风力涡轮机及其降低转子不平衡的控制方法技术

本发明专利技术涉及一种风力涡轮机及其降低转子不平衡的控制方法，该风力涡轮机包括叶片、安装在叶片上的微型惯性测量单元及控制系统。该微型惯性测量单元用于感应对应安装位置处的参数信号。该控制系统包括叶片弯矩计算单元，至少基于一个或多个由微型惯性测量单元感应的参数信号来计算每一个叶片的叶片弯矩值；叶片弯矩偏差信号计算单元，基于计算出的每一个叶片的叶片弯矩值及预设的叶片弯矩命令来计算对应每一个叶片的叶片弯矩偏差信号；及桨叶角补偿命令计算单元，基于计算出的叶片弯矩偏差信号计算出对应每一个叶片的桨叶角补偿命令。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种风力涡轮机(wind turbine)，特别涉及一种用于降低风力涡轮机转子不平衡的控制系统及方法。
技术介绍
随着环保意识的增强，越来越多的国家开始大力发展清洁能源，风能就是其中一种，而利用风力涡轮机即可将风能转化成电能。典型的风力涡轮机通常包括三个跨度非常大的转子叶片(rotor blade),这些叶片对称的安装在一个轮毂(hub)上,从而组成一个转子(rotor)。工作时，这些叶片在风能的推力下旋转，然后产生传动扭矩以转动与转子连接的主轴(main shaft)，进而驱动发电机进行发电。该主轴和发电机等元件被安装在一个机舱(nacelle)内，该机舱又被旋转地安装在一个塔架(tower)上,该塔架与该机舱之间具有一个偏航系统，可实时调节该机舱的方向，以便使叶片处于最佳的风向位置(如垂直风向)以获得最大的传动扭矩。在一些特定环境下，风向的改变可能非常快或很突然，以至于偏航系统来不及调整叶片最佳的风向位置，即产生偏航误差(yaw error)或其他类似状况，如此一来可能会导致三个叶片转子上的负载不均衡(即转子不平衡)，这种负载不平衡状态可能会持续一段时间，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种风力涡轮机，其特征在于，该风力涡轮机包括：叶片；安装在叶片上的微型惯性测量单元，用于感应对应安装位置处的参数信号；及控制系统，包括：叶片弯矩计算单元，至少基于一个或多个由微型惯性测量单元感应的参数信号来计算每一个叶片的叶片弯矩值；叶片弯矩偏差信号计算单元，基于计算出的每一个叶片的叶片弯矩值及预设的叶片弯矩命令来计算对应每一个叶片的叶片弯矩偏差信号；及桨叶角补偿命令计算单元，基于计算出的叶片弯矩偏差信号计算出对应每一个叶片的桨叶角补偿命令。

【技术特征摘要】
1.一种风力涡轮机，其特征在于，该风力涡轮机包括: 叶片； 安装在叶片上的微型惯性测量单元，用于感应对应安装位置处的参数信号；及 控制系统，包括: 叶片弯矩计算单元，至少基于一个或多个由微型惯性测量单元感应的参数信号来计算每一个叶片的叶片弯矩值； 叶片弯矩偏差信号计算单元，基于计算出的每一个叶片的叶片弯矩值及预设的叶片弯矩命令来计算对应每一个叶片的叶片弯矩偏差信号；及 桨叶角补偿命令计算单元，基于计算出的叶片弯矩偏差信号计算出对应每一个叶片的桨叶角补偿命令。2.如权利要求1所述的风力涡轮机，其中该叶片弯矩偏差信号计算单元包括求和元件，用于将预设的叶片弯矩命令与计算出的叶片弯矩值进行作差运算以得到对应的叶片弯矩偏差号。3.如权利要求2所述的风力涡轮机，其中该叶片弯矩值从三相坐标系统转换至两相坐标系统进行计算。4.如权利要求1所述的风力涡轮机，其中该叶片弯矩计算单元包括: 参数信号接收单元，用于接收微型惯性测量单元感应的参数信号；及 基于模型的计算单元，用于根据一个或多个由微型惯性测量单元感应的参数信号并应用基于模型的算法来计算叶·片弯矩值。5.如权利要求4所述的风力涡轮机，其中该叶片弯矩计算单元进一步包括一个叶片物理参数存储单元，用于存储叶片物理参数，该基于模型的计算单元进一步根据一个或多个该叶片物理参数存储单元中存储的叶片物理参数来计算叶片弯矩值。6.如权利要求4所述的风力涡轮机，其中该基于模型的计算单元包括一个基于物理的模型。7.如权利要求6所述的风力涡轮机，其中该基于物理的模型包括一个理论物理梁模型，用于模拟叶片。8.如权利要求4所述的风力涡轮机，其中该基于模型的计算单元包括一个基于数据的模型或者一个综合的模型。9.如权利要求4所述的风力涡轮机，其中该基于模型的计算单元包括: 模拟子单元，用于模拟该风力涡轮机； 数据学习子单元，用于提取出该模拟的风力涡轮机模型中的叶片弯矩模拟值及至少一个相关的参数模拟信号，并计算出该叶片弯矩模拟值与该参数模拟信号之间的关系式；参数信号选择子单元，用于从该参数信号接收单元中接收全部参数信号并根据上述参数模拟信号选择出相对应的参数信号；及 叶片弯矩计算子单元，用于将该参数信号选择子单元选择出的参数信号代入上述计算出该叶片弯矩模拟值与该参数模拟信号之间的关系式，以计算出叶片弯矩值。10.如权利要求5所述的风力涡轮机，其中该基于模型的计算单元包括: 模拟子单元，用于模拟该风力涡轮机； 数据学习子单元，用于提取出该模拟的风力涡轮机模型中的叶片弯矩模拟值及至少一个相关的参数模拟信号，并计算出该叶片弯矩模拟值与该参数模拟信号之间的关系式；参数信号选择子单元，用于从该参数信号接收单元中接收全部参数信号并根据上述参数模拟信号选择出相对应的参数信号； 叶片物理参数选择子单元，用于从该叶片物理参数存储单元选择与该计算出的该叶片弯矩模拟值与该参数模拟信号之间的关系式相关的叶片物理参...

【专利技术属性】
技术研发人员：付旭，倪娜，李强，吴之林，何立汉，邱海，杨勇，GA柯丁，K尹，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：