[发明专利]涡轮机速度稳定控制系统

权利要求书

1.一种用于涡轮机发电系统(1)的闭环涡轮机旋转速度控制系统(30)，所述涡轮机发电系统设置成由流体(3)驱动，所述涡轮机发电系统包括用于将能量从风力涡轮机转子(2)传递至发电机(20)的闭环液压静力传动系统(10)，其中所述液压静力传动系统(10)包括：

-泵(11)；

-可变排量马达(12)；

-排量致动器(d)，所述排量致动器配置用于从所述涡轮机速度控制系统(30)接收排量控制信号(ds)以及进一步配置用于基于所述控制信号(ds)控制所述排量马达(12)的排量；和

-液压压力量计(pm)，所述液压压力量计配置用于测量所述液压静力系统(10)的液压压力以及提供液压压力信号(ps)，

所述闭环涡轮机旋转速度控制系统(30)包括涡轮机转子旋转速度反馈控制环(32)，所述涡轮机转子旋转速度反馈控制环设置用于基于涡轮机转子设定旋转速度(ω_ps)与涡轮机转子实际旋转速度(ω_p)的偏差来计算所述排量控制信号(ds)，

所述闭环涡轮机旋转速度控制系统(30)还包括压力反馈控制环(31)，所述压力反馈控制环设置用于基于所述液压压力信号(ps)稳定所述涡轮机转子实际旋转速度(ω_p)。

2.根据权利要求1所述的闭环涡轮机旋转速度控制系统(30)，其特征在于，所述发电机(20)操作在恒定旋转速度。

3.根据权利要求1或2所述的闭环涡轮机旋转速度控制系统(30)，还包括高通滤波器(hpf)，所述高通滤波器设置用于抑制所述液压压力信号(ps)的稳态变化效应。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的闭环涡轮机旋转速度控制系统(30)，其特征在于，所述发电系统(1)是风力涡轮机发电系统，且其中，所述泵(11)设置在机舱中，所述可变排量马达(12)和所述发电机(20)设置在所述机舱下面。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的闭环涡轮机旋转速度控制系统(30)，其特征在于，所述闭环涡轮机旋转速度控制系统还设置用于连续地接收表示所述流体(3)速度(vf)的速度信号(vfs)以及还设置用于计算所述涡轮机设定旋转速度(ω_ps)，以便能够保持设定涡轮机叶尖速比(tsr_set)并藉此实现在所述流体速度(vf)波动期间发电系统(1)的改进发电效率。

6.一种用于控制由流体(3)驱动的涡轮机发电系统(1)的涡轮机旋转速度(ω_p)的方法，其中所述涡轮机发电系统包括用于将能量从风力涡轮机转子(2)传递至发电机(20)的闭环液压静力传动系统(10)，其中所述液压静力传动系统(10)包括泵(11)、可变排量马达(12)和排量致动器(d)，所述排量致动器配置用于从所述涡轮机速度控制系统(30)接收排量控制信号(ds)以及基于所述控制信号(ds)控制所述排量马达(12)的排量，

所述方法包括以下步骤：

-设置涡轮机设定旋转速度(ω_ps)；

-测量涡轮机实际旋转速度(ω_p)并且提供涡轮机实际旋转速度信号(Sω_p)；

-测量所述液压静力系统(10)的液压压力(pm)并且提供液压压力信号(Sp)；

-基于所述涡轮机设定旋转速度(ω_ps)与所述涡轮机实际旋转速度信号(Sω_p)之间的差连续地计算所述排量控制信号(ds)；以及

-基于所述液压压力信号(ps)连续地稳定涡轮机转子实际旋转速度(ω_p)，以稳定排量控制信号(ds)。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述发电机(20)操作在恒定旋转速度。

8.根据权利要求6或7所述的方法，还包括步骤：在修整所述排量控制信号(ds)之前抑制所述液压压力信号(ps)的稳态变化。

9.根据权利要求6-8中任一项所述的方法，其特征在于，所述发电系统(1)是风力涡轮机发电系统，且其中，所述泵(11)设置在机舱中，所述可变排量马达(12)和所述发电机(20)设置在所述机舱下面。