CN103842645A - 用于操作联接到电网的风力涡轮机的方法和系统 - Google Patents
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Abstract
根据本发明，提供了一种操作联接到电网（92）的风力涡轮机（10）以便将电功率输送到所述电网的方法。方法包括：a)在降噪模式下操作风力涡轮机（10）；b)确定电网（92）是否处于对应于功率需求增加的不稳定电网状态；以及c)在稳定时期期间增加由风力涡轮机（10）输送到电网（92）的电功率以便支持不稳定电网的稳定。此外，增加电功率以便支持不稳定电网的稳定被执行使得由此产生的噪声增加低于选定高等级。除此以外，本发明提供用于执行以上方法的控制系统和风力涡轮机。
Description
技术领域
本文所公开的主题大体而言涉及用于风力涡轮机的方法和系统，并且更特别地，涉及用于以高效方式减小风力涡轮机中的噪声生成的方法和系统。
背景技术
至少一些已知的风力涡轮机包括塔架和安装在塔架上的机舱。转子可旋转地安装到机舱并且通过轴联接到发电机。多个叶片从转子延伸。叶片被定向成使得掠过叶片的风转动转子并且使轴旋转，由此驱动发电机发电。
在这样的已知风力涡轮机的操作期间，叶片旋转通过空气生成呈可听见的噪声的形式的空气动力声发射。这些声发射可以产生具有可能接近乃至超过当地规定等级的分贝（dB）级的噪声。因此，存在至少一些方法用于控制来自风力涡轮机或包括多个风力涡轮机的风力涡轮机设施（即，风电厂）的噪声。特别地，风力涡轮机可以操作使得产生的噪声低于预定dB参数。用于减小声发射的风力涡轮机的这样的操作也被称为降噪操作（NRO）。
NRO典型地意味着风力涡轮机生成的电功率低于风力涡轮机的最大可能发电容量。所以，降噪操作下的风力涡轮机的操作状态通常不旨在获得最大功率输出，而是符合适用于风力涡轮机的噪声规定。然而，在NRO期间，最大地接近风力涡轮机的容量以便生成电功率是重要的。
发明内容
在一方面，提供一种操作联接到电网的风力涡轮机以便将电功率输送到所述电网的方法。所述方法包括：a)在降噪模式下操作所述风力涡轮机；b)确定所述电网是否处于对应于功率需求增加的不稳定电网状态；以及，c)在稳定时期期间增加由所述风力涡轮机输送到所述电网的电功率以便支持所述不稳定电网的稳定。所述增加电功率以便支持所述不稳定电网的稳定被执行使得由此产生的噪声增加低于选定高等级。典型地，当电网的频率低于电网频率基准值时发生对应于功率需求的增加的不稳定电网状态。示例性地、但非限定地，电网频率基准值可以是电网频率的额定值（例如，50Hz或60Hz）或接近的频率值。
在另一方面提供一种风力涡轮机。所述风力涡轮机包括：以旋转速度可旋转的转子；联接到所述转子的至少一个转子叶片；以及，联接到所述转子叶片的至少一个变桨调节系统；b)联接到所述至少一个变桨调节系统的至少一个处理器。所述至少一个处理器编程为用于：i)操作所述风力涡轮机以便生成低于第一声级的噪声；ii)确定所述电网是否处于对应于低于电网频率基准值的电网频率的不稳定电网状态；iii)在稳定时期期间增加由所述风力涡轮机输送到所述电网的电功率以便支持所述不稳定电网的稳定。在所述稳定时期期间所述风力涡轮机生成高于所述第一声级的噪声。所述至少一个处理器还编程为用于在所述稳定时期过去之后操作所述风力涡轮机以便生成低于所述第一声级的噪声。由支持所述不稳定电网的稳定产生的噪声增加低于选定高等级。
在又一方面，提供一种用于风力涡轮机中的风力涡轮机控制系统。所述控制系统包括：a)联接到转子叶片的至少一个变桨调节系统；以及，b)联接到所述至少一个变桨调节系统的至少一个处理器。所述至少一个处理器编程为用于：i)操作所述风力涡轮机以便生成低于第一声级的噪声；ii)确定所述电网是否处于对应于低于电网频率基准值的电网频率的不稳定电网状态；iii)在稳定时期期间增加由所述风力涡轮机输送到所述电网的电功率以便支持所述不稳定电网的稳定。在所述稳定时期期间所述风力涡轮机生成高于所述第一声级的噪声。所述至少一个处理器还编程为用于：iv)在所述稳定时期过去之后操作所述风力涡轮机以便生成低于所述第一声级的噪声。由支持所述不稳定电网的稳定产生的噪声增加低于选定高等级。
本文中所述的方法和系统通过利用在NRO下操作的风力涡轮机的潜在能力来稳定不稳定的电网，便于风力涡轮机的更高效降噪操作（NRO）。特别地，在NRO下操作的风力涡轮机典型地丢弃用于生成电功率的额外容量，原因是在NRO期间，风力涡轮机很可能生成低于风力涡轮机的最大可能发电容量的电功率。根据本文中的实施例，可以通过利用用于发电的该额外容量执行高效NRO以便稳定不稳定电网。此外，根据本文中的实施例可以考虑由此产生的噪声增加来执行稳定，使得它便于保持稳定事件的低噪声影响。特别地，可以执行稳定使得由支持不稳定电网的稳定产生的噪声增加低于选定高等级。
根据一些实施例，选定高等级限定了平均值。例如，可以执行稳定使得由稳定产生的噪声增加（例如，由于转子速度的增加）不导致随着时间平均的噪声超过特定噪声上限。根据本文中的至少一些实施例，在NRO期间不稳定电网的稳定可以被执行而不导致对来自风力涡轮机的声发射的显著影响，并且更具体地，不损害符合适用于风力涡轮机的噪声规定。根据一些实施例，选定高等级是在稳定时期期间不超过的声级。例如、但不限于，声级可以对应于在特定时间的绝对声级或平均声级。
根据从属权利要求、说明书和附图，本发明的更多方面、优点和特征变得明显。
附图说明
更特别地在参考附图的说明书的剩余部分中阐述了包括对于本领域的普通技术人员来说是本发明的最佳模式的本发明的完整和允许公开，其中：
图1是示例性风力涡轮机的透视图。
图2是图1中所示的风力涡轮机的一部分的放大截面图。
图3是由图1的风力涡轮机产生的发电的示意性曲线表示。
图4是将图1的风力涡轮机联接到电网的示意图。
图5是在包括稳定事件的时期期间由图1的风力涡轮机产生的噪声的示意性曲线表示。
图6是用于操作风力涡轮机10的方案的示意性曲线表示。
具体实施方式
现在将详细地参考各种实施例，所述实施例的一个或多个例子在每个图中示出。每个例子作为解释而不是作为限制而被提供。例如，作为一个实施例的一部分示出或描述的特征可以用于其它实施例或与其它实施例结合以产生另外的实施例。本公开旨在包括这样的修改和变型。
当在本文中使用时，术语“风力涡轮机”旨在表示从风能生成旋转能，并且更具体地，将风的动能转换为机械能的任何装置。当在本文中使用时，术语“风力涡轮机”旨在表示从风能生成的旋转能生成电功率，并且更具体地，将从风的动能转换的机械能转换为电功率的任何风力涡轮机。当在本文中使用时，术语“叶片”旨在表示当相对于周围流体运动时提供反作用力的任何装置。
根据本文中的实施例，在降噪模式下的操作（也被称为降噪操作）包括控制或调节风力涡轮机的操作参数使得由风力涡轮机产生的噪声低于某个预定等级。例如、但不限于，降噪可以用于保持产生的噪声低于最大声级。最大声级可以对应于在特定时间生成的噪声级。作为它的替代或附加，降噪可以用于保持产生的噪声低于在预定时间上平均的最大声级。作为它的替代或附加，降噪可以用于保持在超过时间的一部分（例如，10%）上产生的噪声级低于预定限度。
示例性地，可以减小转子的旋转速度以便减小由风力涡轮机生成的噪声。作为它的替代或附加，每个转子叶片的桨距角可以单独地变桨以便有效地减小由风力涡轮机生成的噪声。降噪操作典型地使得风力涡轮机符合在风力涡轮机操作所在的地区中适用的噪声规定。根据本文中的实施例，在降噪模式下操作风力涡轮机典型地导致风力涡轮机生成低于风力涡轮机的最大可能发电容量的电功率。典型地，该最大容量对应于不在降噪模式下操作并且考虑到特定风况风力涡轮机可以潜在地生成的电功率（参见图3）。
当在本文中使用时，术语电网旨在表示用于输送电力的互连电力网络。典型地，电网用于将电力从供应商输送到客户。电网可以支持以下的至少一项：(i)电力生成；(ii)电功率传输；(iii)电力分配；或(iv)电力控制。例如、但不限于此，根据本文中的实施例的电网可以表示整个大陆的电网络、地区的传输网络或子网络，例如本地公用传输电网或分配电网。
图1是示例性风力涡轮机10的透视图。在示例性实施例中，风力涡轮机10是水平轴线风力涡轮机。替代地，风力涡轮机10可以是竖直轴线风力涡轮机。在示例性实施例中，风力涡轮机10包括从支撑系统14延伸的塔架12，安装在塔架12上的机舱16，和联接到机舱16的转子18。转子18包括可旋转毂20和联接到毂20并且从所述毂向外延伸的至少一个转子叶片22。在示例性实施例中，转子18具有三个转子叶片22。在替代实施例中，转子18包括三个以上或以下的转子叶片22。在示例性实施例中，塔架12由钢管制造以限定支撑系统14和机舱16之间的腔（未在图1中显示）。在替代实施例中，塔架12是具有任何合适高度的任何合适类型的塔架。
转子叶片22围绕毂20间隔以便于旋转转子18，从而能够使来自风的动能转变为可使用的机械能，并且随后转变为电能。通过在多个负荷转移区域26处将叶片根部24联接到毂20而将转子叶片22配合到毂20。负荷转移区域26具有毂负荷转移区域和叶片负荷转移区域（两者未在图1中显示）。引至转子叶片22的负荷经由负荷转移区域26转移到毂20。
在一个实施例中，转子叶片22具有在大约15米（m）至大约91m的范围内的长度。替代地，转子叶片22可以具有能够使风力涡轮机10如本文中所述起作用的任何合适长度。例如，叶片长度的其它非限定性例子包括10m或以下、20m、37m或大于91m的长度，例如100m。当风从方向28吹向转子叶片22时，转子18围绕旋转轴线30旋转。当转子叶片22旋转并且受到离心力时，转子叶片22也受到各种力和力矩。因而，转子叶片22可以从中立或非偏转位置偏转和/或旋转到偏转位置。
而且，可以由变桨调节系统32改变转子叶片22的桨距角或叶片桨距（即，确定转子叶片22相对于风的方向28的方位的角）以通过调节至少一个转子叶片22相对于风向量的角位置而控制由风力涡轮机10生成的负荷和功率。显示了用于转子叶片22的变桨轴线34。在风力涡轮机10的操作期间，变桨调节系统32可以改变转子叶片22的叶片桨距，使得转子叶片22移动到顺桨位置，使得至少一个转子叶片22相对于风向量的方位提供将朝风向量定向的转子叶片22的最小表面面积，这便于减小转子18的旋转速度和/或便于转子18的失速。
典型地，增加转子叶片22的桨距角减小暴露于风的叶片面积的百分比。相反地，减小转子叶片22的桨距角增加暴露于风的叶片面积的百分比。例如，大约0度的叶片桨距角（有时称为“动力位置”）将叶片表面面积的大百分比暴露于风，由此导致升力的第一值作用于转子叶片22。类似地，大约90度的叶片桨距角（有时称为“顺桨位置”）将叶片表面面积的显著较低百分比暴露于风，由此导致升力的第二值作用于转子叶片22。作用于转子叶片22的升力的第一值典型地大于作用于转子叶片22的升力的第二值。所以，升力的值典型地与暴露于风的叶片表面面积成正比。因此，作用于转子叶片22的升力的值典型地与叶片桨距角的值成反比。
典型地，当叶片升力增加时，转子叶片22（例如，在转子尖端处）的线速度增加。相反地，当叶片升力减小时，转子叶片22的线速度减小。所以，转子叶片22的线速度的值与作用于其上的升力的值成正比。由此推断转子叶片22的线速度与叶片桨距角成反比。
在示例性实施例中，每个转子叶片22的叶片桨距由包括处理器40的控制系统36单独地控制。替代地，所有转子叶片22的叶片桨距可以由控制系统36同时控制。此外，在示例性实施例中，当方向28变化时，机舱16的偏航方向可以围绕偏航轴线38被控制以相对于方向28定位转子叶片22。
在示例性实施例中，风力涡轮机10包括定位在机舱16内并且联接到转子18的发电机42。由此，风力涡轮机10可以生成电功率。发电机42可以是根据本文中的实施例的适合于生成电功率的任何类型的发电机，例如、但不限于变速发电机。根据本文中的实施例，风力涡轮机10联接到电网92以便将电功率输送到电网。例如，发电机42可以通过电连接94联接到电网92。下面参考图4进一步详细地描述将风力涡轮机10联接到电网92。
根据至少一些实施例，风力涡轮机10配备有或可操作地联接到用于测量与风力涡轮机10相关的噪声的传感器系统。例如，近场麦克风98或用于根据IEC标准执行场所噪声测量的系统可以设在风力涡轮机10附近以便监测来自风力涡轮机10的噪声发射。近场麦克风98可以直接安装在风力涡轮机10上。作为它的替代或附加，远场麦克风100可以相对远离风力涡轮机10定位使得可以监测相关区域（例如，居住区）中的风力涡轮机10的噪声影响。例如，远场麦克风100可以安装在包括风力涡轮机10的风电厂（未显示）的外部。噪声传感器系统可以附加地配置成确定围绕风力涡轮机10的区域中的背景噪声级。背景噪声级典型地对应于不是由风力涡轮机或更具体地不是由风电厂生成的噪声。
典型地，噪声传感器系统可操作地联接到控制系统36使得可以在线控制风力涡轮机10的声发射。特别地，噪声传感器系统可以将包括信息的信号发送到控制系统36，所述信息与例如、但不限于由风力涡轮机10发射的噪声、风力涡轮机10的噪声影响和/或特定区域中的背景噪声级相关。噪声影响典型地对应于特定区域中的风力涡轮机10（或相应的风电厂）的声发射的影响或作用。控制系统36和噪声传感器系统可以使用任何合适的手段通信，例如、但不限于电连接（未显示）或无线系统（未显示）。
图2是风力涡轮机10的一部分的放大截面图。在示例性实施例中，风力涡轮机10包括机舱16和可旋转地联接到机舱16的毂20。更具体地，毂20通过转子轴144（有时被称为主轴或低速轴）、齿轮箱46、高速轴48和联接件50可旋转地联接到位于机舱16内的发电机42。在示例性实施例中，转子轴44与纵轴线116同轴地布置。转子轴44的旋转可旋转地驱动齿轮箱46，所述齿轮箱随后驱动高速轴48。高速轴48用联接件50可旋转地驱动发电机42并且高速轴48的旋转便于由发电机42产生电功率。齿轮箱46和发电机42由支撑件52和支撑件54支撑。在示例性实施例中，齿轮箱46使用双路构造来驱动高速轴48。
作为通过齿轮箱46将转子轴44联接到发电机4的替代，风力涡轮机10可以是无齿轮直接驱动风力涡轮机。替代地，转子轴44可以用联接件50直接联接到发电机42。
机舱16也包括偏航驱动机构56，所述偏航驱动机构可以用于绕偏航轴线38（未在图1中显示）旋转机舱16和毂20以控制转子叶片22相对于风的方向28的方位。机舱16也包括至少一个气象桅杆58，所述气象桅杆包括风向标和风速计（两者未在图2中显示）。气象桅杆58将可以包括风向和/或风速的信息提供给控制系统36。在示例性实施例中，机舱16也包括主前支撑轴承60和主后支撑轴承62。
前支撑轴承60和后支撑轴承62便于转子轴44的径向支撑和对准。前支撑轴承60靠近毂20联接到转子轴44。后支撑轴承62靠近齿轮箱46和/或发电机42定位在转子轴44上。替代地，机舱16包括能够使风力涡轮机10如本文中所述起作用的任何数量的支撑轴承。转子轴44、发电机42、齿轮箱46、高速轴48、联接件50和任何关联的紧固、支撑和/或固定装置（包括但不限于支撑件52和/或支撑件54以及前支撑轴承60和后支撑轴承62）有时被称为驱动链64。
在示例性实施例中，毂20包括变桨组件66。变桨组件66包括一个或多个变桨驱动系统68。每个变桨驱动系统68联接到相应的转子叶片22（在图1中显示）以便沿着变桨轴线34调制关联转子叶片22的叶片桨距。在图2中仅仅显示了三个变桨驱动系统68中的一个。
在示例性实施例中，变桨组件66包括至少一个变桨轴承72，所述变桨轴承联接到毂20并且联接到相应的转子叶片22（在图1中显示）以便围绕变桨轴线34旋转相应的转子叶片22。变桨驱动系统68包括变桨驱动马达74、变桨驱动齿轮箱76和变桨驱动小齿轮78。变桨驱动马达74联接到变桨驱动齿轮箱76使得变桨驱动马达74将机械力施加于变桨驱动齿轮箱76。变桨驱动齿轮箱76联接到变桨驱动小齿轮78使得变桨驱动小齿轮78由变桨驱动齿轮箱76旋转。变桨轴承72联接到变桨驱动小齿轮78使得变桨驱动小齿轮78的旋转导致变桨轴承72的旋转。更具体地，在示例性实施例中，变桨驱动小齿轮78联接到变桨轴承72使得变桨驱动齿轮箱76的旋转围绕变桨轴线34旋转变桨轴承72和转子叶片22以改变叶片22的叶片桨距。
在示例性实施例中，每个变桨驱动系统68包括至少一个变桨驱动马达74。变桨驱动马达74是由电力驱动的能够使变桨驱动系统68如本文中所述起作用的任何电动马达。替代地，变桨驱动系统68包括任何合适的结构、配置、布置和/或部件，例如、但不限于液压缸、弹簧和伺服机构。而且，变桨驱动系统68可以由任何合适的手段（例如、但不限于液压流体）和/或机械动力（例如、但不限于感生弹簧力和/或电磁力）驱动。
变桨驱动系统68联接到控制系统36以便当接收来自控制系统36的一个或多个信号时调节转子叶片22的叶片桨距。在示例性实施例中，变桨驱动马达74是由电力和/或液压系统驱动的能够使变桨组件66如本文中所述起作用的任何合适的马达。替代地，变桨组件66可以包括任何合适的结构、配置、布置和/或部件，例如、但不限于液压汽缸、弹簧和/或伺服机构。而且，变桨组件66可以由任何合适的手段（例如但不限于液压流体）和/或机械动力（例如但不限于感生弹簧力和/或电磁力）驱动。在某些实施例中，变桨驱动马达74由从毂20的旋转惯性和/或将能量供应到风力涡轮机10的部件的储能源（未显示）提取的能量驱动。
如上所述，风力涡轮机10配备有控制系统36。在示例性实施例中，控制系统36配置成操作风力涡轮机10的不同功能，如本文中所述。特别地，控制系统36的处理器40典型地编程为用于执行根据本文中所述的实施例的操作步骤。因此，编程处理器40便于提供更高效降噪操作的技术效果，其中不稳定电网可以被稳定，同时由风力涡轮机导致的声发射所构成的影响较小。更具体地，可以执行该稳定过程同时符合适用于风力涡轮机10的噪声规定。
控制系统36可以可操作地联接到另一控制系统以便执行风力涡轮机10的不同控制功能，例如、但不限于偏航控制、失速控制或发电机扭矩控制。此外，控制系统36可以配置成用于使风力涡轮机10的操作与风电厂（未显示）中的其它涡轮机和/或与电网协调。例如，控制系统36可以通过基于电连接或无线装置的通信网络可操作地联接到其它控制系统。在示例性实施例中，控制系统36显示为集中在机舱16内。作为它的替代或附加，控制系统36可以是遍布风力涡轮机10、在支撑系统14上、在风场内和/或在远程控制中心处的分布式系统。
如上所述，控制系统36包括配置成执行本文中所述的方法和/或步骤的处理器40。此外，本文中所述的其它部件（例如，变桨驱动、偏航驱动或发电机部件）也可以包括用于执行特定功能的处理器。当在本文中使用时，术语“处理器”不限于在本领域中指的是计算机的集成电路，而是广义地表示控制器、微控制器、微型计算机、可编程逻辑控制器（PLC）、专用集成电路和其它可编程电路，并且这些术语在本文中可互换地使用。应当理解处理器和/或控制系统也可以包括存储器、输入通道和/或输出通道。
在本文所述的实施例中，存储器可以包括而不限于计算机可读介质、例如随机存取存储器（RAM）和计算机可读非易失性介质、例如闪存。替代地，软盘、光盘只读存储器（CD-ROM）、磁光盘（MOD）和/或数字通用光盘（DVD）也可以被使用。而且，在本文所述的实施例中，输入通道包括而不限于传感器和/或与操作者接口关联的计算机外围设备、例如鼠标和键盘。此外，在示例性实施例中，输出通道可以包括而不限于控制装置、操作者接口监视器和/或显示器。
本文中所述的处理器处理从多个电气和电子装置传输的信息，所述装置可以包括而不限于传感器、致动器、压缩机、控制系统和/或监测系统。这样的处理器可以物理地位于例如控制系统、传感器、监测装置、桌上型计算机、膝上型计算机、可编程逻辑控制器（PLC）机柜、和/或分布式控制系统（DCS）机柜。RAM和存储装置存储并且传送将由（一个或多个）处理器执行的信息和指令。在由（一个或多个）处理器执行指令期间RAM和存储装置也可以用于存储并且将临时变量、静态（即，非变化）信息和指令或其它中间信息提供给处理器。被执行的指令可以包括而不限于风力涡轮机控制系统控制命令。指令的序列的执行不限于硬件电路和软件指令的任何特定组合。
在示例性实施例中，控制系统36包括实时控制器（未显示），所述实时控制器包括任何合适的基于处理器或基于微处理器的系统，例如计算机系统，其包括微控制器、精简指令集电路（RISC）、专用集成电路（ASIC）、逻辑电路和/或能够执行本文中所述的功能的任何其它电路或处理器。在一个实施例中，实时控制器可以是微处理器，所述微处理器包括只读存储器（ROM）和/或随机存取存储器（RAM），例如具有2Mbit ROM和64Mbit RAM的32位微型计算机。当在本文中使用时，术语“实时”指的是在输入的变化影响结果之后相当短时期发生的结果，所述时期是可以基于结果的重要性和/或系统处理输入以生成结果的能力进行选择的设计参数。
根据本文中的实施例，风力涡轮机10可以在降噪模式下操作。降噪模式典型地用于控制风力涡轮机10的潜在或有效声发射。典型地，风力涡轮机10生成两种类型的声发射：i)由空气动力效应导致的声发射；和ii)由机械效应导致的声发射。根据本文中的实施例的降噪模式典型地涉及减小两种类型的发射以符合某些预定条件，例如在安装风力涡轮机10所在的地区中适用的噪声规定。
根据典型实施例，控制系统36配置成在需要时执行降噪模式以便因此操作风力涡轮机10。作为它的替代或附加，风力涡轮机10在降噪模式下的操作可以由特定控制系统或经由遥控器（未显示）执行。根据一些实施例，操作风力涡轮机10以便生成低于特定声级的噪声级。
典型地，空气动力噪声与叶片尖端速度与风速的比率相关。特别地，当转子叶片22的速度增加时，来自转子叶片22的声发射（未在图1中显示）的幅度（未显示）增加。相反地，当转子叶片22的速度减小时，来自叶片22的声发射的幅度减小。所以，来自转子叶片22的声发射的幅度典型地与转子叶片22的线速度成正比。因此，由此推断来自转子叶片22的声发射并因此由风力涡轮机10产生的噪声的幅度与叶片桨距角成反比。
典型地，控制系统36配置成通过控制或调节来自叶片22的声发射的幅度在降噪模式下操作风力涡轮机10。特别地，控制系统36可以配置成用于以这样一种方式调节转子18的旋转速度使得由风力涡轮机10产生的噪声低于特定噪声限度。特别地，控制系统36可以总体地调节转子叶片22的桨距角以便保持由风力涡轮机10产生的噪声足够低。其它合适的方法可以用于减小旋转速度，例如、但不限于转子18的扭矩控制。
典型地，作为风速、生成的功率和实际电网频率，或更具体地，实际电网频率和基准频率值之间的差异中的至少一项的函数，执行稳定事件期间的旋转速度的减小。基准频率值典型地对应于额定电网频率或接近它的频率。
作为它的替代或附加，可以通过单独地调制每个转子叶片22的桨距角执行降噪操作。由此，暴露于风的每个叶片的横截面积可以被调节以便有效地减小风力涡轮机10的声发射。例如，降噪操作模式的执行可以包括：i)当转子叶片22旋转通过叶片方位值的第一范围时增加转子叶片22的桨距角以减小由风力涡轮机生成的声发射；以及，ii)当转子叶片22旋转通过叶片方位值的第二范围时减小转子叶片22的桨距角以增加由风力涡轮机生成的电功率。在该降噪策略中，典型地作为方位角的函数来选择桨距角。更具体地，桨距角可以通过依赖于风速和/或生成功率的系数与方位角成比例。方位角指的是在转子18的旋转平面中的转子叶片22的旋转角。
在公开号为EP2177755的欧洲专利申请中描述了桨距角的这样的特定调制，在该文献通过引用结合于此到这样的程度，即，该文献与本公开、特别是其中描述通过桨距角的调制进行降噪操作的那些部分不矛盾的程度。风力涡轮机10的降噪操作模式不限于上述的操作模式。此外，风力涡轮机10可以组合不同的降噪策略。特别地，风力涡轮机10可以执行便于根据本文中的实施例的风力涡轮机操作的任何合适的降噪操作模式。
如上所述，控制系统36可以可操作地联接到噪声传感器系统（例如，由近场麦克风98和远场麦克风100构成的传感器系统）。控制系统36可以处理来自噪声传感器系统的信息并且因此操作风力涡轮机10。例如，控制系统36可以使用由噪声传感器系统提供的数据确定风力涡轮机10是否必须在降噪模式下操作。此外，一旦风力涡轮机10在降噪模式下，控制系统36可以使用来自噪声传感器系统的信息连续地调节风力涡轮机10的操作参数（例如，桨距角）以便在线控制由风力涡轮机产生的声发射及其噪声影响。
根据本文中的至少一些实施例，操作风力涡轮机10以便符合在安装风力涡轮机10所在的地区中适用的噪声规定。噪声规定可能规定对应于最大容许绝对噪声级的声级，不管风力涡轮机的噪声贡献。因此，可以强制风力涡轮机在降噪模式下运转而不管风力涡轮机对噪声的贡献。替代地，噪声规定可能规定对应于最大容许噪声相对于初始、现有背景噪声级的出现的声级。噪声出现指的是相对于与风力涡轮机无关的背景噪声级的与风力涡轮机相关的相对噪声级增加。
典型地，允许最大容许噪声出现（即，考虑背景噪声）的噪声规定能够将该降噪操作限制到低风速的范围内，原因是对于较高风速风力涡轮机10的噪声出现相对于由风产生的背景噪声是可忽略的，如图3中所示，该图示意性地表示风力涡轮机10的功率产生。图3还示出降噪操作典型地导致操作模式，其中风力涡轮机10生成的电力低于考虑到特定风况风力涡轮机未在降噪模式下操作可以潜在地生成的电功率。
特别地，图3的曲线显示两条曲线302、304，这两条曲线表示针对不同的风速Vw（水平轴线）由风力涡轮机生成的电功率P（竖直轴线）。曲线302对应于操作模式，其中风力涡轮机10操作以便产生由特定风况所能够实现的最大电功率并且不由降噪模式下的操作限制风力涡轮机发电。风力涡轮机10在对应于曲线302的操作模式下针对风速Vw1以额定功率容量306生成电功率。额定电功率典型地对应于根据由制造商设定的作为该装置将生成的最大功率的准则的风力涡轮机的额定功率。该限度典型地设置为略低于风力涡轮机将会被破坏的水平以允许安全裕度。例如、但不限于，根据本文中的实施例的风力涡轮机可以额定生成1MW到7.5MW之间的功率，例如1.5MW、2.5MW或4MW。
曲线304对应于操作模式，其中风力涡轮机10针对Vw2到Vw3之间的风速在降噪模式下操作。对于低于Vw2的风速，风力涡轮机10的噪声出现低于噪声上限并且因此不需要降噪操作。对于高于Vw3的风速，风力涡轮机10的噪声出现相对于由风产生的背景噪声可忽略并且因此不需要降噪操作使得可以以额定功率容量306生成电功率。所以，风力涡轮机10典型地针对较低风速范围在降噪模式下操作。对应于本文中的实施例的低速范围可以是在2m/s到11m/s之间或更具体地在3m/s到10m/s之间的范围。特别地，低风速范围的上限典型地等于或高于风力涡轮机10可以以额定功率操作时的风速值。
曲线302和304之间的308区域表示在降噪操作期间用于发电的风力涡轮机10的额外容量。按照本申请人的理解和根据本文中的实施例，该额外发电容量可以用于补偿电网的不稳定性而不损害风力涡轮机10的充分声发射。
如上所述，根据本文中的实施例的风力涡轮机连接到电网以便将电功率输送到电网。典型地，电网的特征在于电网频率，即，电流传输通过电网的频率。电网典型地设计成以额定电网频率（例如，50Hz或60Hz）操作。然而，特别地对于弱电网，例如当大供应商或大客户从电网断开时可能发生电网频率的波动。这样的波动可能导致连接到电网的电气设备的损坏。当在本文中使用时，不稳定电网状态指的是受到这样的波动的电网的状态。
典型地，功率需求的增加导致不稳定电网状态，其中电网频率极低（即，电网频率低于电网频率基准值）。在该情况下，可以通过发电或将额外电功率输送到电网而支持电网（即，便于停止波动）。如上所述，本文中的实施例便于风力涡轮机在降噪操作下的高效操作以便支持经历对应于极低电网频率的不稳定性的电网。
根据本文中的实施例，电网92的电网频率可以被监测以便确定电网92是否处于不稳定电网状态。图4示例性地示出根据本文中的实施例的将风力涡轮机10联接到电网92。如上所述，转子18可以通过转子轴44联接到齿轮箱46。齿轮箱46可以通过高速轴48联接到发电机42。替代地，转子18可以根据驱动链64的直接驱动配置直接联接到发电机42。在示例性实施例中，发电机42通过电连接94联接到电网92。
根据本文中的实施例，风力涡轮机10配置成确定电网92是否处于不稳定电网状态，该不稳定电网状态对应于低于电网频率基准值的电网频率、例如由电网92的超负荷导致的极低电网频率。基准频率值可以对应于额定电网频率（例如，50Hz或60Hz）或接近它的频率值，例如但不限于：a)比额定电网频率小0.033%或更具体地0.02%的电网频率；或b)小于基准频率值的电网频率，该基准频率值低于额定频率值，例如低于额定频率值减去0.25Hz或更具体地0.50Hz的基准频率值。
风力涡轮机10可以包括或通信地联接到用于监测电网92的电网频率的频率传感器96。典型地，频率传感器96是用于感测实际电网频率的传感器。例如、但不限于此，频率传感器96可以是用于监测电网频率的电网监测系统（GMS）。作为另一例子，如果风力涡轮机10是基于逆变器的风力涡轮机，则风力涡轮机10的逆变器可以实现频率传感器96。频率传感器96典型地通过任何合适的手段（例如，电连接或无线通信系统）联接到控制系统36使得控制系统36可以接收来自频率传感器96的信息。
根据本文中的实施例，在风力涡轮机10的操作期间，可以确定电网92是否处于对应于极低电网频率的不稳定状态。典型地，这样的不稳定状态对应于电网的超负荷。为了确定电网92的这样的不稳定状态，可以监测电网的电网频率并且当电网频率低于额定电网频率或其它频率基准值（例如，比额定电网频率低0.5Hz的电网频率）时可以确定不稳定状态。
确定电网92是否处于对应于极低电网频率的不稳定状态可以由允许风力涡轮机10如本文中所述操作的任何合适的方法执行。例如、但不限于，作为电网频率监测的替代或附加，可以监测或估计联接到电网92的负荷的变化。例如，指示可能超负荷的事件、例如天气变化可以用于确定是否可能发生电网92的不稳定状态。作为另一例子，根据本文中的实施例，指示不稳定电网状态的外部信号可以被发送到风力涡轮机10。这样的外部信号可以例如、但不限于由电网运营商提供以便向能量提供商指示电网92需要支持。作为另一例子，可以通过测量电网92的电压确定不稳定状态。
控制系统36典型地处理从频率传感器96接收的信息以便确定电网92是否处于对应于极低电网频率的不稳定电网状态。例如、但不限于，控制系统36可以与频率传感器96合作确定实际电网频率。此外，控制系统36可以确定实际电网频率是否低于基准频率值，如上所述。也就是说，在后一例子中，当电网频率的实际值降低到阈值之下时确定不稳定电网状态。由此，根据本文中的至少一些实施例电网频率的小波动将不触发稳定事件。
根据典型实施例，当检测到不稳定电网状态时增加由风力涡轮机10输送到电网92的电功率。根据至少一些实施例，通过增加转子18的旋转速度实现功率增加。特别地，可以通过共同地改变转子叶片22的桨距角增加转子18的旋转速度。特别地，可以减小桨距角以便增加转子速度并且因此增加发电。典型地通过考虑以下因素执行该桨距角变化：a)电网频率的实际值；和/或b)潜在地或有效地产生的噪声增加。
关于a)，桨距角的变化可以被选择以便与实际电网频率与基准频率值之间的差异成比例。更具体地，桨距角可以与该差异成反比。基准频率值可以对应于额定电网频率（例如，50Hz或60Hz）或接近它的频率值，例如但不限于：a)比额定电网频率小0.33%或更具体地0.02%的电网频率；或b)小于基准频率值的电网频率、所述基准频率值低于额定频率值、例如低于额定频率值减去0.25Hz或更具体地0.5Hz的基准频率值。由此，可以实现对电网不稳定性的快速响应。关于b)，典型地，以如下的方式改变桨距角，即：使得潜在地或有效地产生的噪声不超过绝对最大值和/或它随着时间对发射噪声的贡献不超过特定值，如下面进一步详细地所述。由此，通过共同地改变转子叶片22的桨距角产生的电网稳定的噪声影响可以减小。
根据可以与本文中的其它实施例组合的至少一些实施例，对确定不稳定电网状态的响应包括单独地调制每个转子叶片22的桨距角，如上面所述和EP2177755中进一步详细地所述。然而，根据本文中的实施例为了稳定被确定的不稳定电网状态，可以取决于以下因素调节桨距角增加和桨距角减小：a)电网频率的实际值；和/或b)潜在地或有效地产生的噪声增加。
这可以与如上面关于桨距角的总体变化所述的类似地执行。特别地，桨距角增加和桨距角减小可以与实际电网频率与基准频率值之间的差异成比例，如上所述。更具体地，桨距角可以通过可变系数与转子叶片方位角的函数成比例。可变系数典型地取决于风速和实际电网频率，或更具体地，实际电网频率与基准频率值之间的差异，如上所述。
图6是用于操作风力涡轮机10的方案的示意性曲线表示。如示意性地所示，风力涡轮机10可以处理对应于以下参数中的至少一个的信息：电网频率602、近场噪声604、远场噪声606、风速608或由风力涡轮机10生成的电功率610。特别地，对应于这些参数中的至少一个的一个或多个信号可以提供给处理器40。此外，可以考虑这些参数中的至少一个操作风力涡轮机10。特别地根据本文中的实施例，考虑这些参数中的至少一个，处理器40可以执行增加由风力涡轮机10生成的电功率以便支持不稳定电网的稳定，所述参数更具体地至少是：a)由此产生的噪声增加（例如，基于近场噪声604或远场噪声606中的至少一个）；和b)电网频率602。
示例性地，处理器40可以执行变桨修正算法，该变桨修整算法处理并且使用与参数602、604、606、608或610中的至少一个相关的信息。例如，处理器40可以与变桨调节系统32连通，以便根据这些参数总体地调节转子叶片22的桨距。作为它的替代或附加，处理器40可以与变桨调节系统32连通以便根据这些参数和转子叶片22的相应方位角单独地调节转子叶片22的桨距，如上所述。
根据本文中的实施例，在稳定时期期间执行为了稳定不稳定电网执行的功率增加。此外，典型地考虑由此产生的噪声增加或更具体地考虑潜在地或有效地产生的噪声增加而增加电功率。由此，可以合适地控制电网稳定事件的噪声影响。根据本文中的实施例，潜在地产生的噪声增加是从风力涡轮机10的操作的特定变化中预期的噪声增加。此外，根据本文中的实施例，有效噪声增加是由风力涡轮机10的操作的特定变化所产生的噪声增加。例如可以使用风力涡轮机10的理论或半经验模型估计潜在地产生的噪声增加。由此，可以先验地估计特定稳定事件的噪声影响。可以使用例如如上所述的噪声传感器系统估计有效噪声增加以便考虑由稳定事件中的功率增加产生的噪声。
根据本文中的至少一些实施例，考虑潜在地或有效地产生的噪声增加执行在稳定时期期间的电功率增加。可以以不同方式考虑由此产生的噪声，如下所述。典型地，由支持不稳定电网的稳定所产生的噪声增加低于选定高等级。例如，高等级可以由处理器40考虑稳定事件的噪声影响或使用预定值进行选择，作为它的替代或附加，高等级可以从外部提供给风力涡轮机10的值进行选择。例如，风电厂的集中控制可以将高声级提供给风力涡轮机10。选定噪声级的这些例子是非限制性的。风力涡轮机10可以使用以任何合适的方式选择的声级进行操作使得可以根据本文中的实施例来稳定不稳定的电网。
在稳定事件期间，可以以这样一种方式执行发电的增加，即：使得由此产生的噪声低于特定绝对限度。由此，在稳定事件期间，由风力涡轮机10产生的噪声可以超过在标准降噪操作期间达到的正常限度（即，不必特定地支持不稳定电网），但是仍然足够低使得在周围区域中产生显著噪声影响的风险被避免或减小。
在实施例中，风力涡轮机10在稳定时期之前和之后生成低于低声级的噪声，并且风力涡轮机在稳定时期期间生成在低声级和选定高等级之间的噪声。例如，可以操作风力涡轮机10以便生成低于第一绝对最大值的噪声。在特定时刻，可能确定了电网不稳定并且由风力涡轮机10输送的功率可以在稳定时期期间增加。将理解在稳定时期期间，输送功率的增加不一定意味着功率的稳定增加。例如，在稳定时期的一部分期间功率可以增加特定水平并且保持。典型地，在稳定时期期间由风力涡轮机10输送的功率大于在风力涡轮机10的噪声操作中的等效时期期间输送的功率。
选定功率增加可以使得估计噪声增加低于绝对最大值，例如对应于3dB或更具体地2dB或1dB的声功率的噪声。作为它的替代或附加，噪声增加可以由噪声传感器系统在线监测，如上所述，并且在稳定事件期间发电的增加可以以这样一种方式被控制，即：使得监测噪声不超过绝对最大值。在稳定事件之后，可以操作风力涡轮机10以便大体上通过减小由风力涡轮机10生成的功率生成低于第一绝对最大值的噪声。
如上所述，可以执行增加电功率以便支持不稳定电网的稳定使得由此产生的噪声增加低于选定第一高等级。根据一些实施例，选定的高等级限定了平均值，并且风力涡轮机10生成低于选定高等级的平均噪声。
特别地，稳定时间（即，执行发电增加期间的时间）可以被选择以便保持电网稳定事件期间由风力涡轮机10产生的噪声影响足够低。例如，稳定时间可以是在2到10秒之间、或更具体地在3到8秒之间、例如5秒的时期。取决于风力涡轮机10的特定位置和环境，稳定时间可以是较长时期，例如大约为数分钟的时期，例如在2到5分钟之间、或更具体地在3到4分钟之间的时期。应当理解噪声影响典型地取决于暴露于过度噪声的时间。所以，如果稳定时间足够低，则可以产生高噪声级而不导致过度噪声影响。典型地，考虑适用于风力涡轮机10的特定噪声规定选择稳定时间。
根据本文中的至少一些实施例，当确定了不稳定电网状态时，控制系统36可以操作风力涡轮机10以便以这样一种方式增加电功率，即：使得在噪声平均时期上的噪声增加不超过预定噪声上限。特别地，可以针对选定时期计算对应于限定平均值的选定高等级的平均值。由此，便于减小稳定事件的噪声影响。
预定噪声上限和噪声平均时期典型地使得风力涡轮机10的噪声影响足够低。此外，这些参数典型地被选择以便符合在安装风力涡轮机10所在的地区中适用的噪声规定。噪声平均时期可以是大约为数秒、数小时或数天的时期，例如、但不限于在10秒到30秒之间的时期、在1小时到2小时之间的时期、或在1天到3天之间的时期（请指示值）。如上所述，选择稳定时期使得噪声增加平均低于选定高等级。
根据最大噪声暴露的ANSI建议，选定高噪声级可以对应于例如8小时的90dB(A)、4小时的95dB(A)、2小时的100dB(A)、1/2小时的110dB(A)或1/4小时的115dB(A)的声暴露。dB(A)值对应于如IEC60651中限定的A标度的分贝值。作为它的替代或附加，预定噪声上限可以对应于等效连续声音，即，在噪声平均时期产生的平均声能。作为它的替代或附加，预定噪声上限可以对应于在操作时间的百分比、例如操作时间的10%或操作时间的90%或其间的时间期间超过的声级。作为它的替代或附加，预定噪声上限可以对应于日夜平均声级，即，24小时期间的平均声级。
图5示意性地示出通过根据本文中的实施例操作风力涡轮机10产生的噪声。特别地，图5显示在时间t1和时间t2之间（即，稳定时期）产生的稳定事件。在稳定事件发生之前，风力涡轮机10在降噪模式下操作使得产生的噪声处于噪声级502。典型地，噪声级502低于预定声级。由于增加由风力涡轮机10生成的功率以便支持电网92的稳定，在时间t1产生的噪声增加。在稳定事件期间，操作风力涡轮机10使得产生的噪声低于绝对最大值504，所述绝对最大值是根据本文中的实施例的选定上限的非限定性例子。一旦稳定事件完成，发电减小使得产生的噪声返回噪声级502，即，低于特定声级的噪声级。
示例性地，由风力涡轮机10产生的噪声可能服从在噪声平均时期t3到t4产生的噪声低于特定限度的条件。特别地，可以调节用于操作风力涡轮机10的一些参数。这些参数可以包括：i)支持电网92的稳定期间的时间，和/或ii)用于电网支持的发电的增加。典型地，这些参数被选择使得在噪声平均时间上产生的总噪声低于特定限度。
例如，一旦检测到电网不稳定性可以预定生成电功率的增加。预定增加典型地使得在噪声平均时期的潜在或有效噪声增加不超过预定噪声上限，如上所述。作为它的替代或附加，也可以预定稳定时期。预定的稳定时期典型地使得在噪声平均时期的潜在或有效噪声增加不超过预定噪声上限。
根据至少一些特定实施例，在稳定事件期间也监测电网频率。由此，在稳定事件期间，可以确定电网92是否不再处于不稳定电网状态（例如，由于电网频率增加超过某个水平）。如果后一种情况适用，输送电功率可以减小使得避免不必要噪声的生成。
根据本文中的至少一些实施例，风力涡轮机10的操作使得符合噪声规定或噪声建议。特别地，用于支持稳定的电功率增加或稳定时期中的至少一个可以以这样一种方式被控制，即：使得风力涡轮机10的操作符合特定噪声规定。例如，这些操作参数可以被控制使得由稳定事件产生的噪声增加符合环保署（EPA）、美国国家标准协会（ANSI）、ISO61400-11和ISO61400-14或美国职业安全与健康管理局（OSHA）的建议或目前在法国、加拿大或澳大利亚适用的那些规定。
根据至少一些实施例，风力涡轮机10形成包括多个风力涡轮机的风力涡轮机的一部分。根据本文中的实施例，多个风力涡轮机的控制可以被协调以便支持不稳定电网。例如，多个风力涡轮机可以在降噪模式下操作使得风电厂的噪声影响低于一些预定限度。如果检测到对应于极低电网频率的不稳定电网状态，则可以共同地操作多个风力涡轮机以便支持不稳定电网。例如，在稳定时期期间可以增加风电厂中的发电，使得支持不稳定电网状态。可以通过考虑潜在地或有效地产生的噪声增加来执行风电厂中的发电的增加，使得便于避免稳定事件的过度噪声影响。
上面详细地描述了用于操作风力涡轮机的系统和方法的示例性实施例。系统和方法不限于本文中所述的具体实施例，而是系统的部件和/或方法的步骤可以单独地并且独立于本文中所述的其它部件和/或步骤使用。例如，在稳定事件期间可以考虑由机械效应导致的潜在地或有效地产生的声发射。
作为另一例子，可以取决于风速、生成的电功率、测量的电网频率、IEC噪声或远场噪声中的至少一项，执行用于支持不稳定电网的稳定的本文中所述的桨距变化。此外，本文中的实施例不限于仅仅用如本文中所述的风力涡轮机系统实施。而是示例性实施例可以与用于将电功率输送到电网并且受到噪声限制的许多其它转子叶片应用结合实现和使用。
尽管本发明的各实施例的具体特征可以在一些图中而未在其它图中显示，但是这仅仅是为了方便。根据本发明的原理，图的任何特征可以与任何其它图的任何特征组合被引用和/或要求保护。
该书面描述使用例子来公开包括最佳模式的本发明，并且也使本领域的任何技术人员能够实施本发明，包括制造和使用任何装置或系统并且执行任何包含的方法。尽管在上文中已公开了各种具体实施例，但是本领域的技术人员将认识到权利要求的精神和范围允许等效修改。尤其是，上述实施例的相互非排他性特征可以彼此组合。本发明的专利范围由权利要求限定，并且可以包括本领域的技术人员想到的其它例子。这样的其它例子旨在属于权利要求的范围内，只要它们包括与权利要求的文字语言没有区别的结构元件，或者只要它们包括与权利要求的文字语言无实质区别的等效结构元件。
Claims (20)
1.一种操作联接到电网的风力涡轮机以便将电功率输送到所述电网的方法，所述方法包括：
a)在降噪模式下操作所述风力涡轮机；
b)确定所述电网是否处于对应于功率需求增加的不稳定电网状态；以及，
c)在稳定时期期间增加由所述风力涡轮机输送到所述电网的电功率以便支持所述不稳定电网的稳定，
其中所述增加电功率以便支持所述不稳定电网的稳定被执行，同时产生的噪声增加低于一选定高等级。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：
a)在所述稳定时期之前和之后所述风力涡轮机生成低于低声级的噪声；以及，
b)在所述稳定时期期间所述风力涡轮机生成在所述低声级与所述选定高等级之间的噪声。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述选定高等级限定平均值，并且所述风力涡轮机生成低于所述选定高等级的平均噪声。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，针对选定时间间隔计算所述平均值。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述稳定时期被选择使得噪声增加平均低于所述选定高等级。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，确定所述电网是否处于不稳定电网状态包括监测所述电网的电网频率。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，监测所述电网频率包括：
i)确定实际电网频率；以及，
ii)确定所述实际电网频率是否低于基准频率值，当实际电网频率低于所述基准频率值时所述电网处于不稳定电网状态。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述风力涡轮机包括以旋转速度可旋转的转子和联接到所述转子的至少一个转子叶片，并且所述增加电功率以便支持所述不稳定电网的稳定包括增加所述转子的旋转速度以便执行电功率增加。
9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，增加所述转子的旋转速度包括取决于所述实际电网频率改变所述至少一个转子叶片的桨距角，并且其中桨距角变化与所述实际电网频率与所述基准频率值之间的差异成比例。
10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，在所述降噪模式下操作所述风力涡轮机包括：
i)当所述至少一个转子叶片旋转通过叶片方位值的第一范围时增加所述至少一个转子叶片的桨距角以减小由所述风力涡轮机生成的声发射；以及，
ii)当所述至少一个转子叶片旋转通过叶片方位值的第二范围时减小所述至少一个转子叶片的桨距角以增加由所述风力涡轮机生成的电功率，
其中，在所述稳定时期中，桨距角增加和桨距角减小取决于所述实际电网频率。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，在所述稳定时期中，桨距角增加和桨距角减小与所述实际电网频率与所述基准频率值之间的差异成比例。
12.一种用于风力涡轮机中的风力涡轮机控制系统，所述控制系统包括：
a)联接到转子叶片的至少一个变桨调节系统；
b)联接到所述至少一个变桨调节系统的至少一个处理器，其中所述至少一个处理器编程为用于：
i)操作所述风力涡轮机以便生成低于第一声级的噪声；
ii)确定所述电网是否处于对应于低于电网频率基准值的电网频率的不稳定电网状态；
iii)在稳定时期期间增加由所述风力涡轮机输送到所述电网的电功率以便支持所述不稳定电网的稳定，其中在所述稳定时期期间所述风力涡轮机生成高于所述第一声级的噪声；以及，
iv)在所述稳定时期过去之后，操作所述风力涡轮机以便生成低于所述第一声级的噪声，
其中由支持所述不稳定电网的稳定产生的噪声增加低于选定高等级。
13.根据权利要求12所述的控制系统，其特征在于，所述选定高等级限定平均值，并且所述增加电功率以便支持所述不稳定电网的稳定被执行使得在噪声平均时期由所述风力涡轮机生成的噪声不超过所述计算高等级。
14.根据权利要求12所述的控制系统，其特征在于，所述处理器联接到用于监测电网频率的电网频率传感器并且确定所述电网是否处于不稳定电网状态包括监测所述电网的电网频率。
15.根据权利要求14所述的控制系统，其特征在于，所述处理器还编程为用于通过改变所述转子叶片的桨距角执行增加电功率以便支持所述不稳定电网的稳定。
16.一种风力涡轮机，所述风力涡轮机包括：
a)以旋转速度可旋转的转子；
b)联接到所述转子的至少一个转子叶片；
c)联接到所述转子叶片的至少一个变桨调节系统；以及，
d)联接到所述至少一个变桨调节系统的至少一个处理器，其中所述至少一个处理器编程为用于：
i)操作所述风力涡轮机以便生成低于第一声级的噪声；
ii)确定所述电网是否处于对应于低于电网频率基准值的电网频率的不稳定电网状态；
iii)在稳定时期期间增加由所述风力涡轮机输送到所述电网的电功率以便支持所述不稳定电网的稳定，其中在所述稳定时期期间所述风力涡轮机生成高于所述第一声级的噪声；以及，
iv)在所述稳定时期过去之后，操作所述风力涡轮机以便生成低于所述第一声级的噪声，
其中由支持所述不稳定电网的稳定产生的噪声增加低于一选定高等级。
17.根据权利要求16所述的风力涡轮机，其特征在于，所述选定高等级限定平均值，并且所述增加电功率以便支持所述不稳定电网的稳定被执行使得在噪声平均时期由所述风力涡轮机生成的噪声不超过所述选定高等级。
18.根据权利要求16所述的风力涡轮机，其特征在于，所述处理器联接到用于监测电网频率的电网频率传感器并且确定所述电网是否处于不稳定电网状态包括监测所述电网的电网频率。
19.根据权利要求18所述的风力涡轮机，其特征在于，所述处理器还编程为用于通过改变所述转子叶片的桨距角执行增加电功率以便支持所述不稳定电网的稳定。
20.根据权利要求19所述的风力涡轮机，其特征在于，桨距角变化与实际电网频率与基准频率值之间的差异成正比。
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