[发明专利]用于控制风力涡轮机的方法和装置

权利要求书

1.一种控制风力涡轮机（100）的方法，所述风力涡轮机（100）具有与至少一个转子叶片（107）连接的转子（109），所述方法包括：

根据第一旋转速度参考值（219）操作所述转子；以及

当所述转子的实际旋转速度的波动降低到波动阈值以下时和/或当转子叶片的叶片桨距角（213）增加到叶片桨距角阈值（225）以上时，根据大于第一旋转速度参考值的第二旋转速度参考值（227）操作所述转子；

其中，将根据第一旋转速度参考值操作转子转变为根据第二旋转速度参考值操作转子包括：

将指示第二旋转速度参考值的控制信号供应到涡轮机控制器；

基于功率系数（Cp、303）和叶片桨距角（301）之间的关系确定实际桨距角的减小量；以及

根据所确定的叶片桨距角的减小量来减小叶片桨距角。

2.如权利要求1所述的方法，其中，当转子的实际旋转速度的波动增加到大于所述波动阈值的另一波动阈值以上时和/或当转子叶片的叶片桨距角减小到比所述叶片桨距角阈值（225）小的另一叶片桨距角阈值（231）以下时，根据第一旋转速度参考值（219）操作转子。

3.如权利要求1或2所述的方法，

其中，叶片桨距角阈值（225、309、409）大于与最佳功率系数（304）相关联的最佳叶片桨距角（307、407）。

4.如权利要求3所述的方法，其中，功率系数随叶片桨距角增加的减小量（ΔCp1、ΔCp2）在最佳叶片桨距角（307）处比在叶片桨距角阈值（309）处更小。

5.如权利要求3所述的方法，其中，空气动力学推力系数（Ct）在最佳桨距角（407）处比在叶片桨距角阈值（409）处更大。

6.如权利要求1或2所述的方法，其中，转子的可控性在大于桨距角阈值（225、309、409）的桨距角处比在小于叶片桨距角阈值的桨距角处更好。

7.如权利要求1或2所述的方法，其中，基于实际叶片桨距角确定第二旋转速度参考值（227）。

8.如权利要求1或2所述的方法，其中，当转子叶片的叶片桨距角处于包括大于叶片桨距角阈值和小于另一桨距角阈值的桨距角范围内时，执行根据第二旋转速度参考值（227）操作转子。

9.如权利要求1或2所述的方法，其中，在风速范围（223）内执行根据第一旋转速度参考值（219）操作转子，在所述风速范围（223）中，实际旋转速度根据第一旋转速度参考值基本保持恒定，

其中，在所述风速范围（223）内，通过随着风速的增加而增加叶片桨距角来调整叶片桨距角。

10.如权利要求9所述的方法，其中，在大于风速范围（223）的另一风速范围（237）内执行根据第二旋转速度参考值（227）操作转子。

11.如权利要求1或2所述的方法，其中，当根据第二旋转速度参考值（227）操作转子时，风力涡轮机的功率输出（239）相比根据第一旋转速度参考值（219）操作转子时的功率输出（221）增加。

12.如权利要求11所述的方法，进一步包括：

监控风力涡轮机的至少一个电气部件（111、115、119）的操作情况；

当根据第二旋转速度参考值（227）操作所述转子时，如果电气部件的受监控的操作情况容许增加功率输出，则增加功率输出。

13.如权利要求11所述的方法，其中，风力涡轮机的电气部件包括以下中的至少一者：

换流器（115）；

变压器（119）；

电缆；

电容器；

电感器；以及

滤波器，

其中，部件的操作情况包括以下限定中的至少一者：

部件的温度；

部件的冷却；以及

部件的电负荷。

14.如权利要求1或2所述的方法，其中，基于叶片桨距角与叶片桨距角阈值的偏差来确定第二旋转速度参考值（227）。

15.一种用于控制风力涡轮机（100）的装置（103），风力涡轮机（100）具有与至少一个转子叶片（107）连接的转子（109），所述装置包括：

适于根据第一旋转速度参考值（219）操作转子的速度-叶片桨距控制器（123），

其中，当转子的实际旋转速度的波动降低到波动阈值以下时和/或当转子叶片（107）的叶片桨距角增加到叶片桨距角阈值（225）以上时，所述速度-叶片桨距控制器（123）适于根据大于第一旋转速度参考值的第二旋转速度参考值（227）操作转子；

其中，所述速度-叶片桨距控制器（123）适于根据第一旋转速度参考值操作转子转变为根据第二旋转速度参考值操作转子，包括：

将指示第二旋转速度参考值的控制信号供应到所述速度-叶片桨距控制器（123）；

基于功率系数（Cp、303）和叶片桨距角（301）之间的关系确定实际桨距角的减小量；以及

根据所确定的叶片桨距角的减小量来减小叶片桨距角。