶片的桨距角，所述转子叶片连接到风力涡轮机的转轴，所述方法包括 获得表示所述转轴的第一期望最大转速(msl)的第一最大速度信号(msl)； 基于所述第一最大速度信号得到第一桨距角(P I)调整信号(s P I); 获得表示所述转轴的第二期望最大转速的第二最大速度信号，所述第二期望最大转速不同于，特别地是小于所述转轴的所述第一期望最大转速； 基于所述第二最大速度信号得到第二桨距角(P 2)调整信号(s P 2)，其中所述第二桨距角调整信号不同于所述第一桨距角调整信号。2.根据权利要求I所述的方法，进一步包括 获得功率信号(P)，所述功率信号表示所述风力涡轮机的功率输出和/或扭矩，和/或表示风速， 其中得到所述第一桨距角调整信号进一步地是基于所述功率信号， 其中得到所述第二桨距角调整信号进一步地是基于所述功率信号。3.根据权利要求2所述的方法，其中所述功率信号表示所述风力涡轮机的所述功率输出小于所述涡轮机的名义功率输出(np)。4.一种用于调整风力涡轮机的转子叶片的桨距角的方法，所述方法包括 根据前述权利要求中任一项所述，确定第一桨距角调整信号(s3 I)和第二桨距角调整信号(s P 2)，所述第一桨距角调整信号(s P I)和所述第二桨距角调整信号(s P 2)用于调整连接到风力涡轮机转轴的转子叶片的桨距角； 基于所述第一桨距角调整信号，将所述转子叶片的桨距角(P )调整到第一桨距角(& I);并且，然后 基于所述第二桨距角调整信号，将所述转子叶片的桨距角调整到第二桨距角(P 2)。5.根据权利要求4所述的方法，其中对于增加所述风力涡轮机的功率输出(P)和/或对于增加风速，所述第一桨距角(3 I)和/或所述第二桨距角(3 2)增加或减少或者是恒定的。6.根据权利要求4或5所述的方法，其中所述第二期望最大转速(ms2)小于所述第一期望最大转速(msl)，其中所述第二桨距角(P 2)大于所述第一桨距角(0 1)。7.根据权利要求6所述的方法，其中，特别是对于给定的功率输出和/或风速，所述第二桨距角更加大于所述第一桨距角，所述第二期望最大转速与所述第一期望最大转速相比更小。8.根据权利要求6或7所述的方法，其中对于增加功率输...
【专利技术属性】
技术研发人员：T埃斯本森，G赫格，
申请(专利权)人：西门子公司，
类型：发明
国别省市：
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