CN108278178A - 利用推力控制扭曲补偿来控制风力涡轮的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及利用推力控制扭曲补偿来控制风力涡轮的方法。具体而言，提供了一种用于运行风力涡轮的方法，风力涡轮具有附接至毂的转子叶片，其中，控制器补偿扭力引起的叶片扭曲。该方法包括，根据额定功率输出曲线和最大设计推力值来运行风力涡轮，且周期地或连续地探测转子叶片中的引起的扭力扭曲。在确定扭力扭曲在转子叶片中引起之后，该方法包括调整控制程序中的最大推力值来补偿引起的扭曲。风力涡轮控制器然后将转子叶片的俯仰作为增加的最大推力值的函数控制，使得风力涡轮的功率输出不会不必要地由转子叶片上的引起的扭曲增加或限制。

Description

利用推力控制扭曲补偿来控制风力涡轮的方法
技术领域
本公开大体涉及风力涡轮，且更特别地涉及利用对叶片扭曲的补偿来对风力涡轮进行负载和推力控制的方法。
背景技术
风能被认为是目前可用的最干净、最环境友好的能源之一，且风力涡轮已经在该方面获得增加的关注。现代风力涡轮通常包括塔架、发电机、齿轮箱、舱体(nacelle)以及包括一个或多个转子叶片的转子。转子叶片使用已知翼片原理捕获来自风的动能，且将动能通过旋转能传输来转动轴，轴将转子叶片联接至齿轮箱，或(如果未使用齿轮箱)直接至发电机。发电机然后将机械能转换成电能，其可用于公用电网。
在风力涡轮的运行期间，由于作用在叶片上的空气动力学风力负载，风力涡轮的各种构件经受各种负载。特别地，由于与风的相互作用，转子叶片在运行期间经历显著负载、以及负载的频率变化。例如，风速和方向的变化可修改由转子叶片所经历的负载。为了降低转子叶片负载，已经开发各种方法和设备来允许转子叶片在运行期间俯仰。俯仰大体上允许转子叶片卸去由此经历的负载的一部分。
由风力涡轮产生的功率的量通常由独立风力涡轮构件的结构限制所约束。从风中可用的功率与转子的面积以及转子直径的平方成比例。因此，在不同风速下产生的功率的量可通过增加风力涡轮的转子的直径而显著变高。然而，转子大小的增加也增加机械负载和材料成本，在某种程度上可超过能量产生上的对应增加。此外，虽然控制功率和转子速度有帮助，从风作用在转子上的推力确切地驱动许多主要的疲劳负载(连同该推力的任何不对称)。推力之力来自于当风经过风力涡轮且减速时压力的变化。用语“推力”、“推力值”、“推力参数”或类似用语在本领域中大体用于包含由于风在风力涡轮上且在风的大体方向上作用的力，且可用于描述对与所关注的运行区域中的推力成正比变化的值(例如，独立或平均平面外叶片或片状弯曲、塔架弯曲或塔顶加速度)的控制方法的输入。
风力工业中的最近发展已经引起机械负载降低控制的新方法，其允许使用较大转子直径，而材料成本小于比例增加。例如，一些现代风力涡轮可实施传动系统和塔架阻尼器来降低负载。此外，现代风力涡轮可使用独立和共同叶片俯仰控制机构来降低疲劳和极端负载，从而允许转子直径和结构负载之间的较高比率，同时还降低能量的成本。
常规风力涡轮设计成用于额定风速，最大推力和最大功率生成在该处发生。在额定风速，涡轮控制器试图限制估计的推力，以控制阀值(例如，在额定风速，350 kN的值)。在高于额定风速的风速，则转子叶片俯仰以降低推力。已知许多方法来确定是否使转子叶片俯仰以便降低推力。然而，此推力控制不应当不必要地限制风力涡轮的功率输出。
因此，需要改进的方法来以推力控制的函数控制风力涡轮负载，而不草率地或不必要地限制功率输出。
发明内容
本文明的方面和优点将在以下描述中部分地阐释，或可从描述中明显，或可通过实践本发明而学习到。
本发明的方面由本发明人实现，常规推力控制方法学实际上过高估计运行的风力涡轮中的推力，且因此将推力(经由叶片俯仰)控制成人为的低阀值或最大值，从而不必要地限制功率输出。当前方法学不考虑事实上，在越高风速下，风力涡轮叶片扭力变形(扭曲)越大。该引起的扭曲可处于“顺桨”方向，其中叶片卸下风且具有降低的负载，或处于“功率”方向，其中叶片产生更多功率且具有增加的负载。当前发明人已经发现，利用某些风力涡轮，其中，推力控制成以便不超过设计阀值(例如，350 kN的值)，在测量时，从朝顺桨方向扭曲的扭力顺从叶片的实际推力比设计控制阀值显著较少(例如，大约300 kN)。控制者使用以使风速与推力相关联的预定空气动力学绘制图(例如，查找表)不考虑此现象。风力涡轮因此保持为人为地较低推力控制值，从而导致降低的功率输出。
另一方面，当叶片扭力地扭曲至功率方向时，叶片负载可超过设计阀值(例如，如果控制者不使用实际叶片负载作为控制变量)。
因此，在一个实施例中，本发明涉及用于运行风力涡轮的方法，风力涡轮具有附接至毂的转子叶片，其中，控制器补偿扭力引起的叶片扭曲。该方法包括，根据额定功率输出曲线和被编程的最大推力值来运行风力涡轮，且周期地探测转子叶片中的引起的扭力扭曲。在确定转子叶片中引起的扭力扭曲之后，该方法包括调整控制器中的被编程的最大推力值，以补偿引起的叶片扭曲，以及以调整的最大推力值的函数控制转子叶片的俯仰，使得风力涡轮的功率输出不会不必要地由转子叶片上的引起的扭曲限制。
在某些实施例中，被编程的最大推力值调整成与转子叶片中引起的扭力扭曲的量成比例。在备选实施例中，在确定转子叶片中的扭力扭曲之后，编程的最大推力值增加预定量，其中，该设定量维持直到额定功率输出曲线的切出风速(cutout wind speed)。
在一些实施例中，引起的扭力扭曲通过感测来自于引起的扭力扭曲的转子叶片的物理方面的变化而直接探测。例如，引起的扭力扭曲可由安装在转子叶片上的传感器而直接探测，诸如应变计、沿叶片沿翼展延展的光纤传感器、陀螺传感器或加速度计、微惯性测量单元(MIMU)等。
在另一实施例中，引起的扭力扭曲可由相机直接光学探测，相机设置成查看转子叶片的沿翼展的方面。
在还有另一实施例中，引起的扭力扭曲可由激光直接探测，激光设置成探测转子叶片畸变。
在某些实施例中，引起的扭力扭曲被间接探测或推断。例如，此扭曲可由实际测量的叶片负载(其在给定风速下小于预期值)而间接探测。类似地，扭曲可从测量的转子推力(其在限定风速下小于预期值，例如在功率输出曲线的拐点处的风速)推断。
在还有其他实施例中，引起的扭力扭曲可由测量的塔架弯曲(其在限定风速下小于预期值，例如在功率输出曲线的拐点处的风速)间接测量。
实施例可包括从测量的噪声(在限定风速下高于或低于预期值)推断引起的扭力扭曲。
在又一实施例中，引起的扭力扭曲通过额定风速下在测量的叶片俯仰角和预期叶片俯仰角之间的差而间接探测。
引起的扭力扭曲可通过基于模型的控制器(MBC)估计的风速与实际测量的风速之间的差而间接探测。
参照以下描述和所附权利要求，本发明的这些和其他特征、方面和优点将变得更好理解。包含在本说明书中且形成本说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，且与描述一起用于论述本发明的原理。
技术方案1. 一种用于运行风力涡轮的方法，所述风力涡轮具有附接至毂的转子叶片，其中，控制器补偿扭力引起的叶片扭曲，所述方法包括：
根据额定功率输出曲线和被编程的最大推力值来运行所述风力涡轮；
周期地或连续地探测所述转子叶片中的引起的扭力扭曲；
在确定扭力扭曲在所述转子叶片中被引起之后，调整所述被编程的最大推力值来补偿所述扭力扭曲；并且
所述控制器以调整的被编程的最大推力值的函数控制所述转子叶片的俯仰，使得所述风力涡轮的功率输出不由所述转子叶片上的引起的扭曲限制或增加。
技术方案2. 根据技术方案1所述的方法，其特征在于，所述被编程的最大推力值与所述转子叶片中引起的扭力扭曲的量成比例地被调整。
技术方案3. 根据技术方案1所述的方法，其特征在于，在确定所述转子叶片中的扭力扭曲直到所述额定功率输出曲线的切出风速之后，所述被编程的最大推力值被调整预定量。
技术方案4. 根据技术方案1所述的方法，其特征在于，所述引起的扭力扭曲通过感测由所述引起的扭力扭曲产生的所述转子叶片的物理方面的变化而直接探测。
技术方案5. 根据技术方案4所述的方法，其特征在于，所述引起的扭力扭曲通过安装在所述转子叶片上的传感器而直接探测。
技术方案6. 根据技术方案4所述的方法，其特征在于，所述引起的扭力扭曲由相机直接光学探测，所述相机设置成查看所述转子叶片的沿翼展的方面。
技术方案7. 根据技术方案4所述的方法，其特征在于，所述引起的扭力扭曲由激光直接探测，所述激光设置成探测转子叶片畸变。
技术方案8. 根据技术方案1所述的方法，其特征在于，所述引起的扭力扭曲被间接探测。
技术方案9. 根据技术方案8所述的方法，其特征在于，所述引起的扭力扭曲由实际测量的叶片负载而间接探测，所述实际测量的叶片负载在给定风速下小于或大于预期值。
技术方案10. 根据技术方案8所述的方法，其特征在于，所述引起的扭力扭曲由测量的转子推力而间接探测，所述测量的转子推力在限定风速下小于或大于预期值。
技术方案11. 根据技术方案8所述的方法，其特征在于，所述引起的扭力扭曲由测量的塔架弯曲而间接探测，所述测量的塔架弯曲在限定风速下小于预期值。
技术方案12. 根据技术方案8所述的方法，其特征在于，所述引起的扭力扭曲由测量的噪声而间接探测，所述测量的噪声在限定风速下与预期值不同。
技术方案13. 根据技术方案8所述的方法，其特征在于，所述引起的扭力扭曲通过所述功率输出曲线上的限定风速下测量的叶片俯仰角和预期叶片俯仰角之间的差而间接探测。
技术方案14. 根据技术方案8所述的方法，其特征在于，所述引起的扭力扭曲通过基于模型的控制器(MBC)估计的风速与实际测量的风速之间的差而间接探测。
附图说明
针对本领域的普通技术人员对本发明的完整和能够实现的公开(包括其最佳模式)参照附图在说明书中阐释，在附图中：
图1是根据本公开的一个实施例的风力涡轮的透视图；
图2是根据本公开的一个实施例的风力涡轮的舱体的透视内部视图；
图3A至图3C分别是相对于风速的功率、推力和俯仰角的图表，其示出本公开的某些运行概念；
图4是根据本公开的一个实施例的控制器构件的示意图；且
图5是示出根据本公开的实施例用于控制风力涡轮来补偿叶片扭曲的方法的框图。
构件清单
参照标号 构件
10 风力涡轮
12 塔架
14 表面
16 舱体
18 转子
20 可旋转毂
22 转子叶片
24 电发电机
26 涡轮控制器
28 方向
32 俯仰调整机构
34 俯仰轴线
36 偏航轴线
38 偏航驱动机构
40 转子轴
42 发电机轴
44 齿轮箱
46 台板
52 控制柜
60 处理器
62 存储器装置
64 通信模块
66 传感器接口
104 传感器
106 测量装置
108 气象传感器
110 传感器
112 传感器
114 转子
120 光纤传感器
122 相机
124 激光探测器
200 处理步骤：在额定功率曲线下运行
202 处理步骤：探测叶片扭曲
204 处理步骤：传感器输入
206 处理步骤
208 处理步骤
210 处理步骤：增加推力值
212 处理步骤：俯仰控制。
具体实施方式
现在将详细参照本发明的实施例，其一个或多个示例在附图中示出。各个示例借助于解释本发明来提供，而非限制本发明。事实上，对于本领域技术人员来说将显而易见的是，在本发明中可进行各种修改和改型，而不脱离本发明的范围和精神。例如，作为一个实施例的一部分而示出或描述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，其意在本发明覆盖落入到所附权利要求及其等同方案的范围内的这些修改和改型。
图1示出风力涡轮10的透视图。如所示，风力涡轮10包括从支撑表面14延伸的塔架12、安装在塔架12上的舱体16、以及联接至舱体16的转子18。转子18包括可旋转毂20以及联接至毂20且从毂20向外延伸的至少一个转子叶片22。例如，在示出的实施例中，转子18包括转子叶片22。各个转子叶片22可围绕毂20间隔开，以便于使转子18旋转，来允许动能从风转移成可用机械能，且随后至电能。例如，毂20可旋转地联接至定位在舱体16内的电发电机24(图2)，以允许产生电能。
如所示，风力涡轮10还可包括在舱体16内处于中心的涡轮控制系统或涡轮控制器26。然而，应了解的是，涡轮控制器26可设置在风力涡轮10上或中的任何地点处、支撑表面14上的任何地点处、或大体上任何其他地点。涡轮控制器26可大体构造成控制各种运行模式(例如，启动或停车顺序)和/或风力涡轮10的构件。例如，控制器26可构造成控制转子叶片22中的每一个的叶片俯仰或俯仰角(即，确定转子叶片22相对于风的方向28的透视的角)，以通过调整至少一个转子叶片22相对于风的角位置来控制转子叶片22上的负载。例如，通过将适合的控制信号/命令传输至风力涡轮10的各种俯仰驱动器或俯仰调整机构32(图2)，涡轮控制器26可独立地或同时地控制转子叶片22的俯仰角。特定地，转子叶片22由一个或多个俯仰轴承(未示出)可旋转地安装至毂20，使得可使用俯仰调整机构32通过使转子叶片22围绕其俯仰轴线34旋转来调整俯仰角。此外，随着风的方向28改变，涡轮控制器26可构造成控制舱体16围绕偏航轴线36的偏航方向，以将转子叶片22相对于风的方向28定位，从而控制作用于风力涡轮10的负载。例如，涡轮控制器26可构造成将控制信号/命令传输至风力涡轮10的偏航驱动机构38(图2)，使得舱体16可围绕偏航轴线30旋转。
应了解的是，涡轮控制器26可大体上包括计算机或任何其他适合的处理单元。因此，涡轮控制器26可包括一个或多个处理器和相关联的存储器装置(多个)，其构造成执行多种计算机实施的功能，如下文论述的那样。如本文使用，用语“处理器”不仅指本领域中提到的包括在计算机中的集成电路，而且指控制器、微控制器、微计算机、可编程逻辑控制器(PLC)、专用集成电路以及其他可编程电路。此外，涡轮控制器26的存储器装置(多个)可大体包括存储器元件(多个)，其包括但不限于计算机可读介质(例如随机存取存储器(RAM))、计算机可读非易失性介质(例如，闪速存储器)、软盘、压缩式光盘只读存储器、磁光盘(MOD)、数字通用光盘(DVD)和/或其他适合的存储器元件。此类存储器装置(多个)可大体构造成存储适合的计算机可读指令，其在由处理器(多个)实施时使控制器26构造成执行各种计算机实施的功能，包括但不限于，执行比例积分微分(“PID”)控制算法，包括一个或多个PID控制环内的各种计算，以及各种其他适合的计算机实施的功能。此外，涡轮控制器26还可包括各种输入/输出通道，以用于接收来自传感器和/或其他测量装置的输入，以及用于将控制信号发送至风力涡轮10的各种构件。
额外地应当理解，控制器可为单个控制器或包括各种构件，诸如俯仰控制器和/或偏航控制器，其与如论述的那样用于特定地控制俯仰和偏航的中央控制器通信。此外，用语“控制器”还可包含彼此通信的计算机、处理单元和/或相关构件的组合。
现在参照图2，示出了风力涡轮10的舱体16的实施例的简化内部视图。如所示，发电机24可设置在舱体16内。大体上，发电机24可联接至风力涡轮10的转子18，以用于从由转子18生成的旋转能生成电功率。例如，转子18可包括联接至毂20以与其一起旋转的主转子轴40。发电机24可然后联接至转子轴40，使得转子轴40的旋转驱动发电机24。例如，在示出的实施例中，发电机24包括发电机轴42，其通过齿轮箱44可旋转地联接至转子轴40。然而，在其他实施例中，应了解的是，发电机轴42可旋转地直接联接至转子轴40。备选地，发电机24可然后直接可旋转地联接至转子轴40(通常称为“直接驱动风力涡轮”)。
应了解的是，转子轴40可大体由定位在风力涡轮塔架12顶部的支撑框架或台板46支撑在舱体内。例如，转子轴40可经由安装至台板46的成对轴台而由台板46支撑。
此外，如上文指示的那样，涡轮控制器26还可位于风力涡轮10的舱体16内。例如，如所示的实施例中的示出的那样，涡轮控制器26设置在安装至舱体16的一部分的控制柜52内。然而，在其他实施例中，涡轮控制器26可设置在位于风力涡轮10上和/或内的任何其他适合的地点处，或处于远离风力涡轮10的任何适合的地点处。此外，如上文描述的那样，涡轮控制器26还可通信地联接至风力涡轮10的各种构件，以用于大体上控制风力涡轮和/或这些构件。例如，涡轮控制器26可通信地联接至风力涡轮10的偏航驱动机构(多个)38，以用于控制和/或改变舱体16相对于风的方向28的偏航方向。类似地，涡轮控制器26还可通信地联接至风力涡轮10的各个俯仰调整机构32(示出其中的一个)，以用于控制和/或改变转子叶片22相对于风的方向28的俯仰角。例如，涡轮控制器26可构造成将控制信号/命令传输至俯仰调整机构32，使得俯仰调整机构32的一个或多个促动器(未示出)可用于使叶片22相对于毂20旋转。
本公开还针对以补偿叶片22中的扭力引起的扭曲的方式控制风力涡轮的方法，如下文更详细地论述的那样。控制器26可用于执行此方法，且可基于此方法来控制转子叶片22的俯仰调整，以便补偿叶片扭曲，使得风力涡轮10的功率输出不会由不反映叶片扭曲的最大推力值不必要地限制。根据本公开使用的方法有利地探测扭曲是否在叶片22中被引起，且如果是，调整(增加或降低)控制算法中的最大阀值推力值，以通过改变叶片22的俯仰角来补偿引起的叶片扭曲。这样做时，风力涡轮10可在额定功率输出下运行，且不由人为地降低的最大推力值(其不反映沿顺桨方向扭曲的叶片22上的实际叶片推力)限制。对于沿功率方向扭曲的叶片22，最大推力值可降低，以防止或限制叶片超过其设计负载。
图3A至3C的图表示出了本方法的某些运行概念。图3A绘出了用于风力涡轮的示例设计功率曲线(实线)，其中，系统在额定风速下实现额定输出功率。当风速增加时，控制器使叶片俯仰来维持额定输出功率，直到风速增加至切出速度，如本领域技术人员已知的那样。在设计功率曲线的过程上对叶片的俯仰控制由图3C中的俯仰控制曲线绘出(实线)。
设计功率曲线以设计最大推力值作为限制变量来开发，其中，在额定输出功率，涡轮叶片(和其他构件)上的推力负载不超过该最大值，如由图3B中的实线推力曲线指示的那样。
然而，随着风速在设计功率曲线的过程上增加(图3A)，由于叶片上的扭力引起的负载，叶片实际上可扭曲(相对于叶片的纵向轴线)。该现象更可能在风力涡轮的大小和功率输出增长时伴随较大叶片发生。在某些情况下，该扭力引起的扭曲导致叶片的人为(且无意)的顺桨，这导致叶片卸下风。结果，该系统在额定风速下不实现额定功率，如由图3A中的虚线曲线指示的那样。同时，叶片上的推力负载降低，如在图3B中由标记“实际曲线w/叶片扭曲”的虚线曲线指示的那样。换句话说，在额定风速下，叶片实际上不经受限制的被编程的最大推力值，且不必要俯仰。当叶片经历扭力引起的推力时，“推力不足”(图3B)存在于实际推力负载和设计推力负载之间。如果叶片扭力地扭曲至功率方向，则“推力过度”将存在于实际推力负载和设计推力负载之间。
参照图3B，本方法学认识到，常规风力涡轮控制方法考虑图中标识的推力不足(叶片扭曲至顺桨位置)，且因此人为地限制风力涡轮在额定风速下的功率输出，如图3A中绘出的那样。本方法学探测何时叶片经历扭曲且通过对图3B的设计推力曲线引入“推力补偿”调整来补偿此扭曲。本质上，取决于叶片扭曲的方向，该调整增加或降低控制程序中的设计最大推力值。作为响应，对于顺桨方向叶片扭曲，俯仰控制曲线(图3C)不由“推力不足”约束，且调整至新最大推力值(其包括“推力补偿”值)。继而，实现俯仰，其允许图3A的实际功率曲线(虚线)更紧密接近设计功率曲线。
参照图4，示出了可包括在根据本主题的方面运行的涡轮控制器26内的适合构件的一个实施例的框图。如所示，控制器26可包括一个或多个处理器60和相关联的存储器装置(多个)62，其构造成执行多种计算机实施的功能(例如，执行本文公开的方法、步骤、计算等)。此外，控制器26还可包括通信模块64，以便于控制器26和风力涡轮10的各种构件之间的通信。例如，通信模块64可用作接口，以允许涡轮控制器26将控制信号传输至各个俯仰调整机构32，来控制转子叶片22的俯仰角。此外，通信模块64可包括传感器接口66(例如，一个或多个模拟至数字转换器)，以允许例如从各种扭曲传感器传输的输入信号转换成可由处理器60理解和处理的信号。
图5是根据本发明的方面的方法实施例的图表。应当理解的是，在示例性实施例中，根据本公开的方法可为闭环反馈方法，且可独立地或共同地用于风力涡轮10的转子叶片22。例如，期望的俯仰值、当前俯仰值、和总俯仰值可被输入且对于各个转子叶片22独立确定或对于多个转子叶片22共同确定。
例如，根据这些实施例的方法可包括，对风力涡轮10确定当前或实际推力值102，如可从图3A至图3C了解的那样。各种方法和设备可用于确定当前推力值102。在一些实施例中，可测量当前推力值。例如，传感器104(诸如应变计或光纤传感器)可放置在风力涡轮10上，诸如在转子叶片22或轴40上，以例如通过将叶片偏转与推力相关联来直接或间接测量转子叶片22经受的推力。备选地，测量装置106(诸如钟摆或加速度计)可用于测量风力涡轮10的倾斜角。倾斜角可与转子叶片22经受的推力相关联。在其他备选实施例中，风力涡轮10的逆风风速可诸如通过使用适合的气象传感器108来测量。适合的气象传感器例如包括光雷达(“LIDAR”)装置、声雷达(“SODAR”)装置、风速计、风向标、气压计和雷达装置(诸如多普勒雷达装置)。逆风风速可与转子叶片22经受的推力相关联。例如，在一些实施例中，风速及其变化可通过例如使用风观测者算法(wind observer algorithm)(其可包括在控制器26中)来估计。风观测者系统可输入由适合的传感器(诸如发电机转子114或输入轴上的传感器)测量的施加至发电机24的负载转矩、以及由适合的传感器测量的由风施加的驱动转矩，且可基于这些输入来估计风速。估计的风速可然后用于计算对应的估计的推力。备选地，任何适合的方法或设备可用于估计当前或实际推力值。
如图3B中所绘，某些实施例可包括例如，计算推力不足或过度值和对应的推力补偿值的步骤。该计算可基于当前推力值和预定最大推力值，其大体上理解为编程到控制器26中的风力涡轮10不应当超过的推力水平。
再次参照图5，在步骤200处，风力涡轮在设计额定输出功率曲线下运行，其确定为设计最大推力值的函数，如上文论述的那样。
在步骤202处，叶片中扭力引起的扭曲的探测经由来自一个或多个传感器204的输入在连续或周期的基础上执行。各种方法和装置可用于该目的。例如，引起的扭力扭曲可通过感测来自于引起的扭力扭曲的转子叶片22的物理方面的变化而直接探测。例如，引起的扭力扭曲可由安装在转子叶片上的传感器104而直接探测，诸如应变计、沿叶片沿翼展延展的光纤传感器120、陀螺传感器或加速度计、微惯性测量单元(MIMU)等。这些传感器可以是上文论述的用于使叶片偏转关联于推力的相同的传感器。
在另一实施例中，引起的扭力扭曲可由相机122直接光学探测，相机设置成查看转子叶片的沿翼展方面。例如，相机122可位于舱体16壳体上，以光学地捕获各个叶片22(当其经过相机的位置)。
在还有另一实施例中，引起的扭力扭曲可由激光124(图2)直接探测，激光设置成探测转子叶片畸变。
在某些实施例中，引起的扭力扭曲可由实际测量的叶片负载(其在给定风速下小于或大于预期值，其中，叶片负载基于测量的叶片偏转或其他方法计算)间接测量。类似地，扭曲可从测量的转子推力(其在限定风速下小于或大于预期值，例如在功率输出曲线的拐点处的风速)推断。
在还有其他实施例中，引起的扭力扭曲可由测量的塔架弯曲或偏转(由传感器110探测)(其在限定风速下小于或大于预期值，例如在功率输出曲线的拐点处的风速)间接测量。
实施例可包括从测量的噪声(在限定风速下高于或低于预期值)推断引起的扭力扭曲。
在又一实施例中，引起的扭力扭曲可通过额定风速下在测量的叶片俯仰角和预期叶片俯仰角之间的差而间接探测。
引起的扭力扭曲可通过在基于模型的控制器(MBC)估计的风速与实际测量的风速之间的差而间接探测。
再次参照图5，在步骤206处，确定了叶片22未扭曲，且控制程序继续以在额定功率输出曲线处运行风力涡轮。
在步骤208处，确定叶片正在经历扭力引起的扭曲(在该实施例中朝顺桨方向)。在该确定之后，过程前进至步骤210，其中，引入推力补偿值(图3B)来增加在控制程序中的最大阀值推力，以补偿推力不足。在步骤212处，俯仰控制然后维持在增加的推力值，使得风力涡轮的功率输出不会不必要地由转子叶片上的引起的扭曲限制，如上文关于图3A至3C论述的那样。
在某些实施例中，最大阈值推力值与转子叶片中引起的扭力扭曲的量成比例增加或减少。控制器计算叶片扭曲的角度与推力补偿值的幅度之间的关联。在备选实施例中，在确定转子叶片中的扭力扭曲后，最大阈值推力值增加或减少预定量，其中，该设定量维持直到额定功率输出曲线的切出风速。
本方法还包含实施例，其中，转子叶片上的扭力引起的扭曲的探测引起了在被编程的最大阀值推力和实际推力之间的差的确定，其中，推力补偿值确定为差值的函数。上文描述的方法用于在风力涡轮上的各种地点处测量实际推力。
该书面描述使用示例来公开本发明，包括最佳模式，并且还使任何本领域的技术人员能够实践本发明，包括制造和使用任何装置或系统以及执行任何包含的方法。本发明可申请专利的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他示例。如果这些其他示例包括不与权利要求的字面语言不同的结构元件，或者如果它们包括与权利要求的字面语言无实质差异的等同结构元件，则意在使这些其他示例处于权利要求的范围内。

Claims (10)

1.一种用于运行风力涡轮的方法，所述风力涡轮具有附接至毂的转子叶片，其中，控制器补偿扭力引起的叶片扭曲，所述方法包括：
根据额定功率输出曲线和被编程的最大推力值来运行所述风力涡轮；
周期地或连续地探测所述转子叶片中的引起的扭力扭曲；
在确定扭力扭曲在所述转子叶片中被引起之后，调整所述被编程的最大推力值来补偿所述扭力扭曲；并且
所述控制器以调整的被编程的最大推力值的函数控制所述转子叶片的俯仰，使得所述风力涡轮的功率输出不由所述转子叶片上的引起的扭曲限制或增加。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述被编程的最大推力值与所述转子叶片中引起的扭力扭曲的量成比例地被调整。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在确定所述转子叶片中的扭力扭曲直到所述额定功率输出曲线的切出风速之后，所述被编程的最大推力值被调整预定量。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述引起的扭力扭曲通过感测由所述引起的扭力扭曲产生的所述转子叶片的物理方面的变化而直接探测。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述引起的扭力扭曲通过安装在所述转子叶片上的传感器而直接探测。
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述引起的扭力扭曲由相机直接光学探测，所述相机设置成查看所述转子叶片的沿翼展的方面。
7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述引起的扭力扭曲由激光直接探测，所述激光设置成探测转子叶片畸变。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述引起的扭力扭曲被间接探测。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述引起的扭力扭曲由实际测量的叶片负载而间接探测，所述实际测量的叶片负载在给定风速下小于或大于预期值。
10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述引起的扭力扭曲由测量的转子推力而间接探测，所述测量的转子推力在限定风速下小于或大于预期值。
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