CN104454350A

CN104454350A - 风力涡轮机及其降低转子不平衡载荷的控制方法

Info

Publication number: CN104454350A
Application number: CN201310435662.7A
Authority: CN
Inventors: 付旭; 何立汉; 邱海; G·A·柯丁; K·尹
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Renovables Espana SL
Priority date: 2013-09-23
Filing date: 2013-09-23
Publication date: 2015-03-25
Anticipated expiration: 2033-09-23
Also published as: DK201470587A1; US10018177B2; US20150086362A1; CN104454350B; DK179356B1; DE102014113775A1

Abstract

本发明涉及一种风力涡轮机及其降低转子不平衡载荷的控制方法，该风力涡轮机包括若干安装在轮毂上的叶片、安装在每一个叶片上的微型惯性测量单元及控制系统。该微型惯性测量单元用于感应对应安装位置处的参数信号。该控制系统包括：风速计算单元，用于基于该感应的参数信号计算每一个叶片对应位置处的风速；风切变计算单元，用于基于计算出来的风速计算特征切变指数；桨叶角补偿命令计算单元，用于基于计算出来的特征切变指数计算若干对应叶片的桨叶角补偿命令；及桨叶角控制单元，用于基于计算出来的桨叶角补偿命令调整每一个叶片的桨叶角。

Description

风力涡轮机及其降低转子不平衡载荷的控制方法

技术领域

本发明涉及一种风力涡轮机（wind turbine），特别涉及一种用于降低风力涡轮机转子不平衡载荷的控制系统及方法。

背景技术

随着环保意识的增强，越来越多的国家开始大力发展清洁能源，风能就是其中一种，而利用风力涡轮机即可将风能转化成电能。典型的风力涡轮机通常包括三个跨度非常大的转子叶片（rotor blade），这些叶片对称的安装在一个轮毂（hub）上，从而组成一个转子（rotor）。工作时，这些叶片在风能的推力下旋转，然后产生传动扭矩以转动与转子连接的主轴(main shaft)，进而驱动发电机进行发电。该主轴和发电机等元件被安装在一个机舱（nacelle）内，该机舱又被旋转地安装在一个塔架（tower）上，该塔架与该机舱之间具有一个偏航系统（yaw system），可实时调节该机舱的方向，以便使叶片处于最佳的风向位置（如垂直风向）以获得最大的传动扭矩。

在一些特定环境下，风向的改变可能非常快或很突然，以至于偏航系统来不及调整叶片最佳的风向位置，即产生偏航误差（yaw error）或其他类似状况，如此一来可能会导致三个叶片转子上的负载不均衡（即转子不平衡载荷），这种转子不平衡载荷状态可能会持续一段时间，若在此时间段内风力涡轮机仍继续工作的话，可能会损坏风力涡轮机上的元件。

所以，需要提供一种新的控制系统及方法，用于降低风力涡轮机上的转子不平衡载荷。

发明内容

本发明的一个方面在于提供一种风力涡轮机。该风力涡轮机包括：

转子，该转子包括若干安装在轮毂上的叶片；

安装在每一个叶片上的微型惯性测量单元，用于感应对应安装位置处的参数信号；及

控制系统，包括：

风速计算单元，用于基于该感应的参数信号计算每一个叶片对应位置处的风速；

风切变计算单元，用于基于计算出来的风速计算特征切变指数；

桨叶角补偿命令计算单元，用于基于计算出来的特征切变指数计算若干对应叶片的桨叶角补偿命令；及

桨叶角控制单元，用于基于计算出来的桨叶角补偿命令调整每一个叶片的桨叶角。

本发明的另一个方面在于提供一种控制方法，用于降低风力涡轮机上的转子不平衡载荷，该转子包括若干安装在轮毂上的叶片，该方法包括：

通过微型惯性测量单元感应该风力涡轮机上每一个叶片上的参数信号；

基于该感应的参数信号计算每一个叶片对应位置处的风速；

基于计算出来的风速计算特征切变指数；

基于计算出来的特征切变指数计算若干对应叶片的桨叶角补偿命令；及

基于计算出来的桨叶角补偿命令调整每一个叶片的桨叶角。

相较于现有技术，本发明风力涡轮机及其降低转子不平衡载荷的控制方法，一方面通过微型惯性测量单元这种传感器对风力涡轮机叶片上的参数信号进行感测，以快速、实时地获得叶片上的动态参数信号；另一方面通过该控制系统基于该参数信号计算出每一个叶片对应位置处的风速，并基于计算出来的风速计算特征切变指数（即转子不平衡载荷信息），然后基于该特征切变指数得出每一个叶片的桨叶角补偿命令，用以实时调整对应叶片的桨叶角，进而可及时降低转子不平衡载荷。由于本发明使用了微型惯性测量单元这种传感器进行参数信号的感测，故大大提高了感应的速度，从而在转子不平衡载荷的影响还未达到损坏风力涡轮机上元件的程度之前便可及时的降低转子不平衡载荷，进而有效的保护了风力涡轮机。

附图说明

通过结合附图对于本发明的实施方式进行描述，可以更好地理解本发明，在附图中：

图1为一种风力涡轮机的立体示意图。

图2为应用微型惯性测量单元的风力涡轮机的较佳实施方式的正面示意图。

图3为本发明风力涡轮机的控制系统的较佳实施方式的框图。

图4为图3中风速计算单元的较佳实施方式的框图。

图5为本发明风力涡轮机的控制方法的较佳实施方式的流程图。

图6为本发明风力涡轮机的控制系统的另一较佳实施方式的框图。

具体实施方式

以下将描述本发明的具体实施方式，需要指出的是，在这些实施方式的具体描述过程中，为了进行简明扼要的描述，本说明书不可能对实际的实施方式的所有特征均作详尽的描述。应当可以理解的是，在任意一种实施方式的实际实施过程中，正如在任意一个工程项目或者设计项目的过程中，为了实现开发者的具体目标，为了满足系统相关的或者商业相关的限制，常常会做出各种各样的具体决策，而这也会从一种实施方式到另一种实施方式之间发生改变。此外，还可以理解的是，虽然这种开发过程中所作出的努力可能是复杂并且冗长的，然而对于与本发明公开的内容相关的本领域的普通技术人员而言，在本公开揭露的技术内容的基础上进行的一些设计，制造或者生产等变更只是常规的技术手段，不应当理解为本公开的内容不充分。

除非另作定义，权利要求书和说明书中使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属技术领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明专利申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“一个”或者“一”等类似词语并不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的元件或者物件及其等同元件，并不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。

请参考图1，为一种风力涡轮机1的较佳实施方式的示意图。该风力涡轮机1包括一个塔架12及一个转子14，该转子14包括若干叶片例如三个叶片141、142、143，该三个叶片141、142、143安装在一个轮毂140上。工作时，这些叶片141、142、143在风能的推力下旋转，然后产生传动扭矩以转动与转子14连接的主轴(未示出)，进而驱动发电机（未示出）进行发电。该主轴和发电机等元件安装在一个机舱16内，该机舱16被旋转的安装在该塔架12上，该塔架12与该机舱16之间具有一个偏航系统，可实时调节该机舱的方向，以便使叶片141、142、143实时地处于最佳的风向位置以获得最大的转动扭矩。

请参考图2，为本发明风力涡轮机10的较佳实施方式的正面示意图。该轮毂140的中心处安装有一个微型惯性测量单元（Micro Inertial MeasurementUnit，MIMU）110。每一个叶片141、142、143的外表面上安装有一个微型惯性测量单元111、112、113。在其他实施方式中，该微型惯性测量单元111、112、113也可分别安装在该叶片141、142、143的内表面或者嵌入在叶片本体内，并且每一个叶片上安装的微型惯性测量单元的数量也可为多个，可分别安装在叶片的不同位置上，以利于感应足够多的参数信号为后续计算之用。例如，可在每一个叶片的两端及中间位置共安装三个微型惯性测量单元，具体安装可根据实际需要进行调整。在其他实施方式中，还可在该风力涡轮机10的其他部位安装微型惯性测量单元，例如在塔架12或机舱16上安装，以根据需要进一步感应不同位置、种类的参数信号，以备后续计算之用。此外，图1及图2仅是举例给出了风力涡轮机的主要组成部分，在其他实施方式中，该风力涡轮机也可为其他类型的风力涡轮机。

需要说明的是，微型惯性测量单元是一种全面的运动捕获感应装置，用于感应但不局限于三维方向信号（俯仰角、横滚角和偏航角）、三维加速度信号、三维转速信号、三维磁场信号等。在非限定实施方式中，该微型惯性测量单元可能包括三维加速计、三维陀螺仪、三维磁力计或只包括上述三种测量仪器中的一种或两种。之所以有时有的测量仪器省略了，是由于某些类型的风力涡轮机10无需监测某些参数信号，故可以在选用微型惯性测量单元的时候，选择合适类型的微型惯性测量单元，如此可以在一定程度上进一步降低成本。

请参考图3，为该风力涡轮机10的控制系统30的较佳实施方式的框图，为方便理解本发明，在该框图中仅示意出了用于调整叶片141、142、143的桨叶角（Pitch angle）的那一部分控制机制，而其他部分的控制机制未示意出。在图3的示意图中，该控制系统30包括一个风速计算单元31、一个风切变计算单元32、一个桨叶角补偿命令计算单元33、一个桨叶角控制单元34及一个物理参数存储单元35。在一些实施方式中，上述每一单元可能是独立的计算/控制单元。其他实施方式中，上述任意两个或多个单元可能合并为一个独立的计算/控制单元。该控制系统30位于该风力涡轮机10内合适的位置处，例如可位于机舱16或塔架12内。该控制系统30还可能位于其他位置，如位于远程控制中心内，具体根据实际需要进行设计，不局限于本实施方式给出的例子。

该风速计算单元31用于接收该微型惯性测量单元110、111、112、113感应的参数信号M₀、M₁、M₂、M₃，然后根据接收到的参数信号计算位于微型惯性测量单元110、111、112、113处的风速V₀、V₁、V₂、V₃。在一些实施方式中，该风速V₀也可以通过计算其他三个风速V₁、V₂、V₃的平均值而得出，即V₀=(V₁+V₂+V₃)/3。在此种情况下，该微型惯性测量单元110可以删除。换句话说，该风速V₀是该转子14上的平均风速，该风速V₁、V₂、V₃分别为该三个叶片141、142、143在该微型惯性测量单元111、112、113位置处的风速。

基于微型惯性测量单元110、111、112、113的运动捕获感应功能，感应的参数信号M₀、M₁、M₂、M₃包括一种或多种参数信号，例如加速度信号、旋转速度信号、转子位置信号等。作为一个例子，该风速计算单元31接收的感应的参数信号M₀、M₁、M₂、M₃包括加速度信号、旋转速度信号或它们的组合。在其他实施方式中，该风速计算单元31接收的感应的参数信号M₀、M₁、M₂、M₃还可包括其他与计算的风速V₀、V₁、V₂、V₃相关的参数信号。该风速计算单元31具体计算风速V₀、V₁、V₂、V₃的实施方式将通过图4在后续段落中详细说明。

继续参考图3，该风切变计算单元32用于计算一个特征切变指数（characteristic shear exponent）α，该特征切变指数α表征了该转子14上的风切变强度（intensity of wind shear）。在一些实施方式中，该特征切变指数α与该风速V₀、V₁、V₂、V₃的关系式可表述如下：

V₁=V₀*(h₁/h₀)^α---(1)

V₂=V₀*(h₂/h₀)^α---(2)

V₃=V₀*(h₃/h₀)^α---(3)

其中，h₀为该微型惯性测量单元110与地面的垂直距离，h₁为该微型惯性测量单元111与地面的垂直距离，h₂为该微型惯性测量单元112与地面的垂直距离，h₃为该微型惯性测量单元113与地面的垂直距离（参见图2）。上述参数h₁、h₂、h₃为动态变化的参数，因为叶片141、142、143不停的旋转，而参数h₀为固定的参数，因为轮毂140固定不动。根据几何原理，该动态变化的参数h₁、h₂、h₃可通过该已知的高度参数h₀、微型惯性测量单元111、112、113到转子14中心的距离参数L₁、L₂、L₃及该转子14的位置参数来确定，该已知的参数h₀、L₁、L₂、L₃可预先存储于该物理参数存储单元35中，该转子14的位置参数可通过该微型惯性测量单元110测量得到，例如感应得到转子旋转角度θ，再根据几何关系即可计算得出参数h₁、h₂、h₃。其他实施方式中，该转子14的位置参数也可通过其他类型的位置传感器获得，不局限于本实施方式给出的例子。

因此，在上述公式(1)、(2)、(3)中，h₀为已知的，h₁、h₂、h₃可通过已知的h₀、L₁、L₂、L₃及感应的转子旋转角度θ根据几何原理计算实时计算得出。根据合适的算法，如最小二乘法将上述数据V₀、V₁、V₂、V₃、h₀、h₁、h₂、h₃代入公式(1)、(2)、(3)即可计算出特征切变指数α的值，其为转子不平衡载荷所表征的一种信息参数。

该桨叶角补偿命令计算单元33用于接收表征转子不平衡载荷的信息参数，本实施方式中接收的一种信息参数即为该特征切变指数α。，该桨叶角补偿命令计算单元33根据该特征切变指数α来计算出三个桨叶角补偿命令Δβ₁、Δβ₂、Δβ₃，例如该特征切变指数α与桨叶角补偿命令Δβ₁、Δβ₂、Δβ₃之间的关系可事先计算出来或通过试验获得并存储在该桨叶角补偿命令计算单元33中，根据计算得出的特征切变指数α即可获得对应的三个桨叶角补偿命令Δβ₁、Δβ₂、Δβ₃。进一步地，该三个桨叶角补偿命令Δβ₁、Δβ₂、Δβ₃分别用于调整该三个叶片141、142、143的桨叶角，进而补偿其上的转子不平衡载荷。

其他实施方式中，除了应用该特征切变指数α作为转子不平衡载荷的信息参数之外，该桨叶角补偿命令计算单元33还可接收其他类型用于表征转子不平衡载荷的信息参数，以更加准确的调整叶片的桨叶角。例如，本实施方式中，该该桨叶角补偿命令计算单元33还接收了该平均速度V₀作为另一个转子不平衡载荷的信息参数，该平均速度V₀与桨叶角补偿命令Δβ₁、Δβ₂、Δβ₃之间的关系同样可事先计算出来或通过试验获得并存储在该桨叶角补偿命令计算单元33中。同时通过特征切变指数α及平均速度V₀可更加精确地补偿转子的不平衡，后续段落还会通过图6进一步给出另一种用于调整转子不平的信息参数的实施方式。

由于微型惯性测量单元感应参数信号的反应速度非常快，如此可大大提高补偿转子不平衡载荷的反应时间，以便及时实现转子的不平衡补偿，进而提高风力涡轮机的性能。另外，可以理解的是，该桨叶角补偿命令Δβ1,Δβ2,Δβ3通常被传输至该桨叶角控制单元34后并通过其内部的进一步控制来达到调整桨叶角的目的，由于该桨叶角控制单元34并非本发明的重点，故此处不作具体说明。

请参考图4，为该风速计算单元31的较佳实施方式的框图。本实施方式中，该风速计算单元31包括一个风力涡轮机模型311及一个参数补偿器312。该风力涡轮机模型311用于建构一个对应该风力涡轮机10的风力涡轮机仿真模型，其可能为基于物理的模型（physical-based model）或者为基于数据的模型（data-driven model）或者两者的结合。在本实施方式中，该风力涡轮机模型311包括一个风力载荷模型3111及一个叶片动态模型3112。该风力载荷模型3111用于仿真计算该转子14所承受的风力载荷。该叶片动态模型3112用于根据该风力载荷模型3111仿真得出的风力载荷来构建对应该叶片141、142、143的仿真模型。在非限定的实施方式中，上述仿真模型可通过应用合适的仿真软件获得，例如通过ADAMS、FLEX5等仿真软件获得，具体的仿真过程不是本发明的重点，这里不具体说明。

在该风力载荷模型3111及叶片动态模型3112构建好之后，该叶片动态模型3112即可动态输出对应该感应参数信号M₀、M₁、M₂、M₃的仿真参数信号M_{0_sim}、M_{1_sim}、M_{2_sim}、M_{3_sim}。换句话说，该感应参数信号M₀、M₁、M₂、M₃是实际测得的信号，而该仿真参数信号M_{0_sim}、M_{1_sim}、M_{2_sim}、M_{3_sim}是根据仿真模型获得的信号。正如前面所述，该感应参数信号M₀、M₁、M₂、M₃可能包括加速度信号、旋转速度信号或两者的结合。其他实施方式中，该感应参数信号M₀、M₁、M₂、M₃还可能包括其他与风速信号V₀、V₁、V₂、V₃相关的参数信号。

由于该感应参数信号M₀、M₁、M₂、M₃是实时变化的参数信号，故需据此实时调整该风力涡轮机模型311，以使该风力涡轮机模型311与实际的风力涡轮机10能够达到实时的匹配。为此，该参数补偿器312对应包括第一至第四求和元件3120、3121、3122、3123及一个调节器3124。该第一求和元件3120用于获得该感应的参数信号M₀与该仿真参数信号M_{0_sim}之间的误差信号ΔM₀，该第二求和元件3121用于获得该感应的参数信号M₁与该仿真参数信号M_{1_sim}之间的误差信号ΔM₁，该第三求和元件3122用于获得该感应的参数信号M₂与该仿真参数信号M_{2_sim}之间的误差信号ΔM₂，该第四求和元件3123用于获得该感应的参数信号M₃与该仿真参数信号M_{3_sim}之间的误差信号ΔM₃。该调节器3124接收该误差信号ΔM₀、ΔM₁、ΔM₂、ΔM₃并据此调整该风力涡轮机模型311以使其与实际的风力涡轮机10能够达到实时的匹配，也就是说调整后的风力涡轮机模型311使误差信号ΔM₀、ΔM₁、ΔM₂、ΔM₃的值始终趋于零。经过调整后的风力涡轮机模型311可实时输出真实或逼近真实的风速V₀、V₁、V₂、V₃，如此，该风切变计算单元32即可根据该风力涡轮机模型311输出的风速V₀、V₁、V₂、V₃计算出该特征切变指数α。

请参考图5，为本发明风力涡轮机的控制方法50的较佳实施方式的流程图。在一些实施方式中，图3所示的控制系统30应用该控制方法50执行转子不平衡载荷补偿处理过程。

具体地，在步骤51中，通过该微型惯性测量单元110、111、112、113分别感应该轮毂140及该叶片141、142、143对应位置处的参数信号M₀、M₁、M₂、M₃。如前所述，在一些实施方式中，位于该轮毂140处的参数信号M₀无需感应。

在步骤52中，该风力涡轮机模型311通过仿真软件构建出来，并产生与上述参数信号M₀、M₁、M₂、M₃对应的仿真参数信号M_{0_sim}、M_{1_sim}、M_{2_sim}、M_{3_sim}。

在步骤53中，通过分别计算参数信号M₀、M₁、M₂、M₃与对应的仿真参数信号M_{0_sim}、M_{1_sim}、M_{2_sim}、M_{3_sim}之间的差值获得误差信号ΔM₀、ΔM₁、ΔM₂、ΔM₃。

在步骤54中，基于获得误差信号ΔM₀、ΔM₁、ΔM₂、ΔM₃调整该风力涡轮机模型311以使其与实际的风力涡轮机10能够达到实时的匹配，从而实时输出真实的风速V₀、V₁、V₂、V₃。

在步骤55中，基于该风力涡轮机模型311输出的风速V₀、V₁、V₂、V₃计算该特征切变指数α。

在步骤56中，基于该特征切变指数α计算该桨叶角补偿命令Δβ₁、Δβ₂、Δβ₃，以用于补偿转子不平衡载荷。其他实施方式，还进一步基于该风速V₀计算该桨叶角补偿命令Δβ₁、Δβ₂、Δβ₃。

请参考图6，为该风力涡轮机10的控制系统30的另一个较佳实施方式的框图。与图3的实施方式相比，该实施方式进一步提供另一组表征转子不平衡载荷信息的误差信号ΔB₁、ΔB₂、ΔB₃，用于更精确的调整该桨叶角补偿命令Δβ₁、Δβ₂、Δβ₃，这里仅仅是举例说明该特征切变指数α可同时结合其他类型表征转子不平衡载荷的信息参数共同计算该桨叶角补偿命令Δβ₁、Δβ₂、Δβ₃，其他实施方式中还可包括其他类型的表征转子不平衡载荷的信息参数，这里不一一举例说明。

在图6的实施方式中，该控制系统30进一步包括一个叶片弯矩计算单元36、一个平均值计算单元37及三个求和元件391、392、393。该叶片弯矩计算单元36用于计算该叶片141、142、143上的叶片弯矩值B₁、B₂、B₃，本实施方式中是基于该微型惯性测量单元111、112、113感应的参数信号M₁、M₂、M₃计算得出该叶片弯矩值B₁、B₂、B₃的。该平均值计算单元37用于计算该叶片弯矩值B₁、B₂、B₃的平均值B_avg，即B_avg=(B₁+B₂+B₃)/3。该求和元件391通过将该叶片弯矩值B₁与该平均值B_avg作差获得该误差信号ΔB₁，即ΔB₁=B₁-B_avg，该求和元件392通过将该叶片弯矩值B₂与该平均值B_avg作差获得该误差信号ΔB₂，即ΔB₂=B₂-B_avg，该求和元件393通过将该叶片弯矩值B₃与该平均值B_avg作差获得该误差信号ΔB₃，即ΔB₃=B₃-B_avg。其他实施方式中，该误差信号ΔB₁、ΔB₂、ΔB₃还可通过其他方式获得，例如将叶片弯矩值B₁、B₂、B₃与预设的期望叶片弯矩指令信号作差获得。

虽然结合特定的实施方式对本发明进行了说明，但本领域的技术人员可以理解，对本发明可以作出许多修改和变型。因此，要认识到，权利要求书的意图在于覆盖在本发明真正构思和范围内的所有这些修改和变型。

Claims

1.一种风力涡轮机，包括转子，该转子包括若干安装在轮毂上的叶片，其特征在于，该风力涡轮机还包括：

控制系统，包括：

2.如权利要求1所述的风力涡轮机，其中该风力涡轮机进一步包括安装在轮毂中心处的微型惯性测量单元，用于感应对应安装位置处的参数信号，该风速计算单元进一步基于该感应的参数信号计算轮毂对应位置处的风速，该风切变计算单元进一步基于该计算出来的轮毂对应位置处风速计算特征切变指数。

3.如权利要求1所述的风力涡轮机，其中该桨叶角补偿命令计算单元进一步基于该转子的平均风速计算该桨叶角补偿命令。

4.如权利要求3所述的风力涡轮机，其中该若干叶片的数量为三个，该特征切变指数与计算出的风速的关系式为：V₁=V₀*(h₁/h₀)^α，V₂=V₀*(h₂/h₀)^α，V₃=V₀*(h₃/h₀)^α，其中α为该特征切变指数，V₀为该转子的平均风速，V₁、V₂、V₃分别为该三个叶片对应位置处的风速，h₀为该轮毂中心处的微型惯性测量单元与地面的垂直距离，h₁、h₂、h₃分别为该三个叶片上微型惯性测量单元与地面的垂直距离，该转子的平均风速为轮毂对应位置处的风速或者该三个风速V₁、V₂、V₃的平均值。

5.如权利要求4所述的风力涡轮机，其中该特征切变指数α是基于最小二乘法算法计算得出的。

6.如权利要求4所述的风力涡轮机，其中该距离h₁、h₂、h₃是基于已知的距离h₀及表征转子位置参数的转子旋转角计算得出，该转子旋转角通过位于轮毂处的微型惯性测量单元感应得到。

7.如权利要求1所述的风力涡轮机，其中该风速计算单元包括：

风力涡轮机模型，用于建构一个对应该风力涡轮机的风力涡轮机仿真模型；及

参数补偿器，用于接收该感应的参数信号及该风力涡轮机模型产生的对应仿真参数信号，并计算该感应的参数信号与仿真参数信号之间的误差信号，该参数补偿器基于该误差信号调节该风力涡轮机模型。

8.如权利要求7所述的风力涡轮机，其中该风力涡轮机模型包括：

风力载荷模型，用于仿真计算该转子所承受的风力载荷；及

叶片动态模型，用于基于该风力载荷来构建对应该若干叶片的仿真模型，并产生该仿真参数信号。

9.如权利要求7所述的风力涡轮机，其中该参数补偿器包括：

若干求和元件，分别用于获得该感应的参数信号与仿真参数信号之间的误差信号；及

调节器，用于基于该误差信号调整该风力涡轮机模型，以使其与该风力涡轮机匹配。

10.如权利要求1所述的风力涡轮机，其中该控制系统进一步包括：

叶片弯矩计算单元，用于基于该感应的参数信号计算每一个叶片的叶片弯矩值；

平均值计算单元，用于计算该若干叶片的叶片弯矩值的平均值；及

若干求和元件，用于分别计算该若干叶片的叶片弯矩值与该平均值之间的误差信号，该桨叶角补偿命令计算单元进一步基于计算出来的误差信号计算若干对应叶片的桨叶角补偿命令。

11.一种控制方法，用于降低风力涡轮机上的转子不平衡载荷，该转子包括若干安装在轮毂上的叶片，其特征在于：该方法包括：

基于该感应的参数信号计算每一个叶片对应位置处的风速；

基于计算出来的风速计算特征切变指数；

基于计算出来的桨叶角补偿命令调整每一个叶片的桨叶角。

12.如权利要求11所述的方法，其中该方法进一步包括：

通过微型惯性测量单元感应该风力涡轮机上轮毂中心处的参数信号；

基于该感应的参数信号计算轮毂对应位置处的风速；及

进一步基于该计算出来的轮毂对应位置处风速计算特征切变指数。

13.如权利要求11所述的方法，其中该方法进一步包括：进一步基于该转子的平均风速计算该桨叶角补偿命令。

14.如权利要求13所述的方法，其中若干叶片的数量为三个，该特征切变指数与计算出的风速的关系式为：V₁=V₀*(h₁/h₀)^α，V₂=V₀*(h₂/h₀)^α，V₃=V₀*(h₃/h₀)^α，其中α为该特征切变指数，V₀为该转子的平均风速，V₁、V₂、V₃分别为该三个叶片对应位置处的风速，h₀为该轮毂中心处的微型惯性测量单元与地面的垂直距离，h₁、h₂、h₃分别为该三个叶片上微型惯性测量单元与地面的垂直距离，该转子的平均风速为轮毂对应位置处的风速或者该三个风速V₁、V₂、V₃的平均值。

15.如权利要求14所述的方法，其中该特征切变指数α是基于最小二乘法算法计算得出的。

16.如权利要求14所述的方法，其中该距离h₁、h₂、h₃是基于已知的距离h₀及表征转子位置参数的转子旋转角计算得出，该转子旋转角通过位于轮毂处的微型惯性测量单元感应得到。

17.如权利要求11所述的方法，其中计算每一个叶片对应位置处的风速的步骤包括：

建构一个对应该风力涡轮机的风力涡轮机仿真模型；

接收该感应的参数信号；

接收该风力涡轮机模型产生的对应仿真参数信号；

计算该感应的参数信号与仿真参数信号之间的误差信号；

基于该误差信号调节该风力涡轮机模型，以使其与该风力涡轮机匹配；及

基于调节后的风力涡轮机模型产生每一个叶片对应位置处的风速。

18.如权利要求17所述的方法，其中建构风力涡轮机仿真模型的步骤包括：

仿真计算该转子所承受的风力载荷；及

基于该风力载荷来构建对应该若干叶片的仿真模型，并产生该仿真参数信号。

19.如权利要求11所述的方法，其中该方法进一步包括：

基于该感应的参数信号计算每一个叶片的叶片弯矩值；

计算该若干叶片的叶片弯矩值的平均值；

分别计算该若干叶片的叶片弯矩值与该平均值之间的误差信号；及

进一步基于计算出来的误差信号计算若干对应叶片的桨叶角补偿命令。

20.如权利要求11所述的方法，其中该感应的参数信号包括加速度信号、旋转速度信号或它们的组合。