CN109312715A - 包括多轴加速度计的风力涡轮机的控制 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及风力涡轮机的控制,该风力涡轮机包括安装于机舱中和/或塔架的顶部部分中的不同位置处的多个多轴加速度计。获得所安装的每个加速度计的位置和取向,并在风力涡轮机的运行期间由每个加速度计沿至少两个不同方向测量加速度。随后,根据风力涡轮机的移动的多个预定振型,基于所测量的加速度、每个加速度计的安装位置和取向以及预定振型来确定加速度计中的至少一个在风力涡轮机的运行期间的绝对位置。由此获得在运行期间更精确的绝对位置,该绝对位置可用在涡轮机的控制中。
Description
技术领域
本发明涉及基于从加速度计获得的信息对风力涡轮机进行控制。
背景技术
多数现代风力涡轮机是以在当前的风力和气候条件下确保从风力提取最多能量、同时确保风力涡轮机的不同部件的负载随时保持在可接受的限值内为目的来持续地控制和调节的。
在运行期间,可看到风力涡轮机的塔架移动和振荡。塔架振荡主要是由作用在转子上的推力和扭矩的变化导致的。此类变化通常是由风中的紊流或由风力涡轮机的控制改变(例如,改变桨距或偏航)导致的。为了控制风力涡轮机,以及出于优化发电并减少涡轮机负载的总体目的,重要的是知晓或良好地预估风速和作用在转子上的推力。同样,机舱或塔架顶部的位置和速度是在风力涡轮机控制中能够考虑在内的重要参数。相对于风力涡轮机的取向沿前-后方向和侧-侧方向的位置和速度是重要的。
塔架振荡可至少在一定程度上通过沿着塔架的整个长度放置多个加速度计和/或应变计来确定,以便由此估计正在振荡的塔架的振型(mode shape)。在另一种方案中,顶部位置可基于被定位成测量机舱的前-后加速度的加速度计以及作用在转子上的推力的估计值来估计。然而,这种方案仅考虑到了前-后运动,而在估计时使用推力的估计值会不可避免地降低该方法的准确性。
US 2008/118342公开了将加速度计或应变计放置在涡轮机的塔架头部及塔架的大致上半部分中,对应于塔架在其第一固有频率和第二固有频率下发生最大挠曲的位置。如果测量值超出指示过量振荡的某些限值,则涡轮机以缓慢模式运行以抑制振荡。
US 2004/108729公开了一种风力涡轮机,其具有用于检测和监测风力涡轮机塔架的振荡的装置。两个单向加速度计呈直角放置在机舱中,且所测量的加速度累积并用于确定塔架相对于静止位置的平均偏转。然而,振荡仅通过随时间推移的这一平均值来确定,这远不足以充分描述机舱在运行期间的振荡或行进。
WO2010060772公开了如何控制风力涡轮机叶片的运行参数。风力涡轮机机舱的速度和风力涡轮机机舱相对于移动平均的位置是根据这些实际运行情况确定的。将该实际运行情况与根据一组正常运行情况确定的可接受的运行情况的预定空间相比较,并从一组预定的策略中选出一个控制策略。
发明内容
本发明的实施例的一个目的是提供一种更精确、稳健且有效的方法来确定塔架的振荡,并改善在塔架的前-后运动和侧-侧运动期间塔架顶部的位置和速度的确定。
本发明的实施例的另一目的是提供一种改善作用在转子上的推力的确定的方法,该方法同等地适用于任何类型的转子的运行期间以及静止期间。
本发明的第一方面涉及一种风力涡轮机的控制方法,该风力涡轮机包括塔架,该塔架支撑机舱和具有多个桨距可调整的转子叶片的转子,该风力涡轮机还包括用于改变转子叶片的桨距和/或发电机扭矩的控制系统,以及安装于机舱中和/或塔架的顶部部分中的不同位置处的多个多轴加速度计,每个加速度计沿限定的取向安装。该方法包括:
-获得所安装的每个加速度计的位置和取向;
-在风力涡轮机的运行期间由每个加速度计测量沿至少两个不同方向的加速度;
-至少基于塔架的尺寸以及由塔架支撑的机舱和转子的重量来获得风力涡轮机的移动的多个预定振型;
-基于所测量的加速度、每个加速度计的安装位置和取向以及预定振型来确定加速度计中的至少一个在风力涡轮机的运行期间的绝对位置;
-根据所确定的绝对位置来确定风力涡轮机的控制参数;并且
-根据该控制参数来控制风力涡轮机。
由此获得一种简单但有效的控制方法,其中塔架顶部的位置可被有效地确定且具有改善的准确度,从而以更好地控制和抑制塔架的振荡以及控制和抑制负载的可能性,来改善该控制方法。
通过在风力涡轮机的运行期间由每个多轴加速度计测量沿至少两个不同方向的加速度的所提出的方法,加速度计将测量来自塔架顶部的移动和来自重力的实际加速度的分量。该信息与风力涡轮机的移动的振型一起随后被有效地用于设置用于确定塔架顶部的绝对位置的公式。
由于多个多轴加速度计的使用和定位,风力涡轮机的前-后移动和侧-侧移动可被考虑在内,从而针对风力涡轮机运行期间的绝对位置生成更为精确的估计值。
通过所提出的方法,该控制方法是基于加速度计中的一个或多个的所确定的绝对位置,而不仅是如现有技术中可见的相对位置、平均偏转或振幅。由此,风力涡轮机的控制参数可更为精确地确定,从而生成一种更精确和有效的控制方法。
来自多个多轴加速度计的测量值包括来自塔架顶部的移动和来自重力的实际加速度的、在加速度计的多个轴线上分解的分量。通过根据多个预定的振型来估计塔架的振动和振荡,公式可设置成使塔架顶部的位置与每个加速度计的绝对位置相关,且又与所测量的加速度相关。
根据本发明,多个多轴加速度计安装于机舱中和/或塔架的顶部部分中的不同位置处。多个加速度计可以是两个、三个或更多个加速度计,且这些加速度计各自配置成用于测量沿两个或更多个方向、通常沿三个方向的加速度。多轴加速度计中的一个、多个或所有可测量沿彼此正交的三个方向的加速度。所使用的加速度计越多,噪声就越低,且可确定的绝对位置就越准确。
加速度计安装于不同位置处。在根据该方法确定绝对位置的过程中获得并使用该位置。所安装的加速度计的位置通常对应于在风力涡轮机的静止期间的位置,其中风力涡轮机不振荡或仅不显著地振荡(与在风力涡轮机运行期间的振荡相比较)。
加速度计安装于机舱和/或塔架的顶部部分中的不同位置处,诸如机舱内部、轮毂中或附近、偏航系统附近、和/或塔架的最上部部分中,诸如在塔架的最上部的0-10米中。由此,获得机舱中或塔架的顶部部分中的地点的绝对位置,这对于根据该方法进行控制是最有利的,因为所确定的位置随后在风力涡轮机的任何变形或振荡期间生成机舱和转子轮毂的位置的可靠测度。
加速度计安装于不同位置处以获得在这些不同的多个位置处经历的加速度的信息。加速度计沿限定的取向安装,即众所周知的取向,其可部分地或完全地相同,或完全不同。优选地,加速度计中的所有或至少一些安装成沿两个大致水平的方向或接近水平的方向测量加速度。随着风力涡轮机塔架的弯曲和振荡,这些方向随着变形和移动而自然地改变。
风力涡轮机的移动的预定振型至少基于塔架的尺寸。该尺寸优选地包括塔架的最显著且最具结构描述性的尺寸,诸如塔架的从地面到其顶部的高度(即,总长度),以及(可选地)任何支撑拉线(guy-wires)等的位置。该尺寸可进一步包括塔架的直径或者取决于塔架的结构设计而包括塔架区段的直径和长度。该尺寸可包括塔架厚度和/或塔架的壁的刚度。
风力涡轮机的移动的预定振型还至少基于由塔架支撑的机舱和转子的重量。该重量优选地包括由塔架支撑和承载以及定位于塔架的上端附近或上端处的机舱内部或机舱上的所有部件的重量。
风力涡轮机的移动的振型以风力涡轮机的模态动力学和正常模态为特征,也就是说,包括由塔架支撑的机舱和转子的风力涡轮机塔架如何在其固有频率或共振频率下前后摇摆和沿侧向运动摇摆。振型可包括沿前-后方向的第一振型和(优选地至少包括)第二振型。为了更为精确地确定绝对位置,振型可另外包括沿侧-侧方向的第一振型和(优选地至少也包括)第二振型。振型还可包括针对塔架的运动沿前-后方向和/或侧-侧方向中的一个或两个方向的高阶振型。振型还可包括转子叶片在旋转和不旋转时的振型。振型可以根据(例如)有限元分析或其它结构性和动力学模型来预先确定。
塔架尺寸和由塔架支撑的机舱和转子的重量是确定振型时的主要和首要参数,且通过使用这些参数可确定振型的有效且相当准确的估计值。有关风力涡轮机结构和设计的信息和细节越多,可获得的振型越准确。
该控制方法确定加速度计中的至少一个在风力涡轮机的运行期间的绝对位置。运行可包括风力涡轮机的任何类型的运行,诸如正常的发电运行、转子的空转、在启动和关断期间的运行、静止和/或中断运行。至少一个加速度计的绝对位置表示相对于某个固定坐标系的位置,且因此随时间推移表示加速度计的移动,且因此表示风力涡轮机的移动和振荡。
该控制方法可作为单纯的软件实施方案而在新的或现有的风力涡轮机上实施,且除了多个多轴加速度计以外无需涡轮机上的任何附加的硬件,或者可实施为软件和硬件的组合。
在本发明的一个实施例中,该控制方法还包括基于所测量的加速度、所安装的每个加速度计的位置和取向、以及振型来确定加速度计中的至少一个在风力涡轮机的运行期间的速度。由此获得塔架振荡的更精确和准确的估计值,其中控制参数可被更精确地确定以抑制塔架的振荡和塔架的负载。此外,该速度可与所确定的位置和所测量的加速度一起使用以确定在运行期间作用在风力涡轮机上的推力。
在一个实施例中,风力涡轮机的多个预定振型是根据一端固定且在相反的自由端处具有点质量的梁的固有振型来确定的。由此获得一组振型,该组振型在很高程度上以实体的位于陆地上的风力涡轮机的振型为特征。另外,振型可由此有效地且借助相对简单的装置来确定。梁的长度应优选地对应于塔架的长度或高度,且点质量对应于由塔架支撑的机舱和转子的重量。振型可通过将更多细节包括在梁的模型中来细化,诸如沿着梁(对应于风力涡轮机塔架)的长度的更具体的质量和/或刚度分布,且(例如)还考虑到旋转的转子。振型由此将风力涡轮机的动态行为模型化。对于海上或以其他方式支撑的风力涡轮机,风力涡轮机的预定振型可根据具有对应地改变的端部条件的梁的模型来确定。
在本发明的一个实施例中,多个预定振型包括在对应于风力涡轮机的前-后移动的平面中的至少两个第一固有振型。这是有利的,因为这些振型且尤其是第一振型主导了风力涡轮机的由推力的变化驱动的移动。
在本发明的一个实施例中,多个振型包括在对应于风力涡轮机的侧-侧移动的平面中的至少两个第一固有振型。这是有利的,因为这些振型且尤其是第二侧-侧振型主导了风力涡轮机的由发电机扭矩驱动的移动。
位置估计的准确性随着更多的振型被包括在估计中而改善。
优选地,前-后运动和侧-侧运动的振型均被包括在估计中,从而改善绝对位置的估计和确定。优选地,风力涡轮机运动的支配公式被表述成将前-后移动和侧-侧移动考虑为联合移动。
在另一实施例中,该控制方法还包括基于加速度计中的至少一个在风力涡轮机的运行期间的所确定的绝对位置来估计风作用在转子叶片上的推力。由此,实现推力的改善的测量,且因此实现作用在转子上以及与通常以其它方式估计的不同的风力涡轮机部件上的负载的改善的测量。传统上,塔架的振荡是基于推力的估计而获得的。自然地,将此类估计建立在另一估计(推力上)的基础上只是增加了该方法的不确定性。然而,在这里,可更为准确地确定推力,因为可将其从所确定的塔架振荡直接导出。
在另一实施例中,该控制方法还包括基于所估计的推力以及包括转子叶片的旋转速度、转子叶片中的每一个的桨距角和空气密度在内的参数来估计风速。由此通过简单的装置和少量的附加步骤获得风速的估计值,该估计值至少在某些情况下可显示出比所测量的风速(例如,转子的运行在某些情况下已被认为影响风速传感器的测量)或者通过其它方法估计的风速(诸如根据功率)更准确。由此可以以更大的确定性探知当前风速,无论是通过根据本发明的该方法直接估计的风速,或者是通过比较借助不同方法和/或传感器估计和测量的风速。
在本发明的一个实施例中,加速度计的绝对位置是借助卡尔曼滤波器(Kalmanfilter)确定的。卡尔曼滤波也称为线性二次估计(LQE),是使用随时间推移观察到的一系列测量值(包括统计噪声及其它误差)并生成未知变量(在这里指绝对位置)的估计值的算法,该估计值趋于比仅基于单个测量值的那些更准确。卡尔曼滤波可包括频率加权的卡尔曼滤波器,和/或诸如扩展卡尔曼滤波器或无迹卡尔曼滤波器的非线性滤波器,和/或其它类型的卡尔曼滤波技术。由此至少一个加速度计的前-后位置和侧-侧位置及其速度可通过以下步骤确定:首先在预测步骤中生成当前状态变量(加速度计的位置和速度)的估计值以及其不确定性,然后根据(加速度的)后续测量的结果使用加权平均值来更新这些估计值。
根据本发明的另一实施例,多轴加速度计分别被安装成两个测量轴线布置在基本上水平的平面中。由此在安装后获得至少沿两个水平方向测量的加速度,即使加速度计只是双轴加速度计。由此关于在前-后方向和侧-侧方向上的加速度的信息可针对塔架顶部的所有变形和移动随时获得。
在一个实施例中,多个多轴加速度计中的至少两个被安装成使得多轴加速度计的测量轴线沿相同方向定向。由此沿这些共同方向的加速度可易于获得,而无需首先将所测量的加速度从一个参考系转换成另一个。另外,来自这些共同方向的所测量的加速度随后在必要时可通过相同的操作容易地转换成另一参考系。
在本发明的一个实施例中,多个多轴加速度计中的至少两个被安装成使得多轴加速度计的测量轴线沿不同方向定向。由此加速度计可更快且更容易地安装,因为它们不需要沿相同方向定向。所测量的加速度可随后通过使用每个加速度计如何安装的信息而转换成共同的参考系。
在一个实施例中,第一加速度计安装于第一竖直平面内的第一位置处,该第一竖直平面平行于风力涡轮机的转子叶片的旋转轴线,且第二加速度计安装于第二竖直平面内的第二位置处,该第二竖直平面平行于旋转轴线,第一平面不同于第二平面。由此确保多个加速度计中的至少两个被安装成在从机舱的一端观察时存在某一水平距离。由此加速度计更好地捕获和显示机舱和/或塔架的顶部部分的任何侧向倾斜。这可以从图2的图示中更清楚地看到,将在下文对其进行更详细的描述。
在另一实施例中,第一加速度计安装于第一平面的第一位置处,该第一平面垂直于风力涡轮机的转子叶片的旋转轴线,且第二加速度计安装于第二平面内的第二位置处,该第二平面垂直于旋转轴线,第一平面不同于第二平面。由此确保多个加速度计中的至少两个优选地并不彼此直接叠加地放置。由此加速度计更好地捕获和显示机舱和/或塔架的顶部部分的任何侧向倾斜和/或任何前-后倾斜或移动。这可从图1、图2的图示中更清楚地看到,将在下文中对两者进行更详细的描述。
控制参数可优选地包括转子叶片中的一个或多个的桨距参数,且风力涡轮机的控制则包括使叶片中的一个或多个根据桨距参数变桨。由此,涡轮机的桨距参数基于更准确的数据,该数据包括关于塔架顶部的运动和振荡的信息,从而改善风力涡轮机的控制。
控制参数可替代地或另外包括其它控制参数,诸如扭矩参数,其可呈功率设定点(power setpoint)的形式,且风力涡轮机的控制包括根据扭矩参数/功率设定点来调整风力涡轮机发电机的扭矩。其优点与包括上述的桨距参数的控制参数是相同的。
在另一方面,本发明涉及一种用于风力涡轮机的控制系统,该风力涡轮机包括塔架,该塔架支撑机舱和具有多个桨距可调整的转子叶片的转子,该风力涡轮机还包括安装于机舱中和/或塔架的顶部部分中的不同位置处的多个多轴加速度计,每个加速度计沿限定的取向安装,且该控制系统被配置成执行以下步骤:
获得所安装的多个多轴加速度计中的每一个的位置和取向;
接收在风力涡轮机的运行期间由加速度计中的每一个沿至少两个不同方向测量的加速度的数据;
至少基于塔架的尺寸以及由塔架支撑的机舱和转子的重量而获得风力涡轮机的移动的多个预定振型;
基于所测量的加速度、每个加速度计的安装位置和取向以及预定振型来确定加速度计中的至少一个在风力涡轮机的运行期间的绝对位置;
根据所确定的绝对位置来确定风力涡轮机的控制参数;并且
根据该控制参数来控制风力涡轮机。
在另一方面,本发明涉及一种风力涡轮机,其包括塔架,该塔架支撑机舱和具有多个桨距可调整的转子叶片的转子,该风力涡轮机还包括安装于机舱中和/或塔架的顶部部分中的不同位置处的多个多轴加速度计,每个加速度计沿限定的取向安装,以及根据上文所述的控制系统。
在另一方面,本发明涉及一种计算机程序,该计算机程序被配置成在被执行时用于控制处理器以执行根据前述实施例中的任一个所述的方法。
控制系统、包括该控制系统的风力涡轮机以及被配置成用于执行该控制方法的计算机程序的优点如关于前面的控制方法所述的那样。
附图说明
在下文中,将参照附图描述本发明的不同实施例,其中:
图1示出了装备有多个多轴加速度计且处于前-后移动期间的风力涡轮机,
图2示出了装备有多个多轴加速度计且处于侧-侧移动期间的风力涡轮机,
图3是被模型化为在其自由端处具有点质量的梁的风力涡轮机的略图,
图4和5分别示出了沿前-后方向和侧-侧方向的第一振型,
图6是示出本发明的一个实施例的流程图,
图7示出了与塔架顶部的位置和速度相关的参数的关系的流程图,且
图8示出了用于所估计的状态的扩展卡尔曼滤波器。
具体实施方式
图1和2示出了装备有多个多轴加速度计101的风力涡轮机100。在这里,两个三轴加速度计101安装于机舱102中的不同位置处。多轴加速度计通过其测量轴线以及在风力涡轮机100处于其未变形且竖直的位置104时和振荡105(为清楚起见,风力涡轮机的移动和变形被放大)时多轴加速度计如何定向来指示。加速度计101测量来自塔架顶部的移动和来自重力(用箭头106示出)的两个实际加速度的、根据加速度计的姿势沿三个轴线分解的分量。每个加速度计的姿势是安装在机舱/轮毂中的事先已知的几何形状(即,所安装的加速度计的位置和取向)与加速度计由于塔架顶部的移动而如何移动(平移、旋转、偏航)的组合。图示出沿前-后方向的移动和振荡,其中两个加速度计在图1中被示为三轴坐标系,且图示出图2中的沿侧-侧方向的移动和振荡(从机舱的背部观察)。在图2中,机舱102仅由方框指示出。为了更好地捕获风力涡轮机的移动,加速度计安装于不同位置且优选地不彼此直接叠加地放置,优选地彼此前后地排列,且优选地在不同的侧向位置处(如在图2中从机舱的背部观察时)。由此所测量的加速度信号中来自重力的分量在每个加速度计上是不同的。
图3示出了风力涡轮机的略图。风力涡轮机100的塔架301可模型化为梁,其一端是固定的302,同时力或扭矩施加于自由端处。在梁的顶部(自由端)上,机舱102和转子可模型化为点质量。塔架区段的移动可使用这样的梁的固有振型来描述,例如通过有限元建模和动态分析建立的梁。
图4示出了沿前-后方向的前三个振型400,其中具体而言,第一模态401起主导作用,其由推力的变化来驱动。图中示出了沿着(标准化的)塔架高度420的模态位移410。第二模态402反映了在塔架的大致上半部分具有最大位移的模态。
图5通过针对侧-侧移动的前三个振型500以及与塔架的扭转的联合,示出了塔架沿侧-侧方向的移动。风力涡轮机的发电机扭矩的变化主要驱动第二侧-侧模态502。
通过假设塔架仅根据有限数量的振型(如上文所述及图4和5所示)振动,则公式被设置成使塔架顶部的位置和速度与每个加速度计的姿势相关,且同样使其与所测量的加速度分量相关。此类公式可基于以下形式描述:
xk=f(xk-1,uk,k)+wk-1
yk=h(xk,uk,k)
这在图7中进一步示出,其中:
k指示时间离散点(其中k-1是紧邻的过去的时间点)。
uk是输入矢量(在这里它可以是推力和发电机扭矩)。
xk是实际状态的矢量(例如,塔架模型中的节点的姿势)。
yk是实际过程输出的矢量(例如,实际加速度分量)。
是所测量的过程输出(例如,所测量的加速度分量)的矢量。
wk和vk分别是过程噪声和输出噪声。假设它们符合零均值高斯分布。
f(.)和h(.)是通用非线性函数,分别使过去状态、当前输入和当前时间与下一状态和当前输出相关。
在一个实施例中,塔架由其第一前-后模态q1及其第一侧-侧模态q2来描述。该模态中的每一个根据运动公式来振动,即
其中m、k、c和F分别是模态质量、模态刚度、模态阻尼和模态力。在这种情况下,
f(.)由上述两个运动公式给出。在单个3轴加速度计测量Acc1、Acc2和Acc3的情况下,
且h(.)是将两个模态坐标q1和q2转换成所测量的加速度的三个分量的函数。h(.)由几何形状给出,即,加速度计如何相对于节点定位,其中运动公式针对该节点得出。
考虑到输入、所测量的输出以及对模态和处理噪声及输出噪声的假设,扩展卡尔曼滤波器(EKF)的目的是估计未测量的状态和实际的过程输出。这在下文中示出,其中估计的状态是:且是估计的测量输出,如图8示意性地示出。
图6是示出了如上文中且根据本发明所述的控制方法的实施例的流程图。在第一步骤601中,加速度Acc1、Acc2、…、Accn由多轴加速度计测量。借助卡尔曼滤波602,估计未测量的状态和实际测量的过程输出由此,确定603加速度计中的至少一个的绝对位置和速度,且可确定诸如塔架顶部的位移、塔架顶部的速度、作用在转子上的推力等参数。
风速则可基于所确定的推力通过下述公式估计:
CT=f(V,θ,ω)
其中:
FT=估计的或测量的推力
CT=推力系数
Ρ=空气密度
A=转子面积
V=估计的风速
θ=桨距角
ω=转子旋转速度
尽管已描述了本发明的优选实施例,但应当理解,本发明并不限于此且可在不背离本发明的范围的情况下做出修改。本发明的范围由随附权利要求限定,且落在权利要求的含意内(无论是字面上还是通过等效的方式)的所有装置都旨在包含于其中。
Claims (18)
1.一种风力涡轮机的控制方法,所述风力涡轮机包括塔架,所述塔架支撑机舱和具有多个桨距可调整的转子叶片的转子,所述风力涡轮机还包括用于改变所述转子叶片的桨距和/或发电机扭矩的控制系统,以及安装于所述机舱中和/或所述塔架的顶部部分中的不同位置处的多个多轴加速度计,每个加速度计沿限定的取向安装,所述方法包括:
获得所安装的每个加速度计的位置和取向;
在所述风力涡轮机的运行期间由每个加速度计沿至少两个不同方向测量加速度;
至少基于所述塔架的尺寸以及由所述塔架支撑的所述机舱和所述转子的重量而获得所述风力涡轮机的移动的多个预定振型;
基于所测量的加速度、每个加速度计的安装位置和取向以及所述预定振型来确定所述加速度计中的至少一个在所述风力涡轮机的运行期间的绝对位置;
根据所确定的所述绝对位置来确定所述风力涡轮机的控制参数;并且
根据所述控制参数来控制所述风力涡轮机。
2.根据权利要求1所述的控制方法,其特征在于,所述控制方法还包括基于所测量的加速度、所安装的每个加速度计的位置和取向以及所述振型来确定所述加速度计中的至少一个在所述风力涡轮机的运行期间的速度。
3.根据前述权利要求中的任一项所述的控制方法,其特征在于,所述风力涡轮机的所述多个预定振型是根据一端固定且在相反的自由端处具有点质量的梁的固有振型来确定的。
4.根据前述权利要求中的任一项所述的控制方法,其特征在于,所述多个预定振型包括在对应于所述风力涡轮机的前-后移动的平面中的至少两个第一固有振型。
5.根据前述权利要求中的任一项所述的控制方法,其特征在于,所述多个振型包括在对应于所述风力涡轮机的侧-侧移动的平面中的至少两个第一固有振型。
6.根据前述权利要求中的任一项所述的控制方法,其特征在于,所述控制方法还包括基于所述加速度计中的所述至少一个在所述风力涡轮机的运行期间的所确定的绝对位置来估计风作用在所述转子叶片上的推力。
7.根据权利要求5所述的控制方法,其特征在于,所述控制方法还包括基于所估计的推力以及包括所述转子叶片的旋转速度、所述转子叶片中的每一个的桨距角和空气密度在内的参数来估计风速。
8.根据前述权利要求中的任一项所述的控制方法,其特征在于,所述加速度计的所述绝对位置是借助卡尔曼滤波确定的。
9.根据前述权利要求中的任一项所述的控制方法,其特征在于,所述多轴加速度计各自被安装成两个测量轴线布置在基本上水平的平面中。
10.根据前述权利要求中的任一项所述的控制方法,其特征在于,所述多个多轴加速度计中的至少两个被安装成使得所述多轴加速度计的测量轴线沿相同方向定向。
11.根据前述权利要求中的任一项所述的控制方法,其特征在于,所述多个多轴加速度计中的至少两个被安装成使得所述多轴加速度计的所述测量轴线沿不同方向定向。
12.根据前述权利要求中的任一项所述的控制方法,其特征在于,第一加速度计安装于第一竖直平面内的第一位置处,所述第一竖直平面平行于所述风力涡轮机的所述转子叶片的旋转轴线,且第二加速度计安装于第二竖直平面内的第二位置处,所述第二竖直平面平行于所述旋转轴线,所述第一平面不同于所述第二平面。
13.根据前述权利要求中的任一项所述的控制方法,其特征在于,第一加速度计安装于第一平面内的第一位置处,所述第一平面垂直于所述风力涡轮机的所述转子叶片的旋转轴线,且第二加速度计安装于第二平面内的第二位置处,所述第二平面垂直于所述旋转轴线,所述第一平面不同于所述第二平面。
14.根据前述权利要求中的任一项所述的控制方法,其特征在于,所述控制参数包括所述转子叶片中的一个或多个的桨距参数,且所述风力涡轮机的控制包括使所述叶片中的一个或多个根据所述桨距参数进行变桨。
15.根据前述权利要求中的任一项所述的控制方法,其特征在于,所述控制参数包括扭矩参数,且所述风力涡轮机的控制包括根据所述扭矩参数来调整风力涡轮机发电机的扭矩。
16.一种用于风力涡轮机的控制系统,所述风力涡轮机包括塔架,所述塔架支撑机舱和具有多个桨距可调整的转子叶片的转子,所述风力涡轮机还包括安装于所述机舱中和/或所述塔架的顶部部分中的不同位置处的多个多轴加速度计,每个加速度计沿限定的取向安装,所述控制系统被配置成执行以下步骤:
获得所安装的多个多轴加速度计中的每一个的位置和取向;
接收在所述风力涡轮机的运行期间由所述加速度计中的每一个沿至少两个不同方向测量的加速度的数据;
至少基于所述塔架的尺寸以及由所述塔架支撑的所述机舱和所述转子的重量而获得所述风力涡轮机的移动的多个预定振型;
基于所测量的加速度、每个加速度计的安装位置和取向以及所述预定振型来确定所述加速度计中的至少一个在所述风力涡轮机的运行期间的绝对位置;
根据所确定的绝对位置来确定所述风力涡轮机的控制参数;并且
根据所述控制参数来控制所述风力涡轮机。
17.一种风力涡轮机,包括塔架,所述塔架支撑机舱和具有多个桨距可调整的转子叶片的转子,所述风力涡轮机还包括安装于所述机舱中和/或所述塔架的顶部部分中的不同位置处的多个多轴加速度计,每个加速度计沿限定的取向安装,以及根据权利要求16所述的控制系统。
18.一种计算机程序,其被配置成在被执行时控制处理器以执行根据权利要求1-15中的任一项所述的方法。
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