用于控制风力涡轮的系统和方法技术方案

本发明专利技术涉及用于控制风力涡轮的系统和方法。因此，风力涡轮的控制器检测风力涡轮的传动系的转子与发电机之间的滑动联轴器的牵引力的损失。响应于检测到牵引力的损失，控制器对发电机转矩设定点超驰，以变更发电机的转速。响应于发电机的经变更的转速，滑动联轴器的牵引力增大。增大滑动联轴器的牵引力促进将发电机转矩施加到风力涡轮的传动系。发电机转矩施加到风力涡轮的传动系。发电机转矩施加到风力涡轮的传动系。

【技术实现步骤摘要】
用于控制风力涡轮的系统和方法


[0001]本公开大体上涉及风力涡轮，并且更特别地涉及用于控制风力涡轮以增大传动系中的滑动联轴器的牵引力的系统和方法。

技术介绍

[0002]风力被认为是目前可用的最清洁、对环境最友好的能源之一，并且，在这点上，风力涡轮已得到越来越多的关注。现代的风力涡轮典型地包括塔架、发电机、齿轮箱、机舱以及一个或多个转子叶片。机舱包括转子组件，转子组件联接到齿轮箱并且联接到发电机。转子组件和齿轮箱安装于位于机舱内的底板支承框架上。一个或多个转子叶片使用已知的翼型件原理来采集风的动能。转子叶片将动能以旋转能的形式传送，以便使将转子叶片联接到齿轮箱或在未使用齿轮箱的情况下将转子叶片直接地联接到发电机的轴转动。然后，发电机使机械能转换成电能，并且，电能可传送到容纳于塔架内的转换器和/或变压器并且随后部署到公用电网。现代的风力发电系统典型地采取风场的形式，该风场具有多个这样的风力涡轮发电机，所述风力涡轮发电机可操作成将功率供应到输送系统，从而将功率提供到电网。
[0003]在某些实例中，可为期望的是，利用发电机来施加制动转矩，以使转子减慢。例如，风力涡轮可能经历异常操作事件，诸如，超速状况、转子叶片的部分(或转子叶片以其整体)与风力涡轮分离和/或与风力涡轮的正常操作状态的其它明显偏差。这样的事件可能引起对风力涡轮的明显损坏，由此导致迅速地使转子的旋转减慢是期望的。然而，由于转子典型地经由滑动联轴器来可旋转地联接到发电机，因而当在其它情况下将发电机转矩施加到传动系可为期望的时候，通过发电机和/或转子的惯性而生成转矩可能导致滑动联轴器的牵引力的损失。因此，可为期望的是，控制发电机转矩，以便维持或恢复滑动联轴器的牵引力，以便促进将发电机转矩施加到传动系。
[0004]因而，本领域正不断地寻求解决前面提到的问题的新并且改进的系统和方法。照此，本公开涉及用于控制风力涡轮以维持或增大滑动联轴器的牵引力的系统和方法。

技术实现思路

[0005]本专利技术的方面和优点将在以下描述中部分阐述，或从描述中可为显而易见的，或可通过实践本专利技术而了解。
[0006]在一个方面，本公开涉及一种用于控制风力涡轮的方法。风力涡轮可具有传动系，传动系包括经由滑动联轴器来可旋转地联接到发电机的转子。该方法可包括利用控制器来检测滑动联轴器的牵引力的损失，该控制器可为风力涡轮的控制器。响应于检测到牵引力的损失，该方法可包括利用控制器来对发电机转矩设定点超驰(override,有时称为超驰控制)，以变更发电机的转速。另外，该方法可包括响应于发电机的经变更的转速而增大滑动联轴器的牵引力。因而，增大滑动联轴器的牵引力促进将发电机转矩施加到风力涡轮的传动系。
[0007]在实施例中，该方法还可包括利用控制器来从可操作地耦合到发电机转子和/或传动系的高速轴的编码器接收至少一个转速的指示。
[0008]在额外的实施例中，控制器可为转换器控制器。在这样的实施例中，转换器控制器可具有每200微秒至少一个样本的采样频率。
[0009]在另外的实施例中，(多个)转速可为发电机的转速。另外，该方法可包括利用控制器来以第一采样间隔检测转速。该方法还可包括利用控制器来以随后的采样间隔检测转速。而且，该方法可包括利用控制器来检测发电机在采样间隔之间的速度改变。速度改变可指示减速。
[0010]在实施例中，该方法可包括利用控制器来基于以采样间隔检测的转速而确定发电机的减速率。减速率可大于针对风力涡轮的改变率阈值。
[0011]在额外的实施例中，传动系可包括使转子联接到齿轮箱的低速轴。齿轮箱可经由滑动联轴器来联接到发电机。该方法还可包括利用控制器来检测低速转子轴的转速。而且，该方法可包括利用控制器来检测发电机的转速。另外，该方法可包括利用控制器来检测发电机的转速与低速转子轴的转速的比，其小于速度相关性阈值。
[0012]在另外的实施例中，(多个)转速可为发电机的转速。该方法可包括利用控制器来接收风力涡轮的至少一个操作参数的指示。所述至少一个(多个)操作参数可包括风速、风向和/或转子的总桨距角(collective pitch angle )。该方法还可包括利用控制器来确定低于对应的相关性阈值的在(多个)操作参数与发电机的转速之间的相关性。
[0013]在实施例中，该方法可包括利用控制器来检测在由发电机所经受(encountered)的惯性方面的减小。由发电机所经受的惯性可至少包括转子惯性。
[0014]在额外的实施例中，该方法可包括利用控制器来接收发电机以第一采样间隔和随后的采样间隔的转速的指示。所述指示可指示在转速方面的改变。该方法还可包括利用控制器来确定发电机以采样间隔的空气间隙转矩(air
‑
gap torque)。另外，该方法可包括利用控制器来至少部分地基于以采样间隔的在转速和空气间隙转矩方面的改变而确定在由发电机所经受的惯性方面的改变。
[0015]在另外的实施例中，该方法可包括利用控制器来检测风力涡轮的(多个)操作参数。(多个)操作参数可包括风速、风向或转子的总桨距角中的至少一个。另外，该方法可包括利用控制器来检测风力涡轮的输出参数。输出参数可包括电压、电流或功率中的至少一个。而且，该方法可包括利用控制器来检测低于相关性阈值的在输出参数与(多个)操作参数之间的相关性。
[0016]在实施例中，该方法可包括减小发电机的转矩设定点，以便促进在发电机的转速的方面的增大。增大发电机的转速可促进增大滑动联轴器的牵引力。
[0017]在额外的实施例中，该方法可包括通过用马达驱动发电机而增大发电机的转速。
[0018]在另一方面，本公开涉及一种用于控制风力涡轮的系统。该系统可包括经由滑动联轴器来可旋转地联接到转子的发电机和通信地耦合到发电机的控制器。控制器可包括配置成实行多个操作的至少一个处理器。多个操作可包括本文中所描述的操作和/或特征中的任何。
[0019]参考以下描述和所附权利要求书，本专利技术的这些和其它特征、方面和优点将变得更好理解。并入本说明书中并构成其部分的附图图示了本专利技术的实施例，并与描述一起用
来解释本专利技术的原理。
[0020]技术方案1. 一种用于控制风力涡轮的方法，所述风力涡轮具有传动系，所述传动系包括经由滑动联轴器来可旋转地联接到发电机的转子，所述方法包括：利用控制器来检测所述滑动联轴器的牵引力的损失；响应于检测到所述牵引力的损失，利用所述控制器来对发电机转矩设定点超驰，以变更所述发电机的转速；以及响应于所述发电机的经变更的转速而增大所述滑动联轴器的所述牵引力，其中，增大所述滑动联轴器的所述牵引力促进将发电机转矩施加到所述风力涡轮的所述传动系。
[0021]技术方案2. 根据技术方案1所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：利用所述控制器来从可操作地耦合到发电机转子或所述传动系的高速轴中的至少一个的编码器接收至少一个转速的指示。
[0022]技术方案3. 根据技术方案2所述的方法，其特征在于，所述控制本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于控制风力涡轮的方法，所述风力涡轮具有传动系，所述传动系包括经由滑动联轴器来可旋转地联接到发电机的转子，所述方法包括：利用控制器来检测所述滑动联轴器的牵引力的损失；响应于检测到所述牵引力的损失，利用所述控制器来对发电机转矩设定点超驰，以变更所述发电机的转速；以及响应于所述发电机的经变更的转速而增大所述滑动联轴器的所述牵引力，其中，增大所述滑动联轴器的所述牵引力促进将发电机转矩施加到所述风力涡轮的所述传动系。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：利用所述控制器来从可操作地耦合到发电机转子或所述传动系的高速轴中的至少一个的编码器接收至少一个转速的指示。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述控制器是转换器控制器，并且其中，所述转换器控制器具有每200微秒至少一个样本的采样频率。4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述至少一个转速是所述发电机的转速，并且其中，检测所述滑动联轴器的所述牵引力的损失进一步包括：利用所述控制器来以第一采样间隔检测所述转速；利用所述控制器来以随后的第二采样间隔检测所述转速；以及利用所述控制器来检测所述发电机在所述第一采样间隔与第二采样间隔之间的速度改变，其中，所述速度改变包括减速。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，检测所述发电机的所述速度改变进一步包括：利用所述控制器来基于以所述采样间隔检测的所述转速而确定所述发电机的减速率，其中，所述减速率大于针对所述风力涡轮的改变率阈值。6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述传动系进一步包括使所述转子联接到齿轮箱的低速轴，所述齿轮箱经由所述滑动联轴器来联接到所述发电机，所述方法进一步包括：利用所述控制器来检测所述低速转子轴的转速；利用所述控制器来检测所述发电...

【专利技术属性】
技术研发人员：C，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：