專利名稱：：控制連接到市電網(wǎng)的風(fēng)力渦輪機(jī)的方法、風(fēng)力渦輪機(jī)與風(fēng)電廠的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及用于控制連接到市電網(wǎng)的風(fēng)力渦輪機(jī)的方法、風(fēng)力渦輪機(jī)以;Ol電廠。
背景技術(shù)：
：國家電網(wǎng)公司發(fā)布了用于發(fā)電設(shè)備到市電網(wǎng)的連接的策略和要求。這些連接要求在電網(wǎng)規(guī)程(GridCodes)中詳細(xì)介紹，并隨國家而異。電網(wǎng)規(guī)程中討論的主題之一是當(dāng)市電網(wǎng)故障時(shí)風(fēng)力渦輪機(jī)的能力。對于風(fēng)力渦輪機(jī)的運(yùn)行以及對于電力的可靠供給來說，風(fēng)力渦輪機(jī)能夠在所述電網(wǎng)故障期間保持連接到市電網(wǎng)并與市電網(wǎng)同步是必要的。系統(tǒng)故障典型地為短路，并可以為三相與地短路的任意組合。當(dāng)短路發(fā)生時(shí)，電流的流動導(dǎo)致遍及市電網(wǎng)的電壓下降(低電壓情況)，且大小依賴于故障電流的大小、短路路徑的阻抗以及短路的類型。另外，低電壓情況可包含一個(gè)以上的電壓下降，例如兩個(gè)連續(xù)的電壓下降。當(dāng)風(fēng)力渦輪機(jī)經(jīng)受市電網(wǎng)故障時(shí)，作為不能被轉(zhuǎn)換為電力的多余空氣動力的結(jié)果，發(fā)電機(jī)速度幾乎立即增大。因此，空氣動力必須在市電網(wǎng)故障期間急劇減小。現(xiàn)有技術(shù)的一種方法是當(dāng)市電網(wǎng)故障發(fā)生時(shí)將風(fēng)力渦輪機(jī)的葉片從運(yùn)行位置旋轉(zhuǎn)到停泊位置，并允許風(fēng)力渦輪發(fā)電^Li^閘離線。但是，由于電網(wǎng)規(guī)程典型地設(shè)置了對于要求風(fēng)力渦輪發(fā)電機(jī)保持連接的低電壓穿越(LVRT)的要求，現(xiàn)有技術(shù)的所述方法不能與電網(wǎng)規(guī)程兼容。美國專利No.6,921,985公開了一種用于連接到市電網(wǎng)的風(fēng)力渦輪機(jī)的LVRT系統(tǒng)。當(dāng)?shù)碗妷罕粰z測到時(shí)，改變?nèi)~片仰俯角，以便將轉(zhuǎn)子速度保持為低于過速跳閘限制值。4本發(fā)明的目的在于提供一種在返回正常電網(wǎng)模式的運(yùn)行風(fēng)力渦輪機(jī)設(shè)置時(shí)運(yùn)行風(fēng)力渦輪機(jī)的有利方法。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明提供了一種用于對連接到市電網(wǎng)的風(fēng)力渦輪機(jī)進(jìn)行控制的方法，該方法包含以下步驟檢測市電網(wǎng)的狀態(tài)，檢測風(fēng)力渦輪機(jī)的^l振動和/或負(fù)載，以及在返回正常電網(wǎng)模式的運(yùn)行風(fēng)力渦輪機(jī)設(shè)置時(shí)，依賴于所述機(jī)械振動和/或負(fù)載，控制一個(gè)或一個(gè)以上的轉(zhuǎn)子葉片和/或發(fā)射到電網(wǎng)的電力。由此，確保了當(dāng)轉(zhuǎn)子葉片被仰俯回到正常電網(wǎng)模式的運(yùn)行仰俯角設(shè)置時(shí)，它們可以以這樣的方式受到控制由此導(dǎo)致的振動和/或負(fù)載將不會顯著添加到風(fēng)力渦輪機(jī)的已經(jīng)存在的振動和/或負(fù)載上。在本發(fā)明另一實(shí)施形態(tài)中，所述檢測市電網(wǎng)的狀態(tài)包含檢測至少一個(gè)表示市電網(wǎng)狀態(tài)_—例如正常電網(wǎng)模式或故障電網(wǎng)模式_一的值。由此，確保了風(fēng)力渦輪機(jī)能在例如低電壓電網(wǎng)故障等電網(wǎng)故障恢復(fù)后盡可能快地返回到運(yùn)行風(fēng)力渦輪機(jī)i殳置。在本發(fā)明另一實(shí)施形態(tài)中，所述返回到運(yùn)行風(fēng)力渦輪機(jī)設(shè)置包含由市電網(wǎng)的故障返回到正常電網(wǎng)模式。在本發(fā)明另一實(shí)施形態(tài)中，返回到正常電網(wǎng)模式的運(yùn)行設(shè)置包含以風(fēng)力渦輪機(jī)的所述機(jī)械振動和/或負(fù)載一一例如，塔架振動、轉(zhuǎn)子葉片振動、基座振動或其組合一一的相反相位重新施加推力。由此，確保了風(fēng)力渦輪機(jī)中通過返回到正常電網(wǎng)模式的運(yùn)行設(shè)置而產(chǎn)生的振動和/或負(fù)載不會帶來所述振動和/或負(fù)載的相長干擾。相長干擾能導(dǎo)致所述風(fēng)力渦輪機(jī)上的過大的負(fù)載，其將超過負(fù)載限制值并導(dǎo)致對風(fēng)力渦輪機(jī)的損壞。另外，確保了風(fēng)力渦輪機(jī)中通過返回到正常電網(wǎng)模式的運(yùn)行設(shè)置而產(chǎn)生的振動和/或負(fù)載能產(chǎn)生所述振動和/或負(fù)栽的相消干擾，由此對所述振蕩進(jìn)行阻尼。在本發(fā)明另一實(shí)施形態(tài)中，所述機(jī)械振動和/或負(fù)載通過位于風(fēng)力渦輪機(jī)中一一例如在塔架、機(jī)舦、轉(zhuǎn)子葉片和/或基座中一一的裝置進(jìn)行檢測。由此，確保了檢測振動和/或負(fù)載的裝置凈皮定位在處于所述振動和/或負(fù)載影響下的風(fēng)力渦輪機(jī)部件中，由此能夠獲得更為準(zhǔn)確的檢測。在本發(fā)明另一實(shí)施形態(tài)中，所述檢測市電網(wǎng)狀態(tài)包含檢測電網(wǎng)電壓和/或交變市電網(wǎng)電壓的電壓/秒斜率。由此，確保了重要參數(shù)被檢測到，以便給出所述狀態(tài)的重要檢測。本發(fā)明還提供了一種用于對連接到市電網(wǎng)的風(fēng)力渦輪機(jī)進(jìn)行控制的方法，其包含以下步驟檢測市電網(wǎng)的狀態(tài)，以及在返回到正常電網(wǎng)模式的運(yùn)行設(shè)置時(shí)，依賴于固定的控制值，例如恒定的仰俯速率和/或預(yù)定的時(shí)間周期，控制一個(gè)或一個(gè)以上的轉(zhuǎn)子葉片和/或發(fā)射到電網(wǎng)的電力。由此，確保了當(dāng)轉(zhuǎn)子葉片被仰俯回到正常電網(wǎng)模式的運(yùn)行仰俯角設(shè)置時(shí)，由此導(dǎo)致的振動和/或負(fù)載不會顯著添加到風(fēng)力渦輪機(jī)的已經(jīng)存在的振動和/或負(fù)載上。在本發(fā)明另一實(shí)施形態(tài)中，所述固定控制值實(shí)質(zhì)上與其極值不同。術(shù)語"極值"意味著所述控制值的最高和/或最低可能值。由此，保證了返回到正常電網(wǎng)模式的運(yùn)行設(shè)置通過使用不會在風(fēng)力渦輪機(jī)上導(dǎo)致顯著附加負(fù)載的控制值來進(jìn)行。在本發(fā)明另一實(shí)施形態(tài)中，返回到正常電網(wǎng)模式的運(yùn)行設(shè)置包含以例如小于10JL/秒的恒定仰俯速率——優(yōu)選為8JL/秒——和/或以大于0.5秒的預(yù)定時(shí)間周期一一優(yōu)選為4秒一一重新施加推力。在本發(fā)明另一實(shí)施形態(tài)中，返回到正常電網(wǎng)模式的運(yùn)行設(shè)置包含依賴于風(fēng)力渦輪機(jī)塔架本征頻率地重新施加推力。由此，確保了推力的重新施加能對于不同類型的塔架得到最優(yōu)化，由此能使所述塔架上的負(fù)載最小化。在本發(fā)明另一實(shí)施形態(tài)中，所述檢測市電網(wǎng)的狀態(tài)包^"險(xiǎn)測電網(wǎng)電壓6和/或交變市電網(wǎng)電壓的電壓/秒斜率。由此，確保了重要參數(shù)被檢測到，以便給出所述狀態(tài)的重要檢測。本發(fā)明還涉及連接到市電網(wǎng)的風(fēng)力渦輪機(jī)，其包含至少一個(gè)葉片仰俯系統(tǒng)，其控制一個(gè)或一個(gè)以上的轉(zhuǎn)子葉片的仰俯；至少一個(gè)風(fēng)力渦輪機(jī)控制系統(tǒng)，其包含在返回到正常電網(wǎng)模式的運(yùn)行設(shè)置時(shí)執(zhí)行根據(jù)上述權(quán)利要求中一項(xiàng)或一項(xiàng)以上的方法的系統(tǒng)。由此，確保了在從電網(wǎng)故障模式返回到正常電網(wǎng)模式時(shí)風(fēng)力渦輪機(jī)以適用于特定運(yùn)行情況的控制值受到控制。本發(fā)明還涉及這樣的風(fēng)力渦輪機(jī)，其還包含至少一個(gè)用于檢測市電網(wǎng)的故障的檢測器，例如，至少一個(gè)電壓檢測器。由此，確保了風(fēng)力渦輪機(jī)的有利控制。本發(fā)明還涉及風(fēng)電廠，其包含至少兩個(gè)根據(jù)風(fēng)力渦輪機(jī)權(quán)利要求的風(fēng)力渦輪機(jī)以及用于檢測市電網(wǎng)中的故障的至少一個(gè)檢測器。下面將參照附圖介紹本發(fā)明，在附圖中圖1示出了大型現(xiàn)代風(fēng)力渦輪機(jī)，其包含風(fēng)力渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子中的三個(gè)風(fēng)力渦輪機(jī)葉片；圖2原理性地示出了風(fēng)力渦輪才幾的一優(yōu)選實(shí)施例，其具有用于控制風(fēng)力渦輪機(jī)葉片的仰俯角的控制系統(tǒng)；圖3示出了本發(fā)明的概念性的狀態(tài)序列；圖4示出了為檢測市電網(wǎng)故障事件必須滿足的至少三個(gè)條件中的兩個(gè)；圖5示出了為檢測市電網(wǎng)已經(jīng)恢復(fù)必須滿足的條件；圖6示出了本發(fā)明一優(yōu)選實(shí)施例的定時(shí)圖；圖7示出了本發(fā)明另一優(yōu)選實(shí)施例的定時(shí)圖。具體實(shí)施方式圖1示出了現(xiàn)代風(fēng)力渦輪機(jī)1，其具有塔架2和位于塔架頂部的風(fēng)力渦輪機(jī)機(jī)搶3。風(fēng)力渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子一一其包含至少一個(gè)葉片，例如所示出的三個(gè)風(fēng)力渦輪機(jī)葉片5——通過仰俯機(jī)構(gòu)4a被連接到輪轂4。每個(gè)仰俯機(jī)構(gòu)包含葉片軸承和仰俯致動裝置，該裝置允許葉片仰俯。仰俯過程由仰俯控制器進(jìn)行控制。如圖中所示，超過一定水平的風(fēng)力將致動轉(zhuǎn)子并允許它以垂直于風(fēng)的方向旋轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)運(yùn)動被轉(zhuǎn)換為電力，如本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的那樣，電力通常被提供給市電網(wǎng)。圖2原理性地示出了控制系統(tǒng)的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，該系統(tǒng)用于對風(fēng)力渦輪機(jī)葉片的仰俯角進(jìn)行控制。風(fēng)力渦輪機(jī)1的數(shù)據(jù)用傳感器裝置7—一例如仰俯位置傳感器、葉片負(fù)載傳感器、轉(zhuǎn)子方位角傳感器、塔架加速傳感器等一一進(jìn)行測量。測量得到的傳感器數(shù)據(jù)被提供給計(jì)算裝置8,以便將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變?yōu)榉答佇盘?。通過建立用于對所述至少一個(gè)風(fēng)力渦輪機(jī)葉片5進(jìn)行控制的控制值，反饋信號用于多種控制系統(tǒng)，例如用于控制仰俯角的仰俯控制系統(tǒng)9。計(jì)算裝置8優(yōu)選為包含用于所述反饋信號的連續(xù)控制的計(jì)算機(jī)存儲裝置和^L處理器。如機(jī)艙3處的虛線箭頭所述，風(fēng)力渦輪機(jī)塔架2可振動，導(dǎo)致所述機(jī)艙3的位移。如本領(lǐng)域技術(shù)人員所知，例如，作為施加到轉(zhuǎn)子的推力的突然變化的結(jié)果，所述塔架能以其本征頻率振動。這樣的振動可導(dǎo)致所述塔架上的過大的負(fù)載，并在最壞的情況下導(dǎo)致?lián)p壞。圖3對于本發(fā)明一優(yōu)選實(shí)施例原理性地示出了用于本發(fā)明的控制算法的概念性狀態(tài)順序圖，其包含以下步驟■正常運(yùn)行(狀態(tài)0)■檢測市電網(wǎng)故障事件，■作為對所述市電網(wǎng)故障事件的響應(yīng)的、風(fēng)力渦輪4幾1的初始控制，以便用新的控制參數(shù)穩(wěn)定風(fēng)力渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子速度(狀態(tài)l),8■在故障事件期間以穩(wěn)定水平對風(fēng)力渦輪機(jī)的中間控制(狀態(tài)2)，■檢測電網(wǎng)的恢復(fù)，以及■風(fēng)力渦輪機(jī)的最終控制，同時(shí)，返回到正常運(yùn)行條件(狀態(tài)3或狀態(tài)13)。如圖所示，如果用于測量機(jī)械振動和/或負(fù)載的值的裝置存在(優(yōu)選實(shí)施例)，進(jìn)入狀態(tài)3。如果所述裝置不存在，^狀態(tài)13。對于本發(fā)明一實(shí)施例，包含風(fēng)力渦輪機(jī)1，其包含用于測量表征風(fēng)力渦輪機(jī)的機(jī)械振動和/或負(fù)載的值的傳感器裝置，各種狀態(tài)的說明和所述狀態(tài)之間的狀態(tài)切換條件為<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>對于本發(fā)明另一實(shí)施例，包含風(fēng)力渦輪才幾1,其不具有用于對表示風(fēng)力渦輪^械振動和/或負(fù)載的值進(jìn)行測量的傳感器裝置，各種狀態(tài)的說明以及所述狀態(tài)之間的狀態(tài)切換條件為狀態(tài)說明切換條件(i4A下一狀態(tài))0正常運(yùn)行如果檢測到市電網(wǎng)故障則切換到狀態(tài)1。初始控制1無加速仰俯角(NOPA)的推定。用預(yù)定控制參數(shù)，例如仰俯速度，向著NOPA仰俯。如果"短期驟降"則切換到狀態(tài)0。如果在達(dá)到NOPA之前已經(jīng)檢測到電網(wǎng)恢復(fù)則切換到狀態(tài)2。如果已經(jīng)達(dá)到推定NOPA則切換到狀態(tài)2。中間控制2如果達(dá)到NOPA:以轉(zhuǎn)子過速用新的暫態(tài)參數(shù)設(shè)置對風(fēng)力渦輪機(jī)控制器進(jìn)行加栽。如果沒有達(dá)到NOPA:用預(yù)定的控制參數(shù)對風(fēng)力渦輪機(jī)控制器進(jìn)行加載.如果檢測到電網(wǎng)恢復(fù)則切換到狀態(tài)13。最終控制13用預(yù)定的控制參數(shù)，例如用固定的仰俯速率，仰俯回到在檢測到電網(wǎng)故障之前獲得的仰俯值。如果實(shí)際仰俯角值=檢測到電網(wǎng)故障之前獲得的仰俯角值，則切換到狀態(tài)0。對于兩個(gè)實(shí)施例共有的是狀態(tài)O、1、2:狀態(tài)0:正常運(yùn)行模式。如果風(fēng)力渦輪機(jī)產(chǎn)生的電力低于預(yù)定限制值，例如標(biāo)稱電力的25%,不會在檢測到電網(wǎng)故障時(shí)開始所述故障模式，因?yàn)檎？刂扑惴ㄔ谒鲭娋W(wǎng)故障事件過程中能夠避免轉(zhuǎn)子的過速，并將繼續(xù)運(yùn)行在正常模式，這是因?yàn)椴淮嬖谠陲L(fēng)中由于低功率引起的急迫的危險(xiǎn)。狀態(tài)1(初始控制)當(dāng)已經(jīng)檢測到電網(wǎng)故障時(shí)，ii^所述狀態(tài)1。本發(fā)明的控制算法的這種狀態(tài)的1^出是在檢測到市電網(wǎng)故障之后馬上將一個(gè)或一個(gè)以上的風(fēng)力渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子葉片5仰俯為脫離風(fēng)(outofthewind)，以l更避免由于作用在所述轉(zhuǎn)子上的過大的空氣動力引起的轉(zhuǎn)子過速。對于本發(fā)明一實(shí)施例，風(fēng)力渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子葉片5被仰俯到無加速仰俯角(NOPA),因此，不對發(fā)電才幾給出加速或者實(shí)質(zhì)上不對發(fā)電機(jī)給出加速，其中，無加速仰俯角被定義為在空氣動力與任何風(fēng)力渦輪機(jī)損耗以及發(fā)電功率之間給出平衡的仰俯角。對于一個(gè)實(shí)施例，NOPA在電網(wǎng)故障被檢測10到之后馬上通過Cp表的查閱來計(jì)算。對于另一實(shí)施例，NOPA通過用例如數(shù)學(xué)算法進(jìn)行計(jì)算來建立。對于本發(fā)明一實(shí)施例，如果電網(wǎng)故障足夠短(短期驟降)到僅僅對渦輪機(jī)負(fù)載有低的影響，短期驟降情況被檢測到，且優(yōu)選為盡可能快地獲得與所述短期驟降前一樣的正常運(yùn)行和有功功率發(fā)電。因此，對于此實(shí)施例，本發(fā)明的算法能夠判斷渦輪機(jī)上的顯著負(fù)載的水平，并基于此判斷退出還是需要完成電網(wǎng)故障控制序列。對于本發(fā)明另一實(shí)施例，其中，電網(wǎng)故障持續(xù)時(shí)間太長以至于不能被檢測為所述短期驟降，但電網(wǎng)恢復(fù)在達(dá)到例如所述NOPA之前發(fā)生，優(yōu)選為盡可能快地獲得與電網(wǎng)故障之前一樣的正常運(yùn)行以及有功功率發(fā)電。對于這種情況，直接跳到正常運(yùn)行模式將對風(fēng)力渦輪機(jī)具有太高的沖擊。因此，對于此實(shí)施例，本發(fā)明的算法直接跳到如下所述地重新獲得預(yù)定控制參數(shù)的狀態(tài)2。渦輪機(jī)已經(jīng)受到多大影響的好的指標(biāo)是已經(jīng)減小了多少所述空氣動力學(xué)推力。仰俯角、塔架加速、塔架負(fù)載、時(shí)間或其組合可以為公平的假設(shè)。對于作為所述指標(biāo)的仰俯角的實(shí)例，為了判斷何時(shí)使用所述短期驟降控制策略或?qū)㈦娋W(wǎng)故障控制策略繼續(xù)到下一狀態(tài)，所述算法連續(xù)監(jiān)督實(shí)際仰俯角與電網(wǎng)故障之前的近期仰俯角差距有多大。因此，如果檢測到電網(wǎng)恢復(fù)且實(shí)際仰俯角與剛好在所述電網(wǎng)故障之前的近期仰俯角之間的差超過某一預(yù)定水平，所述控制算法將繼續(xù)電網(wǎng)故障控制算法。否則，通過返回到狀態(tài)O,即將用于例如仰俯角、功率以及發(fā)電機(jī)rpm的基準(zhǔn)設(shè)置為剛好在檢測到所述電網(wǎng)故障之前的設(shè)置，電網(wǎng)故障控制算法將盡快終止。狀態(tài)2(中間控制)力渦輪機(jī)控制器控制的規(guī)定范圍內(nèi)運(yùn)行且在電網(wǎng)恢復(fù)之前一直連接到市電網(wǎng)。對于一實(shí)施例，當(dāng)達(dá)到NOPA時(shí)，以作為基準(zhǔn)的當(dāng)前控制設(shè)置——例如發(fā)電機(jī)rpm以及仰俯角——來開始風(fēng)力渦輪機(jī)控制，從而以高于標(biāo)稱速度的水平將發(fā)電機(jī)rpm保持為恒定或接近恒定。對于由于在達(dá)到所述NOPA之前檢測到電網(wǎng)恢復(fù)而已經(jīng)停止仰俯離風(fēng)(pitchingout)的一實(shí)施例，初始化所述狀態(tài)2，并重新獲得預(yù)定控制參數(shù)。至少在檢測到市電網(wǎng)恢復(fù)之前，控制序列一直以當(dāng)前控制設(shè)置停留在此狀態(tài)。對于一優(yōu)選實(shí)施例，在用于測量表示風(fēng)力渦輪才一械振動和/或負(fù)載的裝置存在時(shí)，當(dāng)使轉(zhuǎn)子葉片仰俯入風(fēng)將在與風(fēng)力渦輪機(jī)的W^振動和/或負(fù)載一一例如由于塔架加速引起的振動一一相反的相位發(fā)生時(shí)，能初始化到下一狀態(tài)(狀態(tài)3)的切換。即，對所述轉(zhuǎn)子葉片進(jìn)行仰俯將以這樣的方式完成由將所述轉(zhuǎn)子葉片仰俯回到正常運(yùn)行產(chǎn)生的振動和/或負(fù)載受到控制并與已有的振動和/或負(fù)載相反的相位產(chǎn)生，導(dǎo)致總振動和/或負(fù)載的阻尼。對于另一優(yōu)選實(shí)施例，當(dāng)用于測量表示風(fēng)力渦輪才;i4幾械振動和/或負(fù)載的值的裝置不存在時(shí)，到下一狀態(tài)(狀態(tài)13)的所述切換能在一檢測到市電網(wǎng)恢復(fù)時(shí)立即初始化。狀態(tài)3(最終控制——如果存在用于測量機(jī)械風(fēng)力渦輪機(jī)振動和/或負(fù)載的傳感器裝置)為了返回到正常發(fā)電，通過將轉(zhuǎn)子葉片仰俯到其運(yùn)行位置來重新施加推力是必要的。作為本優(yōu)選實(shí)施例的實(shí)例，當(dāng)仰俯離風(fēng)到例如NOPA時(shí)(狀態(tài)l)推力的突然下降引起塔架已經(jīng)被其影響的交變空氣動力轉(zhuǎn)矩，當(dāng)電網(wǎng)故障已經(jīng)恢復(fù)時(shí)，塔架將以其本征頻率振動，導(dǎo)致風(fēng)力渦輪機(jī)部件上的、特別是塔架構(gòu)造上的過大的物理負(fù)載。對于此實(shí)例，當(dāng)塔架加速信號在關(guān)于幅值和方向的預(yù)定窗口內(nèi)時(shí)，到狀態(tài)3的切換被初始化。以最大仰俯速度，仰俯角回到正常發(fā)電仰俯角。所述仰俯角例如可為檢測到電網(wǎng)故障事件之前的值，或者，如果條件在電網(wǎng)故障事件過程中變12由此，獲得了所述塔架振動的最大阻尼，且轉(zhuǎn)子速度向著電網(wǎng)故障事件之前的轉(zhuǎn)子速度減小。狀態(tài)13:(最終控制_—如果不存在用于測量風(fēng)力渦輪機(jī)振動和/或負(fù)載的傳感器裝置)為了返回到正常發(fā)電，通過以預(yù)定的控制參數(shù)——例如固定仰俯速率一一將轉(zhuǎn)子葉片仰俯回到其運(yùn)行位置一一即在檢測到電網(wǎng)故障之前獲得的仰俯值一一來重新施加推力是必要的。作為本優(yōu)選實(shí)施例的實(shí)例，仰俯速率的斜率(slope)能被計(jì)算為其中，^actual-實(shí)際仰俯角0predip:電網(wǎng)故障事件之前的仰俯角，或者，如果條件在故障事件過程中已經(jīng)改變，則為新的希望的仰俯角。Trampback-預(yù)定的退回時(shí)間(rampbacktime)。在一實(shí)施例中，Trampback必須被定義為長于風(fēng)力渦輪機(jī)塔架4^頻率的一個(gè)周期，以便當(dāng)退回時(shí)不在塔架振動上導(dǎo)致正干擾，即，對于具有例如0.5Hz的^E頻率的風(fēng)力渦輪機(jī)塔架，Trampback必須被定義為長于2秒、，伊J:ft口直至，J4秒、。在另一實(shí)施例中，對于例如1Hz的本征頻率的另一類型的塔架，Trampback必須凈皮定義為長于1秒，例如1.5秒。對于塔架非常硬一一例如短塔架一一的風(fēng)力渦輪機(jī)塔架的實(shí)施例，Trampback必須被選擇為與高且更為柔性的塔架——例如上面提到的實(shí)施例——相比較短的時(shí)間周期。圖4示出了本發(fā)明的為了檢測所述電網(wǎng)故障事件并由此初始化安全模式一一其中，風(fēng)力渦輪機(jī)受到本發(fā)明的電網(wǎng)故障控制算法的控制一一所滿足的條件的一個(gè)實(shí)施例。首先(未示出)，近期產(chǎn)生的功率必須高于預(yù)定限制值。如果所產(chǎn)生的功率較小，在電網(wǎng)故障事件過程中正?？刂扑惴▽⒛鼙苊廪D(zhuǎn)子的過速，風(fēng)力渦輪機(jī)將繼續(xù)運(yùn)行在正常模式中，因?yàn)椴淮嬖诶甾D(zhuǎn)子在風(fēng)中由于低13功率過速的急迫危險(xiǎn)。第二，電網(wǎng)電壓下降的斜率10必須高于預(yù)定斜率限制值11。斜率限制值由正常風(fēng)力渦輪機(jī)控制器的運(yùn)行范圍以及其適用于交變電網(wǎng)電壓的能力限定，以便保持控制并避免轉(zhuǎn)子的過速。第三，電壓下降必須具有某個(gè)預(yù)定大小，也就是說，電網(wǎng)電壓必須下降到低于閾值Uthresh。w12。如果所述三個(gè)條件滿足，電網(wǎng)電壓在意味著檢測到市電網(wǎng)故障且初始化所述電網(wǎng)故障控制算法的交叉區(qū)域15中。圖5示出了本發(fā)明的檢測到電網(wǎng)恢復(fù)且由此允許控制算法進(jìn)行到正常運(yùn)行所滿足的條件的一個(gè)實(shí)施例。首先，如果電網(wǎng)電壓上升到高于用于正常運(yùn)行的預(yù)定低電壓限制值Uthresh。ld12,則渦輪機(jī)可保持正常運(yùn)行。否則，如果電網(wǎng)電壓在電網(wǎng)故障過程中高于當(dāng)前低電壓等級Ugrid,minimum上升預(yù)定量Ugrid,add,且電壓高于風(fēng)力渦輪^^轉(zhuǎn)換器能夠產(chǎn)生有功功率的限制值Ue(mverter,mM咖m達(dá)特定預(yù)定量Ue。nverter,add,渦輪機(jī)可保持正常運(yùn)行。如果所述M滿足，電網(wǎng)電壓在意味著電網(wǎng)已經(jīng)恢復(fù)且允許所述電網(wǎng)故障控制算法進(jìn)行到正常發(fā)電的交叉區(qū)域14內(nèi)。圖6原理性地示出了本發(fā)明的一實(shí)施例，其中，存在測量塔架加速的傳感器裝置，簡化的定時(shí)圖示出了電網(wǎng)故障過程中控制狀態(tài)、仰俯角、塔架加速、塔架位移以及發(fā)電機(jī)rpm之間的關(guān)系。狀態(tài)0:仰俯角、塔架加速、塔架位移和發(fā)電機(jī)rpm為正常運(yùn)行中的理想常數(shù)。狀態(tài)1:當(dāng)市電網(wǎng)故障被檢測到15時(shí)，風(fēng)力渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子葉片向著NOPA被仰俯16?？諝鈩恿W(xué)推力中由此產(chǎn)生的突然變化凈皮塔架加速和位移17、18反映。另外，由于空氣動力19的過多的量，發(fā)電機(jī)rpm增大。狀態(tài)2當(dāng)所述仰俯角達(dá)到例如NOPA20時(shí)，推力中的另一反向變化發(fā)生，塔架將開始以其本征頻率振動21、22。發(fā)電機(jī)rpm因此以過速水平23穩(wěn)定，因?yàn)楝F(xiàn)在存在i^的空氣動力與所產(chǎn)生的功率之間的平衡。狀態(tài)3當(dāng)電網(wǎng)恢復(fù)已經(jīng)被檢測到時(shí)，轉(zhuǎn)子葉片被仰俯回到運(yùn)行設(shè)置24,對于此實(shí)施例，當(dāng)所述塔架加速變?yōu)樨?fù)時(shí)25，也就是說，空氣動力推力的重新施加與塔架加速反相位，進(jìn)入狀態(tài)3。結(jié)果是在返回到正常運(yùn)行模式(狀態(tài)0)時(shí)受到阻尼的塔架加速26，僅僅產(chǎn)生阻尼后的塔架位移27,由此，塔架上的負(fù)載被減小。另夕卜，發(fā)電機(jī)rpm被減小28,理想為到it^所述電網(wǎng)故障模式29之前的水平。圖7原理性地示出了本發(fā)明的一實(shí)施例，其中，不存在用于測量才幾械振動和/或負(fù)栽的傳感器裝置，簡化的定時(shí)圖顯示出電網(wǎng)故障期間控制狀態(tài)、仰俯角、塔架加速和發(fā)電機(jī)rpm之間的關(guān)系。本實(shí)施例對于狀態(tài)O、1、2的介紹與圖6介紹的相同，這里不再重復(fù)。狀態(tài)13:轉(zhuǎn)子葉片以預(yù)定控制參數(shù)——例如Trampback——被仰俯回到運(yùn)行設(shè)置30。對于此實(shí)施例，在檢測到電網(wǎng)恢復(fù)之后立即進(jìn)入狀態(tài)13。仰俯速率被選擇為不導(dǎo)致進(jìn)一步的顯著的過大機(jī)械振動一一例如塔架加速31、32—一的值。結(jié)果是在返回到正常運(yùn)行模式(狀態(tài)0)時(shí)的塔架加速31、32,產(chǎn)生塔架位移33,由此，塔架上的負(fù)載被保持在可允許的限制值之內(nèi)。另外，發(fā)電機(jī)rpm被減小34，理想為到ii^V所述電網(wǎng)故障模式29之前的水平。上面參照LVRT過程中用于風(fēng)力渦輪機(jī)的控制算法的具體實(shí)例示例性地介紹了本發(fā)明。然而，應(yīng)當(dāng)明了，本發(fā)明不限于特定實(shí)例，而是可在權(quán)利要求書限定的本發(fā)明的范圍內(nèi)用多種變型來設(shè)計(jì)和改變，例如采用其他的算法狀態(tài)或測量/檢測/建立/推定值。參考標(biāo)號清單15在附圖中，下面的參考標(biāo)號指1.風(fēng)力渦輪機(jī)或風(fēng)力渦輪機(jī)系統(tǒng)2.風(fēng)力渦輪機(jī)塔架3.風(fēng)力渦輪;t^幾艙4.^f氐速軸4a.仰俯才幾構(gòu)5.風(fēng)力渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子葉片6.風(fēng)力渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子葉片旋轉(zhuǎn)7.傳感器裝置8.計(jì)算裝置9.仰俯控制系統(tǒng)10.電壓下降的斜率(Slope)11.預(yù)定斜率限制值(SlopeLim)12.預(yù)定的Utresh。w13.初始化電網(wǎng)故障控制算法的區(qū)域14.電網(wǎng)恢復(fù)的區(qū)域15.電網(wǎng)故障檢測16.狀態(tài)1的向著NOPA的仰俯角17.狀態(tài)1的塔架加速18.狀態(tài)1的塔架位移19.狀態(tài)1的發(fā)電機(jī)rpm20.NOPA21.狀態(tài)2的塔架加速22.狀態(tài)2的塔架位移23.狀態(tài)2的發(fā)電機(jī)rpm——過速水平24.狀態(tài)3的回到運(yùn)行設(shè)置的仰俯角25.狀態(tài)2的經(jīng)過0的塔架加速26.狀態(tài)0的阻尼后的塔架加速1627.狀態(tài)0的阻尼后的塔架位移28.狀態(tài)3的發(fā)電才幾rpm——下降29.狀態(tài)0的發(fā)電機(jī)rpm30.狀態(tài)13的預(yù)定仰俯速率31.狀態(tài)13的塔架加速32.狀態(tài)0的塔架加速33.狀態(tài)0的塔架位移34.狀態(tài)13的發(fā)電機(jī)rpm1權(quán)利要求1.一種用于對連接到市電網(wǎng)的風(fēng)力渦輪機(jī)進(jìn)行控制的方法，該方法包含以下步驟檢測市電網(wǎng)的狀態(tài)，檢測風(fēng)力渦輪機(jī)的機(jī)械振動和/或負(fù)載，以及在返回正常電網(wǎng)模式的運(yùn)行風(fēng)力渦輪機(jī)設(shè)置時(shí)，依賴于所述機(jī)械振動和/或負(fù)載，控制一個(gè)或一個(gè)以上的轉(zhuǎn)子葉片和/或發(fā)射到電網(wǎng)的電力。2.根據(jù)權(quán)利要求l的方法，其中，所述檢測市電網(wǎng)的狀態(tài)包含檢測至少一個(gè)表示市電網(wǎng)的狀態(tài)一一例如正常電網(wǎng)模式或低電壓電網(wǎng)故障等故障電網(wǎng)模式一一的值。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的方法，其中，所述返回到運(yùn)行風(fēng)力渦輪機(jī)設(shè)置包含由市電網(wǎng)的故障返回到正常電網(wǎng)模式。4.根據(jù)權(quán)利要求l-3中任意一項(xiàng)的方法，其中，返回到正常電網(wǎng)模式的運(yùn)行設(shè)置包含以風(fēng)力渦輪機(jī)的所述機(jī)械振動和/或負(fù)載一一例如塔架振動、轉(zhuǎn)子葉片振動、基座振動或其組合一一的相反相位重新施加推力。5.根據(jù)權(quán)利要求l-4中任意一項(xiàng)的方法，其中，所述機(jī)械振動和/或負(fù)載通過位于風(fēng)力渦輪機(jī)中一一例如在塔架、機(jī)艙、轉(zhuǎn)子葉片和/或基座中一一的裝置進(jìn)行檢測。6.根據(jù)權(quán)利要求l-5中任意一項(xiàng)的方法，其中，所述檢測市電網(wǎng)狀態(tài)包含檢測電網(wǎng)電壓和/或交變市電網(wǎng)電壓的電壓/秒斜率。7.—種用于對連接到市電網(wǎng)的風(fēng)力渦輪機(jī)進(jìn)行控制的方法，其包含以下步驟檢測市電網(wǎng)的狀態(tài)，以及在返回到正常電網(wǎng)模式的運(yùn)行設(shè)置時(shí)，依賴于固定的控制值，例如恒定的仰俯速率和/或預(yù)定的時(shí)間周期，控制一個(gè)或一個(gè)以上的轉(zhuǎn)子葉片和/或發(fā)射到電網(wǎng)的電力。8.根據(jù)權(quán)利要求7的方法，其中，所述固定控制值實(shí)質(zhì)上與其極值不同。9.根據(jù)權(quán)利要求7或8的方法，其中，返回到正常電網(wǎng)模式的運(yùn)行設(shè)置包含以例如小于10JL/秒的恒定仰俯速率——優(yōu)選為8t秒——和/或以例如大于0.5秒的預(yù)定時(shí)間周期一一優(yōu)選為4秒——重新施加推力。10.根據(jù)權(quán)利要求7、8或9的方法，其中，返回到正常電網(wǎng)模式的運(yùn)行設(shè)置包含依賴于風(fēng)力渦輪機(jī)塔架本征頻率地重新施加推力。11.根據(jù)權(quán)利要求7的方法，其中，所述檢測市電網(wǎng)的狀態(tài)包含檢測電網(wǎng)電壓和/或交變市電網(wǎng)電壓的電壓/秒斜率。12.連接到市電網(wǎng)的風(fēng)力渦輪機(jī)，其包含至少一個(gè)葉片仰俯系統(tǒng)，其控制一個(gè)或一個(gè)以上的轉(zhuǎn)子葉片的仰俯；以及至少一個(gè)風(fēng)力渦輪機(jī)控制系統(tǒng)，其包含在返回到正常電網(wǎng)模式的運(yùn)行設(shè)置時(shí)執(zhí)4亍根據(jù)權(quán)利要求1-11中一項(xiàng)或一項(xiàng)以上的方法的系統(tǒng)。13.根據(jù)權(quán)利要求12的風(fēng)力渦輪機(jī)，其還包含至少一個(gè)檢測器，其用于檢測市電網(wǎng)的故障，例如，至少一個(gè)電壓檢測器。14.一種風(fēng)電廠，其包含至少兩個(gè)根據(jù)權(quán)利要求11的風(fēng)力渦輪機(jī)；以及至少一個(gè)用于檢測市電網(wǎng)中的故障的檢測器。全文摘要本發(fā)明涉及一種方法，其通過檢測市電網(wǎng)的狀態(tài)來控制連接到市電網(wǎng)的風(fēng)力渦輪機(jī)，并在返回到正常電網(wǎng)模式的運(yùn)行風(fēng)力渦輪機(jī)設(shè)置時(shí)控制一個(gè)或一個(gè)以上的轉(zhuǎn)子葉片和/或發(fā)射到電網(wǎng)的功率。本發(fā)明還涉及風(fēng)力渦輪機(jī)以及包含至少兩個(gè)風(fēng)力渦輪機(jī)的風(fēng)電廠。文檔編號F03D7/02GK101517228SQ200780034053公開日2009年8月26日申請日期2007年9月12日優(yōu)先權(quán)日2006年9月14日發(fā)明者A·尼堡申請人:維斯塔斯風(fēng)力系統(tǒng)有限公司