[發明專利]用于具有多個轉子的風力渦輪機系統的具有局部控制器和中央控制器的控制系統

在審

• 申請號: 201680015231.7
• 申請日: 2016-02-12
• 公開（公告）號: CN107429669A
• 公開（公告）日: 2017-12-01
• 發明（設計）人: E·C·L·米蘭達
• 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;F03D1/02
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司72002
• 代理人: 李隆濤

一種風力渦輪機系統，包括安裝到共同支撐結構的多個風力渦輪機，其中所述多個風力渦輪機中的每個包括轉子和由轉子驅動的發電系統，其中風力渦輪機系統還包括：包括多個局部控制模塊的局部化控制裝置，其中局部控制模塊中的每個能夠操作以監測所述多個風力渦輪機中的相應風力渦輪機的操作，并且向所述相應風力渦輪機發布局部控制命令以實現一組局部控制目標；和中央化控制裝置，其配置成監測風力渦輪機系統的操作且向所述多個風力渦輪機提供中央控制命令以實現與所述多個風力渦輪機中的至少兩個關聯的一組監管控制目標。

技術領域

本發明涉及包括用于控制具有多個轉子的風力渦輪機系統的具有局部控制器和中央控制器的控制系統。

背景技術

最常見類型的風力渦輪機是三葉片迎風水平軸風力渦輪機(HAWT)，其中渦輪機轉子在機艙的前方且面向支撐所述機艙的渦輪機塔架的上游的風。

存在多種可選的風力渦輪機設計。一個實施例是多轉子陣列型風力渦輪機。

文獻EP 1483501B1公開了一種多轉子陣列型風力渦輪機，其中多個共平面轉子安裝到共同支撐結構。這種構造實現能夠通過非常大的單一轉子渦輪機獲得的規模經濟，但是避免相關缺點，諸如高葉片質量、按比例放大的電力電子器件等。然而，雖然這種共平面多轉子風力渦輪機具有其優點，但是其呈現挑戰以將概念付諸實踐，特別是如何控制所述多個轉子以實現最佳電力生產。文獻EP 1483501B1提出將系統中的每個風力渦輪機作為分別控制的分離物件對待的控制策略。正是在這種背景下設計出本發明。

發明內容

在一方面，本發明提供一種風力渦輪機系統，所述風力渦輪機系統包括安裝到共同支撐結構的多個風力渦輪機，其中，所述多個風力渦輪機中的每個包括轉子和通過轉子驅動的發電系統，其中，風力渦輪機系統還包括：

包括多個局部控制模塊的局部化控制裝置，其中，局部控制模塊中的每個能夠操作以監測所述多個風力渦輪機中的相應風力渦輪機的操作，且向所述相應風力渦輪機發布局部控制命令以實現一組局部控制目標；

中央化控制裝置，其配置成監測風力系統的操作且向所述多個風力渦輪機提供中央控制命令，以便實現與所述多個風力渦輪機中的至少兩個關聯的一組監管控制目標。

有利地，本發明的系統使得風力渦輪機中的每個能夠通過遵循局部控制目標而優化其自身性能，同時也參與中央控制目標以便改進風力渦輪機系統作為整體的性能。本發明的系統類型也可以已知為‘多轉子風力渦輪機或風力系統’，且每個風力渦輪機可以稱為風力渦輪機模塊。

在一個實施方式中，局部化控制裝置和中央化控制裝置在共同計算裝置上實施。所以，在這種構造中，計算資源可以集中在單一物理位置，這可以改進可靠性，因為數據的感應和數據的傳輸集中在單一點處。系統因此也可以更符合成本效益。在這種構造中，局部化控制裝置和中央化控制裝置可以在共同計算裝置上實施，即使在合適的獨立功能的軟件模塊中在功能上分離。在可選的實施方式中，局部化控制裝置和中央化控制裝置可以實施在分離的計算裝置上。

在局部化控制裝置和中央化控制裝置在分離的計算裝置上實施的情況下，所述多個局部控制模塊中的每一個可以定位在其相應風力渦輪機模塊處，且中央化控制裝置可以定位在遠離所述多個風力渦輪機處，例如在支撐結構中的位置處。

在又一方面中，提供一種依據本發明的第一方面的風力渦輪機系統的方法。

概括而言，本發明的方面可以在本發明的范圍內以任何可能的方式結合和耦合。

附圖說明

為了可以更完整地理解本發明，現在將對于以下附圖僅以實施例的方式描述本發明，其中：

圖1是多轉子風力渦輪機系統的前視圖；

圖2是圖1中的多轉子風力渦輪機系統的俯視圖；