[发明专利]用于风力发电设备的控制装置及相应的风力发电设备

权利要求书

1.一种用于风力发电设备的控制装置，该风力发电设备带有一个电力系统(19)和一个包括多个转子叶片(9，10，11)的转子(5)，该转子(5)由风(7)驱动并且将转子机械功率(T)传送给所述电力系统(19)，该电力系统将所述转子机械功率的至少一部分转化为电功率(P)，该控制装置

-带有一个配属于至少一个所述转子叶片的叶片传感器器件(41)，该叶片传感器器件测量所述至少一个转子叶片的与描述所述转子(5)处的风(7)的风场的至少一个特征值有关的至少一个物理性质，并且提供至少一个表征该至少一个物理性质的叶片传感器信号(23)，其特征在于，

-带有一个估算单元(21)，该估算单元应用所述至少一个叶片传感器信号(23)确定电功率估算值(P_E)。

2.按权利要求1所述的控制装置，其特征在于，所述风场的至少一个特征值包括风速(V₃)、风向(γ_H，χ_V)、水平风切(ψ₁)和/或垂直风切(φ₁)。

3.按权利要求1或2所述的控制装置，其特征在于，所述估算单元(21)包括

-一个风场估算器(32)，该风场估算器应用所述至少一个叶片传感器信号(23)确定所述转子机械功率的估算值(T_E)，并且

-一个功率估算器(26)，该功率估算器基于所述转子机械功率估算值(T_E)确定电功率估算值(P_E)。

4.按权利要求3所述的控制装置，其特征在于，所述风场估算器(32)应用所述至少一个叶片传感器信号(23)确定至少一个表征所述风场的至少一个特征值的数值，并且基于该至少一个数值确定转子机械功率估算值(T_E)。

5.按权利要求4所述的控制装置，其特征在于，所述风场估算器(32)应用用于系统识别的方法计算所述至少一个表征所述风场的至少一个特征值的数值。

6.按权利要求3至5之一所述的控制装置，其特征在于，设有至少一个风场表格(31)，其中为不同风况存储有表征风场的至少一个特征值的数值(￡)和用于估算转子机械功率的数值，其中所述风场估算器(32)应用所述风场表格(31)确定转子机械功率估算值(T_E)。

7.按权利要求3至6之一所述的控制装置，其特征在于，所述风场估算器(32)相继确定多个用于估算转子机械功率的数值并且通过取这些数值的时间平均值来构成转子机械功率估算值(T_E)。

8.按权利要求3至7之一所述的控制装置，其特征在于，设有一个功率表格(53)，其中为所述风力发电设备的不同运行状况存储有与转子机械功率有关的运行参数和用于估算电功率的功率数值，其中，所述功率估算器(26)应用所述功率表格确定电功率估算值。

9.按权利要求8所述的控制装置，其特征在于，所述存储在功率表格中的数值表征所述风力发电设备(1)的稳定运行状态。

10.按权利要求3至9之一所述的控制装置，其特征在于，设有一个空气传感器器件(43)，该空气传感器器件测量风力发电设备(1)处空气的至少一个物理性质，并且提供至少一个表征空气的至少一个物理性质的空气传感器信号(25)，其中，所述风场估算器(32)应用所述至少一个空气传感器信号附加地确定转子机械功率估算值(T_E)。

11.按权利要求10所述的控制装置，其特征在于，所述空气传感器器件具有一个测量空气密度的空气密度传感器(46)和/或一个测量空气温度的温度传感器(47)，因此空气的至少一个性质包括空气密度(ρ)和/或空气温度(Θ_a)。

12.按前述权利要求中任一项所述的控制装置，其特征在于，所述叶片传感器器件(41)包括至少一个测量所述至少一个转子叶片的应变的应变传感器(48)和/或至少一个测量所述至少一个转子叶片的弯度的弯度传感器(49)，其中，该应变传感器(48)和/或弯度传感器(49)分别布置在所述至少一个转子叶片的至少一个预先确定的位置上，因此所述转子叶片的至少一个物理性质包括所述至少一个转子叶片在所述至少一个预先确定的位置上的应变和/或弯度。