[发明专利]风力涡轮发电机和控制风力涡轮发电机的方法

权利要求书

1.一种控制风力涡轮发电机的方法，包括：

在整个评估周期内累计单位周期中所述风力涡轮发电机的每个评估点的累积损伤度Du，以计算在每个评估点处的所述整个评估周期的总累积损伤度Dt；

将通过计算步骤计算出的在所述评估点中的每个评估点处的总累积损伤度Dt与预定的第一阈值(P*Q)进行比较并将在每个评估点处的所述总累积损伤度Dt的增加率dDt/dt与第二阈值进行比较，以评估在所述风力涡轮发电机中的每个评估点所属的部件的疲劳；和

当所述总累积损伤度Dt小于所述第一阈值(P*Q)并且所述增加率dDt/dt小于所述第二阈值时，基于评估步骤的评估结果将所述风力涡轮发电机的运行模式确定为正常运行模式，并且如果所述总累积损伤度Dt等于或大于所述第一阈值(P*Q)或者所述增加率dDt/dt等于或大于所述第二阈值，则将所述运行模式确定为低负荷运行模式，在所述低负荷运行模式下，与所述正常运行模式相比输出被抑制，

其中，如果所述总累积损伤度Dt增加到高于所述第一阈值(P*Q)，则所述运行模式被改变到所述低负荷运行模式，直到所述总累积损伤度Dt再次低于所述第一阈值(P*Q)为止。

2.根据权利要求1所述的控制风力涡轮发电机的方法，

其中，在运行模式确定步骤中，当所述评估点属于所述风力涡轮发电机的塔架的顶部、所述塔架的底部、转子毂或转子叶片中的任一个时，与所述正常运行模式相比，风力涡轮叶片的桨距角被设定为顺桨侧。

3.根据权利要求1或2所述的控制风力涡轮发电机的方法，

其中，当所述评估点属于所述风力涡轮发电机中的传动系时，与所述正常运行模式相比，转子的旋转速度被限制为较低。

4.根据权利要求1至3中的任一项所述的控制风力涡轮发电机的方法，还包括：

采集步骤，所述采集步骤采集应力变化信息，所述应力变化信息指示在所述单位周期内每个评估点处出现的应力的时间序列变化；

第一计算步骤，所述第一计算步骤基于在所述采集步骤中采集到的所述应力变化信息，计算在所述单位周期中在每个评估点中产生的应力的应力幅度Fi和所述应力幅度Fi的重复次数ni；和

第二计算步骤，所述第二计算步骤基于所述第一计算步骤的计算结果和与每个评估点的材料对应的SN图的信息，计算在所述单位周期中每个评估点的累积损伤度Du。

5.根据权利要求4所述的控制风力涡轮发电机的方法，

其中，在所述第二计算步骤中的所述累积损伤度Du基于以下公式(i)来计算：

其中，Ni是与所述应力幅度Fi对应的断裂重复次数。

6.根据权利要求1至5中的任一项所述的控制风力涡轮发电机的方法，

其中，在所述预定的第一阈值(P*Q)中，P是评估所述风力涡轮发电机时的使用寿命的比重，并且Q根据所述风力发电设备的累积运行在0.05至0.95的范围内增加。

7.根据权利要求1至6中的任一项所述的控制风力涡轮发电机的方法，还包括：

旋转速度确定步骤，所述旋转速度确定步骤在当转子旋转速度(rpm)在噪声要求水平范围内时将所述风力涡轮发电机的运行模式设定为所述正常运行模式，并且当所述转子旋转速度超过所述噪声要求水平范围时将所述转子旋转速度降低为落入所述噪声要求水平范围内的转子旋转速度。

8.根据权利要求1至6中的任一项所述的控制风力涡轮发电机的方法，

其中，所述累积损伤度Du针对与每个评估点的材料对应的所述SN图中的所述应力幅度的每个范围而被累计。