[发明专利]用于控制风力涡轮机以减小机舱振动的方法和系统

说明书

本发明涉及一种控制风力涡轮机的方法，风力涡轮机包括塔架，塔架支撑包括多个桨距可调节转子叶片的转子。该方法包括：获得指示塔架的振动运动的运动信号。然后，基于运动信号，确定致动器信号，致动器信号被确定为产生以抵消塔架的振动运动的期望力。然后，基于致动器信号，对于所述多个桨距可调节转子叶片中的每个确定桨距参考偏移信号。然后，将积分应用到桨距参考偏移信号，基于积分桨距参考偏移信号，确定修正桨距参考偏移信号。然后，基于修正桨距参考偏移信号，对于所述多个桨距可调节转子叶片中的每个确定桨距信号，桨距信号被布置为调节桨距可调节转子叶片，以提供抵消塔架的振动运动的力。

技术领域

本发明涉及对风力涡轮机的控制以减小机舱振动。

背景技术

在本领域中已知的风力涡轮机包括：塔架，所述塔架支撑机舱，和带有多个桨距可调节转子叶片的转子。这种风力涡轮机容易振动，这是因为它们包括位于细长塔架的端部处的巨大质量。由于这个原因，对于控制这种风力涡轮机的振动特性的关键要求是阻止产生任何激振转子力，所述激振转子力由于转子中的不平衡、由于与塔架的自然弯曲频率的共振产生。对任何关键激振转子力与塔架的自然弯曲频率一致的阻止施加风力涡轮机设计上的频率约束。

正是在这种背景下设计了本发明。

发明内容

根据本发明的第一方面，提供一种控制风力涡轮机的方法，所述风力涡轮机包括塔架，所述塔架支撑包括多个桨距可调节转子叶片的转子，所述方法包括：获得指示所述塔架的振动运动的运动信号；基于所述运动信号，确定致动器信号，所述致动器信号被确定为产生以抵消塔架的振动运动的期望力；基于所述致动器信号，对于所述多个桨距可调节转子叶片中的每个确定桨距参考偏移信号；应用所述桨距参考偏移信号的积分；基于积分桨距参考偏移信号，确定修正桨距参考偏移信号；以及基于所述修正桨距参考偏移信号，对于所述多个桨距可调节转子叶片中的每个确定桨距信号，所述桨距信号被布置为调节桨距可调节转子叶片，以提供抵消塔架的振动运动的力。

优选地，所述方法还包括：将调节增益应用到桨距参考偏移信号，以及基于积分桨距参考偏移信号和增益调节后的桨距参考偏移信号，确定修正桨距参考偏移信号。

优选地，所述方法还包括：基于运动信号，获得速度信号，所述速度信号指示在塔架的振动运动期间塔架的顶部的速度；基于所述速度信号，确定第二信号；将调节增益应用到所述第二信号；以及，基于增益调节后的第一信号和增益调节后的第二信号，确定致动器信号。

优选地，所述方法还包括：基于运动信号，获得位置信号，所述位置信号指示在塔架的振动运动期间塔架的顶部的位置；基于所述位置信号，确定第一信号；将调节增益应用到所述第一信号；以及，基于增益调节后的第一信号，确定致动器信号。

优选地，运动信号包括加速度信号，以及所述方法还包括：通过应用所述加速度信号的第一积分，获得速度信号作为估计速度信号；以及，通过应用所述速度信号的第二积分，获得位置信号作为估计位置信号。

优选地，致动器信号是在非旋转参考系中确定的，以及所述方法还包括：将所述致动器信号从非旋转参考系转换到旋转参考系，以确定桨距参考偏移信号。

优选地，所述方法还包括：对于桨距可调节转子叶片确定集体桨距参考信号，所述集体桨距参考信号是基于转子速度确定的，其中，桨距信号是基于修正桨距参考偏移信号和集体桨距参考信号的组合信号确定的。

优选地，集体桨距参考是由反馈控制确定的，所述反馈控制基于最小化转子速度与参考转子速度之间的速度误差。

优选地，所述方法还包括：确定影响塔架的激振频率，其中，调节增益是由所述激振频率和塔架振动频率之间的间隔限定的。

优选地，调节增益还包括增益调度项，所述增益调度项取决于所述风力涡轮机的操作点。

优选地，所述塔架的振动运动方向是横向方向或扭转方向。