CN111727316A - 经由变桨施加风轮机偏航力矩 - Google Patents

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Abstract

提出了一种用于控制风力涡轮机100上的转子102的方法310，其中，所述转子包括一个或多个叶片103，并且其中所述风力涡轮机包括变桨***，所述方法包括：在静止或空转运行状态下运行312所述转子，确定或接收314一个或多个控制参数，其中控制参数使得能够确定一个或多个偏航参数能够被描述为所述一个或多个控制参数的函数，其中所述一个或多个偏航参数包括以下一项或多项：偏航部段的偏航角速度，所述偏航部段的偏航角加速度，和/或所述偏航部段施加在所述风力涡轮机的其余部分上的偏航力矩，以及通过所述变桨***基于所述一个或多个控制参数使所述转子100的一个或多个叶片103变桨316。

Description

经由变桨施加风轮机偏航力矩
技术领域
本发明涉及一种用于控制风力涡轮机上的转子的方法，更具体地是一种用于基于控制或偏航参数使转子上的一个或多个叶片变桨的方法，以及对应的控制***、风力涡轮机和计算机程序产品。
背景技术
当风力涡轮机转子处于空转或静止的运行状态(诸如处于非电力生产状态，并且既不是启动也不是停机)时，风力涡轮机外部的力(例如空气动力)可能会在风力涡轮机上作用偏航力矩。该偏航力矩可能导致对风力涡轮机的破坏作用。
因此，有利的是能够减轻这些破坏作用，并且特别有利的是能够减少或消除这些破坏作用，并且例如能够增大风力涡轮机的寿命。
发明内容
可以看到本发明的目的是提供一种用于控制风力涡轮机上的转子的方法，该方法解决了上面提及的通过风力涡轮机外部的力(诸如空气动力)造成的现有技术的问题，所述风力涡轮机外部的力可能会在风力涡轮机上作用偏航力矩，所述偏航力矩对风力涡轮机造成破坏作用。
上述目的旨在在本发明的第一方面中通过提供一种用于控制风力涡轮机上的转子的方法来实现，其中，所述转子包括一个或多个叶片，并且其中所述风力涡轮机包括：
-变桨***，所述变桨***诸如是用于使所述转子的一个或多个叶片变桨的变桨***，
所述方法包括：
-在静止或空转运行状态下运行所述转子，
-确定或接收一个或多个控制参数，其中一个或多个偏航参数能够被描述为所述一个或多个控制参数的函数，其中所述一个或多个偏航参数包括以下一项或多项：
i.偏航部段的偏航角速度(ω)，诸如所述偏航部段相对于所述风力涡轮机的其余部分的偏航速度(ω)，
ii.所述偏航部段的偏航角加速度(a)，诸如所述偏航部段相对于所述风力涡轮机的其余部分的偏航加速度(a)，
和/或
iii.所述偏航部段施加在所述风力涡轮机的其余部分上的偏航力矩(M)，以及
-通过所述变桨***基于所述一个或多个控制参数使所述转子的一个或多个叶片变桨。
本发明特别地但非排他性地有利于获得一种方法，其中控制参数可以用作变桨的输入，这可以使得变桨可以用于生成力，该力用于维持或改变控制参数的值(诸如在闭环控制***中)。例如，在控制参数的值最佳的情况下，变桨可以用于生成用于维持控制参数的值的力。在另一示例中，在控制参数的值不理想或次优的情况下，变桨可以用于生成用于将控制参数的值朝更优化的值变化的力。这例如又可以减少或消除对偏航***的需要和/或可以使得能够在偏航***故障期间实现偏航。
本发明可以特别地与偏航***中发生故障(诸如实现预定摩擦水平的一个或多个部件中的故障)的情况相关。偏航***可以包括滑动特征以减轻极端载荷，并且在正常运行期间可以存在某个阈值或“摩擦水平”。当偏航***发生故障时(诸如当实现滑动特征的部件发生故障时)，该“摩擦水平”可能会减小。当风力涡轮机处于空转或静止运行状态时(诸如由于偏航***发生故障)，例如，湍流和/或风向变化可能会使偏航部段偏航(在高偏航载荷期间该偏航部段可能会滑动)。但是，例如，在偏航***发生故障的情况下，偏航滑动力矩阈值可能会降低，这可能会导致较高的(诸如过高的)偏航角速度，较高的偏航角速度可能会使偏航***进一步过载。在根据本发明的实施例中，可以基于控制参数来执行变桨，以抵消偏航并且减小偏航角速度。作为示例，在多转子风力涡轮机的三叶片转子中，这可以通过使两个叶片变桨，从而增大阻力以在偏航部段上围绕偏航轴线生成用于减慢过高的偏航角速度的偏航力矩来完成。
在实施例中，“风力涡轮机”可以是水平(转子)轴风力涡轮机和/或逆风风力涡轮机。
“转子”按照本领域中通常的理解进行理解。可以理解，风力涡轮机可以仅具有单个转子(在单转子风力涡轮机中)或具有多个转子(在多转子风力涡轮机中)。提及“转子”意味着提及一个转子(诸如，单转子风力涡轮机中的一个转子或多转子风力涡轮机中的一个转子)。对于多转子风力涡轮机，应当理解的是，一个转子处于空转或静止运行状态并不意味着剩余的转子也处于空转或静止运行状态。本发明涵盖使多转子风力涡轮机中的一个转子处于空转或静止运行状态，并且使另一个转子不处于空转或静止运行状态(诸如所述另一个转子处于正常的电力生产运行中)。
“静止”按照本领域中通常的理解进行理解，并且可以理解为描述转子的如下运行状态：其中转子(诸如转子和对应的发电机)不生产电力(诸如不向电网输送电力)，并且其中转子被制动(诸如其中围绕转子轴线的旋转保持为零角速度)。
“空转”按照本领域中通常的理解进行理解，并且可以理解为描述转子的如下运行状态：其中转子(诸如转子和对应的发电机)不生产电力(诸如不向电网输送电力)，并且其中允许转子自由旋转。例如，叶片可以旋转或可以不旋转，但是转子(诸如转子和对应的发电机)不向电网输送电力。
“确定或接收(一个或多个控制参数)”可以理解为：该方法可以包括确定(诸如，例如通过感测来获得一个或多个输入参数，然后将这些参数转换成一个或多个控制参数)或简单地接收一个或多个控制参数(诸如简单地从相关联的实体接收一个或多个控制参数)。
“一个或多个控制参数”理解为以允许偏航参数被描述为所述一个或多个控制参数的函数的方式与一个或多个偏航参数相关。更具体地，一组一个或多个控制参数正好与一组一个或多个偏航参数相关。这对于例如使得能够基于控制参数对变桨进行闭环控制并由此控制一个或多个偏航参数(在知道或不知道偏航参数的值的情况下)是有利的。在一个实施例中，控制参数使得能够确定一个或多个偏航参数的绝对值(诸如以根据国际单位制(SI)的单位为单位)。在另一个实施例中，所述一个或多个控制参数包括所述一个或多个偏航参数或与一个或多个偏航参数相同。
“偏航部段”理解为是风力涡轮机的可以相对于风力涡轮机的其余部分偏航的部分。偏航轴线可以正交于转子轴线(对于水平轴风力涡轮机)。“偏航”按照本领域中通常的理解进行理解，诸如是转子轴线围绕竖直轴线的旋转(对于水平轴风力涡轮机)。在实施例中，“偏航部段”可以包括转子和机舱。在实施例中，风力涡轮机的其余部分可以包括塔架。
“偏航力矩”通常理解为偏航力的力矩(诸如转矩)。措词“由偏航部段施加在风力涡轮机的其余部分上”意味着偏航部段可以围绕偏航轴线在风力涡轮机的其余部分上施加力矩(反之亦然)。这可以与是否存在偏航无关(即，偏航角速度可以为零或非零)。例如：如果偏航被固定(被制动)，则偏航轴承中存在偏航角速度和为零的偏航角加速度，但可能存在或者可能不存在施加在风力涡轮机的其余部分(诸如塔架)上的偏航力矩。可以补充的是，实际上，塔架可能具有非零的扭转柔性，因此，即使偏航***被制动且不滑动，偏航角速度也可能不为零，并且在施加偏航力矩的情况下可能存在偏航角加速度。
“基于一个或多个控制参数变桨”可以理解为根据一个或多个控制参数来执行变桨(诸如变桨是一个或多个控制参数的函数)。
在一个实施例中，提出了一种用于控制风力涡轮机上的转子的方法，其中执行所述变桨以便增大或减小由诸如阻力的空气动力施加在偏航部段上的由空气动力引起的偏航力矩(Maero-yaw)。这可以是有利的，因为经由变桨可以增大或减小作用在转子上的空气动力(诸如阻力)，并且由于这些空气动力可以有效地在偏航部段上作用偏航力矩。这样做的优点是可以利用变桨来维持一个或多个偏航参数的最佳值和/或改善一个或多个偏航参数的值。
在另一个实施例中，提出了一种用于控制风力涡轮机上的转子的方法，其中执行变桨使得所产生的所述一个或多个叶片上的空气动力的变化有助于减小所述一个或多个偏航参数(诸如一个或多个偏航参数的值)。这对于经由变桨避免使一个或多个偏航参数变得过高和/或避免在较长时间段内使一个或多个偏航参数具有不期望的高值是有利的。
在第二方面，本发明涉及一种控制***(210)(诸如包括处理器的控制***、诸如包括处理器和算法的控制***)，所述控制***被布置为：
-接收一个或多个控制参数，其中一个或多个偏航参数能够被描述为所述一个或多个控制参数的函数，其中所述一个或多个偏航参数包括以下一项或多项：
i.所述偏航部段的偏航角速度(ω)，诸如所述偏航部段相对于所述风力涡轮机的其余部分的偏航速度(ω)，
ii.所述偏航部段的偏航角加速度(a)，诸如所述偏航部段相对于所述风力涡轮机的其余部分的偏航加速度(a)，
和/或
iii.所述偏航部段施加在所述风力涡轮机的其余部分上的偏航力矩(M)，以及
-基于所述转子的一个或多个叶片的控制参数确定并输出一个或多个桨距角设定点值。
根据替代方面，本发明涉及一种控制***，诸如所述控制***包括或控制致动器，其适于执行根据第一方面所述的方法。
该控制***可以被布置为确定桨距角设定点值，并且可以在用于风力涡轮机的通用控制器或诸如专用桨距控制器的控制元件中实现。在一个示例中，控制***接收一个或多个控制参数、将桨距角设定点值(也称为桨距参考)设定到桨距控制***，所述桨距控制***控制变桨***，所述变桨***进而控制所述叶片的桨距角。
在第三方面，本发明涉及一种风力涡轮机，其包括根据第二方面所述的控制***。根据替代方面，本发明涉及一种风力涡轮机，其包括适于执行根据第一方面所述的方法的装置，诸如所述装置包括控制***。
在第四方面，本发明涉及一种包括指令的计算机程序产品，当程序由计算机(诸如根据第二方面所述的控制***中的计算机)执行时，所述指令使得所述计算机执行根据第一方面所述的步骤。根据替代方面，本发明涉及一种计算机可读数据载体，所述计算机可读数据载体上存储有第四方面的计算机程序产品。根据替代方面，本发明涉及一种数据载体信号，其承载第四方面的计算机程序产品。
许多伴随特征将被更容易地理解，因为通过参考以下结合附图考虑的详细描述所述伴随特征将被更好地领会。如对本领域技术人员显而易见的，优选的特征可以适当地组合，并且可以与本发明的各方面中的任何一个进行组合。
附图说明
图1描绘了单转子风力涡轮机，
图2描绘了多转子风力涡轮机，
图3示出了用于控制风力涡轮机上的转子的方法的流程图，
图4示出了用于控制风力涡轮机上的转子的另一种方法的流程图，
图5-7示出了本发明的实施例的应用示例，
图8示出了桨距角的曲线图，
图9示出了根据模拟结果的偏航角，
图10示出了根据模拟结果的偏航角速度，
图11示出了显示多转子风力涡轮机中的偏航的示意图。
具体实施方式
现在将进一步详细解释本发明。尽管本发明易于具有各种修改和替代形式，但是已经通过示例的方式公开了特定的实施例。然而，应当理解，本发明并不旨在限于所公开的特定形式。而是，本发明将覆盖落入由所附权利要求书限定的本发明的精神和范围内的所有修改、等同物和替代物。
在本发明的实施例中，提出了根据前述权利要求中任一项所述的用于控制风力涡轮机上的转子的方法，其中，所述风力涡轮机是单转子风力涡轮机，诸如其中所述单转子包括一个或多个叶片。
图1示出了风力涡轮机100(其也可以被称为风力涡轮发电机(WTG))。图1中的风力涡轮机是单转子风力涡轮机，其包括塔架101和具有至少一个转子叶片103(诸如三个转子叶片)的转子102。转子连接到机舱104，该机舱104安装在塔架101的顶部上并且适于驱动位于机舱内部的发电机。转子102可在风的作用下围绕转子轴线105旋转。转子叶片103的由风引起的旋转能经由轴传递到发电机。因此，风力涡轮机100能够借助于转子叶片将风的动能转换为机械能，并且随后借助于发电机将其转换为电力。发电机可以包括用于将发电机的AC电力转换成DC电力的电力转换器，以及用于将DC电力转换成要注入到公用电网中的AC电力的电力逆变器。发电机可被控制为对应于电力请求生产电力。替代地，其可被控制为对应于转矩请求生产发电机转矩。可以使转子叶片103变桨，以改变叶片的空气动力学特性，例如，以最大程度地吸收风能并确保当强风吹拂时转子叶片不会承受太大的载荷。
在本发明的实施例中，提出了一种用于控制风力涡轮机上的转子的方法，其中该风力涡轮机是多转子风力涡轮机，诸如其中该风力涡轮机包括多个转子，并且其中所述多个转子中的每个转子包括一个或多个叶片。
在风力涡轮机(诸如单转子风力涡轮机或多转子风力涡轮机(2个或更多个转子))中，当风力涡轮机静止或空转时(例如，由于偏航***发生故障)，湍流和/或风向改变可能会使偏航部段偏航。然而，当例如偏航***中存在故障时，偏航滑动力矩阈值可能会降低，从而导致过度偏航或以太高的偏航速度偏航，这可能进一步使偏航***过载。在本发明的实施例中，多个转子中的一个或多个中的风力涡轮机变桨***可以通过使转子中的一个的两个叶片变桨以及从而增大阻力以向偏航部段施加偏航力矩来抵消该移动并减小偏航角速度和/或偏航力矩。
对于多转子(风力涡轮机)，偏航角速度可能会很高。因此，本发明的实施例可以特别地与多转子风力涡轮机有关，诸如用于减小多转子风力涡轮机中的偏航***的成本。
图2描绘了风力涡轮机1，其中该风力涡轮机是多转子风力涡轮机，所述多转子风力涡轮机包括：
-支撑结构3，所述支撑结构3包括塔架4和在接合点6处安装到塔架4的臂5，
-安装到支撑结构3的多个风力涡轮机模块2，其中多个风力涡轮机模块中的每一个包括转子7。
在本实施例中，支撑结构包括从塔架4向外延伸的臂5，多个风力涡轮机中的每一个安装在对应臂的端部上。此外，图1描绘了用于每个风力涡轮机模块的机舱8。在风力涡轮机模块2中，风的动能通过电力生成***(未示出)被转换成电能，如风力涡轮机领域的技术人员容易理解的那样。如图2中的四个箭头A所示，转子可以正在旋转。图2示出了具有两个臂的支撑结构，每个臂具有两个风力涡轮机模块，但是可以想到其他实施例，例如，具有四个风力涡轮机模块的四个臂(每个臂一个风力涡轮机模块)，或者具有六个、四个和两个风力涡轮机模块的三个臂(分别是下臂、中臂和上臂)。
图3示出了用于控制风力涡轮机上的转子的方法310的流程图，其中，所述转子包括一个或多个叶片，并且其中所述风力涡轮机包括：
-变桨***，所述变桨***诸如是用于使所述转子的一个或多个叶片变桨的变桨***，
所述方法包括：
-在静止或空转运行状态下运行312所述转子，
-确定或接收314一个或多个控制参数，其中一个或多个偏航参数能够被描述为所述一个或多个控制参数的函数，其中所述一个或多个偏航参数包括以下一项或多项：
i.偏航部段的偏航角速度(ω)，诸如所述偏航部段相对于所述风力涡轮机的其余部分的偏航速度(ω)，
ii.所述偏航部段的偏航角加速度(a)，诸如所述偏航部段相对于所述风力涡轮机的其余部分的偏航加速度(a)，
和/或
iii.所述偏航部段施加在所述风力涡轮机的其余部分上的偏航力矩(M)，以及
-通过所述变桨***基于所述一个或多个控制参数使所述转子的一个或多个叶片变桨316。
箭头318指示该方法可以作为闭环控制来执行。
图4示出了另一种方法410的流程图，该方法与图3所描绘的方法类似，尽管具有区别，所述区别包括该方法还包括：
-检测411所述偏航***中的故障。
可以注意到，本发明的实施例可以提出用于偏航***中具有故障状况的涡轮机的新的保护策略。
图4所描绘的方法与图3所描绘的方法的另一个区别在于：在图4所描绘的方法中，使一个或多个叶片变桨包括：
-使转子(诸如单个转子)的一个或多个叶片的子集变桨416到比转子的其余叶片更大的程度(诸如使3叶片转子上的2个且仅仅2个叶片变桨)。
在实施例中，提出了一种用于控制风力涡轮机的方法，其中使一个或多个叶片的子集变桨包括：
-使3叶片转子或2叶片转子上的1个且仅仅1个叶片变桨，
或者
-使3叶片转子上的2个且仅仅2个叶片变桨。
仅使叶片的子集变桨(诸如仅使三叶片转子的一个或两个叶片变桨)的可能优点是限制加速。换句话说，避免了转子的角速度变得太高。
在实施例中，提出了一种用于控制风力涡轮机100上的转子的方法，其中，所述风力涡轮机包括：
-用于使风力涡轮机的偏航部段偏航(诸如用于使风力涡轮机的偏航部段相对于风力涡轮机的其余部分偏航)的偏航***。
可以理解，偏航***和变桨***不是相同的***。
在实施例中，提出了一种根据前述权利要求中任一项所述的用于控制风力涡轮机上的转子的方法，其中使所述一个或多个叶片变桨包括：
-以方位角依赖的方式进行变桨，诸如以方位角依赖的方式周期性变桨，诸如以便在对整个方位角范围内的力矩贡献求和时形成非零的净力矩。
“以方位角依赖的方式进行变桨”可以理解为变桨是基于转子的方位角的。例如，仅当叶片相对于偏航轴线位于转子轴线的一侧(诸如相对于偏航轴线位于转子轴线的远侧)时才可以执行变桨。以方位角依赖的方式进行变桨的优点是，它使得能够增大偏航力矩和/或它使得能够(通过空气动力)在(相对于偏航轴线)中心布置的转子上作用偏航力矩，所述转子诸如是单个转子、诸如是具有非常大的转子平面的单个转子，其中转子平面中的风速可能存在显著差异，从而导致偏航载荷。
在实施例中，提出了一种用于控制风力涡轮机上的转子的方法，其中以方位角依赖的方式使一个或多个叶片变桨(诸如以方位角依赖的方式周期性地进行变桨)包括使转子上的一个或多个叶片变桨，使得来自所述一个或多个叶片上的阻力的力矩围绕与偏航轴线平行并且与转子的旋转轴线相交的轴线产生净非零力矩，诸如当在整个转子回转范围上对来自一个或多个叶片上的阻力的力矩进行集成时，产生围绕与偏航轴线平行并且与转子的旋转轴线相交的轴线的净非零力矩。例如，对于转子轴线相对于偏航轴线发生位移的情况，集成在相对于偏航轴线的远侧的力矩大于集成在相对于偏航轴线的近侧的力矩。这样的优点可以在于，对于多转子(风力涡轮机)，则非中心转子的增大量甚至超过其非中心位置的保证值，因为背离偏航轴线的一侧比面向偏航轴线的一侧的力矩更大。这样的另一个优点可以是，它使得能够通过转子(诸如单转子风力涡轮机上的转子)形成偏航力矩，即使该转子的转子轴线与偏航轴线相交。
在实施例中，提出了一种用于控制风力涡轮机100上的转子(诸如其中从偏航轴线到转子平面的中心的风向/阻力和矢量不平行的转子)的方法，其中以方位角依赖的方式使一个或多个叶片变桨(诸如以方位角依赖的方式周期性地使一个或多个叶片变桨)包括使转子上的一个或多个叶片变桨，使得在所述一个或多个叶片上的阻力在第一方位角范围内相对于在第二方位角范围内的阻力更大，其中第一方位角范围比第二方位角范围更远离偏航轴线，诸如其中第一方位角范围是转子平面的离偏航轴线最远的一半，第二方位角范围是转子平面的最靠近偏航轴线的一半。
在实施例中，提出了一种用于控制风力涡轮机100上的转子的方法，该方法包括预测控制参数的一个或多个未来值，并且其中变桨基于所述未来值。在实施例中，提出了一种控制***，其被布置用于(或者提出了一种方法，所述方法用于)：
-在决策时间点(tdec)诸如使用基于LIDAR的风速预测来估算一个或多个控制参数在未来时间点(tf)的估算值，
-通过变桨***基于一个或多个控制参数在未来时间点(tf)的估算值使转子(100)的一个或多个叶片(103)变桨(316)。
可以理解，未来时间点(tf)晚于决策时间点。
在实施例中，提出了一种控制***，其被布置用于(或者提出了一种方法，所述方法用于)：
-在决策时间点(tdec)诸如使用基于LIDAR的风速预测来估算未来时间点(tf)的一个或多个控制参数是否超过一个或多个控制参数阈值，诸如：
i.未来时间点(tf)的偏航部段的偏航角速度(ωf)(诸如偏航部段相对于风力涡轮机的其余部分的偏航速度(ω))是否高于偏航角速度阈值(ωthr)，
和/或：
ii.未来时间点(tf)的偏航部段施加在风力涡轮机的其余部分上的偏航力矩(Mf)是否高于偏航力矩阈值(Mthr)，
-诸如在估算出控制参数值被超过时，诸如在估算出在未来时间点所述偏航角速度阈值(ωthr)和所述偏航力矩阈值(Mthr)中的任何一个或多个被超过时：使转子的一个或多个叶片变桨，使得空气动力在偏航部段上作用力，从而形成围绕风力涡轮机的偏航轴线的力矩，以便减小所述一个或多个控制参数，诸如减小未来时间点(tf)的风力涡轮机的偏航运动的偏航角速度(ωf)和/或偏航力矩阈值(Mf)。
可以理解，未来时间点(tf)晚于决策时间点。
图5-7示出了本发明的实施例的应用示例。在图5-7中的每一个中，在沿着偏航轴线的方向上观察到多转子风力涡轮机(诸如图2中描绘的多转子风力涡轮机)，其中每个转子具有三个叶片。
图5示出了一种多转子风力涡轮机，其中风向变化或湍流可能导致高的偏航载荷，并且导致涡轮机在静止或空转时以偏航故障模式偏航。
图6示出了通过使一个转子(“转子1”)中的2个叶片从87度角变桨到65度角，增大阻力并减慢偏航运动以保护偏航***(避免过热或进一步的损坏)。
图7示出了在偏航运动结束之后转子1的变桨叶片变桨回到顺桨位置。
图8示出了图5-7中的两个转子中的每一个的三个叶片的模拟桨距角(如在曲线图的y轴上以度示出)的曲线图。图例示出了模拟中的传感器标签“bea2”，其对应于3叶片转子中每个叶片的传感器标签。子图示出了(a)转子1(诸如图2中的左上转子)中的所有叶片处于87-87-87度桨距角，(b)转子2(诸如图2中的右上转子)中的所有叶片处于87-87-87度桨距角。子图的上一行(a)-(b)对应于图5中的情形。子图还示出了(c)转子1(诸如图2中的左上转子)中的所有叶片处于87-87-87度桨距角，(d)转子2(诸如图2中的右上转子)中的一个叶片仍处于87度桨距角，但是另外两个叶片在大约600秒的时间内变桨为65度。子图的下一行(c)-(d)对应于图6中的情形。
图9示出了模拟结果，其中如图8所示的那样执行变桨。图9示出了作为时间的函数的偏航角[度](在y轴上)。图例示出了模拟中的传感器标签“bea1”，其对应于风力涡轮机的传感器标签。该曲线图表示未执行变桨的基线(实线曲线)和执行变桨的结果(虚线)。可以看出，通过变桨，偏航角的变化在较长的时间段内得以平滑。
图10示出了对应于图9的模拟结果，除了在图10中y轴示出了偏航角速度[rpm]之外。再次，曲线图表示未执行变桨的基线(实线曲线)和执行变桨的结果(虚线)。可以看出，通过变桨可以实现较小的最大偏航角速度。
图11示出了显示多转子风力涡轮机中的偏航的示意图。更具体地，该示意图显示了具有第一和第二转子1107a-b的多转子风力涡轮机1101。控制***可以被布置成确定桨距角设定点值，并且可以在多转子涡轮机控制器中实现，该多转子涡轮机控制器将桨距角设定点值分别发送到桨距控制器1(用于第一转子1107a)和桨距控制器2(用于第二转子1107b)。因此，控制***(多转子涡轮机控制器)接收一个或多个控制参数(以及可选地由偏航部段施加在风力涡轮机的其余部分上的偏航力矩(M或Myaw))、将桨距角设定点值或一组桨距角设定点值(也称为桨距参考)(诸如分别用于第一转子1107a的{θBlade1 Rotor1，θBlade2 Rotor1，θBlade3 Rotor1}和用于第二转子1107b的{θBlade1 Rotor2，θBlade2 Rotor2，θBlade3 Rotor2})分别设定到桨距控制器1和桨距控制器2***，每一个桨距控制器***控制变桨***，该变桨***进而控制叶片的桨距角。
尽管已经结合特定实施例描述了本发明，但是不应以任何方式将其解释为限于所提出的示例。本发明的范围由所附的权利要求书阐明。在权利要求的上下文中，术语“包括”或“包含”不排除其他可能的元件或步骤。另外，提及诸如“一”或“一个”等的引用不应被解释为排除多个。权利要求中关于附图中指示的元件的参考标记的使用也不应被解释为限制本发明的范围。此外，可以将不同权利要求中提及的各个特征有利地组合，并且在不同权利要求中对这些特征的提及并不排除特征的组合是不可能的和有利的。

Claims (15)

1.一种用于控制风力涡轮机(100)上的转子(102)的方法(310)，其中，所述转子包括一个或多个叶片(103)，并且其中所述风力涡轮机包括：
-变桨***，
所述方法包括：
-在静止或空转运行状态下运行(312)所述转子，
-确定或接收(314)一个或多个控制参数，其中一个或多个偏航参数能够被描述为所述一个或多个控制参数的函数，其中所述一个或多个偏航参数包括以下一项或多项：
i.偏航部段的偏航角速度，
ii.所述偏航部段的偏航角加速度，
和/或
iii.所述偏航部段施加在所述风力涡轮机的其余部分上的偏航力矩，以及
-通过所述变桨***基于所述一个或多个控制参数使所述转子(100)的一个或多个叶片(103)变桨(316)。
2.根据前述权利要求中任一项所述的用于控制风力涡轮机(100)上的转子的方法(310)，其中，执行所述变桨以便增大或减小由空气动力施加在所述偏航部段上的由空气动力引起的偏航力矩。
3.根据前述权利要求中任一项所述的用于控制风力涡轮机(100)上的转子的方法(310)，其中，所述风力涡轮机包括：
-用于使所述风力涡轮机的偏航部段偏航的偏航***。
4.根据权利要求3所述的用于控制风力涡轮机(100)上的转子的方法(310)，其中，所述方法还包括：
-检测(411)所述偏航***中的故障。
5.根据前述权利要求中任一项所述的用于控制风力涡轮机(100)上的转子的方法(310)，其中，执行所述变桨，使得所产生的所述一个或多个叶片上的空气动力的变化有助于减小所述一个或多个偏航参数。
6.根据前述权利要求中任一项所述的用于控制风力涡轮机上的转子的方法(310)，其中，所述风力涡轮机是单转子风力涡轮机(100)。
7.根据前述权利要求中任一项所述的用于控制风力涡轮机上的转子的方法(310)，其中，所述风力涡轮机是多转子风力涡轮机(1)。
8.根据权利要求7所述的用于控制风力涡轮机上的转子的方法(310)，其中，使一个或多个叶片变桨包括：
-使转子的一个或多个叶片的子集变桨(416)到比所述转子的其余叶片更大的程度。
9.根据权利要求8所述的用于控制风力涡轮机上的转子的方法(310)，其中，使所述一个或多个叶片的子集变桨包括：
-使3叶片转子或2叶片转子上的1个且仅仅1个叶片变桨，
或者
-使3叶片转子上的2个且仅仅2个叶片变桨。
10.根据前述权利要求中任一项所述的用于控制风力涡轮机上的转子的方法(310)，其中，使所述一个或多个叶片变桨包括：
-以方位角依赖的方式进行变桨。
11.根据权利要求10所述的用于控制风力涡轮机上的转子的方法(310)，其中，以方位角依赖的方式使一个或多个叶片变桨包括：使转子上的一个或多个叶片变桨，使得来自所述一个或多个叶片上的阻力的力矩产生围绕与偏航轴线平行且与所述转子的旋转轴线相交的轴线的净非零力矩。
12.根据权利要求7-9中任一项和权利要求10-11中任一项所述的用于控制风力涡轮机上的转子的方法(310)，其中，以方位角依赖的方式使一个或多个叶片变桨包括：使转子上的一个或多个叶片变桨，使得在所述一个或多个叶片上的阻力在第一方位角范围内相对于在第二方位角范围内的阻力更大，其中所述第一方位角范围比所述第二方位角范围更远离所述偏航轴线。
13.一种控制***，其被布置用于：
-接收一个或多个控制参数，其中一个或多个偏航参数能够被描述为所述一个或多个控制参数的函数，其中所述一个或多个偏航参数包括以下一项或多项：
i.偏航部段的偏航角速度(ω)，
ii.所述偏航部段的偏航角加速度(a)，
和/或
iii.所述偏航部段施加在所述风力涡轮机的其余部分上的偏航力矩(M)，以及
-基于所述转子(102)的一个或多个叶片(103)的控制参数确定并输出一个或多个桨距角设定点值。
14.一种风力涡轮机(100)，其包括根据权利要求13所述的控制***。
15.一种计算机程序产品，其包括指令，当程序由计算机执行时，所述指令使得所述计算机执行权利要求1-12中任一项所述的步骤。
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