[发明专利]风力涡轮机功率消耗控制

说明书

一种用于控制风力涡轮机系统中的耗电器的功率消耗的功率管理模块和方法。风力涡轮机系统中的每个功率管理模块被配置为确定风力涡轮机系统的功率供应总线的电压电平，然后至少部分地基于所确定的功率供应总线的电压电平来控制联接到该功率供应总线的一个或多个耗电器的功率消耗水平。从而可以管理整个风力涡轮机系统中的功率消耗，而不需要专用的集中式控制器和通信基础设施。

技术领域

本发明涉及一种用于风力涡轮机系统的功率管理模块以及一种用于控制风力涡轮机系统中的功率消耗的方法。

背景技术

风力涡轮机系统在风力涡轮机的不同部件中(例如在塔架、机舱、轮毂等中)包括许多不同的耗电器。耗电器是风力涡轮机系统内消耗功率的设备、组件或系统。典型耗电器的一些示例是偏航系统、冷却系统、润滑系统、叶片变桨系统、控制系统、维修照明、维修升降机等。

在连接电网的风力涡轮机中，耗电器可以从电网汲取功率以进行操作。但是，有时候，可能会因为诸如电网连接损坏或电网处的功率切断等原因而失去来自电网的功率。即使在无电网时段期间，一些耗电器可能仍然需要被供电。因此，连接电网的风力涡轮机可能具有备用电力系统(例如电池)，使得仍可以在无电网时段期间向需要功率的耗电器提供功率。

但是，电池的电量有限，并且无电网时段可能会持续很长时间(例如，如果风力涡轮机是离岸风力涡轮机，则无电网时段可能是由于海底电缆的损坏引起的，这可能需要花费几个月的时间才能修复)。由于电池可用空间的限制以及由此产生的成本增加，可能难以增加电池的容量。因此，为了延长备用系统可以为无电网时段期间需要被供电的耗电器供电的时间量，可能期望使无电网时段期间的风力涡轮机系统的功率消耗最小化。

发明内容

本发明的第一方面提供了一种用于风力涡轮机系统的功率管理模块，所述风力涡轮机系统包括一个或多个耗电器(consumer)，所述功率管理模块被配置为：确定风力涡轮机系统的功率供应总线的电压电平；以及至少部分地基于所确定的功率供应总线的电压电平来控制联接到所述功率供应总线的一个或多个耗电器的功率消耗水平。

所述功率管理模块可以至少部分地基于功率供应总线的电压电平与第一阈值电压的比较来控制所述一个或多个耗电器的功率消耗水平。

对所述一个或多个耗电器的功率消耗水平的控制可以至少部分地基于功率供应总线的电压电平与第一阈值电压的比较。

所述一个或多个耗电器中的至少一个可以是非必要耗电器，在这种情况下，如果功率供应总线的电压电平大于第一阈值电压，则功率管理模块可以被配置为将所述非必要耗电器的功率消耗水平控制为第一功率水平；如果功率供应总线的电压电平小于第一阈值电压，则功率管理模块可以被配置为将所述非必要耗电器的功率消耗水平控制为第二功率水平，其中，所述第一功率水平大于所述第二功率水平。

对所述一个或多个耗电器的功率消耗水平的控制还可以至少部分地基于功率供应总线的电压电平与第二阈值电压的比较，其中所述第一阈值电压大于所述第二阈值电压电平。

所述功率管理模块还可以被配置为将所述一个或多个耗电器的功率消耗水平控制在第一功率水平和第二功率水平之间，其中所述第一功率水平大于所述第二功率水平。例如，所述第一功率水平可以是非零功率消耗水平，所述第二功率水平可以是零功率消耗水平，或者是小于第一功率水平处的功率消耗量的非零功率消耗水平。

所述一个或多个耗电器中的至少一个可以是低重要性非必要耗电器，在这种情况下，如果功率供应总线的电压电平小于第一阈值电压，则功率管理模块可以被配置为将低重要性非必要耗电器的功率消耗水平控制为第二功率水平；如果功率供应总线的电压电平大于第二阈值电压，则功率管理模块可以被配置为将低重要性非必要耗电器的功率消耗水平控制为第一功率水平。