[发明专利]风力涡轮机及其降低转子不平衡载荷的控制方法

权利要求书

1.一种风力涡轮机，包括转子，该转子包括若干安装在轮毂上的叶片，其特征在于，该风力涡轮机还包括：

安装在每一个叶片上的微型惯性测量单元，用于感应对应安装位置处的参数信号；及

控制系统，包括：

风速计算单元，用于基于该感应的参数信号计算每一个叶片对应位置处的风速，其中，该风速计算单元包括风力涡轮机模型及参数补偿器，该风力涡轮机模型用于建构一个对应该风力涡轮机的风力涡轮机仿真模型，该参数补偿器用于接收该感应的参数信号及该风力涡轮机模型产生的对应仿真参数信号，并计算该感应的参数信号与仿真参数信号之间的误差信号，该参数补偿器基于该误差信号调节该风力涡轮机模型；

风切变计算单元，用于基于计算出来的风速计算特征切变指数；

桨叶角补偿命令计算单元，用于基于计算出来的特征切变指数计算若干对应叶片的桨叶角补偿命令；及

桨叶角控制单元，用于基于计算出来的桨叶角补偿命令调整每一个叶片的桨叶角。

2.如权利要求1所述的风力涡轮机，其中该风力涡轮机进一步包括安装在轮毂中心处的微型惯性测量单元，用于感应对应安装位置处的参数信号，该风速计算单元进一步基于该感应的参数信号计算轮毂对应位置处的风速，该风切变计算单元进一步基于该计算出来的轮毂对应位置处风速计算特征切变指数。

3.如权利要求1所述的风力涡轮机，其中该桨叶角补偿命令计算单元进一步基于该转子的平均风速计算该桨叶角补偿命令。

4.如权利要求3所述的风力涡轮机，其中该若干叶片的数量为三个，该特征切变指数与计算出的风速的关系式为：V₁＝V₀*(h₁/h₀)^α，V₂＝V₀*(h₂/h₀)^α，V₃＝V₀*(h₃/h₀)^α，其中α为该特征切变指数，V₀为该转子的平均风速，V₁、V₂、V₃分别为该三个叶片对应位置处的风速，h₀为该轮毂中心处的微型惯性测量单元与地面的垂直距离，h₁、h₂、h₃分别为该三个叶片上微型惯性测量单元与地面的垂直距离，该转子的平均风速为轮毂对应位置处的风速或者该三个风速V₁、V₂、V₃的平均值。

5.如权利要求4所述的风力涡轮机，其中该特征切变指数α是基于最小二乘法算法计算得出的。

6.如权利要求4所述的风力涡轮机，其中该距离h₁、h₂、h₃是基于已知的距离h₀及表征转子位置参数的转子旋转角计算得出，该转子旋转角通过位于轮毂处的微型惯性测量单元感应得到。

7.如权利要求1所述的风力涡轮机，其中该风力涡轮机模型包括：

风力载荷模型，用于仿真计算该转子所承受的风力载荷；及

叶片动态模型，用于基于该风力载荷来构建对应该若干叶片的仿真模型，并产生该仿真参数信号。

8.如权利要求1所述的风力涡轮机，其中该参数补偿器包括：

若干求和元件，分别用于获得该感应的参数信号与仿真参数信号之间的误差信号；及

调节器，用于基于该误差信号调整该风力涡轮机模型，以使其与该风力涡轮机匹配。