CN110939544B - 用于初始化风轮机的启动的系统及方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于初始化风轮机(10)的启动的方法包括：经由一个或多个传感器(204,206,208)在第一时刻测量风轮机(10)处的第一风况。该方法还包括经由一个或多个传感器(204,206,208)在随后的第二时刻测量风轮机(10)处的第二风况。此外，该方法包括经由(一个或多个)处理器(154)根据第一风况和第二风况估计风轮机(10)的加速度参数。此外，该方法包括经由(一个或多个)处理器(154)将加速度参数与预定阈值进行比较。因此，该方法包括当加速度参数处于或低于预定阈值时，经由(一个或多个)处理器(154)初始化风轮机的第一启动过程。此外，该方法包括当加速度参数超过预定阈值时，经由(一个或多个)处理器(154)初始化风轮机(10)的第二启动过程，第二启动过程比第一启动过程快。

Description

用于初始化风轮机的启动的系统及方法
技术领域
本主题总体上涉及风轮机，并且更特别地涉及用于初始化风轮机的启动的系统及方法。
背景技术
风力被认作是目前可用的最清洁、最环境友好的能源之一，且就此而言，风轮机得到的关注增多。现代风轮机典型地包括塔架、机舱、一个或多个转子叶片、变速箱、发电机和功率转换器。转子叶片使用已知的翼型件原理获得风的动能。例如，风轮机可包括一个或多个变桨驱动机构，其配置成将转子叶片变桨到风中。因此，转子叶片传送呈旋转能形式的动能，以便转动将转子叶片联接至变速箱(或如果未使用变速箱，则直接地联接至发电机)的轴。变速箱逐步提升发电机的转子的固有低转速，以将旋转机械能有效地转换成电能，电能经由至少一个电连接件馈送到公用电网中。功率转换器典型地用于将所产生的电功率的频率转换成基本上类似于公用电网频率的频率。常规风轮机典型地还包括主控制器，以控制风轮机的各种操作模式。
因此，涡轮控制器典型地被配置成接收关键信号，该关键信号指示风轮机准备好发电并向功率转换器发送命令。更确切地说，涡轮控制器可通过专用接口从功率转换器和/或风轮机的其它构件接收多个信号。在涡轮控制器命令功率转换器发电(即，运行)之前，必须首先满足预定的一系列条件。例如，风轮机启动典型地需要的一个操作条件是某个最小风速。一旦达到最小风速，涡轮控制器就开始加快旋转并在初始化启动之前等待预定的时间段(例如，60秒)。等待时间用于试图避免风轮机的不成功启动和不必要的磨损的目的。另外，风速典型地由安装在机舱顶部上的风速计测量，当风轮机转子开始旋转并且转子叶片扰乱风时，风速计可能不准确。
因此，当风况为有利的(即，风速高)时，减少风轮机的启动时间的系统和方法将是本技术中受欢迎的。另外，将是有利的是，用于初始化风轮机启动的系统和方法使用高风速而不是风速计风速的指示(indicator)来确定风况和启动的确定性。
发明内容
本发明的方面和优点将在以下描述中得到阐述，或可根据描述而显而易见，或可通过实践本发明而习知。
在一方面，本公开涉及一种用于初始化风轮机的启动的方法。该方法包括经由一个或多个传感器在第一时刻测量风轮机处的第一风况。该方法还包括经由一个或多个传感器在随后的第二时刻测量风轮机处的第二风况。此外，该方法包括经由一个或多个处理器根据第一风况和第二风况估计风轮机的加速度参数。此外，该方法包括经由一个或多个处理器将加速度参数与预定阈值进行比较。因此，该方法包括当加速度参数等于或低于预定阈值时，经由(一个或多个)处理器初始化风轮机的第一启动过程。此外，该方法包括当加速度参数超过预定阈值时，经由(一个或多个)处理器初始化风轮机的第二启动过程，第二启动过程比第一启动过程快。
在一个实施例中，该方法包括当风轮机的一个或多个转子叶片处于顺桨位置时测量第一风况。在另一个实施例中，该方法包括当风轮机的一个或多个转子叶片处于顺桨位置和功率位置之间的中间位置时测量第二风况。
在其它实施例中，第一风况和第二风况可为风轮机处的第一风速和第二风速。在另外的实施例中，风轮机的加速度参数可对应于发电机加速度或转子加速度。
在若干实施例中，该方法可包括基于第一风况和第二风况之间的差以及第一时刻和第二时刻之间的时间来估计风轮机的加速度参数。
在某些实施例中，该方法可包括：当加速度参数超过预定阈值时立即初始化风轮机的第二启动过程，以便最小化或消除测量第一风况和第二风况与风轮机的第二启动过程之间的等待时间。更确切地说，在一个实施例中，初始化风轮机的第一启动过程和第二启动过程的步骤可包括：将风轮机的一个或多个转子叶片变桨到风中，使得风轮机的转子开始旋转，释放转子的制动器，将风轮机的机舱偏航到风中，和/或增大风轮机的速度设定点。
在另一方面，本公开涉及一种用于初始化风轮机的启动的系统。该系统包括用于分别在第一时刻和第二时刻测量第一风况和第二风况的一个或多个传感器，以及通信地联接到(一个或多个)传感器的控制器。控制器包括至少一个处理器，其配置成执行一个或多个操作，包括但不限于根据第一风况和第二风况估计风轮机的加速度参数，将加速度参数与预定阈值进行比较，当加速度参数处于或低于预定阈值时初始化风轮机的第一启动过程，并且当加速度参数超过预定阈值时初始化风轮机的第二启动过程，第二启动过程比第一启动过程快。应当理解，该系统还可包括本文中所描述的任何另外的特征。
在又一方面，本公开涉及一种用于初始化风电场中的至少一个风轮机的启动的方法。该方法包括确定风轮机的风参数或叶片参数的变化率。因此，风参数、叶片参数或速度参数的变化率可指示风轮机处的风速，风中的能量或风轮机的一个或多个转子叶片的清洁度。因此，该方法还包括当变化率处于或低于预定阈值时初始化风轮机的第一启动过程。备选地，该方法包括当变化率超过预定阈值时初始化风轮机的第二启动过程。
在一个实施例中，确定变化率的步骤可包括当风轮机的一个或多个转子叶片处于顺桨位置时测量风轮机处的第一风速，当风轮机的一个或多个转子叶片处于顺桨位置和功率位置之间的中间位置时测量第二风速，以及根据第一风速和第二风速确定变化率。备选地，确定变化率的步骤可包括经由一个或多个涡轮传感器直接测量发电机加速度或转子加速度的变化率。在另一实施例中，该方法可包括经由一个或多个场传感器测量来自风电场中的相邻风轮机的一个或多个风参数，并基于一个或多个风参数确定预定阈值。
应当理解，该方法还可包括本文中所描述的任何另外的步骤和/或特征。
技术方案1. 一种用于初始化风轮机(10)的启动的方法，所述方法包括：
经由一个或多个传感器(204,206,208)在第一时刻测量所述风轮机(10)处的第一风况；
经由所述一个或多个传感器(204,206,208)在随后的第二时刻测量所述风轮机(10)处的第二风况；
经由一个或多个处理器(154)根据所述第一风况和所述第二风况估计所述风轮机(10)的加速度参数；
当所述加速度参数处于或低于预定阈值时，经由所述一个或多个处理器(154)初始化所述风轮机(10)的第一启动过程；以及
当所述加速度参数超过预定阈值时，经由所述一个或多个处理器(154)初始化所述风轮机(10)的第二启动过程，所述第二启动过程比所述第一启动过程快。
技术方案2. 根据技术方案1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：当所述风轮机(10)的一个或多个转子叶片(108)处于顺桨位置时，测量所述第一风况。
技术方案3. 根据技术方案1或技术方案2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：当所述风轮机(10)的所述一个或多个转子叶片(108)处于所述顺桨位置和功率位置之间的中间位置时，测量所述第二风况。
技术方案4. 根据前述技术方案中的任一项所述的方法，其特征在于，所述第一风况和所述第二风况包括所述风轮机(10)处的第一风速和第二风速。
技术方案5. 根据前述技术方案中的任一项所述的方法，其特征在于，所述风轮机(10)的所述加速度参数包括发电机加速度或转子加速度中的至少一者。
技术方案6. 根据前述技术方案中的任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括基于所述第一风况和所述第二风况之间的差以及所述第一时刻和所述第二时刻之间的时间来估计所述风轮机(10)的所述加速度参数。
技术方案7. 根据前述技术方案中的任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：当所述加速度参数超过所述预定阈值时，立即初始化所述风轮机(10)的所述第二启动过程，以便最小化或消除测量所述第一风况和所述第二风况与所述风轮机(10)的所述第二启动过程之间的等待时间。
技术方案8. 根据前述技术方案中的任一项所述的方法，其特征在于，初始化所述风轮机(10)的所述第一启动过程和所述第二启动过程还包括以下中的至少一者：将所述风轮机(10)的一个或多个转子叶片(108)变桨到风中使得所述风轮机(10)的转子开始旋转，释放所述转子的制动器，将所述风轮机(10)的机舱偏航到风中，和/或增大所述风轮机(10)的速度设定点。
技术方案9. 一种用于初始化风轮机(10)的启动的系统(200)，所述系统(200)包括：
分别用于在第一时刻和第二时刻测量第一风况和第二风况的一个或多个传感器(204,206,208)；以及
通信地联接到所述一个或多个传感器(204,206,208)的控制器(140)，所述控制器(140)包括配置成执行一个或多个操作的至少一个处理器(154)，所述一个或多个操作包括：
根据所述第一风况和所述第二风况估计所述风轮机(10)的加速度参数；
当所述加速度参数处于或低于预定阈值时，初始化所述风轮机(10)的第一启动过程；以及
当所述加速度参数超过预定阈值时，初始化所述风轮机(10)的第二启动过程，所述第二启动过程比所述第一启动过程快。
技术方案10. 根据技术方案9所述的系统(200)，其特征在于，所述一个或多个操作还包括：当所述风轮机(10)的一个或多个转子叶片(108)处于顺桨位置时，测量所述第一风况。
技术方案11. 根据技术方案9所述的系统(200)，其特征在于，所述一个或多个操作还包括：当所述风轮机(10)的一个或多个转子叶片(108)处于所述顺桨位置与功率位置之间的中间位置时，测量所述第二风况。
技术方案12. 根据技术方案9所述的系统(200)，其特征在于，所述第一风况和所述第二风况包括所述风轮机(10)处的第一风速和第二风速。
技术方案13. 根据技术方案9所述的系统(200)，其特征在于，所述风轮机(10)的所述加速度参数包括发电机加速度或转子加速度中的至少一者。
技术方案14. 根据技术方案9所述的系统(200)，其特征在于，所述一个或多个操作还包括基于所述第一风况和所述第二风况之间的差以及所述第一时刻和所述第二时刻之间的时间来估计所述风轮机(10)的所述加速度参数。
技术方案15. 根据技术方案9所述的系统(200)，其特征在于，所述一个或多个操作还包括：当所述加速度参数超过所述预定阈值时，立即初始化所述风轮机(10)的所述第二启动过程，以便最小化或消除测量所述第一风况和所述第二风况与所述风轮机(10)的所述第二启动过程之间的等待时间。
本发明的这些及其它特征、方面和优点将参考以下描述和所附权利要求书而变得更好理解。并入本说明书中且构成本说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，且连同描述一起用于阐释本发明的原理。
附图说明
在参考附图的说明书中阐述了本发明(包括其最佳模式)的针对本领域普通技术人员而言完整且充分的公开，在附图中：
图1示出了根据本公开的风轮机的一个实施例的一部分的透视图；
图2示出了适于与图1中所示的风轮机一起使用的电气和控制系统的一个实施例的示意图；
图3示出了适于与图1中所示的风轮机一起使用的控制器的一个实施例的框图；
图4示出了根据本公开的用于初始化风轮机的启动的方法的一个实施例的流程图；
图5示出了根据本公开的用于初始化风轮机的启动的方法的另一实施例的流程图；以及
图6示出了根据本公开的包含多个风轮机的风电场的一个实施例的示意图。
具体实施方式
现在将详细参考本发明的实施例，其一个或多个实例在附图中被示出。每个实例通过阐释本发明而非限制本发明的方式提供。实际上，对本领域技术人员而言将显而易见的是，可在本发明中作出各种改型和变型，而不会脱离本发明的范围或精神。例如，示为或描述为一个实施例的部分的特征可与另一实施例一起使用以产生另外的其它实施例。因此，意图是本发明涵盖如归入所附权利要求书和其等同物的范围内的此类改型和变型。
大体上，本公开涉及一种用于基于成功启动的确定性来调整风轮机启动时间的系统和方法。更确切地说，当风况有利于发电(即，风速高)时，风轮机将始终能够成功地启动。因此，本公开包括控制算法，该控制算法包括用于在各种风况之间进行区分的确定性函数，其使用发电机加速度作为风况的准确指示。可间接或直接测量发电机加速度。例如，在一个实施例中，发电机加速度可通过在风轮机转子叶片顺桨时测量风速然后在处于中间变桨角(例如，在顺桨和功率之间)时又测量风速来确定。然后可使用两个速度测量结果之间的差和时间来计算发电机加速度。如果发电机加速度高于预定阈值，则假定风况对于更快的启动是有利的。如果确定风况对于更快的启动是有利的，则涡轮控制器配置成比常规控制方法更快地启动风轮机，以便比标称(nominal)情况更早地产生电力。
本主题具有现有技术中不存在的许多优点。例如，本公开的系统和方法配置成减少风轮机的启动时间，从而导致风轮机在有利的风况下在更大量时间内发电。有利的风与较高的功率输出相关，因此，本公开的系统和方法有助于增加风轮机的年发电量(annualenergy production)。
现在参考附图，图1是根据本公开的示例性风轮机100的一部分的透视图。风轮机100包括机舱102，机舱102典型地容纳发电机(未示出)。机舱102安装在塔架104上，塔架104具有便于风轮机100如本文中所描述那样操作的任何适合的高度。风轮机100还包括转子106，其包括附接到旋转毂110的三个叶片108。备选地，风轮机100可包括便于风轮机100如本文中所描述那样操作的任何数量的叶片108。
参考图2，示出了可与风轮机100一起使用的示例性电气和控制系统200的示意图。如所示的，转子106包括联接到毂110的多个叶片108。在操作期间，风冲击叶片108并且叶片108将来自风的动能转换成机械旋转扭矩，该机械旋转扭矩经由毂110可旋转地驱动低速轴114。低速轴114配置成驱动变速箱118，变速箱118继而又逐步提升低速轴114的低转速来以升高的转速驱动高速轴116。高速轴116大体上可旋转地联接到发电机112。根据本公开的方面，发电机112可为绕线转子三相双馈感应(异步)发电机(DFIG)。发电机112可联接到定子总线132，定子总线132提供来自发电机112的定子的输出多相功率(例如，三相功率)。此外，发电机112的转子可经由转子总线130联接到功率转换器120。更确切地说，发电机112可经由转子总线130联接到转子侧转换器122，例如逆变器122。转子侧转换器122可经由具有至少一个DC链路电容器128的DC链路126联接到线路侧转换器124。此外，线路侧转换器124可联接到线路侧总线134。在一个实施例中，转子侧转换器122和线路侧转换器124可配置成用于使用绝缘栅双极晶体管(IGBT)开关元件的三相脉冲宽度调制(PWM)布置中的正常操作模式。
此外，功率转换器120可联接到控制器125，以控制转子侧转换器122和线路侧转换器124的操作。还应当注意，控制器125可配置为功率转换器120和涡轮控制器140之间的接口。控制器125可包括任何数量的控制装置，并且可用于实施本文中所公开的(一个或多个)控制方案，以用于控制本文中所描述或本领域技术人员已知的任何风轮机构件。
在操作中，通过旋转转子106在发电机112处产生的交流(AC)功率经由双路径提供到电力电网138。双路径在定子侧经过定子总线132，并且在转子侧经过转子总线130。在转子侧，向功率转换器120提供正弦多相(例如，三相)AC功率。转子侧转换器122将从发电机112提供的AC功率转换成直流(DC)功率，并将DC功率提供给DC链路126。可调制转子侧转换器122的开关元件(例如，IGBT)以将从发电机112提供的AC功率转换成适合于DC链路126的DC功率。
线路侧转换器124将来自DC链路126的DC功率转换成适合于电力电网138的AC输出功率。特别地，可调制在线路侧功率转换器124的桥接电路中使用的开关元件(例如，IGBT)，以将DC链路126上的DC功率转换成线路侧总线134上的AC功率。来自功率转换器120的AC功率可与来自发电机112的定子的功率组合，以提供具有如下频率的多相功率(例如，三相功率)：基本保持处于电力电网138的频率(例如，50 Hz/60 Hz)。
例如，当电流过大并且可损坏风轮机系统200的构件和/或出于其它操作考虑时，各种线路接触器、电路断路器和开关，例如电网断路器136、系统电路断路器142、定子同步开关148、转换器断路器150和线路接触器472可包括在系统200中，以连接或断开相应的总线。此外，系统电路断路器142可将系统总线144联接到变压器146，变压器146经由电网断路器136联接到电力电网138。另外的保护构件也可包括在风轮机系统200中。
仍然参考图2，功率转换器120可经由转换器控制器125从例如涡轮控制器140接收控制信号。控制信号除了其它方面以外(among other things)可基于如由一个或多个传感器监测的系统200的感测条件或操作条件(图3)。典型地，控制信号提供用于控制功率转换器120的操作。例如，呈发电机112的感测速度的形式的反馈可用于控制来自发电机112的转子的输出功率的转换，以维持适当且平衡的多相(例如，三相)电源。来自其它传感器的其它反馈也可由控制器125用来控制功率转换器120，其包括例如定子和转子总线电压和电流反馈。使用各种形式的反馈信息，可产生开关控制信号(例如，用于IGBT的栅极(gate)定时命令)、定子同步控制信号和电路断路器信号。
现在参考图3，示出了风轮机100的(一个或多个)控制器125,140的各种构件。如所示的，控制器125,140可包括一个或多个处理器154和相关联的存储器装置156，其配置成执行多种计算机实施的功能(例如，执行方法、步骤、计算等，以及存储如本文中公开的相关数据)。另外，(一个或多个)控制器125,140还可包括通信模块158以便于(一个或多个)控制器125,140与风轮机100的各种构件(例如，图2中的任何构件)之间的通信。此外，通信模块158可包括传感器接口160(例如，一个或多个模数转换器)，以允许从一个或多个传感器204,206,208传送的信号转换成可由一个或多个处理器154理解和处理的信号。
应当理解，传感器204,206,208可使用任何适合的手段通信地联接到通信模块158。例如，如图3中所示的，传感器204,206,208经由有线连接联接到传感器接口160。然而，在其它实施例中，传感器204,206,208可经由无线连接(如通过使用本领域中已知的任何适合的无线通信协议)联接到传感器接口160。因此，一个或多个处理器154可配置成从传感器204,206,208接收一个或多个信号。
如本文中使用的，用语“处理器”不但是指本领域中被称为包括在计算机中的集成电路，而且是指控制器、微控制器、微型计算机、可编程逻辑控制器(PLC)、专用集成电路、以及其它可编程电路。另外，(一个或多个)存储器装置156可大体上包括(一个或多个)存储器元件，包括但不限于，计算机可读介质(例如，随机存储存储器(RAM)、计算机可读非易失性介质(例如，闪速存储器)、软盘、紧凑型光盘只读存储器(CD-ROM)、磁光盘(MOD)、数字多功能盘(DVD)和/或其它适合的存储器元件。此类(一个或多个)存储器装置156可大体上配置成存储适合的计算机可读指令，该计算机可读指令在由一个或多个处理器154实施时，使(一个或多个)控制器125,140配置成执行如本文中所描述的各种功能。
如所提及的，传感器204,206,208配置成测量和/或监测风轮机100的一个或多个风况和/或操作状况。在一个实施例中，例如，传感器204,206,208可包括以下中的一个或多个：电压和电流传感器、用于测量转子叶片108中的一个的变桨角的叶片传感器、用于监测发电机的传感器(例如，扭矩、转速、加速度和/或功率输出)、(一个或多个)加速度计和/或用于测量各种风参数(如风速、风峰(peak)、风湍流、风切变、风向变化、空气密度、温度、压力或类似参数)的各种风传感器。此外，传感器204,206,208可位于风轮机100的地面附近、机舱102上或风轮机100的气象桅杆上。
还应当理解，任何其它数量或类型的传感器可被采用且可在任何位置处。例如，传感器204,206,208可为微型惯性测量单元(MIMU)、应变仪、加速度计、压力传感器、冲角传感器、振动传感器、光检测和测距(LIDAR)传感器、相机系统、光纤光学系统、风速计、风向标、声波检测和测距(SODAR)传感器、红外激光器、辐射计、皮托管、雷达气球、其它光学传感器和/或任何其它适合的传感器。
现在参考图4，示出了用于初始化风轮机的启动的方法300的一个实施例的流程图。大体上，本文中将参考图1-3中所示的风轮机100和控制器140来描述方法300。然而，应当认识到，所公开的方法300可利用具有任何其它适合配置的风轮机来实施。另外，尽管图4出于说明和论述的目的绘出以特定顺序执行的步骤，但本文中所描述的方法不限于任何特定的顺序或布置。使用本文中所提供的公开的本领域的技术人员将认识到，本文中公开的方法的各个步骤可以各种方式被省略、重排、组合和/或修改，但不脱离本公开的范围。
如以(302)所示的，方法300可包括在第一时刻测量风轮机100处的第一风况。更确切地说，在一个实施例中，方法300可包括当风轮机100的转子叶片108处于顺桨位置时测量第一风况。如以(304)所示的，方法300还可包括在随后的第二时刻测量风轮机100处的第二风况。更确切地说，在一个实施例中，方法300可包括当风轮机100的转子叶片108处于中间位置(即，在顺桨位置和旋转或功率位置之间)时测量第二风况。另外，在特定实施例中，传感器204,206,208可用于测量第一风况和第二风况。更确切地说，在一个实施例中，第一风况和第二风况可为在不同时刻测量的风轮机100处的风速。
仍然参考图4，如以(306)所示的，方法300可包括根据第一风况和第二风况(例如，基于第一风况和第二风况之间的差、标准偏差、方差等)估计风轮机100的加速度参数。例如，在一个实施例中，风轮机100的加速度参数可为发电机加速度或转子加速度，它们二者都为风的指示。在另外的实施例中，方法300可包括基于第一风况和第二风况之间的差以及第一时刻和第二时刻之间的时间来估计风轮机100的加速度参数。
因此，如以(308)所示的，方法300可包括将加速度参数与预定阈值进行比较。在某些实施例中，可例如基于现场风速的威布尔分布来确定预定阈值。另外，可利用测得数据离线(即，通过模拟和/或计算)和在线确定预定阈值。
如果加速度参数处于或低于预定阈值，如以(312)所示的，方法300可包括初始化风轮机100的标准/较慢启动过程。相反，如果加速度参数超过预定阈值，如以(310)所示的，方法300可包括初始化风轮机100的较快启动过程。更确切地说，在某些实施例中，方法300可包括当加速度参数超过预定阈值时立即初始化风轮机100的启动，以便最小化或消除测量第一风况和第二风况与风轮机100的启动之间的等待时间。例如，在某些实施例中，涡轮控制器140配置成通过将转子叶片108变桨到风中来初始化风轮机100的启动，使得转子106开始旋转，释放转子106的制动器，使机舱102偏航到风中，和/或增加风轮机100的速度设定点。
现在参考图5，示出了用于初始化风轮机的启动的方法400的另一实施例的流程图。大体上，本文中将参考图1-3中所示的风轮机100和控制器140来描述方法400。然而，应当认识到，所公开的方法400可利用具有任何其它适合配置的风轮机来实施。另外，尽管图5出于说明和论述的目的绘出以特定顺序执行的步骤，但本文中所描述的方法不限于任何特定的顺序或布置。使用本文中提供的公开的本领域的技术人员将认识到，本文公开的方法的各个步骤可以各种方式被省略、重排、组合和/或修改，但不脱离本公开的范围。
如以(402)所示的，方法400可包括确定风轮机100的速度参数的变化率。例如，速度参数的变化率可指示风轮机100处的风速、风中的能量(湍流)以及叶片表面清洁度(例如，由于叶片108上的灰尘、冰等造成)。例如，在一个实施例中，速度参数的变化率可为风轮机100的发电机加速度或转子加速度，它们二者都为风速的指示。另外，应当理解，速度参数可由多个位置处(例如，在风轮机10的变桨系统、塔架12、毂110和/或主轴114处)的一个或多个传感器测量。
如以(404)所示的，方法400可包括确定速度参数的变化率是否超过预定阈值。如果速度参数的变化率处于或低于预定阈值，则如以(408)所示的，方法400可包括初始化风轮机100的标准/较慢启动。相比之下，如果速度参数的变化率超过预定阈值，则如以(406)所示的，方法400可包括初始化风轮机100的启动。
例如，在一个实施例中，控制器140配置成通过当一个或多个转子叶片108处于顺桨位置时测量风轮机100处的第一风速、当一个或多个转子叶片108处于顺桨位置和功率位置之间的中间位置时测量第二风速、并且根据第一风速和第二风速确定变化率来确定风轮机100的速度参数的变化率。在备选实施例中，控制器140配置成通过例如经由(一个或多个)传感器204,206,208直接测量发电机加速度或转子加速度的变化率来确定风轮机100的速度参数的变化率。
现在参考图6，还应当理解，本文中描述的风轮机100可为根据本公开的风电场500的部分。如所示的，风电场500可包括多个风轮机502(包括以上描述的风轮机100)以及场级控制器504。例如，如示出的实施例中所示的，风电场500包括十二个风轮机(包括风轮机100)。然而，在其它实施例中，风电场500可包括任何其它数量的风轮机，如少于十二个风轮机或多于十二个风轮机。在一个实施例中，风轮机100的控制器140可通过有线连接(如通过经由适合的通信链路506或网络(例如，适合的线缆)连接控制器140)通信地联接到场级控制器504，。备选地，控制器140可经由无线连接(如通过使用本领域中已知的任何适合的无线通信协议)来通信地联接到场级控制器504，。另外，场级控制器504大体上可类似于用于风电场500内的每个单独的风轮机502的控制器140而被配置。此外，如所示的，风电场500可包括通信地联接到场级控制器504的一个或多个场传感器508，以用于监测风电场500的一个或多个风参数。
在此类实施例中，方法400可包括经由(一个或多个)场传感器508测量来自风电场500中的相邻风轮机502的一个或多个风参数并且基于(一个或多个)风参数确定预定阈值。
本书面描述使用实例来公开本发明(包括最佳模式)，并且还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，以及执行任何并入的方法。本发明的可专利性范围由权利要求书限定，且可包括本领域技术人员想到的其它实例。如果此类其它实例包括不异于权利要求书的文字语言的结构要素，或如果它们包括与权利要求书的文字语言无实质差别的等同结构要素，则此类其它实例旨在处于权利要求书的范围内。

Claims (15)

1.一种用于初始化风轮机(10)的启动的方法，所述方法包括：
经由一个或多个传感器(204,206,208)在第一时刻测量所述风轮机(10)处的第一风况；
经由所述一个或多个传感器(204,206,208)在随后的第二时刻测量所述风轮机(10)处的第二风况；
经由一个或多个处理器(154)根据所述第一风况和所述第二风况估计所述风轮机(10)的加速度参数；
当所述加速度参数处于或低于预定阈值时，经由所述一个或多个处理器(154)初始化所述风轮机(10)的第一启动过程；以及
当所述加速度参数超过预定阈值时，经由所述一个或多个处理器(154)初始化所述风轮机(10)的第二启动过程，所述第二启动过程比所述第一启动过程快。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：当所述风轮机(10)的一个或多个转子叶片(108)处于顺桨位置时，测量所述第一风况。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：当所述风轮机(10)的所述一个或多个转子叶片(108)处于所述顺桨位置和功率位置之间的中间位置时，测量所述第二风况。
4.根据前述权利要求1-3中的任一项所述的方法，其特征在于，所述第一风况和所述第二风况包括所述风轮机(10)处的第一风速和第二风速。
5.根据前述权利要求1-3中的任一项所述的方法，其特征在于，所述风轮机(10)的所述加速度参数包括发电机加速度或转子加速度中的至少一者。
6.根据前述权利要求1-3中的任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括基于所述第一风况和所述第二风况之间的差以及所述第一时刻和所述第二时刻之间的时间来估计所述风轮机(10)的所述加速度参数。
7.根据前述权利要求1-3中的任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：当所述加速度参数超过所述预定阈值时，立即初始化所述风轮机(10)的所述第二启动过程，以便最小化或消除测量所述第一风况和所述第二风况与所述风轮机(10)的所述第二启动过程之间的等待时间。
8.根据前述权利要求1-3中的任一项所述的方法，其特征在于，初始化所述风轮机(10)的所述第一启动过程和所述第二启动过程还包括以下中的至少一者：将所述风轮机(10)的一个或多个转子叶片(108)变桨到风中使得所述风轮机(10)的转子开始旋转，释放所述转子的制动器，将所述风轮机(10)的机舱偏航到风中，和/或增大所述风轮机(10)的速度设定点。
9.一种用于初始化风轮机(10)的启动的系统(200)，所述系统(200)包括：
分别用于在第一时刻和第二时刻测量第一风况和第二风况的一个或多个传感器(204,206,208)；以及
通信地联接到所述一个或多个传感器(204,206,208)的控制器(140)，所述控制器(140)包括配置成执行一个或多个操作的至少一个处理器(154)，所述一个或多个操作包括：
根据所述第一风况和所述第二风况估计所述风轮机(10)的加速度参数；
当所述加速度参数处于或低于预定阈值时，初始化所述风轮机(10)的第一启动过程；以及
当所述加速度参数超过预定阈值时，初始化所述风轮机(10)的第二启动过程，所述第二启动过程比所述第一启动过程快。
10.根据权利要求9所述的系统(200)，其特征在于，所述一个或多个操作还包括：当所述风轮机(10)的一个或多个转子叶片(108)处于顺桨位置时，测量所述第一风况。
11.根据权利要求10所述的系统(200)，其特征在于，所述一个或多个操作还包括：当所述风轮机(10)的一个或多个转子叶片(108)处于所述顺桨位置与功率位置之间的中间位置时，测量所述第二风况。
12.根据权利要求9所述的系统(200)，其特征在于，所述第一风况和所述第二风况包括所述风轮机(10)处的第一风速和第二风速。
13.根据权利要求9所述的系统(200)，其特征在于，所述风轮机(10)的所述加速度参数包括发电机加速度或转子加速度中的至少一者。
14.根据权利要求9所述的系统(200)，其特征在于，所述一个或多个操作还包括基于所述第一风况和所述第二风况之间的差以及所述第一时刻和所述第二时刻之间的时间来估计所述风轮机(10)的所述加速度参数。
15.根据权利要求9所述的系统(200)，其特征在于，所述一个或多个操作还包括：当所述加速度参数超过所述预定阈值时，立即初始化所述风轮机(10)的所述第二启动过程，以便最小化或消除测量所述第一风况和所述第二风况与所述风轮机(10)的所述第二启动过程之间的等待时间。
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