[发明专利]基于组合功率参考的风力涡轮机控制

说明书

提供了一种控制风力涡轮机的方法。该方法包括提供初级功率参考信号和次级功率参考信号。初级功率参考信号根据初级信号限制来限制。次级功率参考信号根据次级信号限制来限制。将初级功率参考信号和次级功率参考信号组合以提供组合功率参考信号，该组合功率参考信号被提供至风力涡轮机的功率或转矩控制系统。

技术领域

本发明涉及使用组合功率参考的控制风力涡轮机的方法和用于风力涡轮机的控制系统。

背景技术

现代风力涡轮机通常是变速涡轮机。在这种涡轮机中，至少在某些操作模式下，通过控制叶片可以旋转的速度来控制功率输出。例如，可以在转子上施加转矩以限制大风期间的旋转速度。使用功率控制器或转矩控制系统(诸如变流器)控制转子速度。功率或转矩控制系统继而使用通常由涡轮机的主控制器产生的功率参考信号来控制。如本文所使用的，功率或转矩控制系统可以指风力涡轮机的变流器，或者指功率控制器或转矩控制器。

功率参考信号可以基于涡轮机的各种控制系统的要求而产生。例如，功率参考信号可以基于半静态风况来设置平均转子速度，以及为临时状况变化提供对该平均转子速度的小变化。例如，功率参考信号中的小变化可以用于提供阻尼以抵消涡轮机中的振动。

通常将限制应用于功率参考信号，以防止对功率或转矩控制系统造成损坏。该限制可能导致功率参考信号饱和，从而可能消除旨在实施临时条件控制(例如阻尼)的信号中的细微变化。

发明内容

本发明的第一方面提供了一种控制风力涡轮机的方法，该方法包括：

提供初级功率参考信号；

根据初级信号限制来限制初级功率参考信号；

提供次级功率参考信号；

根据次级信号限制来限制次级功率参考信号；

将初级功率参考信号和次级功率参考信号组合以提供组合功率参考信号；以及

将组合功率参考信号提供至风力涡轮机的功率或转矩控制系统。

次级功率参考信号可以是交变功率参考信号或临时功率参考信号。

次级功率参考信号可以包括加在一起的多个(次级)控制系统信号。

在一些实施方式中，限制次级功率参考信号可以包括根据相应的独立限制来独立地限制每个控制系统信号。

在一些实施方式中，该方法可以进一步包括：

确定次级功率参考信号超过次级信号限制；

将该多个控制系统信号中的一个或多个识别为优先信号；以及

修改该多个控制系统信号中的其他信号，以将次级功率参考信号限制到次级信号限制。

在一些实施方式中，修改该多个控制系统信号中的其他信号可以包括将相应的减小因子应用于该多个控制系统信号中的一个或多个其他信号。

在一些实施方式中，将该多个控制系统信号中的一个识别为优先信号可以包括：

确定风力涡轮机的操作参数接近或超过监测限制；以及

将与操作参数相关联的控制系统信号选择为优先信号。

在一些实施方式中，控制系统信号中的一个或多个可以与风力涡轮机的阻尼控制系统相关联。

在一些实施方式中，初级功率参考信号可以是静态或半静态信号。

一些实施方式可以进一步包括在将组合功率参考信号提供至功率或转矩控制系统之前，根据组合信号限制来限制组合功率参考信号。

组合信号限制可以是可变的。