[发明专利]风力涡轮机的基于激光雷达的多变量前馈控制

权利要求书

1.一种用于风力涡轮机的控制系统，其包括：

-向前馈送控制器，其具有所述风力涡轮机的转子有效风速作为输入参数，并且具有多个输出参数；

-反馈控制器，其中输入参数基于所述风力涡轮机的转子速度或发电机速度，并且具有至少一个输出参数；以及

其中，

ο将所述向前馈送控制器的一个输出参数提供给所述反馈控制器作为输入参数，以及

ο将所述向前馈送控制器的另一输出参数用作用于控制所述风力涡轮机的向前馈送控制参数，以及

ο将所述反馈控制器的一个输出参数用作用于控制所述风力涡轮机的反馈控制参数。

2.根据权利要求1所述的控制系统，其中所述风力涡轮机的所述向前馈送控制参数控制所述风力涡轮机的转子叶片的桨距角。

3.根据权利要求1所述的控制系统，其中所述风力涡轮机的所述反馈控制参数控制所述风力涡轮机的电力发电机的扭矩。

4.根据权利要求1所述的控制系统，其中提供给所述反馈控制器作为输入参数的、所述向前馈送控制器的所述输出参数是更新后的发电机扭矩速率。

5.根据权利要求1所述的控制系统，其中用作所述风力涡轮机的向前馈送控制参数的、所述向前馈送控制器的所述输出参数是所述转子叶片的更新后的桨距角。

6.根据权利要求1所述的控制系统，其中使用激光雷达装置来获得所述转子有效风速。

7.根据权利要求1所述的控制系统，其中基于所述输入参数并且假设不需要所述风力涡轮机的转子和塔筒运动的动力学来计算所述向前馈送控制器的所述输出参数。

8.根据权利要求1所述的控制系统，其中计算所述向前馈送控制器的所述输出参数，使得补偿所述转子有效风速对所述转子和塔筒运动的影响。

9.根据权利要求1所述的控制系统，其中期望的转子速度随时间推移发生的变化减小，和/或所述风力涡轮机的所述塔筒的前后位移随时间推移的变化减小，和/或其中所述风力涡轮机的所述塔筒的所述前后位移的加速度减小。

10.根据权利要求1所述的控制系统，其中所述控制系统用于在从空气动力学最佳的操作到满载荷操作的过渡中控制所述风力涡轮机。

11.根据权利要求1所述的控制系统，其中所述控制系统被限于在从空气动力学最佳的操作到满载荷操作的过渡中控制所述风力涡轮机。

12.根据前述权利要求中一项或多项所述的控制系统，其中

ο所述反馈控制器恰好具有一个输出参数，以及其中

ο向前馈送控制器恰好具有两个输出参数。

13.一种风力涡轮机，其包括：根据前述权利要求中任一项所述的控制系统、电力发电机、以及多个转子叶片。

14.一种用于控制风力涡轮机的控制方法，其包括以下步骤：

-获得所述风力涡轮机的转子有效风速，并且将所述转子有效风速作为输入参数提供给向前馈送控制器；

-由所述向前馈送控制器提供被称为向前馈送控制参数的一个输出参数，以用于控制所述风力涡轮机；

-由所述向前馈送控制器提供被称为向前馈送输入参数的另一输出参数，作为反馈控制器的输入参数；

-由所述反馈控制器提供被称为反馈控制参数的一个输出参数，以用于控制所述风力涡轮机，其中所述反馈控制参数基于所述向前馈送输入参数和所述风力涡轮机的转子速度或电力发电机的发电机速度。

15.根据权利要求14所述的控制方法，其中重复地实施所述步骤中的一个或多个。