[發明專利]風力渦輪和用于控制風力渦輪載荷的方法

有效

• 申請號: 201410201911.0
• 申請日: 2014-05-14
• 公開（公告）號: CN104153942B
• 公開（公告）日: 2018-09-28
• 發明（設計）人: A.克爾伯;W.E.霍利;L.C.卡默;C.S.梅亨代爾
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: F03D7/04
• 分類號: F03D7/04;F03D9/25
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 李強;傅永霄

1.一種用于控制風力渦輪載荷的方法，所述方法包括：

確定當前風速；

在至少一個以下條件下確定最大程度地提高功率系數的葉尖速度比和槳距角：

推力值小于或等于預先確立的最大推力；

發電機速度值小于或等于預先確立的最大發電機速度；或者

發電機扭矩小于或等于預先確立的最大發電機扭矩；

基于所述當前風速和所述葉尖速度比來計算期望的發電機速度值；以及

基于所述期望的發電機速度值來計算期望的發電機功率值。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，進一步包括調節所述發電機的扭矩，使得所述發電機的功率輸出被調節向所述期望的發電機功率值。

3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，進一步包括調節所述風力渦輪的多個轉子葉片中的至少一個的槳距，使得所述發電機的速度被調節向所述期望的發電機速度值。

4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，進一步包括將所述風力渦輪的多個轉子葉片中的至少一個的槳距調節成所述槳距角。

5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，在以下條件下執行確定最大程度地提高所述功率系數的葉尖速度比和槳距角的步驟：推力值小于或等于預先確立的最大推力，發電機速度值小于或等于預先確立的最大發電機速度，以及發電機扭矩小于或等于預先確立的最大發電機扭矩。

6.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，進一步包括確立最大發電機扭矩，以及進一步包括基于所述最大發電機扭矩、效率值和齒輪箱比來計算最大空氣動力扭矩。

7.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，計算期望的發電機功率值的步驟包括計算期望的發電機扭矩值，以及利用所述期望的發電機扭矩值和所述期望的發電機速度值來計算所述期望的發電機功率值。

8.根據權利要求7所述的方法，其特征在于，所述期望的發電機扭矩值是預先確立的最大發電機扭矩和基于效率值、在最大程度地提高功率系數的葉尖速度比和槳距角下的空氣動力扭矩值，以及齒輪箱比的值中的最小值。

9.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述當前風速是測量出的。

10.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述當前風速是估計出的。

11.一種風力渦輪，包括：

塔架；

安裝在所述塔架上的機艙；

聯接到所述機艙上的轉子，所述轉子包括多個轉子葉片；

定位在所述機艙內的發電機；以及

控制器，所述控制器包括處理器，所述處理器可運行來基于當前風速和葉尖速度比來計算期望的發電機速度值，以及基于所述期望的發電機速度值來計算期望的發電機功率值，所述處理器進一步可運行來在至少一個以下條件下，確定最大程度地提高功率系數的葉尖速度比和槳距角：

推力值小于或等于預先確立的最大推力；

發電機速度值小于或等于預先確立的最大發電機速度；或者

發電機扭矩小于或等于預先確立的最大發電機扭矩。

12.根據權利要求11所述的風力渦輪，其特征在于，所述處理器進一步可運行來調節所述發電機的扭矩，使得所述發電機的功率輸出被調節向所述期望的發電機功率值。

13.根據權利要求11所述的風力渦輪，其特征在于，所述處理器進一步可運行來調節所述風力渦輪的多個轉子葉片中的至少一個的槳距，使得速度所述發電機被調節向所述期望的發電機速度值。

14.根據權利要求11所述的風力渦輪，其特征在于，所述處理器進一步可運行來基于預先確立的最大發電機扭矩、效率值和齒輪箱比來計算最大空氣動力扭矩。