[发明专利]基于操作轨迹验证的风力涡轮机的控制手段

权利要求书

1.一种用于风力涡轮机的控制系统，其中所述控制系统被划分为两个子系统，包括：

第一子系统，其是主控制器，所述主控制器设置成用于计算一个或多个预测的操作轨迹，所述一个或多个预测的操作轨迹包括预测的控制轨迹，其中，轨迹包括至少一个变量的时间序列；

第二子系统，其是经安全认证的安全性控制器，所述安全性控制器设置成用于接收所述一个或多个预测的操作轨迹，并根据至少一个验证程序，对用作未来时间段的成立的操作轨迹的至少一个预测的操作轨迹进行验证，以确定所述操作轨迹成立或不成立；

其中，如果验证成立，则所述主控制器利用所述预测的控制轨迹来控制所述风力涡轮机；如果验证不成立，则所述安全性控制器利用安全模式控制轨迹来控制所述风力涡轮机；以及

其中，所述主控制器还设置成用于计算一个或多个预测的安全模式控制轨迹，并且所述一个或多个预测的操作轨迹还包括所述一个或多个预测的安全模式轨迹。

2.根据权利要求1所述的控制系统，其中，

所述主控制器还设置成用于计算预测的操作状态轨迹，并且所述一个或多个预测的操作轨迹还包括所述预测的操作状态轨迹。

3.根据权利要求1或2所述的控制系统，其中，

所述安全性控制器还设置成用于计算一个或多个安全模式控制轨迹。

4.根据权利要求1或2所述的控制系统，其中，

所述主控制器采用状态计算器，所述状态计算器设置成用于接收所述风力涡轮机的当前操作状态并基于所述当前操作状态来计算所述一个或多个预测的操作轨迹。

5.根据权利要求1或2所述的控制系统，其中，

所述安全模式控制轨迹信号包括至少一个停机控制轨迹。

6.根据权利要求1或2所述的控制系统，其中，

所述一个或多个预测的操作轨迹包括两个或更多的安全模式控制轨迹，并且

如果验证不成立，则所述安全性控制器利用从所述两个或更多的安全模式控制轨迹中选择的安全模式控制轨迹来控制所述风力涡轮机。

7.根据权利要求1或2所述的控制系统，其中，

所述验证程序将所述一个或多个操作轨迹的一个或多个参数值与这些参数的预定约束值进行比较，并且

如果所述一个或多个经过比较的参数值不超过所述约束值，则所述验证程序成立。

8.根据权利要求1或2所述的控制系统，其中，

所述验证程序计算并估计用于所述至少一个操作轨迹的最优条件，并且

如果满足所述最优条件，则所述预测的控制轨迹成立。

9.根据权利要求1或2所述的控制系统，其中，

所述安全性控制器采用简化的系统模型，所述简化的系统模型设置成用于接收所述风力涡轮机的当前操作状态，

并且，所述安全性控制器使用所述简化的系统模型基于所述当前操作状态来计算简化的预测的操作轨迹，

所述验证程序将所述简化的预测的操作轨迹的一个或多个值与此类参数的预定约束值进行比较，并且

如果所述一个或多个经过比较的参数值不超过所述约束值，则所述验证程序成立。

10.根据权利要求1或2所述的控制系统，其中，

在物理地隔离但通过数据网络相连的控制系统模块中实现所述主控制器和所述安全性控制器。

11.根据权利要求1或2所述的控制系统，其中，

在逻辑上相互独立的控制系统模块中实现所述主控制器和所述安全性控制器。

12.一种风力涡轮机，其包括根据权利要求1至11中任一项所述的控制系统。