[发明专利]用于风力涡轮机的控制方法和控制系统

权利要求书

1.一种用于风力涡轮机的控制方法，其包括：

测量风力涡轮机叶片浆距角；

获得风力涡轮机转子加速度值；

判断是否叶片浆距失控故障状况正在发生；以及

在所述叶片浆距失控故障状况期间，

至少部分地基于所述转子加速度值、至少一个故障叶片的浆距角及健康叶片的浆距角来获得调整的浆距角命令，其中，获得所述调整的浆距角命令包括：至少部分地基于所述至少一个故障叶片的浆距角与所述健康叶片的浆距角之间的差异来生成第一浆距角速度命令；至少部分地基于所述转子加速度值来生成第二浆距角速度命令；加总所述第一浆距角速度命令和所述第二浆距角速度命令；以及对所述加总的浆距角速度命令积分；以及

至少部分地基于所述调整的浆距角命令来控制风力涡轮机叶片。

2.如权利要求1所述的控制方法，其中所述健康叶片的浆距角包括正常运行的浆距角命令或健康叶片的浆距角测量值。

3.如权利要求1所述的控制方法，其中所述第一浆距角速度命令通过如下公式来计算，

其中，代表所述第一浆距角速度命令，θ_c代表所述健康叶片的浆距角，θ_f代表所述至少一个故障叶片的浆距角，n代表采样时间以及ΔT代表采样时间间隔。

4.如权利要求1所述的控制方法，还包括：

基于所述转子加速度值并结合带有转子加速度上限值并不具有下限值的饱和算法来生成所述第二浆距角速度命令，其中所述第二浆距角速度命令通过如下公式来计算，

其中，代表所述第二浆距角速度命令，代表转矩对叶片浆距角的偏导数，m代表叶片的数目，ω_r代表转子的角速度，代表转矩对转子的角速度的偏导数，代表所述转子加速度值，K₁代表实际标量增益，代表所述转子加速度上限值以及代表选自从所述转子加速度上限值到负无穷的区间的转子加速度参考值。

5.如权利要求3所述的控制方法，其中当至少两个叶片包括故障叶片时，所述至少一个故障叶片的浆距角包括所述故障叶片的平均浆距角。

6.如权利要求1所述的控制方法，其中获得所述调整的浆距角命令还包括：

当风力涡轮机的塔在前后方向的塔速度大于塔速度阈值时，限制所述加总的浆距角速度命令的最大值。

7.一种用于风力涡轮机的控制系统，其包括：

风力涡轮机转子，其包括：

至少两个叶片；以及

用于驱动所述至少两个叶片的浆距驱动器；以及

控制单元，其用于判断当叶片浆距失控故障发生时，并且作为响应，至少部分地基于风力涡轮机转子加速度值、至少一个故障叶片的浆距角及健康叶片的浆距角来获得调整的浆距角命令，其中，所述控制单元包括：

第一控制环，其用于至少部分地基于所述至少一个故障叶片的浆距角与所述健康叶片的浆距角之间的差异来生成第一浆距角速度命令；

第二控制环，其用于至少部分地基于所述转子加速度值来生成第二浆距角速度命令；

加法器，其加总所述第一浆距角速度命令和所述第二浆距角速度命令；以及

积分运算器，其用于对所述加总的浆距角速度命令积分。