[发明专利]在电动机超温条件下操作风力涡轮机

说明书

技术领域

本发明大致涉及风力涡轮机，更具体地说涉及在风力涡轮机控制电动机的超温条件下操作风力涡轮机的方法和装置。

背景技术

最近，作为环保且成本相对低廉的替代能源，风力涡轮机已经受到越来越多的关注。随着这种不断增加的兴趣，已做出大量努力来发展可靠且高效的风力涡轮机。

通常，风力涡轮机包括具有多个叶片的转子。转子安装在壳体或外罩上，其定位在桁架或管状塔的顶部。公用设施级风力涡轮机(即设计成可为公用电网提供电功率的风力涡轮机)可能具有大型转子(例如直径50米或更长)。这些转子上的叶片将风能转换成旋转扭矩或旋转力，其驱动一个或多个发电机，发电机通过齿轮箱而旋转地联接在转子上，或者直接联接在转子上。当存在时，齿轮箱提高用于发电机的涡轮转子的内在低的旋转速度，从而有效地将机械能转换成电能。电能可直接或通过电气变换器发送到公用电网中。

直到近些年来，用于风力涡轮机的控制系统时常启动涡轮跳脱(trip)或停机程序作为对故障或异常条件的简单响应。因为风力涡轮机包括输送到公用电网中的总功率中的较大部分，所以来自风力涡轮机的功率的可靠性和连续性对于电网操作的连续性变得日益重要。此外，风力涡轮机的操作连续性对于风场经营者和公用电网经营者变成了更重要的经济因素。对于故障或异常条件可设计更复杂的响应，其可提供非中断的风力涡轮机输出。因此，可能需要提供在故障或异常条件期间提供风力涡轮机操作的连续性的操作方法和控制特征。

发明内容

本发明提供了一种用于在一个或多个风力涡轮机控制电动机的超温条件期间保持风力涡轮机操作连续性的方法和装置，所述风力涡轮机控制电动机是例如用于风力涡轮机叶片的桨距控制电动机或用于控制外罩相对于风力的定向的偏航控制电动机。

简要地说，根据本发明的一个方面，提供了响应于风力涡轮机控制电动机上的超温条件而操作风力涡轮机的方法，风力涡轮机包括风力涡轮发电机、变换器和至少一个转子叶片。该方法包括监测一个或多个风力涡轮机控制电动机的温度，并监测针对风力涡轮机的风速。该方法还包括当风力涡轮机控制电动机的温度正常时，根据风力涡轮机控制函数而控制风力涡轮机的操作。如果一个或多个风力涡轮机控制电动机的温度超过第一预定温度，那么该方法包括修改风力涡轮机控制函数，以用于在一个或多个风力涡轮机控制电动机的修改的操作方案下继续风力涡轮机的操作。当受到影响的风力涡轮机控制电动机的温度下降到第一预定温度以下时，就恢复根据风力涡轮机控制函数的风力涡轮机的正常操作。

根据本发明的另一方面，提供了一种风力涡轮机。风力涡轮机包括通过转子轴而操作地连接在转子毂上的风力涡轮发电机，转子毂包括至少一个转子叶片和一个或多个风力涡轮机控制电动机。风力涡轮机控制系统适于控制风力涡轮机的操作，包括用于一个或多个风力涡轮机控制电动机的操作方案。风力涡轮机控制系统的控制函数适于当一个或多个风力涡轮机电动机的操作温度超过第一预定温度时，用于在修改的风力涡轮机控制电动机的操作方案下继续风力涡轮机的操作。对于风力涡轮机控制电动机提供了温度测量系统，其中，对于风力涡轮机控制系统的控制函数提供了针对各个风力涡轮机控制电动机的温度测量。

附图说明

当参照附图阅读以下详细说明时，将更好地理解本发明的这些以及其它特征、方面和优势，其中在所有附图中相同的标号表示相同的部件，其中：

图1显示了风力涡轮机的示例性配置；

图2显示了示例性风力涡轮机的外罩的剖切透视图；

图3是用于图1中所示风力涡轮机配置的控制系统的示例性配置的方框图；

图4显示了在正常桨距控制和降级的(derated)桨距控制下的功率生产和风速之间的关系；

图5显示了图4中的不同点的桨距角；

图6显示了对于风力涡轮机控制电动机的超温条件做出创新响应的控制函数的示例性配置；和

图7显示了用于在风力涡轮机控制电动机超温条件下继续操作的方法的流程图。

标号列表