[發明專利]確定漿距角偏移信號和控制渦輪機轉子頻率的方法和系統

有效

• 申請號: 201210018604.X
• 申請日: 2012-01-20
• 公開（公告）號: CN102606394A
• 公開（公告）日: 2012-07-25
• 發明（設計）人: T.埃斯本森;G.赫格
• 申請（專利權）人: 西門子公司
• 主分類號: F03D7/00
• 分類號: F03D7/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 薛峰

1.?用于確定漿距角偏移信號以便控制風力渦輪機轉子的轉子頻率的方法，所述方法包括：

·?獲得指示轉子（221）的運動的運動量；

·?基于所述運動量確定漿距角偏移信號（439），使得所述漿距角偏移信號適于被用來調節安裝于所述轉子（221）上的轉子葉片（219）的葉片漿距角（β），以用于控制轉子頻率，以便降低所述轉子在臨界運動區（450）中花費的時間跨度。

2.?根據權利要求1所述的方法，其中所述運動量指示所述轉子的旋轉頻率，并且其中所述臨界運動區是所述轉子的旋轉頻率的臨界范圍。

3.?根據權利要求2所述的方法，其中所述臨界范圍是在預定或估計的所述轉子（221）的臨界旋轉頻率（338）周圍的范圍。

4.?根據權利要求3所述的方法，其中所述預定或估計的臨界旋轉頻率包括等于渦輪機，特別是渦輪機塔架的振動模式的諧振振動頻率（333）的幾分之一或等于其整數倍的頻率。

5.?根據權利要求3或4所述的方法，其中生成漿距角偏移信號，使得對于指示比預定臨界旋轉頻率（338，438）低的旋轉頻率的運動量，調節的轉子葉片漿距角比對于指示比預定臨界旋轉頻率（338，438）大的旋轉頻率的運動量大。

6.?根據權利要求3-5之一所述的方法，其中生成所述漿距角偏移信號，使得調節的轉子葉片漿距角（β）在臨界運動區中降低，特別是在臨界運動區（450）的至少一部分中隨著轉子旋轉頻率的增加而具有負斜率（-Δy/Δx），特別是使得調節的葉片漿距角（β）在預定臨界旋轉頻率具有負斜率（-Δy/Δx）。

7.?根據前述權利要求之一所述的方法，其中確定所述漿距角偏移信號是基于所述運動量且基于所述臨界運動區（450）進行的，其中特別地，是基于所述臨界旋轉頻率來確定所述臨界運動區。

8.?根據前述權利要求之一所述的方法，進一步包括：

·?確定所述漿距角偏移信號，而所述運動量指示轉子以低于額定轉子頻率（547）旋轉。

9.?根據權利要求8所述的方法，進一步包括：

·?確定所述漿距角偏移信號，而所述運動量指示轉子以低于預定閥值轉子頻率（545）旋轉，該預定閥值轉子頻率低于所述額定轉子頻率（547），其中在低于所述閥值轉子頻率，渦輪機被認為向電網供應0電功率。

10.?根據前述權利要求之一所述的方法，其中確定所述漿距角偏移信號進一步是基于一個或多個工作參數進行的，所述工作參數特別是風速、和/或空氣密度、和/或轉子和/或發電機的加速度信號，和/或基于控制器狀態。

11.?用于控制風力渦輪機轉子的轉子頻率的方法，所述方法包括：

·?根據前述權利要求之一來確定漿距角偏移信號；和

·?基于所述漿距角偏移信號（439）調節安裝于轉子（221）上的轉子葉片（219）的漿距角（β）。

12.?根據權利要求11所述的方法，進一步包括：

基于所述漿距角偏移信號，禁止調節安裝于轉子上的轉子葉片的漿距角，而運動量指示轉子以額定轉子頻率（547）或高于所述額定轉子頻率旋轉。

13.?根據權利要求11或12所述的方法，進一步包括：

·?在轉子的旋轉啟動的過程中，禁止調節轉子葉片的漿距角。

14.?用于確定漿距角偏移信號以便控制風力渦輪機轉子的轉子頻率的系統（100），所述系統包括：

·?輸入端子（101），用于獲得指示轉子（221）的運動的運動量；

·?處理模塊，用于基于獲得的運動量確定漿距角偏移信號；和

·?輸出端子（111），所述漿距角偏移信號被施加到所述輸出端子上，以用來調節安裝在所述轉子上的轉子葉片的葉片漿距角，以便控制轉子頻率，以便降低轉子在臨界運動區中花費的時間跨度。