[发明专利]确定风力涡轮机桨距角调整信号的方法和计算模块

说明书

技术领域

本发明涉及确定桨距角调整信号的方法和计算模块，其中所述桨距角调整信号用于调整连接到风力涡轮机转轴的转子叶片的桨距角；进一步地，本发明涉及用于调整风力涡轮机的转子叶片的桨距角或多个转子叶片的多个桨距角的方法和装置。

背景技术

风力涡轮机可包括风力涡轮机塔、安装在风力涡轮机塔之上的机舱、旋转地支撑在机舱内的转轴，其中转轴具有与其连接的一个或多个转子叶片。冲击风可将动能传递到转子叶片，这导致转轴转动。转轴可被机械地连接到发电机，其在转轴转动时产生电能。机舱可被安装在风力涡轮机塔，使得机舱可围绕竖直轴线转动，以沿着瞬间风向指引转子轴以及叶片，这可被表示为偏航。

为了调整包括在风中的动能经由转子叶片到转轴的传递，转子叶片可沿着转子叶片的纵向轴线转动。转子叶片围绕其纵向轴线（其可位于转动平面内，该转动平面是垂直于旋转轴线或转轴的平面）的转动也可被称为调整转子叶片桨距角。调整转子叶片桨距角可影响从风到转子叶片，从而到风力涡轮机的能量传递的效率或程度。

根据风力涡轮机的机械和/或电子装备或部件的不同，风力涡轮机可被分配额定功率输出或名义功率输出。在风速对于风力涡轮机不够高而不能达到名义功率输出的情形期间，风力涡轮机可向电网输送比名义功率输出更少的功率输出。

已观察到，调整转子叶片的桨距角（特别是在风力涡轮机低于额定功率操作的情形下）可能是困难的。特别地，风力涡轮机在低于额定功率或低于名义功率输出的最佳功率产出可依赖于在低于转轴的额定转速下应用最佳桨距角（桨距角是在叶片弦线和垂直于转轴的转子转动平面之间的角）和追踪最佳转子梢端速比（转子转轴速度与有效风速的比）的能力。这里，转轴的额定转速也可被称为转轴的名义转速或风力涡轮机的名义速度或额定速度。

可能需要用于确定桨距角调整信号（其用于调整连接到风力涡轮机转轴的转子叶片的桨距角）的方法和计算模块。进一步地，可能需要用于调整风力涡轮机的转子叶片的桨距角的方法，以及用于调整风力涡轮机的转子叶片的桨距角的装置，其中减轻或减少了上述问题中的至少一些。

发明内容

这一需求可通过独立权利要求所述的主题来实现。本发明的有利的实施例通过从属权利要求描述。

根据本发明的实施例，提供了一种用于确定桨距角调整信号的方法，所述桨距角调整信号用于调整连接到风力涡轮的转轴（特别地具有水平定向的旋转轴线，其中垂直于旋转轴线的平面可限定转动的平面或转动平面）的转子叶片（包括用于捕获风或将包括在风中的机械能转化成转子叶片的动能或转动能的翼面的机械结构）的桨距角（转子叶片的角位置，其中转子叶片的纵向轴线代表用于调整角位置的转子叶片旋转轴线）。从而，所述方法包括：获得（例如经由终端或特别地是电输入线）表示所述转轴的第一期望最大转速（限定了风力涡轮机在特定操作模式例如第一操作模式操作期间不应被超过的转速）的第一最大速度信号或速度参考（特别地是电信号、光信号等）；并且基于所述第一最大速度信号得到（特别地包括：执行计算、查找查找表、读取参考或校准值、求数学函数的值、在数值上根据一个或多个输入值得到值等）第一桨距角调整信号（特别地是电信号、光信号等）。进一步地，所述方法包括：获得（特别地经由终端或特别地是电输入线，特别地是已通过其获得第一最大速度信号的相同输入线）表示所述转轴的第二期望最大转速的第二最大速度信号（特别地是电信号或光信号），所述第二期望最大转速不同于，特别地是小于所述转轴的所述第一期望最大转速；并基于第二最大速度信号得到（特别地包括：执行计算、查找查找表、从存储器，例如数据库读取一个或多个值，例如校准值或参考值、数字和/或解析地解方程式等）第二桨距角调整信号（特别地电信号或光信号），其中所述第二桨距角调整信号不同于所述第一桨距角调整信号。

第一/第二桨距角调整信号可为任何（电、机械和/或光）信号，调整的第一/第二桨距角依赖于第一/第二桨距角调整信号，或者，基于第一/第二桨距角调整信号能够得到调整的第一/第二桨距角。不同的单位（例如伏特、米、度）可被用以限定第一/第二桨距角调整信号。特别地，第一/第二桨距角调整信号可在风力涡轮机控制器中得到或者从风力涡轮机控制器供应到桨距系统。

同样，第一/第二桨距角调整信号可指代桨距系统中的内部控制信号，其可被供应给桨距致动器，其中桨距系统可包括致动器和特别地还包括内部控制器，用于将接收到的桨距角信号转变成实际的桨距位置。液压桨距系统（或电桨距系统）可根据第一/第二桨距角调整信号移动桨距致动器（或连接到传动装置的电动机），以改变叶片桨距角。