[發明專利]用于控制動態系統的系統及方法

有效

• 申請號: 201780035729.4
• 申請日: 2017-05-26
• 公開（公告）號: CN109219782B
• 公開（公告）日: 2021-09-24
• 發明（設計）人: S.C.埃文斯;S.S.德爾波特;S.達烏;Y.徐
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: G05B13/02
• 分類號: G05B13/02;F03D7/02
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 蔡宗鑫;譚祐祥

一種用于動態系統的控制系統包括至少一個測量傳感器。系統包括至少一個計算裝置，所述計算裝置配置成基于至少一個推斷的特征來生成至少一個調節裝置命令信號并將其傳輸至至少一個調節裝置，以調節動態系統的操作。

技術領域

本公開內容的領域涉及動態系統，且更具體地涉及一種用于基于一個或多個推斷的特征來控制動態系統的系統及方法。

背景技術

許多已知的系統包括隨時間變化的互連的動態元件，且此類系統稱為動態系統。一種已知的動態系統包括作用于風力渦輪上的風流入。大多數已知的風力渦輪包括具有多個葉片的轉子。轉子有時耦合至殼體或定位在底座的頂部(例如，管狀塔架)上的機艙。至少一些已知的公用級風力渦輪，即，設計成向公用電網提供電力的風力渦輪，包括具有預定形狀和尺寸的轉子葉片。轉子葉片將動力風能轉換成引起的葉片空氣動力，其進一步引起機械轉矩，轉矩驅動生成電力的一個或多個發電機。呈局部地理陣列的多個風力渦輪發電機通常稱為風場或風電場。

風力渦輪易受風流入的較大變化的影響，風流入的較大變化將變化的負載施加至風力渦輪結構，具體是風力渦輪轉子和軸。風特征(諸如風切變)可用于允許更好的渦輪控制，以提高功率性能和年度能量產量，并減小機械負載。

一些已知的途徑已用于解決測量風力渦輪的風特征的問題。一個此類途徑在于使用激光雷達傳感器、氣象桅桿傳感器或雷達傳感器。然而，這些傳感器昂貴，且其性能通常受制于天氣條件。

發明內容

一方面，提供了一種用于動態系統的控制系統。控制系統包括耦合至動態系統的至少一個測量傳感器。控制系統還包括至少一個調節裝置，其配置成根據至少一個特征來調節動態系統的操作。控制系統還包括耦合至至少一個測量傳感器和至少一個調節裝置的至少一個計算裝置。至少一個計算裝置配置成從至少一個測量傳感器接收至少一個測量信號，其中至少一個測量信號包括測量數據。至少一個計算裝置還配置成使用測量數據來對根據其推斷至少一個特征的廓線(profile)進行分類。至少一個計算裝置還配置成基于廓線推斷至少一個特征。至少一個計算裝置還配置成基于至少一個特征生成至少一個調節裝置命令信號。至少一個計算裝置還配置成將至少一個調節裝置命令信號傳輸至至少一個調節裝置以調節動態系統的操作。

另一方面，提供了一種用于控制動態系統的方法。動態系統包括耦合至動態系統的至少一個測量傳感器。動態系統還包括至少一個調節裝置。動態系統還包括耦合至至少一個測量傳感器和至少一個調節裝置的至少一個計算裝置。該方法包括由至少一個計算裝置從至少一個測量傳感器接收至少一個測量信號。至少一個測量信號包括測量數據。該方法還包括由至少一個計算裝置使用測量數據來對根據其推斷至少一個特征的廓線進行分類。該方法還包括由至少一個計算裝置基于廓線推斷至少一個特征。該方法還包括由至少一個計算裝置基于至少一個特征來生成至少一個調節裝置命令信號。該方法還包括由至少一個計算裝置將至少一個調節裝置命令信號傳輸至至少一個調節裝置以調節動態系統的操作。

又一方面，提供了一種風力渦輪場。風力渦輪場包括多個風力渦輪，風力渦輪包括操作的風力渦輪。風力渦輪場還包括耦合至至少一個風力渦輪的至少一個測量傳感器。風力渦輪場還包括至少一個風力渦輪調節裝置，其配置成根據至少一個風特征來調節至少一個風力渦輪的操作。風力渦輪場還包括耦合至至少一個測量傳感器和至少一個風力渦輪調節裝置的至少一個計算裝置。至少一個計算裝置配置成從至少一個測量傳感器接收至少一個測量信號。至少一個測量信號包括測量數據。至少一個計算裝置還配置成使用測量數據來對根據其推斷至少一個風特征的風廓線進行分類。至少一個計算裝置還配置成基于風廓線推斷至少一個風特征。至少一個計算裝置還配置成基于至少一個風特征生成至少一個風力渦輪調節裝置命令信號。至少一個計算裝置還配置成將至少一個風力渦輪調節裝置命令信號傳輸至至少一個風力渦輪調節裝置以調節風力渦輪場的操作。

附圖說明

在參照附圖閱讀以下詳細描述時，本公開內容的這些及其它特征、方面和優點將變得更好理解，在附圖中，遍及附圖，相似的標號表示相似的部分，其中：