[发明专利]用于测试风力涡轮机桨距控制系统的系统和方法

说明书

技术领域

本发明大体上涉及用于测试风力涡轮机部件的系统和方法，并且特别涉及用于测试风力涡轮机桨距控制(wind turbine pitch control)系统的系统和方法。

背景技术

已知电力可以使用风力涡轮机从风能中获得。涡轮机叶片桨距控制常常用于创建最佳涡轮机载荷状况以便有效地获得具有最高可能的风能，但在紧急情况下也可能需要涡轮机叶片桨距的控制以使涡轮机转子达到几乎零转速的安全状况。在没有电网电力(grid power)可用的某些情况下可能必须修改叶片桨距。例如，叶片在电力网断电期间可能未倾转在最佳或安全角度。因此，可利用电池系统以向涡轮机叶片桨距控制系统和叶片桨距马达(blade pitch motor)提供应急备用电力。

应急备用桨距控制系统可包括例如电池、控制器、叶片桨距模块(blade pitch module)、叶片桨距马达、加速计、叶片桨距编码器(blade pitch encoder)、传动装置、转轴(shaft)和润滑系统等部件。这些部件可以定期测试以确定应急备用桨距控制系统是否能够在停电期间执行它的计划功能。然而，备用桨距控制系统的测试状况高度地取决于转子叶片的取向。因此，仍需要用于测试风力涡轮机桨距控制系统的改进的系统和方法。

发明内容

上文需求中的一些或全部可通过本发明的某些实施例解决。本发明的某些实施例可包括用于风力涡轮机桨距控制系统测试的系统和方法。

根据本发明的示范性实施例，提供方法用于测试风力涡轮机桨距控制系统。该方法可包括测量风力涡轮机转子的切向加速度(At)、确定一个或多个涡轮机叶片的桨距角(pitch angle)和至少部分基于切向加速度(At)和桨距角预测施加到该一个或多个涡轮机叶片的转矩。

根据本发明的另一个示范性实施例，提供系统用于测试风力涡轮机桨距控制系统。该系统包括可操作成在与风力涡轮机转子关联的一个或多个测量位置测量风力涡轮机转子的切向加速度(At)的至少一个加速计、可操作成测量一个或多个涡轮机叶片的桨距的至少一个叶片桨距编码器，和可操作成控制该一个或多个涡轮机叶片的桨距的至少一个控制器。该系统还包括可操作成至少部分基于该至少一个叶片桨距编码器确定一个或多个涡轮机叶片的桨距角并且至少部分基于切向加速度(At)和桨距角预测施加于该一个或多个涡轮机叶片的转矩的一个或多个处理器。

根据另一个示范性实施例，提供风力涡轮机。该风力涡轮机包括转子、一个或多个叶片、至少一个安装到该转子的加速计(其中该至少一个加速计可操作成在与风力涡轮机转子关联的一个或多个测量位置测量切向加速度(At))、一块或多块电池和一个或多个叶片桨距马达。该风力涡轮机还包括控制器，其包括可操作成控制一个或多个涡轮机叶片的桨距的叶片桨距模块。该控制器还包括可操作成接收来自至少一个加速计的测量、至少部分基于至少一个叶片桨距编码器确定一个或多个涡轮机叶片的桨距角以及至少部分基于切向加速度(At)和桨距角预测施加于一个或多个涡轮机叶片的转矩的一个或多个处理器。

本发明的其他实施例和方面在本文中详细描述并且认为是本要求权利的发明的一部分。其他实施例和方面可以参照下列详细说明、附图和附上的权利要求理解。

附图说明

现在将参照附表和图，其不必须按比例绘制，并且其中：

图1是根据本发明的示范性实施例的说明性风力涡轮机转子的图；

图2是根据本发明的示范性实施例的说明性的风力涡轮机控制系统的图；

图3是根据本发明的示范性实施例的示范性方法的流程图。

具体实施方式

本发明的实施例将在下文参照示出本发明的实施例的附图更充分地描述。然而，本发明可采用许多不同的形式体现并且不应该解释为限制于本文阐述的实施例；相反，提供这些实施例以使得本公开将全面和完整，并且将充分地传达本发明的范围给本领域内技术人员。相似的号码始终指相似的元件。如在本说明书中始终使用的术语“示范性的”限定为意思是“示例”。

根据本发明的示范性实施例，提供用于测试与风力涡轮机叶片桨距系统关联的部件的方法和系统。通过将叶片桨距扭转载荷(或转矩)信息包括在部件测试和评估中，本发明的某些实施例可使得与叶片桨距系统关联的部件能够更准确地测试和评估。