[发明专利]对具有柔性塔架的风力涡轮机的鲁棒控制

权利要求书

1.一种用于风力涡轮机的控制器，所述风力涡轮机包括转子和布置在塔架上的机舱，所述塔架具有接近于或低于所述转子的额定旋转频率的基频，所述控制器包括

转子速度控制模块(1)，所述转子速度控制模块(1)包括第一线性时不变控制系统(10)，所述第一线性时不变控制系统(10)适于基于转子速度误差信号(11)生成第一桨距控制信号(P1)，

塔架阻尼模块(2)，所述塔架阻尼模块(2)包括第二线性时不变控制系统(20)，所述第二线性时不变控制系统(20)适于基于机舱加速度信号(17)生成第二桨距控制信号(P2)，以及

输出模块，所述输出模块适于基于所述第一桨距控制信号和所述第二桨距控制信号输出桨距控制信号，

其中所述第一线性时不变控制系统(10)包括第一插值单元和多个第一线性时不变控制单元，其中所述第一插值单元适于基于所述第一线性时不变控制单元的相应输出的插值生成所述第一桨距控制信号。

2.根据前述权利要求所述的控制器，其中所述第二线性时不变系统(20)包括第二插值单元和多个第二线性时不变控制单元，其中所述第二插值单元适于基于所述第二线性时不变控制单元的相应输出的插值生成所述第二桨距控制信号。

3.根据权利要求1或2所述的控制器，其中所述第一插值单元和/或第二插值单元适于基于所述风力涡轮机的操作点、特别是基于所述桨距控制信号和/或风速信号应用插值。

4.根据权利要求1至3中的任一项所述的控制器，其中所述多个第一线性时不变控制单元是多个第一状态空间控制单元，和/或其中所述多个第二线性时不变控制单元是多个第二状态空间控制单元。

5.根据前述权利要求中的任一项所述的控制器，其中所述机舱加速度信号(17)指示所述机舱的前后加速度。

6.根据前述权利要求中的任一项所述的控制器，其中所述塔架阻尼模块(2)适于阻尼所述塔架的第1前后本征模态。

7.根据前述权利要求中的任一项所述的控制器，其中所述输出模块适于将所述第一桨距控制信号(P1)和第二桨距控制信号(P2)相加以生成所述桨距控制信号。

8.根据前述权利要求中的任一项所述的控制器，其中所述塔架阻尼模块(2)进一步包括移动陷波滤波器(30)，所述移动陷波滤波器(30)适于从所述第二桨距控制信号(P2)中滤除转子旋转频率的选定倍数。

9.根据前述权利要求中的任一项所述的控制器，其中所述塔架阻尼模块进一步包括相位延迟网络(35)，所述相位延迟网络(35)适于根据所述风力涡轮机的操作点、特别是基于所述桨距控制信号和/或经滤波的风速信号将频率范围内的增益应用于所述第二桨距控制信号。

10.根据前述权利要求中的任一项所述的控制器，其中所述第一线性时不变控制系统(10)进一步适于基于机舱加速度信号(17)生成所述第一桨距控制信号(P1)。

11.根据前述权利要求中的任一项所述的控制器，其中所述第一线性时不变控制系统(10)和所述第二线性时不变控制系统(20)利用H无穷方法和定量反馈理论生成。

12.根据前述权利要求所述的控制器，其中所述H无穷和定量反馈理论方法被迭代地或专门地用于针对多个选定操作点定义频域塔架负载规格并基于风力涡轮机线性模型综合控制器。

13.一种风力涡轮机，其包括转子和布置在塔架上的机舱，所述塔架具有接近于或低于所述转子的额定旋转频率的基频，所述风力涡轮机进一步包括根据前述权利要求中的任一项所述的控制器。

14.一种控制风力涡轮机的方法，所述风力涡轮机包括转子和布置在塔架上的机舱，所述塔架具有接近于或低于所述转子的额定旋转频率的基频，所述方法包括

在包括第一线性时不变控制系统(10)的转子速度控制模块(1)中基于转子速度误差信号(11)生成第一桨距控制信号(P1)，

在包括第二线性时不变控制系统(20)的塔架阻尼模块(2)中基于机舱加速度信号(17)生成第二桨距控制信号，以及

基于所述第一桨距控制信号(P1)和所述第二桨距控制信号(P2)输出桨距控制信号，

其中所述第一线性时不变控制系统(10)包括第一插值单元和多个第一线性时不变控制单元，其中所述第一插值单元适于基于所述第一线性时不变控制单元的相应输出的插值生成所述第一桨距控制信号。