[发明专利]风力涡轮机和相关的控制方法

权利要求书

1.一种用于减小双叶片风力涡轮机在极端风力条件下经受的最大载荷的控制方法，该风力涡轮机包括塔架、位于所述塔架顶部的机舱、可转动的安装于所述机舱处的转子轮毂、通过转轴联接于所述转子轮毂的发电机、一对设于所述转子轮毂上的至少35米长的风力涡轮机叶片以及联接于所述机舱的偏航系统，该方法包括以下步骤：

在极端风力条件的情况下，使得所述转子叶片大致水平对齐；

对齐所述转子叶片，使得一个所述转子叶片的尖端面向风，以减小所述转子叶片经受的极端风力载荷，其中，所述对齐步骤包括通过启动所述偏航系统，主动偏航所述机舱和所述转子轮毂；

探测所述涡轮机处的风向，其中，所述对齐步骤基于所述探测的风向；

探测所述转子叶片的所述尖端的当前方向，其中，当所述探测的尖端方向和所述探测的风向之间的差值超出临界误差值时，执行所述对齐步骤；

其特征在于，所述方法包括探测涡轮机处的当前风速的步骤，其中，所述临界误差值基于所述风力涡轮机处的探测的风速而选择。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法包括选择临界误差值的步骤，包括选择风速低于临界风速的第一误差值和风速高于临界风速的第二误差值。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，对于低于所述临界风速的风速，所述第一误差值与风速成比例地变化，对于高于所述临界风速的风速，所述第二误差值是恒定的。

4.根据之前任一权利要求所述的方法，其特征在于，对于高于最小风速值的风速，执行所述对齐步骤。

5.根据之前任一权利要求所述的方法，其特征在于，所述偏航系统包括用于偏航所述机舱的控制装置，使得所述转子叶片面向探测的风向，其中，所述对齐步骤包括应用约+/-90度的偏移量至所述控制装置的输入，使得偏航系统调整转子叶片，使其以成90度的角度面向探测的风向。

6.根据之前任一权利要求所述的方法，其特征在于，使所述转子叶片在大致水平对齐的所述步骤包括在大致水平位置锁定所述转子叶片。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述锁定步骤包括在所述发电机的至少一个输出端应用短路，导致所述发电机中的电流载荷在所述转轴中产生制动扭矩，以制动转子轮毂。

8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述锁定步骤包括在所述发电机输出端应用直流电流，导致所述发电机中的发电机扭矩在所述转轴中产生制动扭矩，以制动转子轮毂。

9.根据之前任一权利要求所述的方法，其特征在于，所述方法包括切换至向所述偏航系统提供动力的应急电源的步骤。

10.根据之前任一权利要求所述的方法，其特征在于，所述风力涡轮机为双叶片部分变桨风力涡轮机，所述转子叶片具有内叶片段和外叶片段，所述外叶片段可相对于所述内叶片段俯仰，其中，所述方法包括俯仰步骤，俯仰第一个所述外叶片段至大致90度的桨距角，同时将第二个所述外叶片段维持在大致0度的桨距角。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，设置所述俯仰步骤，使得所述第一外叶片段包括面向风的所述转子叶片的尖端。

12.一种风力涡轮机，包括：

塔架，

位于所述塔架顶部的机舱，

可旋转地安装于所述机舱处的转子轮毂，

通过转轴联接于所述转子轮毂的发电机，

一对设于所述转子轮毂上的至少35米长的风力涡轮机叶片，

联接于所述机舱的偏航系统，其中，风力涡轮机进一步包括控制装置，其用于执行权利要求1-11中任一权利要求所述的步骤。