[發明專利]具有分散表決的風力渦輪機控制系統有效

申請號：	201280026368.4	申請日：	2012-03-28
公開（公告）號：	CN103582756A	公開（公告）日：	2014-02-12
發明（設計）人：	J·本特松;V·多內斯庫;P·C·謝爾;K·斯卡格	申請（專利權）人：	維斯塔斯風力系統集團公司
主分類號：	F03D7/04	分類號：	F03D7/04;G05B9/03
代理公司：	永新專利商標代理有限公司 72002	代理人：	張偉;王英
地址：	丹麥***	國省代碼：	丹麥;DK
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摘要：
搜索關鍵詞：	具有分散表決風力渦輪機控制系統
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【說明書】：

技術領域

本發明涉及包括分散表決方案的容錯風力渦輪機控制系統，所述分散表決方案目的在于在多個可用的風力渦輪機設定點值當中選擇最可靠的風力渦輪機設定點值。

背景技術

容錯控制系統一般被實施為包括各種重要模塊/設備的副本的冗余系統。在重要模塊/設備出故障的情況下，它的功能由類似的模塊/設備接管。

EP2080903A1公開了用于風力渦輪機應用的故障安全的控制系統。根據EP2080903A1，第一控制單元執行所謂的關鍵控制功能，而第二和獨立的控制單元執行所謂的非關鍵控制功能。第一和第二控制單元經由網絡相互耦合。EP2080903A1討論了與冗余風力渦輪機控制系統相關的缺點，其中關鍵控制單元被加倍。然而，如在EP2080903的[0014]中規定的，“此外，第一集合的控制功能也可冗余地包括在第二集合中，以在總控制系統內提供適度的降級”。

US2009/0309360和US2009/0309361討論了用于控制風能場的方法和系統。在US2009/0309360和US2009/0309361中，主通信單元控制若干個按優先順序排列的控制單元。在具有給定優先級的給定控制單元出故障的情況下，主通信單元選擇較低優先的控制單元來接管有缺陷的控制單元的功能。

在US2009/0309360和US2009/0309361中提議的方法和系統的缺點是，主通信單元在另一控制單元損壞或以任何其它方式發生故障的情況下選擇哪個控制單元來接管。然而，在主通信單元本身損壞的情況下，沒有替代單元是可用的。因此，在US2009/0309360和US2009/0309361中提議的該控制方法和該控制系統不能被認為是容錯控制方法/系統——至少在主通信單元級別上不能被認為是容錯控制方法/系統。

提供容錯風力渦輪機控制系統可被看作是本發明的實施例的目的。

發明內容

在第一方面中，可通過提供包括多個可控制的風力渦輪機部件的風力渦輪機的容錯控制系統來依從上面提到的目的，該控制系統包括：

-用于產生基本上并發的設定點值的副本的控制裝置，

-用于將基本上并發的設定點值的副本傳輸到多個風力渦輪機部件的數據通信網絡，以及

-多個分散表決裝置，其被布置成使得分散表決裝置被分配給每個風力渦輪機部件，每個分散表決裝置適合于從設定點值的副本選擇出一個設定點值。

待控制的風力渦輪機部件可以是槳距（pitch）、偏航角（yaw）、主軸、齒輪、發電機、功率停止器（power?stop）、液壓站、水泵、冷卻裝置、不間斷電源（UPS）或計量站。

下面的優點與本發明的第一方面相關：

1.本發明的控制系統架構滿足在現代風力渦輪機控制上提出的對可靠性的高要求。

2.本發明的控制系統架構集成了功能安全性并能夠支持如在IEX61508標準中規定的安全相關功能的低需求模式、高需求模式和連續模式等級。

3.本發明的控制系統架構以能夠使功能適應于各種風力渦輪機平臺布局的方式而是可擴展的和可組成的。

本發明的控制系統架構通常反映已制定的設計原理“形式遵循功能”。該控制系統架構可包括適合于控制上述風力渦輪機部件中的一個或多個的風力渦輪機子系統。