[发明专利]用于风力涡轮机的快速反应控制系统

权利要求书

1.一种用于风力涡轮机的控制系统，所述控制系统包括至少两个控制器单元：

第一控制器，其被布置成用于确定所述控制系统的子系统的操作值，所述第一控制器被布置成以第一采样频率操作；以及

第二控制器，其用于操作所述子系统，所述第二控制器单元被布置成以第二采样频率操作，所述第二采样频率高于所述第一采样频率；其中

所述控制系统被布置成用于接收用于控制所述子系统的需求值；

其中所述控制系统被布置成使得所述第一控制器和所述第二控制器并行地接收所述需求值。

其中所述第二控制器确定由所述第二控制器接收的需求值和经由所述第一控制器被接收到所述第二控制器的需求值之间的差值；

其中所述第一控制器基于所述需求值确定内部操作值；并且

其中所述第二控制器接收所述内部操作值并且将所述操作值设定为所述内部操作值和所述差值的和。

2.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，至少所述第一控制器和/或第二控制器包括用于在确定所述差值之前修改所述需求值的一个或多个计算单元。

3.根据权利要求2所述的控制系统，其特征在于，所述一个或多个计算单元被编程为对所述需求值执行相同的修改。

4.根据权利要求2或3中任意一项所述的控制系统，其特征在于，所述一个或多个计算单元执行对所述需求值的限制，包括对所述需求值的绝对大小的限制和/或对所述需求值的改变的限制。

5.根据上述权利要求中任意一项所述的控制系统，其特征在于，所述第一控制器包括被实施为控制回路反馈控制器的控制器单元。

6.根据上述权利要求中任意一项所述的控制系统，其特征在于，所述第一控制器包括被实施为模型预测控制器(MPC)的控制器单元。

7.根据上述权利要求中任意一项所述的控制系统，其特征在于，所述操作值是从由功率参考值、扭矩参考或速度参考所组成的群组中选择的从外部提供的设定点。

8.根据上述权利要求中任意一项所述的控制系统，其特征在于，所述第一控制器被进一步布置成发出限制值，所述限制值用于提供所述操作值的最小值、最大值或允许范围，并且其中所述第二控制器被布置成确保所述操作值不超过所述限制值。

9.根据上述权利要求中任意一项所述的控制系统，其特征在于，所述第一控制器被进一步布置成发出覆盖信号，使得所述操作值被设定为等于所述内部操作参数。

10.根据上述权利要求中任意一项所述的控制系统，其特征在于，所述第一控制器是负责在参数限制内操作所述风力涡轮机的总体控制器。

11.根据上述权利要求中任意一项所述的控制系统，其特征在于，所述第二控制器是用于操作所述风力涡轮机的电气子系统的电气控制器。

12.一种包括根据权利要求1至11中任意一项所述的控制系统的风力涡轮机。

13.一种用于控制风力涡轮机的方法，所述风力涡轮机包括被布置成用于确定子系统的操作值的第一控制器以及用于操作所述子系统的第二控制器，所述第一控制器被布置成以第一采样频率操作，所述第二控制器单元被布置成以第二采样频率操作，所述第二采样频率高于所述第一采样频率，

所述方法包括：

接收用于控制所述风力涡轮机的子系统的需求值，所述需求值由所述第一控制器和所述第二控制器并行接收；

在所述第一控制器中：

基于所述需求值确定内部操作值；

在所述第二控制器中：

确定由所述第二控制器接收的需求值和经由所述第一控制器被接收到所述第二控制器的需求值之间的差值；

将操作值确定为所述内部操作值和所述差值的和；以及

向所述子系统提供所述操作值。

14.一种包括软件代码的计算机程序制品，所述软件代码适于当在数据处理系统上被执行时控制风力涡轮机，所述计算机程序制品适于执行根据权利要求13所述的方法。