[发明专利]对于风力涡轮的推力极限

权利要求书

1.一种用于限定对于风力涡轮的多个推力极限的方法，所述风力涡轮具有带有多个叶片的转子且位于某地点处，其中所述推力极限限定在操作中不应超过的所述转子上的气动推力值，所述方法包括：

提供对于所述地点有代表性的风速分布，

限定代表随风速而变的湍流参数的恒定湍流概率的一条或多条等值线，其中所述等值线对应于所述风速分布的湍流分位数水平，且所述湍流参数指示风速变化；以及

相对于所述等值线来限定湍流范围；以及

限定对于所述湍流范围的推力极限。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，指示风速变化的所述湍流参数是风速相对于所述风速在时间区间内的平均值的标准偏差。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述等值线将所述标准偏差限定为在风速范围内所述风速的线性函数。

4.根据权利要求1至权利要求3中的任一项所述的方法，其特征在于，对于所述地点的所述风速分布基于所述风力涡轮的地点处的风测量。

5.一种用于操作风力涡轮的方法，所述风力涡轮包括带有多个叶片的转子，所述方法包括：

提供根据权利要求1至权利要求4中任一项限定的多个推力极限；

确定风速和所述湍流参数；

基于所确定的湍流参数和所确定的风速来选择推力极限；以及

操作所述风力涡轮使得所述转子上的推力低于所选择的推力极限。

6. 根据权利要求5所述的方法，其特征在于，操作所述风力涡轮使得所述转子上的推力低于预定的推力极限包括：

将所述转子上的推力与所述选择的推力极限比较，以及

如果所述推力高于所述选择的推力极限，向所述转子的叶片发送共同俯仰信号来使所述叶片俯仰且减小所述转子上的推力。

7.根据权利要求5或权利要求6所述的方法，其特征在于，估计风速包括：

确定功率输出；

确定所述叶片的俯仰角；

确定所述转子的旋转速度；以及

使用Kalman滤波器基于所述功率输出、所述叶片的俯仰角和所述转子的旋转速度来估计风速。

8.根据权利要求6或权利要求7所述的方法，其特征在于，所述方法包括估计所述转子上的推力，且其中估计所述转子上的推力包括基于所估计的风速、所述转子的旋转速度和所述叶片的俯仰角来计算所述转子上的推力。

9.根据权利要求5至权利要求8中任一项所述的方法，其特征在于，对于预先限定的等值线中的每条，限定一个或多个检查水平，且其中推力极限不改变，直至风湍流参数到达所述检查水平中的一个。

10.一种风力涡轮，所述风力涡轮包括：

转子，所述转子带有多个叶片；

一个或多个俯仰系统，所述一个或多个俯仰系统用于使所述叶片围绕所述叶片的纵向轴线旋转；

发电机；以及

控制系统，其中所述控制系统配置成确定风速和湍流，以及

基于所述湍流和所估计的风速来选择推力水平，其中所述推力水平从对于不同湍流范围的多个推力极限中选择，以及

向所述俯仰系统发送信号以使所述叶片共同俯仰，使得所述转子上的气动推力低于所选择的推力水平，其中

所述多个推力水平通过指示湍流的参数和风速的风速分布的基于分位数的回归来确定。