logo好方法网

风力涡轮关闭期间动态调整转子速度设定点改变率的方法


技术摘要:
用于操作风力涡轮的方法包括在风力涡轮的正常操作期间根据速度设定点来经由控制器操作风力涡轮。方法还包括经由控制器接收关闭风力涡轮或缩减风力涡轮的操作的命令。响应于接收命令,方法包括经由控制器启动风力涡轮的关闭程序或缩减程序。在风力涡轮的关闭程序或缩减  全部
背景技术:
风力被认为是目前可获得的最清洁、最环境友好的能源中的一种,且风力涡轮在 该方面获得了增加的关注。现代的风力涡轮典型地包括塔架、发电机、齿轮箱、机舱和转子。 转子典型地包括可旋转毂,该可旋转毂具有附接于此的一个或多个转子叶片。俯仰轴承典 型地可操作地构造在转子叶片的叶片根部与毂之间,以允许围绕俯仰轴线旋转。转子叶片 使用已知的翼型(airfoil)原理来获取风的动能。转子叶片传送呈旋转能形式的动能,以便 转动轴,该轴将转子叶片联接到齿轮箱(或如果不使用齿轮箱,直接地联接到发电机)。发电 机然后将机械能转换成电能,电能可部署至公用电网。 在风力涡轮操作期间,存在需要关闭风力涡轮的各种情况。例如,由于定期安排的 维护、叶片俯仰故障、疲劳负载、极端负载、电网事件和/或转换器跳闸,可发生此类关闭情 况。常规的风力涡轮控制器使用恒定的缓变率来用于减小在风力涡轮关闭期间的转子速度 设定点。因而,转子速度设定点根据恒定的缓变率缓降,以迫使控制器采取行动来减小风力 涡轮的实际转子速度。然而,恒定的缓变率不能解决在关闭时段期间风力涡轮的潜在应力/ 负载。 因此,用于在关闭期间动态地调整风力涡轮的转子速度设定点的缓变率以便将结 构负载保持在可接受水平内的改进的系统和方法在本领域中将受欢迎。
技术实现要素:
本发明的方面和优点将在以下描述中部分地阐述,或可从描述中清楚,或可通过 实施本发明来学习。 在一方面,本公开内容涉及一种用于操作风力涡轮的方法。方法包括经由控制器 启动风力涡轮的关闭程序或缩减(curtailment)程序。在风力涡轮的关闭程序或缩减程序 期间,方法包括根据转子速度跟踪误差来动态地调整转子速度设定点的改变率,该转子速 度跟踪误差等于风力涡轮的实际速度与转子速度设定点之间的差。 在一个实施例中,例如,风力涡轮的实际速度可对应于实际转子速度。在此类实施 例中,方法可包括通过经由一个或多个传感器测量风力涡轮的发电机速度且将发电机速度 除以风力涡轮的齿轮箱的齿轮箱比来确定风力涡轮的实际转子速度。 在另一实施例中,根据速度跟踪误差来动态地调整速度设定点的改变率可包括当 实际转子速度大于速度设定点时将速度设定点的改变率从初始改变率降低到减小的改变 率。在此类实施例中,方法还可包括将速度设定点的改变率的降低限制为预定的最小值。另 外,方法还可包括当实际转子速度接近速度设定点时将速度设定点的减小的改变率增加到 初始改变率,以便加快风力涡轮的转子的停止。 3 CN 111577545 A 说 明 书 2/7 页 在另外的实施例中,根据速度跟踪误差来动态地调整速度设定点的改变率可包括 当实际转子速度等于速度设定点时将速度设定点的改变率保持在初始改变率处。类似地, 在额外的实施例中,根据速度跟踪误差来动态地调整速度设定点的改变率还包括当实际转 子速度小于速度设定点时将速度设定点的改变率保持在初始改变率处。 在特定实施例中,速度设定点可为转子速度设定点、发电机速度设定点或风力涡 轮的齿轮箱内的旋转速度设定点。 在另一方面,本公开内容涉及一种用于操作风力涡轮的系统。系统包括具有至少 一个处理器的控制器。处理器配置成执行多个操作,包括但不限于:启动风力涡轮的关闭程 序或缩减程序,以及在风力涡轮的关闭程序或缩减程序期间根据速度跟踪误差来动态地调 整速度设定点的改变率。应理解的是,系统还可配置成实施额外步骤中的任一个和/或可包 括如本文中描述的额外特征中的任一个。 在又一方面,本公开内容涉及一种用于关闭或缩减风力涡轮的方法。在风力涡轮 的正常操作期间,方法包括根据速度设定点来经由控制器操作风力涡轮。方法还包括经由 控制器接收关闭风力涡轮或缩减风力涡轮的操作的命令。响应于接收命令,方法包括经由 控制器启动风力涡轮的关闭程序或缩减程序。在风力涡轮的关闭程序或缩减程序期间,方 法包括根据速度跟踪误差来动态地调整速度设定点的改变率,该速度跟踪误差对应于风力 涡轮的实际转子速度与速度设定点之间的差。应理解的是,方法还可包括如本文中描述的 额外步骤和/或特征中的任一个。 技术方案1. 一种用于操作风力涡轮的方法,所述方法包括: 经由控制器启动所述风力涡轮的关闭程序或缩减程序;以及 在所述风力涡轮的关闭程序或缩减程序期间,根据速度跟踪误差来动态地调整速度设 定点的改变率,所述速度跟踪误差等于所述风力涡轮的实际速度与所述风力涡轮的速度设 定点之间的差。 技术方案2.  根据技术方案1所述的方法,其中,所述风力涡轮的实际速度包括所 述实际转子速度,所述方法还包括通过经由一个或多个传感器测量所述风力涡轮的发电机 速度且将所述发电机速度除以所述风力涡轮的齿轮箱的齿轮箱比来确定所述风力涡轮的 实际转子速度。 技术方案3.  根据技术方案1所述的方法,其中,根据所述速度跟踪误差来动态地 调整所述速度设定点的改变率还包括当所述实际速度大于所述速度设定点时将所述速度 设定点的改变率从初始改变率降低到减小的改变率。 技术方案4.  根据技术方案3所述的方法,其中,所述方法还包括将所述速度设定 点的改变率的降低限制为预定的最小值。 技术方案5.  根据技术方案3所述的方法,其中,所述方法还包括当所述实际速度 接近所述速度设定点时将所述速度设定点的减小的改变率增加到所述初始改变率,以便加 快所述风力涡轮的转子的停止。 技术方案6.  根据技术方案1所述的方法,其中,根据所述速度跟踪误差来动态地 调整所述速度设定点的改变率还包括当所述实际速度等于所述速度设定点时将所述速度 设定点的改变率保持在初始改变率处。 技术方案7.  根据技术方案1所述的方法,其中,根据所述速度跟踪误差来动态地 4 CN 111577545 A 说 明 书 3/7 页 调整所述速度设定点的改变率还包括当所述实际速度小于所述速度设定点时将所述速度 设定点的改变率保持在初始改变率处。 技术方案8.  根据技术方案1所述的方法,其中,所述速度设定点包括转子速度设 定点、发电机速度设定点或所述风力涡轮的齿轮箱内的旋转速度设定点中的至少一个。 技术方案9. 一种用于操作风力涡轮的系统,所述系统包括: 控制器,所述控制器具有至少一个处理器,所述处理器配置成执行多个操作,所述多个 操作包括: 启动所述风力涡轮的关闭程序或缩减程序;以及 在所述风力涡轮的关闭程序或缩减程序期间,根据速度跟踪误差来动态地调整速度设 定点的改变率,所述速度跟踪误差对应于所述风力涡轮的实际速度与所述速度设定点之间 的差。 技术方案10.  根据技术方案9所述的系统,其中,所述风力涡轮的实际速度包括实 际转子速度,所述系统还包括经由一个或多个传感器,其用于测量所述风力涡轮的发电机 速度,所述多个操作还包括通过将所述发电机速度除以所述风力涡轮的齿轮箱的齿轮箱比 来确定所述实际转子速度。 技术方案11.  根据技术方案9所述的系统,其中,根据所述速度跟踪误差来动态地 调整所述速度设定点的改变率还包括当所述实际速度大于所述速度设定点时将所述速度 设定点的改变率从初始改变率降低到减小的改变率。 技术方案12.  根据技术方案11所述的系统,其中,所述系统还包括将所述速度设 定点的改变率的降低限制为预定的最小值。 技术方案13.  根据技术方案11所述的系统,其中,所述系统还包括当所述实际速 度接近所述速度设定点时将所述速度设定点的减小的改变率增加到所述初始改变率,以便 加快所述风力涡轮的转子的停止。 技术方案14.  根据技术方案9所述的系统,其中,根据所述速度跟踪误差来动态地 调整所述速度设定点的改变率还包括当所述实际速度等于所述速度设定点时将所述速度 设定点的改变率保持在初始改变率处。 技术方案15.  根据技术方案9所述的系统,其中,根据所述速度跟踪误差来动态地 调整所述速度设定点的改变率还包括当所述实际速度小于所述速度设定点时将所述速度 设定点的改变率保持在初始改变率处。 技术方案16.  根据技术方案9所述的系统,其中,所述速度设定点包括转子速度设 定点、发电机速度设定点或所述风力涡轮的齿轮箱内的旋转速度设定点中的至少一个。 技术方案17. 一种用于关闭或缩减风力涡轮的方法,所述方法包括: 在所述风力涡轮的正常操作期间,根据速度设定点来经由控制器操作所述风力涡轮; 经由所述控制器接收关闭所述风力涡轮或缩减所述风力涡轮的操作的命令; 响应于接收所述命令,经由所述控制器启动所述风力涡轮的关闭程序或缩减程序;以 及 在所述风力涡轮的关闭程序或缩减程序期间,根据速度跟踪误差来动态地调整所述速 度设定点的改变率,所述速度跟踪误差对应于所述风力涡轮的实际转子速度与所述速度设 定点之间的差。 5 CN 111577545 A 说 明 书 4/7 页 技术方案18.  根据技术方案17所述的方法,其中,所述方法还包括通过经由一个 或多个传感器测量所述风力涡轮的发电机速度且将所述发电机速度除以所述风力涡轮的 齿轮箱的齿轮箱比来确定所述风力涡轮的实际转子速度。 技术方案19.  根据技术方案17所述的方法,其中,根据所述速度跟踪误差来动态 地调整所述速度设定点的改变率还包括: 当所述实际转子速度大于所述速度设定点时将所述速度设定点的改变率降低到预定 的最小值;以及 当所述实际转子速度接近所述速度设定点时增加所述速度设定点的改变率,以便加快 所述风力涡轮的转子的停止。 技术方案20.  根据技术方案17所述的方法,其中,根据所述速度跟踪误差来动态 地调整所述速度设定点的改变率还包括当所述实际转子速度小于或等于所述速度设定点 时增加所述速度设定点的改变率。 参照以下描述和所附权利要求书,本发明的这些和其它特征、方面和优点将变得 更好理解。结合在该说明书中且构成该说明书的一部分的附图示出本发明的实施例,且连 同描述一起用来解释本发明的原理。 附图说明 针对本领域普通技术人员的本发明的完整且开放(enabling)的公开内容(包括其 最佳模式)在参照附图的说明书中阐述,在附图中: 图1示出根据本公开内容的风力涡轮的一个实施例的透视图; 图2示出根据本公开内容的风力涡轮的机舱的一个实施例的简化内部视图; 图3示出根据本公开内容的控制器的一个实施例的示意图; 图4示出根据本公开内容的用于在关闭期间操作风力涡轮的方法的一个实施例的流程 图; 图5示出按rpm/秒的转子速度设定点缓变率(y轴)对按rpm的转子速度跟踪误差(x轴) 的图;以及 图6示出根据本公开内容的用于关闭或缩减风力涡轮的方法的一个实施例的流程图。
分享到:
收藏