[发明专利]用于控制风力涡轮转子叶片的桨距角的系统和方法

说明书

本公开涉及一种用于控制风力涡轮的转子叶片的桨距角的方法。该方法包括在风力涡轮的起动序列期间利用致动器调节转子叶片的桨距角。致动器通过相对于毂围绕变桨轴线旋转转子叶片来调节转子叶片的桨距角。该方法还包括利用控制器基于转子叶片的叶尖速比确定转子叶片的最小桨距角阈值。该方法还包括利用控制器将转子叶片的当前桨距角与最小桨距角阈值进行比较。当桨距角满足最小桨距角阈值时，该方法包括利用致动器防止转子叶片的桨距角超出最小桨距角阈值。

技术领域

本公开大体上涉及风力涡轮。更特别地，本公开涉及用于控制风力涡轮转子叶片的桨距角的系统和方法。

背景技术

风力被认为是目前可用的最清洁、最环保的能量源之一，并且风力涡轮在这方面得到了越来越多的关注。现代风力涡轮典型地包括塔架、安装在塔架上的机舱、定位在机舱中的发电机以及具有联接到毂的一个或多个转子叶片的转子。转子叶片利用已知的翼型件原理将风的动能转换成机械能。传动系将机械能从转子叶片传递到发电机。发电机然后将机械能转换成电能，该电能可被供应到公用电网。

转子叶片可能够旋转地联接到毂。在这方面，桨距调节机构可相对于毂旋转转子叶片，以调节转子叶片的桨距角。例如，桨距调节机构可在风力涡轮的起动序列期间调节转子叶片的桨距角。然而，当转子叶片在起动序列期间降至低于最小桨距角时，转子叶片可经历负失速。

用于在风力涡轮的起动序列期间控制转子叶片的桨距角的常规系统和方法在风力涡轮能够发电之前可能需要多次起动序列尝试。更具体地，常规的系统和方法可在风力涡轮经历足以给发电机提供功率的风速时启动起动序列。一旦起动序列被启动，桨距调节机构可以预定速率调节转子叶片的桨距角。然而，由转子叶片经历的风速可在起动序列期间改变。例如，风速的改变可导致转子叶片降至低于最小桨距角并经历负失速。当负失速发生时，系统和方法必须停止并重新启动风力涡轮的起动序列。在某些情况下，这可能在风力涡轮能够产生功率之前发生多次。在这方面，多次起动序列尝试可导致桨距调节机构和其它风力涡轮部件的显著磨损。

因此，改进的风力涡轮并且特别是用于控制风力涡轮转子叶片的桨距角的改进的系统和方法在本领域中是期望的。具体地，不需要多次起动尝试并且对风力涡轮产生相对较少磨损的系统和方法将是有利的。

发明内容

本技术的方面和优点将在下面的描述中部分地得到阐述，或者可根据描述而显而易见，或者可通过本技术的实践习知。

在一个实施例中，本公开涉及一种用于控制风力涡轮的转子叶片的桨距角的方法。该方法包括在风力涡轮的起动序列期间利用致动器调节转子叶片的桨距角。致动器通过相对于毂围绕变桨轴线旋转转子叶片来调节转子叶片的桨距角。该方法还包括利用控制器基于转子叶片的叶尖速比确定转子叶片的最小桨距角阈值。该方法还包括利用控制器将转子叶片的当前桨距角与最小桨距角阈值进行比较。当桨距角满足最小桨距角阈值时，该方法包括利用致动器防止转子叶片的桨距角超出(exceed)最小桨距角阈值。

在另一个实施例中，本公开涉及一种用于控制风力涡轮的转子叶片的桨距角的系统。该系统包括具有毂和转子叶片的转子。该系统还包括致动器，该致动器通过相对于毂围绕变桨轴线旋转转子叶片来调节转子叶片的桨距角。该系统还包括通信地联接到致动器的控制器。控制器被配置成控制致动器以调节转子叶片的桨距角，从而在风力涡轮的起动序列期间移动转子。控制器还被配置成基于转子叶片的叶尖速比来确定转子叶片的最小桨距角阈值。控制器还被配置成将转子叶片的当前桨距角与最小桨距角阈值进行比较。当桨距角满足最小桨距角阈值时，控制器还被配置成控制致动器以防止转子叶片的桨距角超出最小桨距角阈值。