模型，W使所述風(fēng)力滿輪 正常運(yùn)行； 如果所述預(yù)測的凈能量超過所述設(shè)計(jì)極限，則使用非線性塔架減振模型來產(chǎn)生塔架減 振命令，W控制所述風(fēng)力滿輪的塔架負(fù)載。
【附圖說明】
[0027] 當(dāng)參照附圖來閱讀W下詳細(xì)描述時(shí)，本發(fā)明的實(shí)施例的運(yùn)些和其它特征和方面將 變得更好理解，其中相同符號(hào)在圖中表示相同部件，其中： 圖1是風(fēng)力滿輪的不意圖； 圖2是圖1中顯示的風(fēng)力滿輪的一部分的局部剖開的透視圖； 圖3是示出根據(jù)本公開的一個(gè)實(shí)施例的用W運(yùn)行圖1和圖2中指出的風(fēng)力滿輪的方法 的流程圖； 圖4是示出根據(jù)本公開的一個(gè)實(shí)施例的用W確定由非線性塔架減振模型產(chǎn)生的非線 性可變的減振系數(shù)的方法的流程圖； 圖5顯示根據(jù)本公開的一個(gè)實(shí)施例的可用來確定非線性可變的減振系數(shù)的相平面圖 的半平面的示例；W及 圖6是示出根據(jù)本公開的一個(gè)實(shí)施例的用W確定塔架減振命令是否滿足變獎(jiǎng)速率約 束，并且如果不滿足，則修改塔架減振命令的示例方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0028] 除非另有限定，否則本文使用的技術(shù)和科學(xué)用語與本公開所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人 員通常理解的具有相同的含義。用語"一"和"一種"不表示數(shù)量限制，而是表示存在至少一 個(gè)所引用的項(xiàng)目。用語"或"的意思是包括性的，而且表示一個(gè)、一些或所有所列項(xiàng)目。在 本文中使用"包括"、"包含"或"具有"及其變型的意思是包含后面所列的項(xiàng)目及其等效物W 及額外的項(xiàng)目。用語"控制系統(tǒng)"或"控制器"可包括單個(gè)構(gòu)件或多個(gè)構(gòu)件，它們是有源和/ 或無源的，而且連接或W別的方式聯(lián)接在一起，W提供所描述的功能或多個(gè)功能。
[0029] 圖1是風(fēng)力滿輪10的示意圖。雖然為了示例而示出的風(fēng)力滿輪10是水平軸線電 功率發(fā)生風(fēng)力滿輪，但在一些實(shí)施例中，風(fēng)力滿輪10可包括豎向軸線構(gòu)造和/或風(fēng)車型風(fēng) 力滿輪（未顯示）。風(fēng)力滿輪10可聯(lián)接到功率網(wǎng)（未顯示），W從中接收電功率來驅(qū)動(dòng)風(fēng) 力滿輪10和/或其相關(guān)聯(lián)的構(gòu)件運(yùn)行，W及/或者對(duì)功率網(wǎng)供應(yīng)由風(fēng)力滿輪10產(chǎn)生的電 功率。雖然僅顯示了一個(gè)風(fēng)力滿輪10,但在一些實(shí)施例中，多個(gè)風(fēng)力滿輪10可組合在一起， 使得該組合可稱為"風(fēng)場"。
[0030] 風(fēng)力滿輪10包括塔架14、本體16 (有時(shí)稱為"機(jī)艙"）和轉(zhuǎn)子18,轉(zhuǎn)子18聯(lián)接到 本體16上，W圍繞旋轉(zhuǎn)軸線20相對(duì)于本體16旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)子18包括穀22和一個(gè)或多個(gè)葉片 24,葉片24從穀22沿徑向向外延伸，W將風(fēng)能轉(zhuǎn)換成旋轉(zhuǎn)能。雖然在本文描述和示出了轉(zhuǎn) 子18具有Ξ個(gè)葉片24,但轉(zhuǎn)子18可具有任何數(shù)量的葉片24。葉片24的長度可取決于應(yīng) 用而改變。在一些實(shí)施例中，轉(zhuǎn)子18大體面向逆風(fēng)來利用風(fēng)能。在某些其它實(shí)施例中，轉(zhuǎn) 子18面向順風(fēng)來利用風(fēng)能。在一些實(shí)施例中，轉(zhuǎn)子18可不完全面向逆風(fēng)或順風(fēng)，而是可大 體相對(duì)于風(fēng)向W任何角（可為可變的）傾斜，W利用其中的能量。
[0031] 轉(zhuǎn)子18可包括具有任何形狀、類型和構(gòu)造的葉片24。例如，基于葉片24的形 狀、類型和構(gòu)造，轉(zhuǎn)子18可包括管道式轉(zhuǎn)子、達(dá)里厄（darrieus)風(fēng)力滿輪轉(zhuǎn)子、薩渥紐斯 (savonious)風(fēng)力滿輪轉(zhuǎn)子、傳統(tǒng)風(fēng)車轉(zhuǎn)子等等。傳統(tǒng)風(fēng)車轉(zhuǎn)子例如可用于累水，諸如（但 不限于）具有木制遮擋板和/或布帆的四葉片式轉(zhuǎn)子。
[0032] 風(fēng)力滿輪10進(jìn)一步包括一個(gè)或多個(gè)傳感器12,傳感器12聯(lián)接到風(fēng)力滿輪10的 一個(gè)或多個(gè)構(gòu)件和/或功率網(wǎng)上，W測量運(yùn)樣的構(gòu)件的一個(gè)或多個(gè)參數(shù)。傳感器12可包括 (但不限于）構(gòu)造成測量下者的傳感器：一個(gè)或多個(gè)葉片24的當(dāng)前轉(zhuǎn)子速度、當(dāng)前轉(zhuǎn)子加 速度、當(dāng)前獎(jiǎng)距角、位移、偏航度、力矩、應(yīng)變、應(yīng)力、扭轉(zhuǎn)、損傷、失效、轉(zhuǎn)子扭矩、功率網(wǎng)中的 異常、發(fā)電機(jī)速度和/或供應(yīng)到風(fēng)力滿輪10的任何構(gòu)件的功率異常。
[0033] 風(fēng)力滿輪10進(jìn)一步包括一個(gè)或多個(gè)控制系統(tǒng)28,控制系統(tǒng)28聯(lián)接到傳感器12和 風(fēng)力滿輪10的至少一些構(gòu)件上，W大體控制風(fēng)力滿輪10的運(yùn)行。在目前構(gòu)想到的構(gòu)造中， 控制系統(tǒng)28設(shè)置在風(fēng)力滿輪10內(nèi)。但是，另外或備選地，控制系統(tǒng)28可在風(fēng)力滿輪10和 /或風(fēng)力滿輪10的其它構(gòu)件的遠(yuǎn)處。控制系統(tǒng)28可用于進(jìn)行整體系統(tǒng)監(jiān)測和控制，包括例 如葉片獎(jiǎng)距和速度調(diào)整、高速軸和偏航制動(dòng)器應(yīng)用、偏航和累馬達(dá)應(yīng)用和/或故障監(jiān)測?？?在一些實(shí)施例中使用備選的分布式或集中式控制構(gòu)架。
[0034] 圖2是圖1中顯示的風(fēng)力滿輪10的一部分的局部剖開的透視圖。風(fēng)力滿輪10包 括一個(gè)或多個(gè)扭矩控制裝置。扭矩控制裝置可包括例如轉(zhuǎn)換器、發(fā)電機(jī)、電池存儲(chǔ)裝置和/ 或分流電阻負(fù)載。在一個(gè)特定實(shí)施例中，扭矩控制裝置包括聯(lián)接到轉(zhuǎn)子18上的發(fā)電機(jī)26。 發(fā)電機(jī)26可通過齒輪箱（未顯示）可選地聯(lián)接到轉(zhuǎn)子18上，而且可包括任何適當(dāng)類型的 發(fā)電機(jī)，諸如（但不限于）繞線轉(zhuǎn)子感應(yīng)發(fā)電機(jī)。在一些實(shí)施例中，風(fēng)力滿輪10可包括制 動(dòng)器30,諸如例如液壓停車制動(dòng)器、機(jī)電制動(dòng)器、離屯、制動(dòng)器、滿電流制動(dòng)器（減速器），或 磁制動(dòng)器，制動(dòng)器30使轉(zhuǎn)子18的旋轉(zhuǎn)制動(dòng)，例如使轉(zhuǎn)子18低速旋轉(zhuǎn)，使轉(zhuǎn)子18制動(dòng)而抵 抗全風(fēng)扭矩，W及/或者減少發(fā)電機(jī)26的電功率生產(chǎn)。
[0035] 風(fēng)力滿輪10可進(jìn)一步包括用于選擇性地控制葉片24的獎(jiǎng)距角的獎(jiǎng)距控制裝置， 諸如可變的葉片變獎(jiǎng)系統(tǒng)32。在一些實(shí)施例中，葉片24的獎(jiǎng)距角由可變的葉片變獎(jiǎng)系統(tǒng)32 單獨(dú)控制?？勺兊娜~片變獎(jiǎng)系統(tǒng)32可包括一個(gè)或多個(gè)促動(dòng)器34,促動(dòng)器34聯(lián)接到穀22和 葉片24上，W改變?nèi)~片24的獎(jiǎng)距角。促動(dòng)器34可包括（但不限于）電動(dòng)機(jī)、液壓缸、彈黃 和/或伺服機(jī)構(gòu)，而且可由任何適當(dāng)?shù)氖侄悟?qū)動(dòng)，諸如（但不限于）液壓流體、電功率、電化 學(xué)功率和/或機(jī)械功率。另外或備選地，促動(dòng)器34可由抽取自轉(zhuǎn)子18的旋轉(zhuǎn)慣量的能量 和/或存儲(chǔ)的能源（未顯示）驅(qū)動(dòng)，在聯(lián)接到風(fēng)力滿輪10上的功率網(wǎng)中有網(wǎng)異常的期間， 存儲(chǔ)的能源對(duì)風(fēng)力滿輪10的構(gòu)件供應(yīng)功率。
[0036] 如前面參照?qǐng)D1所提到的那樣，風(fēng)力滿輪10進(jìn)一步包括傳感器12和控制系統(tǒng)28。 控制系統(tǒng)28例如可為處理子系統(tǒng)、處理器、微處理器、嵌入式忍片等等?？刂葡到y(tǒng)28操作 性地聯(lián)接到制動(dòng)器30和可變的獎(jiǎng)距控制器32上。如前面參照?qǐng)D1所提到的那樣，傳感器 12相對(duì)于風(fēng)力滿輪10的一個(gè)或多個(gè)構(gòu)件和/或功率網(wǎng)定位，W測量運(yùn)樣的構(gòu)件的一個(gè)或 多個(gè)參數(shù)。雖然示例性傳感器12在本文被示為聯(lián)接到風(fēng)力滿輪10的各種構(gòu)件上，包括塔 架14、多個(gè)葉片24和穀22,但本文示出的傳感器12不限于顯示的各個(gè)傳感器聯(lián)接到其上 的構(gòu)件，也不限于在運(yùn)樣的構(gòu)件上顯示的位置。傳感器12而是可聯(lián)接到風(fēng)力滿輪10的任 何構(gòu)件上和/或在功率網(wǎng)的任何位置聯(lián)接到功率網(wǎng)上，W測量其的任何參數(shù)。
[0037] 控制系統(tǒng)28預(yù)測塔架14在一個(gè)或多個(gè)未來時(shí)間點(diǎn)處的塔架-負(fù)載-力矩指示參 數(shù)，諸如凈能量。控制系統(tǒng)28包括非線性塔架減振模型29,控制系統(tǒng)28使用非線性塔架減 振模型29來產(chǎn)生塔架減振命令，W在預(yù)測塔架-負(fù)載-力矩指示參數(shù)超過設(shè)計(jì)極限時(shí)，控 制風(fēng)力滿輪10的塔架減振。如本文運(yùn)樣，用語"非線性塔架減振模型"指的是使用非線性 可變的減振系數(shù)來產(chǎn)生用于控制風(fēng)力滿輪10中的塔架14的塔架減振的塔架減振命令的數(shù) 學(xué)模型。如本文所用，用語"非線性可變的減振系數(shù)"指的是隨下者的變化而改變的系數(shù)： 塔架14的應(yīng)力/負(fù)載/曉度、控制塔架減振所需的能量消耗量，W及/或者為了控制塔架 14的塔架減振而使塔架14停止運(yùn)動(dòng)所剩的時(shí)間。
[0038] 圖3是示出根據(jù)本公開的一個(gè)實(shí)施例的用W運(yùn)行圖1和圖2中指出的風(fēng)力滿輪10 的方法300的流程圖。圖3的框可由控制單元28執(zhí)行。參考標(biāo)號(hào)302表示風(fēng)力滿輪塔架 14的當(dāng)前塔架曉度。參考標(biāo)號(hào)304表示塔架14的當(dāng)前塔架速度304,并且參考標(biāo)號(hào)306表 示當(dāng)前塔架加速度。在一個(gè)實(shí)施例中，可基于由一個(gè)或多個(gè)傳感器12發(fā)送的信息來計(jì)算框 302、304和306中的值。例如，在一個(gè)實(shí)施例中，可基于表示塔架14的塔架基部力矩的信息 來計(jì)算當(dāng)前塔架曉度。在另一個(gè)實(shí)施例中，可根據(jù)塔架頂部加速度、塔架頂部推力估計(jì)、點(diǎn) 頭和偏航力矩來計(jì)算當(dāng)前塔架曉度。
[0039] 在框308處，至少部分地基于當(dāng)前塔架曉度302、當(dāng)前塔架速度304和當(dāng)前塔架加 速度306來預(yù)測塔架14在一個(gè)或多個(gè)未來時(shí)間點(diǎn)燈）處的塔架曉度。例如可使用W下公 式（1)