[发明专利]风力涡轮机和风力发电站中的过额定控制

权利要求书

1.一种用于风力涡轮机发电站的控制器，所述发电站包括多个风力涡轮机，每个风力涡轮机都具有额定功率输出，所述控制器包括过额定计算单元，所述过额定计算单元用于计算过额定请求信号，并将所述过额定请求信号发送给两个或更多个风力涡轮机，所述过额定请求信号指示了量，所述量是所述风力涡轮机将其自身的输出过额定为超出其自身的额定输出的超出量。

2.根据权利要求1所述的控制器，其中，所述控制器根据差值信号来计算所述过额定请求信号，所述差值信号是通过从所述发电站的额定输出减去所述发电站的测量输出而形成的。

3.根据权利要求2所述的控制器，包括用于对所述差值信号求积分的积分器、和用于施加增益以对积分后的所述差值信号进行放大的放大器，被积分放大后的所述差值信号被提供给所述控制器以获得所述过额定请求信号。

4.根据权利要求3所述的控制器，其中，所述放大器所施加的所述增益与过额定设定点的变化和发电站输出的变化之间的比率成反比例，上述比率从所述多个风力涡轮机提供。

5.根据权利要求3或4所述的控制器，其中，所述放大器的所述增益取决于所述控制器与各个风力涡轮机之间信令的延迟。

6.根据权利要求1所述的控制器，其中，基于由所述多个风力涡轮机提供给所述控制器的各个过额定能力来针对所述多个风力涡轮机中的一个或多个来计算各个过额定请求信号。

7.根据权利要求2-5中的任一项所述的控制器，其中，从所述控制器提供给每个风力涡轮机的所述过额定请求信号由每个风力涡轮机进行处理，以将风力涡轮机疲劳考虑进去。

8.根据权利要求7所述的控制器，其中，所述疲劳是关键涡轮机部件的与转速和/或转矩有关的疲劳。

9.根据权利要求7或8所述的控制器，其中，对所述过额定请求信号的处理提供了输出，所述输出使风力涡轮机以小于所述过额定请求信号的量被过额定。

10.根据权利要求7-9中的任一项所述的控制器，其中，根据基于斜率控制或偏移控制的响应函数来处理从所述控制器接收的所述过额定请求信号。

11.根据任一项前述权利要求所述的控制器，包括涡轮机优化器，所述涡轮机优化器用于基于所述过额定请求信号，并分别基于定义的最大和最小功率、最大和最小转速以及最大和最小转矩，来计算每个涡轮机的功率设定点、转速设定点和转矩设定点中的至少一个。

12.根据权利要求11所述的控制器，其中，所述过额定请求信号包括功率设定点，并且在所述功率设定点位于由最大转速和最小转速以及最大转矩和最小转矩所界定出的区域之外的情况下，将所述转速设定点和所述转矩设定点设定成最大允许值或最小允许值。

13.根据权利要求11或12所述的控制器，其中，所述涡轮机优化器包括用于与传动系相关的参数和发电机速度的软性约束值，并且其中，当所述控制器检测到测量值正接近软性约束值时，减小所述过额定信号。

14.根据权利要求11所述的控制器，其中，待控制的所述风力涡轮机是恒速涡轮机，而所述涡轮机优化器计算功率设定点。

15.一种风力涡轮机发电站，具有根据任一项前述权利要求所述的控制器。

16.根据权利要求15所述的风力涡轮机发电站，其中，所述发电站包括多个风力涡轮机，所述多个风力涡轮机中的至少一子集能够经由所述控制器交换关于它们的发电能力的信息。

17.根据权利要求16所述的风力涡轮机发电站，其中，采用由该子集中的一涡轮机发送给该子集中的其它涡轮机的凭证的形式来交换该信息。

18.根据引用权利要求11、12或13的权利要求15所述的风力涡轮机发电站，其中，所述涡轮机优化器是中央优化器，所述中央优化器计算用于多个涡轮机的转速设定点和转矩设定点。

19.根据引用权利要求11、12或13的权利要求15所述的风力涡轮机发电站，其中，所述涡轮机优化器是计算用于单个涡轮机的转速设定点和转矩设定点的单个涡轮机优化器。