[发明专利]控制风力涡轮机运行的方法、控制系统和风力涡轮机

权利要求书

1.一种控制风力涡轮机运行的方法，其特征在于，该方法包括：

确定所述风力涡轮机所在位置的空气密度；

获得风力涡轮机所在位置的风速；

至少部分根据所述风速估算湍流强度；

根据所述空气密度和所述估算的湍流强度确定增强因子；

根据所述风力涡轮机的额定运行参数和所述增强因子确定至少一个控制参数；及

至少部分根据所述控制参数来控制风力涡轮机。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：确定增强因子的步骤包括：确定参照湍流强度，基于所述参照湍流强度和所述估算的湍流强度确定湍流强度尺度因子，以及基于所述湍流强度尺度因子和所述空气密度确定所述增强因子。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于：确定增强因子的步骤包括：查询增强因子对应于空气密度和湍流强度尺度因子的表。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于：获得风速的步骤包括至少部分基于所述空气密度估算所述风速。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于：至少基于所述风力涡轮机的一个或多个运行参数估算所述风速。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于：所述运行参数包括风力涡轮机的发电机的转速、发电机产生的功率以及风力涡轮机的叶片的一个或多个变桨角。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述控制参数包括风力涡轮机的发电机的转速指令和发电机的功率指令，额定运行参数包括发电机的额定转速和额定功率。

8.一种控制风力涡轮机运行的控制系统，其特征在于，其包括：

空气密度确定单元，用来确定所述风力涡轮机所在位置的空气密度；

风速获得单元，用来获得风力涡轮机所在位置的风速；

湍流强度估算单元，用来至少部分根据所述风速估算湍流强度；

增强因子确定单元，用来根据所述空气密度和所述估算的湍流强度确定增强因子；

运行控制单元，用来根据所述风力涡轮机的额定运行参数和所述增强因子确定至少一个控制参数，来至少部分根据所述控制参数来控制风力涡轮机。

9.如权利要求8所述的控制系统，其特征在于：所述增强因子确定单元用来确定参照湍流强度，基于所述参照湍流强度和所述估算的湍流强度确定湍流强度尺度因子，以及基于所述湍流强度尺度因子和所述空气密度确定所述增强因子。

10.如权利要求9所述的控制系统，其特征在于：所述增强因子确定单元用来查询增强因子对应于空气密度和湍流强度尺度因子的表。

11.如权利要求8所述的控制系统，其特征在于：所述风速获得单元包括风速估算器，用来至少部分基于所述空气密度估算所述风速。

12.如权利要求11所述的控制系统，其特征在于：所述风速估算器用来至少基于所述风力涡轮机的一个或多个运行参数估算所述风速。

13.如权利要求12所述的控制系统，其特征在于：所述运行参数包括风力涡轮机的发电机的转速、发电机产生的功率以及风力涡轮机的叶片的一个或多个变桨角。

14.如权利要求8所述的控制系统，其特征在于：所述控制参数包括风力涡轮机的发电机的转速指令和发电机的功率指令，额定运行参数包括发电机的额定转速和额定功率。

15.一种风力涡轮机，其特征在于，其包括：

机舱；

机头，连接于机舱且可相对于机舱旋转；

控制系统，用来

确定所述风力涡轮机所在位置的空气密度；

获得风力涡轮机所在位置的风速；

至少部分根据所述风速估算湍流强度；

根据所述空气密度和所述估算的湍流强度确定增强因子；及

根据所述风力涡轮机的额定运行参数和所述增强因子确定至少一个控制参数；及

发电机，安装在机舱内并且与控制系统相连，所述发电机至少部分根据 所述控制参数运行。

16.如权利要求15所述的风力涡轮机，其特征在于：所述控制系统进一步用来确定参照湍流强度，基于所述参照湍流强度和所述估算的湍流强度确定湍流强度尺度因子，以及基于所述湍流强度尺度因子和所述空气密度确定所述增强因子。