[发明专利]操作风力涡轮机的方法以及适合于所述方法的系统

权利要求书

1.一种操作风力涡轮机的方法，所述风力涡轮机包括具有至少两个桨叶的涡轮机转子，每个桨叶具有可变桨距角，所述方法包括：

-确定所述桨叶上的机械负载；

-基于所述桨叶上的所述机械负载来确定所述涡轮机转子所经受的非对称负载力矩；

-由所述非对称负载力矩确定高次谐波；以及

-确定所述桨叶中的每个桨叶各自的桨距控制信号，所述桨距控制信号用于改变每个桨叶的所述桨距角，以补偿所述非对称负载力矩，其中，至少基于所述高次谐波来确定每个桨叶的所述各自的桨距控制信号，

其中，由所述非对称负载力矩确定高次谐波包括：

-对所述非对称负载力矩进行高通滤波；

-对所述非对称负载力矩进行频率调制；以及

-对经频率调制的所述非对称负载力矩进行陷波滤波，以产生所述高次谐波。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，确定所述非对称负载力矩包括确定倾斜力矩和偏航力矩的至少其中之一。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，确定所述各自的桨距控制信号包括：

-从参考值中减去所述高次谐波，以产生经修改的参考值；

-基于所述经修改的参考值来确定高次谐波分量；

-基于每个桨叶的所述高次谐波分量来产生周期性桨距值；

-将所述周期性桨距值与共同桨距值相加以产生每个桨叶的所述各自的桨距控制信号；以及

-基于相应的所述各自的桨距控制信号来控制每个桨叶的所述桨距角。

4.根据权利要求1所述的方法，还包括在对所述非对称负载力矩进行调制之前，对所述非对称负载力矩进行滤波以去除低频分量。

5.一种具有涡轮机转子的风力涡轮机，所述涡轮机转子具有至少两个桨叶，每个桨叶具有可变桨距角，所述风力涡轮机包括负载控制系统，所述负载控制系统被配置为：

-确定所述桨叶上的机械负载；

-基于所述桨叶上的所述机械负载来确定所述涡轮机转子所经受的非对称负载力矩；

-由所述非对称负载力矩确定高次谐波；以及

-确定所述桨叶中的每个桨叶各自的桨距控制信号，所述桨距控制信号用于改变每个桨叶的所述桨距角，以补偿所述非对称负载力矩，其中，至少基于所述高次谐波来确定每个桨叶的所述各自的桨距控制信号，

其中，所述负载控制系统还包括：

-高通滤波器，其用于对所述非对称负载力矩进行高通滤波；

-频率调制器，其用于对所述非对称负载力矩进行调制；以及

-陷波滤波器，其用于对经频率调制的非对称负载力矩进行滤波，以产生所述高次谐波。

6.根据权利要求5所述的风力涡轮机，其中，所述负载控制系统被配置为确定倾斜力矩和偏航力矩的至少其中之一作为所述非对称负载力矩。

7.根据权利要求5或6所述的风力涡轮机，其中，所述负载控制系统包括：

-第一求和单元，其从参考值中减去所述高次谐波，以产生经修改的参考值；

-比例积分(PI)控制器，其用于基于所述经修改的参考值来确定高次谐波分量；

-周期性桨距致动器，其用于基于每个桨叶的所述高次谐波分量来产生周期性桨距值；

-第二求和单元，其用于将所述周期性桨距值与共同桨距值相加以产生每个桨叶的所述各自的桨距控制信号；以及

-桨距控制器，其用于基于相应的所述各自的桨距控制信号来控制每个桨叶的所述桨距角。

8.根据权利要求5所述的风力涡轮机，其中，所述负载控制系统还包括高通滤波器，其用于在对所述非对称负载力矩进行调制之前从所述非对称负载力矩中滤除低频分量。

9.一种用于在风力涡轮机中使用的负载控制系统，所述风力涡轮机具有带有至少两个桨叶的涡轮机转子，每个桨叶具有可变桨距角，所述负载控制系统被配置为：

-确定所述桨叶上的机械负载；

-基于所述桨叶上的所述机械负载来确定所述涡轮机转子所经受的非对称负载力矩；

-由所述非对称负载力矩确定高次谐波；以及

-确定所述桨叶中的每个桨叶各自的桨距控制信号，所述桨距控制信号用于改变每个桨叶的所述桨距角，以补偿所述非对称负载力矩，其中，至少基于所述高次谐波来确定每个桨叶的所述各自的桨距控制信号，

其中，所述负载控制系统还包括：

-高通滤波器，其用于对所述非对称负载力矩进行高通滤波；

-频率调制器，其用于对所述非对称负载力矩进行调制；以及

-陷波滤波器，其用于对经频率调制的非对称负载力矩进行滤波，以产生所述高次谐波。