[发明专利]用于将具有多转子的风力涡轮机系统的结构振动减弱的控制系统

权利要求书

1.一种风力涡轮机系统，包括：

共同地安装到包括塔架的同一支撑结构上的多个风力涡轮机，其中，所述多个风力涡轮机中的每个包括：

转子；

由所述转子驱动的发电系统；以及

桨距控制系统和局部控制器，所述局部控制器配置成控制由所述发电系统产生的电力，

其中所述风力涡轮机系统还包括中央控制器，所述中央控制器配置成：

接收用于所述支撑结构的测量到的振动的振动数据；以及

确定用于所述多个风力涡轮机中的至少一个风力涡轮机的减振控制命令；

其中，所述多个风力涡轮机中的每个还包括与所述中央控制器通信耦连的减振控制器，所述减振控制器配置成：

接收所述减振控制命令；以及

向所述桨距控制系统和所述局部控制器中的一者或两者施加减振控制输入，以抵消所述支撑结构的测量到的振动。

2.根据权利要求1所述的风力涡轮机系统，其中，所述多个风力涡轮机中的一个或多个配置成控制相应的发电系统以减弱塔架的在横向于风向的方向上的侧向振动。

3.根据权利要求1所述的风力涡轮机系统，其中，所述多个风力涡轮机中的每个还包括连接到所述转子的相应的多个叶片，以及

其中，所述多个风力涡轮机中的一个或多个配置成共同地控制相应的多个叶片的桨距，以减弱所述塔架的在基本与风向一致的方向上的振动。

4.根据权利要求1所述的风力涡轮机系统，其中，所述多个风力涡轮机中的每个还包括连接到所述转子的相应的多个叶片，以及

其中，所述多个风力涡轮机中的一个或多个配置成周期性地控制相应的多个叶片的桨距，以减弱所述塔架的在横向于风向的方向上的振动。

5.根据权利要求1所述的风力涡轮机系统，其中，所述多个风力涡轮机中的每个由所述同一支撑结构的支撑臂耦连到塔架，

其中，所述多个风力涡轮机中的每个与所述塔架隔开，以及

其中，所述多个风力涡轮机中的一个或多个配置成控制施加到所述支撑臂的偏航力。

6.根据权利要求1所述的风力涡轮机系统，其中，所述多个风力涡轮机根据多个组受控，

其中，所述多个组中的第一组中的一个或多个第一风力涡轮机定位在所述塔架的第一侧上，并且受控以产生沿所述一个或多个第一风力涡轮机的相应转子轴线的力，以及

其中，所述多个组中的第二组中的一个或多个第二风力涡轮机定位在所述塔架的与第一侧相反 的第二侧上，并且受控以产生沿所述一个或多个第二风力涡轮机的相应转子轴线的力，所述力小于由所述一个或多个第一风力涡轮机产生的力或与之相反。

7.根据权利要求1所述的风力涡轮机系统，还包括：

振动检测传感器，其定位在所述支撑结构上，并且配置成向所述中央控制器提供所述振动数据。

8.根据权利要求7所述的风力涡轮机系统，其中，所述振动检测传感器包括以下中的一者或两者：(i)一组一个或多个加速计，以及(ii)一组一个或多个负载传感器。

9.根据权利要求1所述的风力涡轮机系统，其中，减振控制器还配置成：

基于(i)所述减振控制命令以及(ii)所述多个风力涡轮机中的不同风力涡轮机之间的一个或多个结构关联产生所述减振控制输入，

其中所述一个或多个结构关联描述控制所述多个风力涡轮机中的一个在所述多个风力涡轮机中的一个或多个其它风力涡轮机上的效果。

10.根据权利要求9所述的风力涡轮机系统，其中，所述一个或多个结构关联由风力涡轮机系统的动态模型定义。

11.一种操作风力涡轮机系统的方法，所述风力涡轮机系统包括共同地安装到同一支撑结构的多个风力涡轮机，所述支撑结构包括塔架，

其中，所述多个风力涡轮机中的每个包括转子、由转子驱动的发电系统、以及桨距控制系统和局部控制器中的一者或两者，所述局部控制器配置成控制由发电系统产生的电力，

其中，所述方法包括：

在与所述多个风力涡轮机通信耦连的中央控制器处接收用于所述支撑结构的测量到的振动的振动数据；

基于接收的振动数据，确定用于所述多个风力涡轮机中的至少一个第一风力涡轮机的减振控制命令；以及

使用所述第一风力涡轮机的减振控制器并且基于所述减振控制命令，对所述桨距控制系统和所述局部控制器中的一者或两者施加第一减振控制输入，以抵消所述支撑结构的测量到的振动。