[發明專利]風力渦輪機振蕩的抑制

有效

• 申請號: 201780025194.2
• 申請日: 2017-02-24
• 公開（公告）號: CN109072872B
• 公開（公告）日: 2020-02-21
• 發明（設計）人: F·卡波內蒂;J·S·湯姆森;J·D·格林內特;P·B·克里斯滕森
• 申請（專利權）人: 維斯塔斯風力系統集團公司
• 主分類號: F03D7/02
• 分類號: F03D7/02
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 蔡洪貴

本發明公開了一種用于抑制風力渦輪機的塔架的振蕩的方法，其中一個或多個轉子葉片中的每一個的槳距角可單獨調整，該方法包括通過根據塔架減振槳距控制信號使每個轉子葉片單獨地變槳來抑制塔架的振蕩，其中每個塔架減振槳距控制信號包括第一周期分量，其中第一周期分量的第一頻率對應于塔架振蕩的塔架頻率與轉子旋轉的轉子頻率之間的頻率差，并且其中第二周期分量已經被減少或去除。第二周期分量的第二頻率對應于塔架頻率與轉子頻率的頻率和。

技術領域

本發明涉及一種用于抑制(damp)風力渦輪機的塔架的振蕩的方法，更具體地，涉及一種通過使每個轉子葉片單獨地變槳來抑制風力渦輪機的塔架的振蕩的方法以及相應的計算機程序產品、控制系統和風力渦輪機。

背景技術

本領域已知的風力渦輪機包括風力渦輪機塔架和轉子。轉子包括多個轉子葉片。塔架易于振蕩，這可能是由于循環的(cyclic)轉子力和風場中的不均勻性或例如海浪的外力作用所引起的。

葉片槳距調整可用于抵消或抑制塔架的橫向振蕩。這些槳距調整需要能量并且導致風力渦輪機(諸如每個轉子葉片的葉片軸承)的磨損。因此，用于抑制風力渦輪機的塔架的振蕩的改進方法將是有利的，并且尤其是需要較少的槳距系統活動和/或能夠減少磨損的用于抑制風力渦輪機的塔架的振蕩的方法。

發明內容

可以看出，本發明的目的是提供一種用于抑制風力渦輪機的塔架的振蕩的方法，該方法解決或減輕了槳距系統受到磨損的上述問題。

通過提供一種用于抑制風力渦輪機的塔架的振蕩的方法，旨在本發明的第一方面中獲得上述目的，其中風力渦輪機包括塔架和具有一個或多個轉子葉片的轉子，轉子連接到塔架并適于驅動發電機，其中一個或多個轉子葉片中的每一個轉子葉片的槳距角是可以單獨調整的，該方法包括：

-為每個轉子葉片準備前驅信號(precursor signal)，其中每個前驅信號包括：

●具有大于零的第一幅度的第一周期分量(periodic component)，并且其中第一周期分量的第一頻率對應于塔架頻率和轉子頻率之間的頻率差，

以及

●具有大于零的第二幅度的第二周期分量，并且其中第二周期分量的第二頻率對應于塔架頻率與轉子頻率的頻率和，

-根據前驅信號，為每個轉子葉片準備塔架減振槳距控制信號，其中第二周期分量的第二幅度相對于第一周期分量的第一幅度已經部分或完全減小，

-通過根據塔架減振槳距控制信號使每個轉子葉片單獨地變槳來抑制塔架的振蕩。

本發明尤其但并非僅僅有利于獲得用于抑制風力渦輪機的塔架的振蕩的方法，本發明可以使所需的變槳活動減少。通過使第二幅度小于第一幅度，或者甚至去除第二幅度，從而減少了所需的變槳活動，這是因為在第二頻率下需要更少或不需要變槳活動。此外，由于較小的第二幅度，與第二頻率下的變槳有關的磨損可以減小。

‘抑制振蕩’可以被理解為施加阻尼力，諸如與塔架的移動方向相反定向并且大小與所述移動的速度成比例的力。

‘風力渦輪機塔架的振蕩’可以被理解為橫向運動，諸如在轉子平面中的水平運動。

‘通過使每個轉子葉片單獨地變槳來抑制塔架的振蕩’可以被理解為使葉片單獨地變槳，以便生成的阻力和空氣動力學力用于抑制塔架的振蕩。

‘塔架減振槳距控制信號’可以被理解為諸如用于每個葉片的單獨塔架減振槳距控制信號的槳距控制信號，該槳距控制信號用于控制致動器，該槳距控制信號諸如被從控制系統(如槳距控制系統)發送到槳距力系統，該槳距力系統相應地調整每個葉片的槳距。