用于控制风力涡轮机的系统和方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102032109A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102032109A(43)申请公布日2011.04.27(21)申请号201010508340.7(22)申请日2010.09.30(30)优先权数据12/5709882009.09.30US(71)申请人通用电气公司地址美国纽约州(72)发明人郑大年X·黄(74)专利代理机构中国专利代理(香港)有限公司72001代理人严志军曹若(51)Int.Cl.F03D7/02(2006.01)权利要求书2页说明书12页附图7页(54)发明名称用于控制风力涡轮机的系统和方法(57)摘要本发明涉及用于控制风力涡轮机的系统和方法。提供了一种用于风力涡轮机的风力涡轮机控制系统。该风力涡轮机控制系统包括定位在风力涡轮机的主体上或定位成紧邻该主体的上风向风力条件测量装置。上游风力条件测量装置构造成以便测量至少一个上风向风力条件。风力涡轮机控制系统还包括联接到上风向风力条件测量装置上的处理器。处理器构造成以便接收上风向风力条件测量值；至少部分地基于上风向风力条件测量值来确定控制算法参数，控制算法参数控制风力涡轮机响应带宽、风力涡轮机响应速度和风力涡轮机控制误差范围中的至少一个；至少部分地基于控制算法参数来确定风力涡轮机操作命令；以及对风力涡轮机的操作应用风力涡轮机操作命令。CN10239ACCNN110203210902032112A权利要求书1/2页1.一种用于风力涡轮机(10)的风力涡轮机控制系统，所述风力涡轮机控制系统包括：定位在所述风力涡轮机的主体(12)上或定位成紧邻所述风力涡轮机的主体(12)的上风向风力条件测量装置(60)，所述上游风力条件测量装置构造成以便测量至少一个上风向风力条件；和联接到所述上风向风力条件测量装置上的处理器(64)，所述处理器构造成以便：接收上风向风力条件测量值；至少部分地基于所述上风向风力条件测量值来确定(224)控制算法参数(130)，所述控制算法参数(130)控制风力涡轮机响应带宽、风力涡轮机响应速度和风力涡轮机控制误差范围中的至少一个；至少部分地基于所述控制算法参数来确定(226)风力涡轮机操作命令(136)；以及对所述风力涡轮机的操作应用(228)所述风力涡轮机操作命令。2.一种用于有利于风力涡轮机(10)的操作的方法，所述风力涡轮机包括系统控制器(44)和上风向风力条件测量装置(60)，所述方法包括：将所述上风向风力条件测量装置构造成以便对所述系统控制器提供至少一个上游风力条件测量值；以及将所述系统控制器构造成以便：接收所述至少一个上游风力条件测量值；至少部分地基于所述上游风力条件测量值来确定(224)控制算法参数(130)，所述控制算法参数(130)控制风力涡轮机响应带宽、风力涡轮机响应速度和风力涡轮机控制误差范围中的至少一个；至少部分地基于所述控制算法参数来确定(226)风力涡轮机操作命令(136)；以及对所述风力涡轮机的操作应用(228)所述风力涡轮机操作命令。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，构造所述上风向风力条件测量装置(60)包括将所述上风向风力条件测量装置构造成以便对所述系统控制器(44)提供上风向风速(120)、上风向的风向(122)和上风向风湍流强度(124)中的至少一个。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括将所述系统控制器(44)构造成以便至少部分地基于所述上风向风速(120)来确定功率设定点和转子速度设定点中的至少一个。5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括将所述系统控制器(44)构造成以便基于所述至少一个上风向风力条件测量值来改变风力涡轮机响应速度和风力涡轮机响应带宽中的至少一个。6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，将所述系统控制器(44)构造成以便确定(224)控制算法参数(130)包括将所述系统控制器构造成以便确定控制算法增益、控制算法增益组和控制器模型/矩阵中的至少一个。7.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，将所述系统控制器(44)构造成以便确定(226)风力涡轮机操作命令(136)包括以下中的至少一个：确定有利于在叶片桨距控制目标的误差范围内设定叶片桨距和叶片桨距变化曲线中的至少一个的叶片变桨命令；以及确定有利于在发电机转矩控制目标的误差范围内设定发电机转矩和发电机转矩变化2CCNN110203210902032112A权利要求书2/2页曲线中的至少一个的发电机转矩命令。8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括将所述系统控制器(44)构造成以便基于所述至少一个上风向风力条件测量值来改变所述叶片桨距误差范围和所述发电机转矩误差范围中的至少一个。3CCNN110203210902032