[發明專利]用于風力渦輪機的控制方法和控制系統

有效

• 申請號: 201410258259.6
• 申請日: 2014-06-11
• 公開（公告）號: CN105332855B
• 公開（公告）日: 2019-06-28
• 發明（設計）人: 達哈阿德加斯·法比亞諾;黃雄哲;阿加瓦爾·普拉納
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: F03D7/04
• 分類號: F03D7/04
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 肖日松;譚祐祥

1.一種用于風力渦輪機的控制方法，其包括：

測量風力渦輪機葉片漿距角；

獲得風力渦輪機轉子加速度值；

判斷是否葉片漿距失控故障狀況正在發生；以及

在所述葉片漿距失控故障狀況期間，

至少部分地基于所述轉子加速度值、至少一個故障葉片的漿距角及健康葉片的漿距角來獲得調整的漿距角命令，其中，獲得所述調整的漿距角命令包括：至少部分地基于所述至少一個故障葉片的漿距角與所述健康葉片的漿距角之間的差異來生成第一漿距角速度命令；至少部分地基于所述轉子加速度值來生成第二漿距角速度命令；加總所述第一漿距角速度命令和所述第二漿距角速度命令；以及對所述加總的漿距角速度命令積分；以及

至少部分地基于所述調整的漿距角命令來控制風力渦輪機葉片。

2.如權利要求1所述的控制方法，其中所述健康葉片的漿距角包括正常運行的漿距角命令或健康葉片的漿距角測量值。

3.如權利要求1所述的控制方法，其中所述第一漿距角速度命令通過如下公式來計算，

其中，代表所述第一漿距角速度命令，θ_c代表所述健康葉片的漿距角，θ_f代表所述至少一個故障葉片的漿距角，n代表采樣時間以及ΔT代表采樣時間間隔。

4.如權利要求1所述的控制方法，還包括：

基于所述轉子加速度值并結合帶有轉子加速度上限值并不具有下限值的飽和算法來生成所述第二漿距角速度命令，其中所述第二漿距角速度命令通過如下公式來計算，

其中，代表所述第二漿距角速度命令，代表轉矩對葉片漿距角的偏導數，m代表葉片的數目，ω_r代表轉子的角速度，代表轉矩對轉子的角速度的偏導數，代表所述轉子加速度值，K₁代表實際標量增益，代表所述轉子加速度上限值以及代表選自從所述轉子加速度上限值到負無窮的區間的轉子加速度參考值。

5.如權利要求3所述的控制方法，其中當至少兩個葉片包括故障葉片時，所述至少一個故障葉片的漿距角包括所述故障葉片的平均漿距角。

6.如權利要求1所述的控制方法，其中獲得所述調整的漿距角命令還包括：

當風力渦輪機的塔在前后方向的塔速度大于塔速度閾值時，限制所述加總的漿距角速度命令的最大值。

7.一種用于風力渦輪機的控制系統，其包括：

風力渦輪機轉子，其包括：

至少兩個葉片；以及

用于驅動所述至少兩個葉片的漿距驅動器；以及

控制單元，其用于判斷當葉片漿距失控故障發生時，并且作為響應，至少部分地基于風力渦輪機轉子加速度值、至少一個故障葉片的漿距角及健康葉片的漿距角來獲得調整的漿距角命令，其中，所述控制單元包括：

第一控制環，其用于至少部分地基于所述至少一個故障葉片的漿距角與所述健康葉片的漿距角之間的差異來生成第一漿距角速度命令；

第二控制環，其用于至少部分地基于所述轉子加速度值來生成第二漿距角速度命令；

加法器，其加總所述第一漿距角速度命令和所述第二漿距角速度命令；以及

積分運算器，其用于對所述加總的漿距角速度命令積分。