[發明專利]用于風力渦輪機的前饋控制的方法及系統

有效

• 申請號: 201710526335.0
• 申請日: 2017-06-30
• 公開（公告）號: CN107559144B
• 公開（公告）日: 2021-07-23
• 發明（設計）人: A.S.德什潘德;P.阿加瓦爾;C.B.謝恩
• 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: 萬欣;付曼

1.一種用于風力渦輪機的約束控制的方法，包含：

接收相應于所述風力渦輪機的多個運行參數，其中所述風力渦輪機在約束參數空間中運行，且由多個風力渦輪機控制參數控制，且其中所述多個運行參數包含風預覽參數和多個約束參數；

基于所述多個運行參數和風預覽模型生成對于所述多個約束參數中的至少一個約束參數的相應于未來時刻的約束參數估計；

基于所述約束參數估計來預測相應于所述至少一個約束參數的極端事件；

確定相應于在所述多個風力渦輪機控制參數中的風力渦輪機控制參數的控制參數值；以及

基于所述控制參數值使用前饋控制技術運行所述風力渦輪機以規避所述極端事件。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述多個運行參數包含轉子速度參數、轉子加速度參數和轉矩參數。

3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述多個約束參數包含由峰值轉子超速值約束的轉子速度參數、由峰值轉矩值約束的轉矩參數、由峰值塔架偏轉值約束的塔架偏轉參數或其組合。

4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述風預覽參數包含風速值、風加速度值、風向或其組合。

5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述控制參數值包含槳距參數、阻尼系數參數或其組合。

6.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述極端事件包含超速狀態、極端塔架偏轉狀態、極端轉矩狀態或其組合。

7.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，確定所述控制參數值包含確定所述控制參數的變化率。

8.根據權利要求7所述的方法，其特征在于，所述控制參數值的變化率基于所述風預覽參數來確定。

9.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法還包含生成所述風預覽模型，其中所述風預覽模型代表風預覽參數的上界。

10.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，確定所述極端事件包含基于轉子動態模型使用反算來估計所述預測的極端事件的發生時間。

11.一種用于風力渦輪機的約束控制的系統，所述系統包含：

數據采集單元，其構造成接收相應于所述風力渦輪機的多個運行參數，其中所述風力渦輪機在約束的參數空間中運行，且由多個風力渦輪機控制參數控制，且其中所述多個運行參數包含風預覽參數和多個約束參數；

極端事件管理單元，其通信地聯接到所述數據采集單元，其中所述極端事件管理單元包含：

風傳播子單元，其構造成估計在未來時刻的一個或多個風預覽參數；

約束監測子單元，其構造成：

基于所述多個運行參數和風預覽模型來生成相應于在所述多個約束參數中的至少一個約束參數的在未來時刻的約束參數估計；

基于所述約束參數估計來預測相應于所述至少一個約束參數的極端事件；

前饋控制子單元，其構造成確定相應于在所述多個風力渦輪機控制參數中的風力渦輪機控制參數的控制參數值；以及

處理器單元，其可操作地聯接到所述極端事件管理單元，且構造成基于所述控制參數值使用前饋控制技術來運行所述風力渦輪機以規避所述極端事件。

12.根據權利要求11所述的系統，其特征在于，所述極端事件管理單元還包含構造成執行反饋控制方案的反饋控制子單元。

13.根據權利要求11所述的系統，其特征在于，所述約束監測子單元構造成確定由峰值轉子超速值約束的轉子速度參數、由峰值轉矩值約束的轉矩參數和由峰值轉子超速值約束的塔架偏轉參數。

14.根據權利要求11所述的系統，其特征在于，所述風預覽參數包含風速值、風加速度值、風向或其組合。