CN107218176B - 风力节距调整系统 - Google Patents

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Abstract

公开了一种用于控制与风力涡轮机系统有关的风力节距调整系统的系统和方法。在一个实施例中，风力节距调整系统可包括电源，其配置成将交流电输入信号转换成直流电电压；控制器，其配置成接收来自电源的信号，且提供一个或更多个控制命令至节距调整马达；以及浪涌停止装置，其包括联接在电源和控制器之间的开关元件。浪涌停止装置配置成监测来自输电网的输入电压且至少部分地基于监测到的输入电压来驱动开关元件，使得开关元件配置成当监测到的输入电压在电压阈值上时阻碍电流穿过开关元件至控制器。

Description

风力节距调整系统
技术领域
本主题大体上涉及风力涡轮机系统，并且更具体地涉及控制与风力涡轮机系统相关的风力节距控制系统(wind pitch control system)。
背景技术
风力认作是最清洁，对环境最友好的目前可用的能源中的一种，并且风力涡轮机在该方面得到增长的关注。现代风力涡轮机典型地包括塔架、发电机、变速箱、机舱和一个或更多个转子叶片。转子叶片使用已知的箔片(foil)原理从风捕获动能，并且将动能通过旋转能传输来使将转子叶片联接于变速箱(或如果未使用变速箱，则直接地联接于发电机)的轴转动。发电机接着将机械能转换成可配置至公用电网的电能。
在风力涡轮机的运转期间，风力涡轮机的各种构件由于作用于叶片的空气动力学的风力载荷而经历各种载荷。叶片载荷取决于风速、叶片的叶尖速度比和/或节距设置。可期望的是基于表示叶尖速度比的信号(例如，各种速度读数)调整风力涡轮机的运转来调整风力涡轮机的转子叶片的载荷，和/或增加风力涡轮机的能量产生。
为了减少转子叶片载荷，已经研制了各种方法和设备以允许转子载荷甩掉其经历的载荷的一部分。一些方法和设备包括例如俯仰转子叶片和/或降低运转期间的发电机力矩。因此，许多风力涡轮机包括风力涡轮机控制器，其能够基于叶尖速度比风力涡轮机载荷来以各种方式操作风力涡轮机。例如，在某些运转条件下，风力涡轮机可调整发电机的力矩和/或转子叶片的节距角来调整叶尖速度比，以满足期望的叶尖速度比设置点来增加由风力涡轮机捕获的能量。
可例如使用风力节距调整系统来控制转子叶片的节距角。风力节距调整系统可包括诸如由DC/DC变换器驱动的直流(DC)马达的马达。在一些实施方式中，风力节距调整系统包括DC源、控制电路、逆变桥、和/或具有一个或更多个电容器装置的DC总线电容器组。
风力涡轮机和/或节距调整系统可从电网接收电力。在一些情形中，如果未采取预防措施，则由各种输电网事件(诸如高电压跨失输电网事件)造成的电压浪涌(voltagesurge)可能破坏风力涡轮机的各种构件和/或节距调整系统。一些节距调整系统可包括动态制动装置，其配置成抑制与输电网事件有关的电压浪涌。
发明内容
本公开的实施例的方面和优点将在以下描述中部分地阐明，或者可从描述学习，或者可通过实施例的实践学习。
本公开的一个示例实施例是针对一种与风力涡轮机系统有关的风力节距调整系统。该系统包括电源，其配置成将交流电输入信号转换成直流电电压。该系统还包括控制器，其配置成接收来自电源的信号，且提供一个或更多个控制命令至节距调整马达。系统还包括浪涌停止装置，其包括联接在电源和控制器之间的开关元件。浪涌停止装置配置成监测来自输电网的输入电压且至少部分地基于监测到的输入电压来驱动开关元件，使得开关元件配置成当监测到的输入电压在电压阈值上时阻碍电流穿过开关元件至控制器。
本公开的另一个示例方面针对一种控制与风力涡轮机系统有关的风力节距调整系统的方法。该方法包括接收表示由电网提供的电压的一个或更多信号。该方法还包括将由电网提供的电压与一个或更多个阈值电压比较。一个或更多个阈值电压与和电网有关的输电网事件相关联。该方法还包括至少部分地基于该比较而生成一个或更多个控制信号。该方法还包括至少部分地基于一个或更多个控制信号来控制浪涌停止装置的操作。浪涌停止装置联接在与由电网提供的电压有关的电源和与节距调整系统有关的控制器之间。浪涌停止装置配置成至少部分地基于一个或更多个控制信号来调节穿过浪涌停止装置至控制器的电流。
本公开的又另一个示例方面针对一种风力涡轮机系统。风力涡轮机系统包括风力节距调整系统。风力节距调整系统包括一个或更多个转子叶片。风力涡轮机系统还包括一个或更多个风力节距调整系统。各个风力节距调整系统配置成调整一个或更多个转子叶片中的至少一个的节距角。各个风力节距调整系统包括：电源，其配置成将交流电输入信号转换成直流电电压；控制器，其配置成接收来自电源的信号，且提供一个或更多个控制命令至节距调整马达；以及浪涌停止装置，其包括联接在电源和控制器之间的开关元件。浪涌停止装置配置成监测来自输电网的输入电压且至少部分地基于监测到的输入电压来驱动开关元件，使得开关元件配置成当监测到的输入电压在电压阈值上时阻碍电流穿过开关元件至控制器。
本发明的第一技术方案提供了一种与风力涡轮机系统有关的风力节距调整系统，该系统包括：电源，其配置成将交流电输入信号转换成直流电电压；控制器，其配置成接收来自所述电源的信号，且提供一个或更多个控制命令至节距调整马达；以及浪涌停止装置，其包括联接在所述电源和所述控制器之间的开关元件，所述浪涌停止装置配置成监测来自输电网的输入电压且至少部分地基于监测到的输入电压来驱动所述开关元件，使得所述开关元件配置成当所述监测到的输入电压在电压阈值上时阻碍电流穿过所述开关元件至所述控制器。
本发明的第二技术方案是在第一技术方案中，所述电压阈值对应于高电压跨失输电网事件。
本发明的第三技术方案是在第一技术方案中，所述浪涌停止装置还包括比较电路，其配置成将所述监测到的输入电压与参考电压比较且至少部分地基于该比较来提供比较输出信号。
本发明的第四技术方案是在第三技术方案中，所述浪涌停止装置还包括电流源，且其中所述电流源的操作是至少部分地基于所述比较输出信号来控制的。
本发明的第五技术方案是在第四技术方案中，所述电流源配置成当所述比较输出信号为逻辑高信号时接通，且其中所述电流源配置成当所述比较输出信号为逻辑低信号时断开。
本发明的第六技术方案是在第五技术方案中，所述电流源配置成控制所述开关元件的操作，使得当所述电流源断开时，电流被许可流动穿过所述开关元件。
本发明的第七技术方案是在第一技术方案中，所述浪涌停止装置还包括联接在所述电源和所述开关元件之间的第二开关元件。
本发明的第八技术方案是在第一技术方案中，所述电源包括整流器，其配置成接收所述交流电输入信号且生成隔离的直流电电压。
本发明的第九技术方案是在第一技术方案中，还包括联接至所述电源的旁路接触器，其中所述旁路接触器的操作是至少部分地基于与所述风力节距调整系统有关的系统初始化过程来控制的。
本发明的第十技术方案是在第九技术方案中，所述旁路控制器被控制使得在所述系统初始化过程后电流被许可流动穿过所述旁路接触器。
本发明的第十一技术方案是在第十技术方案中，还包括动态制动电阻器，其配置成在高电压跨失输电网事件期间至少部分地基于所述旁路接触器的操作来抑制来自所述输电网的电压。
本发明的第十二技术方案是在第一技术方案中，还包括电容器组，其包括配置成存储能量的一个或更多个电容器。
本发明的第十三技术方案是在第十二技术方案中，还包括联接在所述电源和所述控制器之间的续流二极管，使得当所述浪涌停止装置断开时电力经由所述续流二极管从所述电容器组传送至所述控制器。
本发明的第十四技术方案提供了一种控制与风力涡轮机系统有关的节距调整系统的方法，所述方法包括：接收表示由电网提供的电压的一个或更多个信号；将由所述电网提供的所述电压与一个或更多个阈值电压比较，所述一个或更多个阈值电压与和所述电网有关的输电网事件相关联；至少部分地基于该比较而生成一个或更多个控制信号；至少部分地基于所述一个或更多个控制信号来控制浪涌停止装置的操作，所述浪涌停止装置联接在与由所述电网提供的所述电压有关的电源和与所述节距调整系统有关的控制器之间，所述浪涌停止装置配置成至少部分地基于所述一个或更多个控制信号来调节穿过所述浪涌停止装置至所述控制器的电流。
本发明的第十五技术方案是在第十四技术方案中，控制浪涌停止装置的操作包括控制与所述浪涌停止装置有关的开关元件的操作，并且其中所述方法还包括：确定所述开关元件是否断开；以及当所述开关元件断开时，经由联接至所述控制器的续流二极管来提供电力至所述控制器。
本发明的第十六技术方案是在第十四技术方案中，还包括：确定与所述节距调整系统有关的旁路接触器是否关闭；以及当所述旁路接触器关闭时，至少部分地基于由所述电网提供的所述电压来控制动态制动装置的操作。
本发明的第十七技术方案提供了一种风力涡轮机系统，包括：一个或更多个转子叶片；以及一个或更多个风力节距调整系统，各个风力节距调整系统配置成调整所述一个或更多个转子叶片中的至少一个的节距角，各个风力节距调整系统包括：电源，其配置成将交流电输入信号转换成直流电电压；控制器，其配置成接收来自所述电源的信号，且提供一个或更多个控制命令至节距调整马达；以及浪涌停止装置，其包括联接在所述电源和所述控制器之间的开关元件，所述浪涌停止装置配置成监测来自输电网的输入电压且至少部分地基于监测到的输入电压来驱动所述开关元件，使得所述开关元件配置成当所述监测到的输入电压在电压阈值上时阻碍电流穿过所述开关元件至所述控制器。
本发明的第十八技术方案是在第十七技术方案中，所述浪涌停止装置还包括比较电路，其配置成将所述监测到的输入电压与参考电压比较且至少部分地基于该比较来提供比较输出信号。
本发明的第十九技术方案是在第十八技术方案中，所述浪涌停止装置还包括电流源，且其中所述电流源的操作是至少部分地基于所述比较输出信号来控制的。
本发明的第二十技术方案是在第十九技术方案中，所述电流源配置成当所述比较输出信号为逻辑高信号时接通，且其中所述电流源配置成当所述比较输出信号为逻辑低信号时断开。
可对本公开的这些示例性实施例作出变型和修改。
各种实施例的这些及其它特征、方面和优点将参照以下描述和所附权利要求变得更好理解。并入在本说明书中并且构成本说明书的一部分的附图示出了本公开的实施例，并且连同描述用于说明相关原理。
附图说明
在参照附图的说明书中阐释了针对本领域技术人员的实施例的详细论述，在该附图中：
图1描绘了根据本公开的示例实施例的示例风力涡轮机系统；
图2描绘了根据本公开的示例实施例的示例风力节距调整系统；
图3描绘了根据本公开的示例实施例的与风力节距调整系统有关的示例浪涌停止装置；以及
图4描绘了根据本公开的示例实施例的控制风力节距调整系统的示例方法的流程图。
具体实施方式
现在将详细参照本发明的实施例，其中一个或更多个实施例在附图中示出。各个实例经由阐释本发明而非限制本发明来提供。实际上，对本领域技术人员而言将显而易见的是，可在本发明中进行各种修改和变型，而不脱离本本发明的范围或精神。例如，示为或描述为一个实施例的特征可与另一个实施例一起使用以产生又一个实施例。因此，意图是本发明覆盖归入所附权利要求及它们的等同物的范围内的此类修改和变型。
本公开的示例性方面针对至少部分地基于电网电压来控制与风力涡轮机系统有关的风力节距控制系统。例如，风力节距控制系统可包括浪涌停止(surge stopping)装置，其配置成调节至与风力节距控制系统有关的控制器的电流。浪涌停止装置可包括联接在控制器和电网之间的开关元件。开关元件的操作可至少部分地基于电网电压来控制。特别地，浪涌停止装置还可包括比较器电路，其配置成当电网电压超出电压阈值时打开电流源。电流源可控制开关元件的操作。例如，当电流源被打开时，开关元件可阻碍电流，并且当电流源被关闭时，开关元件可许可电流。如此，当电网电压低于电压阈值时，浪涌停止装置可许可电流流动穿过浪涌停止装置至控制器。
更具体地，浪涌停止装置可包括直流(DC)电源、比较器电路、以及电流源。DC电源包括整流器电路，其配置成将交流(AC)输入信号转换成隔离的DC电压。隔离的电压可用于控制开关元件的操作。在一些实施方式中，开关元件可为金属氧化物半导体场效应管(MOSFET)。比较器可配置成检测来自电网的输入电压，以及至少部分地基于输入电压来产生输出信号。例如，比较器电路可配置成在输入电压高于高阈值时输出逻辑高信号，并且在输入电压低于低阈值时输出逻辑低信号。在一些实施方式中，高阈值和低阈值可以是不同的值。例如，高阈值可以是大约157伏且低阈值可以是大约154。在此类实施方式中，比较器电路可使用滞后技术(hysteresis technique)来配置。如本文中所使用的，用语“大约”在结合数值使用时意图是指数值的40%内。
高和低阈值可对应于与电网有关的一个或更多个输电网事件。例如，输电网事件可以是高电压跨失输电网事件。
比较器电路的输出信号可配置成驱动电流源。例如，当输出信号是逻辑高信号时，电流源可打开，并且当输出信号是逻辑低信号时，电流源可关闭。电流源可联接至开关元件。例如，在其中开关元件是MOSFET的实施方式中，电流源可联接至开关元件的门。如此，可至少部分地基于电流源来控制开关元件的操作。例如，当电流源打开时，MOSFET的门可以拉至地面，由此关闭MOSFET。当电流源关闭时，MOSFET可被打开。
如此，当输入电压低于低阈值时电流可穿过浪涌停止装置(例如，通过开关元件)被提供至节距系统控制器。当输入电压高于高阈值时，浪涌停止装置可阻碍或降低穿过浪涌停止装置至控制器的电流。当浪涌停止装置阻碍电流至控制器时，电力可经由联接在DC总线和控制电路之间的续流二极管(flyback diode)来传输至控制器。特别地，风力节距系统还可包括电容器组，其包括一个或更多个电容器装置。电容器组可配置成存储能量，并且在浪涌停止装置的开关元件关闭时经由续流二极管提供能量至控制器。
在一些实施方式中，浪涌停止装置的比较器电路可配置成实施复位过程，贯穿该过程比较器输出逻辑高输出信号。例如，复位过程还可以在比较器电路通电时实施，且可持续大约20毫秒的持续时间。例如，复位过程可实施成在比较器电路通电的同时消除或减少与比较器电路有关的接触器弹跳。在此类实施方式中，电流源可被打开达复位过程的持续时间，并且MOSFET可被关闭达复位过程的持续时间。
在一些实施方式中，节距调整系统还可包括联接至DC总线的旁路接触器。可至少部分地基于系统初始化过程来控制旁路接触器的操作。在一些实施方式中，系统初始化过程可包括用于电容器组的预充电过程。特别地，在系统初始化过程期间，旁路接触器可被打开，使得电流不被许可或流动穿过旁路接触器。当系统初始化过程完成时，旁路接触器可被关闭，由此允许电流流动穿过旁路接触器。
在一些实施方式中，动态制动电阻器可联接至旁路接触器。当旁路接触器关闭时，动态制动电阻器可抑制与各种输电网事件(例如，HVRT事件)有关的电压浪涌。在此类实施方式中，浪涌停止装置的MOSFET可不被造成在旁路接触器关闭时关掉。
现在参考附图，本公开的示例方面将更详细地讨论。例如，图1描绘了风力涡轮机10的一个实施例的透视图。如图所示，风力涡轮机10大体上包括从支撑表面14延伸的塔架12，安装在塔架12上的机舱16，以及联接至机舱16的转子18。转子18包括可旋转的轮毂20和联接到轮毂20并从轮毂20径向向外延伸的至少一个转子叶片22。例如，在所示出的实施例中，转子18包括三个转子叶片22。但是，在备选实施例中，转子18可以包括多于或少于三个转子叶片22。各个转子叶片22可围绕轮毂20间隔开以有助于旋转转子18，以使动能能够从风力转成可用的机械能，并且随后转成电能。例如，轮毂20可旋转地联接至定位在机舱16内的发电机以许可待产生的电能。
风力涡轮机还可包括涡轮机控制系统，其包括在机舱16内或在于风力涡轮机10有关的另一个位置中的涡轮机控制器26。大体上，涡轮机控制器26可包括一个或更多个处理装置。因此，在若干实施例中，涡轮机控制器26可包括适合的计算机可读的指令，其在由一个或更多个处理装置执行时使控制器26配置成执行各种不同的功能，诸如接收、传送和/或执行风力涡轮机控制信号。因此，涡轮机控制器26可大体上配置成控制风力涡轮机10的各种操作模式(例如，启动或停机顺序)和/或构件。
例如，控制器26可配置成控制转子叶片22中的每一个的叶片节距或节距角(例如，确定转子叶片22相对于风的方向28的角度的角)来通过调整至少一个转子叶片22相对于风的角位置而控制在转子叶片22上的载荷。例如，涡轮机控制器26可单独地或同时地通过将适合的控制信号/命令传送至各种节距驱动器或节距调整机构(诸如风力涡轮机10的节距调整马达(32))来控制转子叶片22的节距角。在一些实施方式中，各个节距调整马达32可还通过独立的节距调整系统(诸如图2的节距调整100)来控制。具体地，转子叶片22可通过一个或更多个节距轴承(未示出)来可旋转地安装至轮毂20，使得节距角可通过使用节距调整马达32使转子叶片22围绕它们的节距轴线34旋转来调整。
特别地，可至少部分地基于风的方向28来控制和/或变更转子叶片22的节距角。例如，涡轮机控制器26和/或节距调整控制器(诸如图2的控制器106)可配置成将控制信号/命令传送至各个节距调整马达32，使得可利用节距调整马达32的一个或更多个致动器(未示出)来使叶片相对于轮毂20旋转。
此外，随着风的方向28改变，涡轮机控制器26可配置成围绕偏航轴线36控制机舱16的偏航方向，来将转子叶片22相对于风的方向28定位，由此控制作用在风力涡轮机10上的载荷。例如，涡轮机控制器26可配置成将控制信号/命令传送至风力涡轮机10的偏航驱动机构，使得机舱16可围绕偏航轴线30旋转。
再进一步，涡轮机控制器26可配置成控制发电机的转矩。例如，涡轮机控制器26可配置成将控制信号/命令传送至发电机，以便调制发电机内产生的磁通量，因此调整发电机上所要求的转矩。发电机的此类临时的降级可降低转子叶片的转速，由此降低作用于叶片22的空气动力学载荷和各种其他风力涡轮机10构件上的反应载荷。
图2描绘了根据本公开的示例实施例的示例节距调整系统100的概览图。如图所示，节距调整系统100与DC电源有关。电源102可包括整流器，其配置成接收来自电网的三相AC信号，且将AC信号转换成DC信号。电源还可配置成经由DC总线112将DC信号提供至节距系统100。系统100还可包括浪涌停止装置104和控制器106。控制器106可接收来自涡轮机控制器(诸如涡轮机控制器26)的信号，且将控制命令提供至节距调整马达36。如将关于图3来更详细地描述的，浪涌停止装置104可包括配置成调节至控制器106的电流的开关元件。
系统100还可包括转换器108。转换器108可以是H桥转换器。转换器108还可包括用于联结至DC总线112的电容器组110的预充电系统。电容器组110可包括一个或更多个电容器装置。转换器108还可包括动态制动装置，诸如动态制动电阻器。动态制动电阻器可配置成在输电网事件(例如，HVRT事件)期间抑制系统100中的电压。如此，来自电网的电压中的浪涌可不会破坏节距系统100。
节距系统100还包括计算至DC总线112的旁路接触器114。旁路接触器114可配置成调节至转换器108和电容器组110的电流。如此，当旁路接触器114打开时，来自电源102的DC信号可流动穿过旁路接触器114至转换器108和电容器组110。如此，在旁路接触器114关闭的同时输电网事件期间，动态制动电阻器可配置成抑制来自电网的电压浪涌。
当旁路接触器114打开时，电流将不会流动穿过旁路接触器114，且动态制动电阻器将不会抑制由输电网事件造成的浪涌电压。在这样的情形中，浪涌停止装置104可配置成检测来自电源102的DC信号，且至少部分地基于检测到的信号来调节至控制器106的电流。特别地，如所示出的，浪涌停止装置104可包括联接在电源102和控制器106之间的开关元件。可至少部分地基于来自电源102的DC信号来控制开关元件的操作。例如，开关元件可配置成在检测到的电压信号高于阈值电压时许可电流。在一些实施方式中，开关元件可配置成在检测到的电压信号低于阈值电压时阻碍电流。在一些实施方式中，阈值电压可为阈值范围。例如，开关元件可配置成当检测到的电压超出阈值范围中的最高值时打开，且开关元件可配置成当检测到的电压低于阈值范围中的最低值时关闭。
节距系统100还包括联接在DC总线112和控制器108之间的续流二极管116。续流二极管116可配置成当浪涌停止器104打开时提供电力至控制器106，且由此阻碍电流至控制器106。在此类情形中，电容器组110可经由续流二极管116供给电力至控制器106。如此，控制器106可仍然在旁路接触器114打开的同时输电网事件期间接收电力。
在一些实施方式中，旁路接触器114的操作可至少部分地基于系统初始化过程来控制。例如，在一些实施方式中，系统初始化过程可对应于由节距100处理的“开启电源”。在这样的系统初始化过程期间，旁路接触器114能以打开的状态操作。旁路接触器114可然后响应于系统初始化过程的完成而关闭。
图3描绘了根据本公开的示例实施例的示例浪涌停止装置104的概览图。浪涌停止装置104包括电源202、开关元件204、比较器电路206、和电流源208。电源202可降压电源。电源202包括AC电容器(AC caps)和整流器。整流器可以是全波整流器。电源还包括电阻器R1,R2、二极管D4和电容器C1。特别地，电源202可配置成生成隔离的DC信号(IP15)。在一些实施方式中，隔离的DC信号可以是大约15伏。
比较电路206包括比较器U1、电阻器R5,R6和R8、以及电容器C3。如所示出的，比较电路206可配置成接收输入信号(例如，Vin)，且至少部分地基于输入信号产生输出信号。例如，比较电路206可配置成当Vin高于阈值(例如，大约157伏)时产生逻辑高信号，并且当Vin低于阈值(例如，大约154伏)时产生逻辑低信号。在一些实施方式中，比较器U1可配置成将输入电压与参考电压(Vref)比较来确定输出信号。
比较电路206的输出信号可配置成驱动电流源208的操作。电流源208可包括晶体管Q3、电阻器R7,R9,R10、以及二极管D6。特别地，晶体管Q3的操作可至少部分地由比较电路206的输出信号来控制。如此，晶体管Q3可配置成当比较电路206输出逻辑高信号时接通，由此促使电流源208产生电流。例如，在一些实施方式中，电流源208可产生大约1毫安的电流。晶体管Q3可配置成当比较电路206输出逻辑低信号时断开。在此类情形中，电流源208将不会产生电流。
开关元件204可配置成调节穿过浪涌停止装置104例如至控制器(诸如控制器106)的电流。如图所示，开关元件204可为MOSFET装置。特别地，电流源208可用于将开关元件204的门拉至地面，由此断开开关元件204。例如，当电流源208产生电流时，开关元件204可配置成断开，由此阻碍电流穿过开关元件204。当电流源208不产生电流时，开关元件204的操作可由电源202和晶体管Q2控制。特别地，当电流源208产生电流时，晶体管Q2的基础发射极电压可被负偏压的，由此断开晶体管Q2。开关元件204然后可由二极管D5负偏压，由此断开开关元件204。当电流源208不产生电流时，晶体管Q2可由电源202接通，由此接通开关元件204。
如上所描述的，浪涌停止装置104可联接至控制器106。因此，当开关元件204接通时，电流可流动穿过开关元件204至控制器106。当开关元件204断开时，开关元件可阻碍电流至控制器106。在此类情形中，电力可穿过续流二极管116由电容器组(诸如电容器组110)提供至控制器106。如此，即使是当开关元件204断开时，电力可仍然提供至控制器106。
将认识到的是，图3中描绘的浪涌停止装置的构造仅用于示出的目的。特别地，将认识到的是可使用各种其他适合的电路构造而不偏离本公开的范围。例如，浪涌停止装置104可配置成包括各种其他构件、装置或零件，而不偏离本公开的范围。
图4描绘了根据本公开的示例实施例的控制节距调整系统的操作的示例方法(300)的流程图。例如，在一些实施方式中，方法(300)可通过图2和/3的装置中的一个或更多个来实施。另外，图4描绘了处于示出和讨论的目的而以特定的顺序执行的步骤。使用本文中提供的公开内容的本领域技术人员将理解到，本文中公开的方法的任一种的各种步骤能以各种方式省略、再布置、扩展和/或修改而不偏离本公开的范围。
在(302)处，方法(300)包括接收表示由电网提供的电压的一个或更多个信号。例如，电网可提供电压至与风力涡轮机系统有关的节距调整系统。如上所指出的，节距控制系统可包括浪涌停止装置、控制器、转换器装置(例如，DC/DC转换器)、以及电容器组。节距调整系统可配置成提供控制命令给节距调整系统。
在(304)处，方法(300)包括将由电网提供的电压与一个或更多个阈值电压比较。特别地，一个或更多个阈值电压可表示与电网有关的输电网事件，诸如HVRT输电网事件。在一些实施方式中，一个或更多个阈值电压可包括高阈值(例如，大约157伏)和低阈值(例如，大约154伏)。一个或更多个阈值可对应于与浪涌停止装置有关的开关元件(MOSFET装置)的操作。如所示出的，开关装置可联接在电源和节距调整系统控制器之间。
在(306)处，方法(300)可包括至少部分地基于比较来生成控制信号。例如，控制信号可为逻辑高信号或逻辑低信号。在一些实施方式中，控制信号可当由电网提供的电压高于高阈值时为逻辑高信号。在一些实施方式中，控制信号可当由电网提供的电压低于低阈值时为逻辑低信号。
在(308)处，方法(300)可包括至少部分地基于控制信号来控制开关元件的操作。例如，当控制信号为逻辑低信号时，开关元件可配置成许可电流穿过开关元件(例如，接通)。当控制信号为逻辑高信号时，开关元件可配置成阻碍电流穿过开关元件。如此，可至少部分地基于由电网提供的电压来调节穿过开关元件至控制器的电流。
在(310)处，方法(300)可包括确定开关元件是否断开。如果开关元件断开，则方法(300)可包括经由续流二极管(312)提供电力至控制器。在一些实施方式中，电力可由与节距调整系统有关的预充电电容器组提供。例如，电容器组可配置成存储能量，且当开关元件断开时提供所存储的能量的至少一部分至控制器。如此，即使当至控制器的电流由浪涌停止装置阻碍时，电力可仍然被提供至控制器。返回(310)，如果开关元件未断开，则方法(300)可返回至(302)。
虽然各种实施例的特定特征可在一些附图中显示而未在其他附图中显示，但这仅仅是为了方便。按照本公开的原理，附图的任何特征可结合任意其他附图的任意特征来被参考和/或提出。
本书面描述使用了示例来公开包括最佳模式的发明，且使本领域的任何技术人员能够实践本发明，包括制作和使用任何装置或系统，且执行任何并入的方法。本发明的专利范围由权利要求限定，且可包括本领域的技术人员想到的其它示例。如果这些其它示例具有并非不同于权利要求的书面语言的结构元件，或如果这些其它示例包括与权利要求的书面语言无实质差别的等同结构元件，则这些其它示例将意图在权利要求的范围内。

Claims (20)

1.一种与风力涡轮机系统有关的风力节距调整系统，所述风力节距调整系统包括：
电源，其配置成将交流电输入信号转换成直流电电压；
控制器，其配置成接收来自所述电源的信号，且提供一个或更多个控制命令至节距调整马达；以及
浪涌停止装置，其包括联接在所述电源和所述控制器之间的开关元件，所述浪涌停止装置配置成监测来自输电网的输入电压且至少部分地基于监测到的输入电压来驱动所述开关元件，使得所述开关元件配置成当所述监测到的输入电压在电压阈值上时阻碍电流穿过所述开关元件至所述控制器；
联接至所述电源的旁路接触器；以及
动态制动电阻器，其配置成至少部分地基于所述旁路接触器和所述浪涌停止装置的操作来抑制来自所述输电网的电压。
2.根据权利要求1所述的风力节距调整系统，其特征在于，所述电压阈值对应于高电压跨失输电网事件。
3.根据权利要求1所述的风力节距调整系统，其特征在于，所述浪涌停止装置还包括比较电路，其配置成将所述监测到的输入电压与参考电压比较且至少部分地基于该比较来提供比较输出信号。
4.根据权利要求3所述的风力节距调整系统，其特征在于，所述浪涌停止装置还包括电流源，且其中所述电流源的操作是至少部分地基于所述比较输出信号来控制的。
5.根据权利要求4所述的风力节距调整系统，其特征在于，所述电流源配置成当所述比较输出信号为逻辑高信号时接通，且其中所述电流源配置成当所述比较输出信号为逻辑低信号时断开。
6.根据权利要求5所述的风力节距调整系统，其特征在于，所述电流源配置成控制所述开关元件的操作，使得当所述电流源断开时，电流被许可流动穿过所述开关元件。
7.根据权利要求1所述的风力节距调整系统，其特征在于，所述浪涌停止装置还包括联接在所述电源和所述开关元件之间的第二开关元件。
8.根据权利要求1所述的风力节距调整系统，其特征在于，所述电源包括整流器，其配置成接收所述交流电输入信号且生成隔离的直流电电压。
9.根据权利要求1所述的风力节距调整系统，其特征在于，所述旁路接触器的操作是至少部分地基于与所述风力节距调整系统有关的系统初始化过程来控制的。
10.根据权利要求9所述的风力节距调整系统，其特征在于，所述旁路控制器被控制使得在所述系统初始化过程后电流被许可流动穿过所述旁路接触器。
11.根据权利要求10所述的风力节距调整系统，其特征在于，所述动态制动电阻器配置成在高电压跨失输电网事件期间至少部分地基于所述旁路接触器的操作来抑制来自所述输电网的电压。
12.根据权利要求1所述的风力节距调整系统，其特征在于，还包括电容器组，其包括配置成存储能量的一个或更多个电容器。
13.根据权利要求12所述的风力节距调整系统，其特征在于，还包括联接在所述电源和所述控制器之间的续流二极管，使得当所述浪涌停止装置断开时电力经由所述续流二极管从所述电容器组传送至所述控制器。
14.一种控制与风力涡轮机系统有关的节距调整系统的方法，所述方法包括：
接收表示由电网提供的电压的一个或更多个信号；
将由所述电网提供的所述电压与一个或更多个阈值电压比较，所述一个或更多个阈值电压与和所述电网有关的输电网事件相关联；
至少部分地基于该比较而生成一个或更多个控制信号；
至少部分地基于所述一个或更多个控制信号来控制浪涌停止装置的操作，所述浪涌停止装置联接在与由所述电网提供的所述电压有关的电源和与所述节距调整系统有关的控制器之间，所述浪涌停止装置配置成至少部分地基于所述一个或更多个控制信号来调节穿过所述浪涌停止装置至所述控制器的电流；以及
控制动态制动电阻器，所述动态制动电阻器配置成至少部分地基于旁路接触器和所述浪涌停止装置的操作来抑制来自所述电网的电压。
15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，控制浪涌停止装置的操作包括控制与所述浪涌停止装置有关的开关元件的操作，并且其中所述方法还包括：
确定所述开关元件是否断开；以及
当所述开关元件断开时，经由联接至所述控制器的续流二极管来提供电力至所述控制器。
16.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，还包括：
确定与所述节距调整系统有关的所述旁路接触器是否关闭；以及
当所述旁路接触器关闭时，至少部分地基于由所述电网提供的所述电压来控制动态制动装置的操作。
17.一种风力涡轮机系统，包括：
一个或更多个转子叶片；以及
一个或更多个风力节距调整系统，各个风力节距调整系统配置成调整所述一个或更多个转子叶片中的至少一个的节距角，各个风力节距调整系统包括：
电源，其配置成将交流电输入信号转换成直流电电压；
控制器，其配置成接收来自所述电源的信号，且提供一个或更多个控制命令至节距调整马达；以及
浪涌停止装置，其包括联接在所述电源和所述控制器之间的开关元件，所述浪涌停止装置配置成监测来自输电网的输入电压且至少部分地基于监测到的输入电压来驱动所述开关元件，使得所述开关元件配置成当所述监测到的输入电压在电压阈值上时阻碍电流穿过所述开关元件至所述控制器；
联接至所述电源的旁路接触器；以及
动态制动电阻器，其配置成至少部分地基于所述旁路接触器和所述浪涌停止装置的操作来抑制来自所述输电网的电压。
18.根据权利要求17所述的风力涡轮机系统，其特征在于，所述浪涌停止装置还包括比较电路，其配置成将所述监测到的输入电压与参考电压比较且至少部分地基于该比较来提供比较输出信号。
19.根据权利要求18所述的风力涡轮机系统，其特征在于，所述浪涌停止装置还包括电流源，且其中所述电流源的操作是至少部分地基于所述比较输出信号来控制的。
20.根据权利要求19所述的风力涡轮机系统，其特征在于，所述电流源配置成当所述比较输出信号为逻辑高信号时接通，且其中所述电流源配置成当所述比较输出信号为逻辑低信号时断开。
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