CN111561421A - 用于保护风力涡轮免于在高风速期间颤振的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

用于保护空转的风力涡轮功率系统免于在电网功率损失期间损坏的系统和方法。风力涡轮功率系统具有多个转子叶片。方法包括监测风力涡轮功率系统处到来的风向。当到来的风向以预定攻角改变时，方法还包括使风力涡轮功率系统的转子叶片中的至少一个旋转到相对于顺桨位置以预定度数偏移的俯仰角，以减小和/或消除颤动现象免于发生。

Description

用于保护风力涡轮免于在高风速期间颤振的系统和方法
技术领域
本公开内容大体上涉及风力涡轮，且更特别地涉及用于保护风力涡轮免于在高风速期间颤振的系统和方法。
背景技术
风力被认为是目前可用的最清洁、最环境友好的能源中的一种，且在该方面，风力涡轮得到了增加的关注。现代的风力涡轮典型地包括：固定在塔架顶上的机舱；发电机和容纳于机舱的齿轮箱；以及转子，其构造成与机舱具有可旋转毂，该可旋转毂带有一个或多个转子叶片。转子叶片使用已知的翼型原理捕获风的动能。转子叶片传送呈旋转能形式的动能，以便转动轴，该轴将转子叶片联接到齿轮箱(或如果没有使用齿轮箱，直接地联接到发电机)。发电机然后将机械能转换成电能，电能可部署到公用电网。
转子叶片大体上包括沿着叶片的前缘和后缘在连结线处固定在一起的吸入侧壳和压力侧壳。此外，压力壳和吸入壳相对轻量，且具有不构造成在操作期间经受施加在转子叶片上的弯矩和其它负载的结构特性(例如，刚度、翘曲阻力和强度)。因此，为增加转子叶片的刚度、翘曲阻力和强度，本体壳典型地使用接合壳半部的内压力和吸入侧表面的一个或多个结构构件(例如，其间构造有抗剪腹板的相反的翼梁帽)来加固。翼梁帽和/或抗剪腹板可由各种材料构成，包括但不限于玻璃纤维层压复合物和/或碳纤维层压复合物。
近年来，用于风力发电的风力涡轮在尺寸上增加以实现发电效率上的改进和增加发电量。连同用于风力发电的风力涡轮的尺寸上的增加，风力涡轮转子叶片在尺寸上也增加。在该增加尺寸的情况下，风力涡轮结构以及转子叶片也可经历增加的负载。
例如，高风速区(例如飓风、台风等)对于大风力涡轮产生挑战，其中关于结构的风险变得非常高，特别是当风力涡轮不具有任何结构加固时。一种此类风险是颤振现象，该颤振现象大体上是指流体流中弹性结构的动态不稳定性，其由人体的挠度与由流体流施加的力之间的正反馈所引起。
因此，为最大限度地减小本文中提到的负面效果，对于风力涡轮将有利的是，包括保护风力涡轮免于在高风速期间颤振的控制逻辑。因此，本公开内容涉及通过改变风力涡轮的叶片俯仰角来减小或消除颤振的改进的系统和方法。
发明内容
本发明的方面和优点将在以下描述中部分地阐述，或可从描述中清楚，或可通过实施本发明来获悉。
在一方面，本公开内容涉及一种用于保护空转的风力涡轮功率系统免于在电网功率损失期间损坏的方法。风力涡轮功率系统具有多个转子叶片。方法包括监测风力涡轮功率系统处到来的风向。当到来的风向以预定攻角改变时，方法还包括使风力涡轮功率系统的转子叶片中的至少一个旋转到相对于顺桨位置以预定度数偏移的俯仰角，以减小和/或消除颤振现象免于发生。
在一个实施例中，方法还可包括确定风力涡轮功率系统的转子位置或转子定向中的至少一个，以及当转子位置和/或转子定向指示颤振现象发生时将风力涡轮功率系统的转子叶片中的至少一个旋转到相对于顺桨位置以预定度数偏移的俯仰角。
在另一实施例中，方法还可包括当到来的风向以预定攻角改变时使风力涡轮的机舱远离到来的风向偏航约180度。在某些实施例中，预定度数可包括例如小于约10度。
在额外的实施例中，使转子叶片中的至少一个旋转到相对于顺桨位置以预定度数偏移的俯仰角可包括使多个转子叶片中的每个以相同的度数旋转。在备选实施例中，使转子叶片中的至少一个旋转到相对于顺桨位置以预定度数偏移的俯仰角可包括使多个转子叶片中的每个以不同的度数旋转。
在特定实施例中，顺桨位置可包括其中转子叶片的弦以静止或最小旋转与到来的风向约成直线的位置。
在又一实施例中，方法可包括使用存储在风力涡轮功率系统中的备用能量来用于在电网功率损失期间为一个或多个风力涡轮构件提供功率。在此类实施例中，风力涡轮功率系统可包括用于存储备用能量的至少一个能量存储装置。另外，风力涡轮构件可包括风力涡轮功率系统的一个或多个俯仰驱动机构、一个或多个偏航驱动机构、制动器、主控制器和/或一个或多个电气构件。
在另外的实施例中，如果风力涡轮功率系统的主控制器由于电网功率损失造成离线，能量存储装置配置成在不中断的情况下为风力涡轮功率系统的操作提供功率。
在另一方面，本公开内容涉及一种用于保护空转的风力涡轮功率系统免于在电网功率损失期间损坏的备用控制系统。备用控制系统包括俯仰控制系统，该俯仰控制系统具有辅助功率供应部以及经由通信链路通信地耦合到辅助功率供应部的多个俯仰驱动机构。因而，在电网功率损失期间，辅助功率供应部为俯仰控制系统提供功率，以实施用于风力涡轮功率系统的控制方案。控制方案包括监测风力涡轮功率系统处到来的风向。当到来的风向以预定攻角改变时，控制方案包括使风力涡轮功率系统的多个转子叶片中的至少一个旋转到相对于顺桨位置以预定度数偏移的俯仰角，以减小和/或消除颤振现象免于发生。应理解的是，方法还可包括如本文中描述的步骤和/或特征中的任一个。
技术方案1. 一种用于保护空转的风力涡轮功率系统免于在电网功率损失期间损坏的方法，所述风力涡轮功率系统具有多个转子叶片，所述方法包括：
监测所述风力涡轮功率系统处到来的风向；以及
当所述到来的风向以预定攻角改变时，使所述风力涡轮功率系统的多个转子叶片中的至少一个旋转到相对于顺桨位置以预定度数偏移的俯仰角，以减小和/或消除颤振现象免于发生。
技术方案2. 根据任意前述技术方案所述的方法，其中，所述方法还包括确定所述风力涡轮功率系统的转子位置或转子定向中的至少一个，以及当所述转子位置和/或所述转子定向指示所述颤振现象发生时使所述风力涡轮功率系统的多个转子叶片中的至少一个旋转到相对于所述顺桨位置以所述预定度数偏移的所述俯仰角。
技术方案3. 根据任意前述技术方案所述的方法，其中，所述方法还包括当所述到来的风向以所述预定攻角改变时使所述风力涡轮的机舱远离所述到来的风向偏航约180度。
技术方案4. 根据任意前述技术方案所述的方法，其中，所述预定度数包括小于约10度。
技术方案5. 根据任意前述技术方案所述的方法，其中，使所述风力涡轮功率系统的多个转子叶片中的至少一个旋转到相对于顺桨位置以所述预定度数偏移的所述俯仰角还包括使所述多个转子叶片中的每个以相同的度数旋转。
技术方案6. 根据任意前述技术方案所述的方法，其中，使所述风力涡轮功率系统的多个转子叶片中的至少一个旋转到相对于顺桨位置以所述预定度数偏移的所述俯仰角还包括使所述多个转子叶片中的每个以不同的度数旋转。
技术方案7. 根据任意前述技术方案所述的方法，其中，所述顺桨位置包括其中所述转子叶片的弦以静止或最小旋转与所述到来的风向约成直线的位置。
技术方案8. 根据任意前述技术方案所述的方法，其中，所述方法还包括使用存储在所述风力涡轮功率系统中的备用能量来用于在电网功率损失期间为一个或多个风力涡轮构件提供功率。
技术方案9. 根据任意前述技术方案所述的方法，其中，所述风力涡轮功率系统还包括用于存储所述备用能量的至少一个能量存储装置，且其中所述一个或多个风力涡轮构件包括一个或多个俯仰驱动机构、一个或多个偏航驱动机构、制动器、主控制器或所述风力涡轮功率系统的一个或多个电气构件中的至少一种。
技术方案10. 根据任意前述技术方案所述的方法，其中，如果所述风力涡轮功率系统的主控制器由于电网功率损失造成离线，所述能量存储装置配置成在不中断的情况下为所述风力涡轮功率系统的操作提供功率。
技术方案11. 一种用于保护空转的风力涡轮功率系统免于在电网功率损失期间损坏的备用控制系统，所述备用控制系统包括：
俯仰控制系统，所述俯仰控制系统具有辅助功率供应部以及经由通信链路通信地耦合到所述辅助功率供应部的多个俯仰驱动机构，
其中，在电网功率损失期间，所述辅助功率供应部为所述俯仰控制系统提供功率，以实施用于所述风力涡轮功率系统的控制方案，所述控制方案包括：
监测所述风力涡轮功率系统处到来的风向；以及
当所述到来的风向以预定攻角改变时，使所述风力涡轮功率系统的多个转子叶片中的至少一个旋转到相对于顺桨位置以预定度数偏移的俯仰角，以减小和/或消除颤振现象免于发生。
技术方案12. 根据任意前述技术方案所述的备用控制系统，其中，所述控制方案还包括：
确定所述风力涡轮功率系统的转子位置或转子定向中的至少一个；以及
当所述转子位置和/或所述转子定向指示所述颤振现象发生时使所述风力涡轮功率系统的多个转子叶片中的至少一个旋转到相对于所述顺桨位置以所述预定度数偏移的所述俯仰角。
技术方案13. 根据任意前述技术方案所述的备用控制系统，其中，所述控制方案还包括当所述到来的风向以所述预定攻角改变时使所述风力涡轮的机舱远离所述到来的风向偏航约180度。
技术方案14. 根据任意前述技术方案所述的备用控制系统，其中，所述预定度数包括小于约10度。
技术方案15. 根据任意前述技术方案所述的备用控制系统，其中，使所述风力涡轮功率系统的多个转子叶片中的至少一个旋转到相对于顺桨位置以所述预定度数偏移的所述俯仰角还包括使所述多个转子叶片中的每个以相同的度数旋转。
技术方案16. 根据任意前述技术方案所述的备用控制系统，其中，使所述风力涡轮功率系统的多个转子叶片中的至少一个旋转到相对于顺桨位置以所述预定度数偏移的所述俯仰角还包括使所述多个转子叶片中的每个以不同的度数旋转。
技术方案17. 根据任意前述技术方案所述的备用控制系统，其中，所述顺桨位置相对于所述到来的风向约90度。
技术方案18. 根据任意前述技术方案所述的备用控制系统，其中，所述风力涡轮功率系统还包括用于存储备用能量的至少一个能量存储装置。
技术方案19. 根据任意前述技术方案所述的备用控制系统，其中，所述控制方案还包括在实施所述控制方案时使用存储在所述至少一个能量存储装置中的所述备用能量来用于为所述风力涡轮功率系统提供功率。
技术方案20. 根据任意前述技术方案所述的备用控制系统，其中，所述风力涡轮功率系统还包括一个或多个偏航驱动机构、制动器、主控制器和/或所述风力涡轮功率系统的一个或多个电气构件中的至少一种，且其中如果所述风力涡轮功率系统的主控制器由于电网功率损失造成离线，所述至少一个能量存储装置配置成在不中断的情况下为所述风力涡轮功率系统的操作提供功率。
参照以下描述和所附权利要求书，本发明的这些及其它特征、方面和优点将变得更好理解。结合在该说明书中且构成该说明书的一部分的附图示出本发明的实施例，且连同描述一起用来解释本发明的原理。
附图说明
针对本领域普通技术人员的包括其最佳模式的本发明的完整且开放的公开内容在参照附图的说明书中阐述，在附图中：
图1示出根据本公开内容的风力涡轮的一个实施例的透视图；
图2示出根据本公开内容的机舱的一个实施例的简化内部视图；
图3示出根据本公开内容的控制器的一个实施例的框图；
图4示出根据本公开内容的风力涡轮的控制系统的一个实施例的示意图；以及
图5示出根据本公开内容的用于保护风力涡轮功率系统免于在电网功率损失期间损坏的方法的一个实施例的流程图。
具体实施方式
现在将详细地参照本发明的实施例，其一个或多个示例在图中示出。每个示例提供作为本发明的解释，不是本发明的限制。实际上，对本领域技术人员将显而易见的是，可在不脱离本发明的范围或精神的情况下在本发明中作出各种修改和变型。例如，示出或描述为一个实施例的部分的特征可与另一实施例使用以产生更进一步的实施例。因此，意图的是，本发明覆盖如落入所附权利要求书和其等同物的范围内的此类修改和变型。
现在参照图，图1示出根据本公开内容的风力涡轮10的一个实施例的透视图。如示出的，风力涡轮10大体上包括从支承表面14延伸的塔架12、安装在塔架12上的机舱16，以及联接到机舱16的转子18。转子18包括可旋转毂20以及联接到毂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包括三个转子叶片22。然而，在备选实施例中，转子18可包括多于或少于三个转子叶片22。每个转子叶片22可围绕毂20间隔，以便于旋转转子18，以使动能能够从风转换成可用的机械能且随后转换成电能。例如，毂20可旋转地联接到定位在机舱16内的发电机24(图2)，以允许电能产生。
风力涡轮10还可包括集中在机舱16内的风力涡轮控制器26。例如，如示出的，涡轮控制器26位于顶箱柜48(图2)中。然而，在其它实施例中，控制器26可位于风力涡轮10的任何其它构件内或风力涡轮10外部的位置处。此外，控制器26可通信地耦合到风力涡轮10的任何数量的构件，以便控制此类构件的操作和/或实施校正动作。因而，控制器26可包括计算机或其它合适的处理单元。因此，在若干实施例中，控制器26可包括合适的计算机可读指令，该指令在实施时将控制器26配置成执行各种不同的功能，诸如，接收、传送和/或执行风力涡轮控制信号。因此，控制器26大体上可配置成控制各种操作模式(例如，启动或关闭序列)，使风力涡轮和/或风力涡轮10的各个构件降额或升额。
现在参照图2，示出图1中示出的风力涡轮10的机舱16的一个实施例的简化内部视图。如示出的，发电机24可设置在机舱16内。大体上，发电机24可联接到转子18，以用于从由转子18生成的旋转能产生电功率。例如，如示出的实施例中示出的，转子18可包括转子轴34，转子轴34联接到毂20来用于与其旋转。转子轴34继而可通过齿轮箱38可旋转地联接到发电机24的发电机轴36。如大体上理解的，转子轴34可响应于转子叶片22和毂20的旋转来向齿轮箱38提供低速高转矩输入。齿轮箱38然后可构造成将低速高转矩输入转换成高速低转矩输出，以驱动发电机轴36，且因此驱动发电机24。
风力涡轮10还可有偏航驱动机构40，该偏航驱动机构40构造成改变机舱16相对于风的角度(例如，通过接合布置在风力涡轮10的塔架12与机舱16之间的风力涡轮10的偏航轴承42)。此外，每个偏航驱动机构40可包括偏航驱动马达44(例如，任何合适的电动马达)、偏航驱动齿轮箱45和偏航驱动小齿轮46。在此类实施例中，偏航驱动马达44可联接到偏航驱动齿轮箱45，使得偏航驱动马达44将机械力给予偏航驱动齿轮箱45。类似地，偏航驱动齿轮箱45可联接到偏航驱动小齿轮46以用于与其旋转。偏航驱动小齿轮46继而可与联接在塔架12与机舱16之间的偏航轴承42旋转接合，使得偏航驱动小齿轮46的旋转引起偏航轴承42的旋转。因此，在此类实施例中，偏航驱动马达44的旋转驱动偏航驱动齿轮箱45和偏航驱动小齿轮46，从而使偏航轴承42和机舱16围绕偏航轴线43旋转。类似地，风力涡轮10可包括俯仰控制系统35，该俯仰控制系统35具有通信地耦合到风力涡轮控制器26的一个或多个俯仰调整机构32，其中每个俯仰调整机构32构造成使俯仰轴承47和因此各个转子叶片22围绕俯仰轴线28旋转。
另外，风力涡轮10还可包括用于监测风力涡轮10的各种风况的一个或多个传感器52。例如，可测量到来的风向66、风速或风力涡轮10附近的任何其它合适的风况，诸如通过使用合适的天气传感器52。合适的天气传感器52包括例如光检测和测距(“LIDAR”)装置、声检测和测距(“SODAR”)装置、风速计、风向标、气压计、雷达装置(诸如Doppler雷达装置)，或者本领域中现在已知或以后开发的可提供风向信息的任何其它感测装置。
现在参照图3，示出根据本公开内容的控制器26的一个实施例的框图。如示出的，控制器26可包括计算机或其它合适的处理单元，其可包括合适的计算机可读指令，该指令在实施时将控制器26配置成执行各种不同的功能，诸如，接收、传送和/或执行风力涡轮控制信号。更特别地，如示出的，示出根据本公开内容的示例性方面的可包括于控制器26内的合适构件的一个实施例的框图。如示出的，控制器26可包括一个或多个处理器58和相关联的存储器装置60，其配置成执行多种计算机实施的功能(例如，执行本文中公开的方法、步骤、计算等)。
如本文中使用的，用语“处理器”不仅是指本领域中被认为是包括于计算机中的集成电路，而且是指控制器、微型控制器、微型计算机、可编程逻辑控制器(PLC)、专用集成电路和其它可编程电路。另外，存储器装置60大体上可包括存储器元件，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、光盘-只读存储器(CD-ROM)、磁光盘(MOD)、数字多功能盘(DVD)和/或其它合适的存储器元件。
此类存储器装置60大体上可配置成存储合适的计算机可读指令，该指令在由处理器58实施时将控制器26配置成执行如本文中描述的各种功能。另外，控制器26还可包括通信接口62，以便于控制器26与风力涡轮10的各种构件之间的通信。接口可包括一个或多个电路、终端、引脚、触点、导体或用于发送和接收控制信号的其它构件。而且，控制器26可包括传感器接口64(例如，一个或多个模数转换器)，以允许从传感器传送的信号转换成可由处理器58理解和处理的信号。
现在参照图4，示出根据本公开内容的一个实施例的用于风力涡轮(诸如图1的风力涡轮10)的分布式控制系统100。如示出的，控制系统100可包括主风力涡轮控制器26和多个分布式输入和输出(I/O)模块104、106、108，其用于一个或多个风力涡轮构件的独立控制。因此，如本文中将描述的，分布式控制系统100具有用于保护系统100免于在电网功率损失期间损坏的备用能力。
更特别地，如示出的实施例中示出的，控制系统100包括顶箱分布式I/O模块104、塔架下分布式I/O模块106和塔架分布式I/O模块108。此外，如示出的，分布式I/O模块104、106、108中的每个经由多个通信链路92连接到主涡轮控制器26，以用于命令和监测。应理解的是，如本文中描述的通信链路92可包括用于传送信号的任何合适的通信介质。例如，通信链路92可包括任何数量的有线或无线链路，其包括经由一个或多个Ethernet连接、光纤连接、网络总线、功率线、导体或用于无线传送信息的电路的通信。此外，信号可使用任何合适的通信协议在通信链路92上通信，诸如串行通信协议、功率线上宽带协议、无线通信协议或其它合适的协议。
因此，在正常操作期间，涡轮控制器26配置成从输入模块接收信息和将信息发送到输出模块。输入和输出可为连续改变的模拟信号或离散信号。更特别地，在某些实施例中，顶箱分布式I/O模块104配置成向涡轮控制器26提供I/O，以便控制风力涡轮10的塔架上构件，例如偏航驱动机构40和/或俯仰驱动机构32。类似地，塔架下分布式I/O模块106配置成向涡轮控制器26提供I/O，以便控制塔架下电气组件，例如变压器等。塔架分布式I/O模块108配置成向如本文中描述的塔架构件提供I/O。另外，取决于风力涡轮10的特定构件，控制系统100可包括比图4中描绘的那些更多或更少的分布式I/O模块。
仍参照图4，本公开内容的控制系统100包括偏航系统70，该偏航系统70具有多个偏航系统构件，该偏航系统构件构造成改变风力涡轮10的机舱16相对于到来的风向66的角度，其可由于整体系统100的各种故障来操作。另外，如示出的，控制系统100可包括具有液压制动功率控制装置(例如变频驱动器74)的辅助功率供应部72。因而，辅助功率供应部72配置成为控制系统100的所有可编程逻辑控制器(PLC)提供功率，以及提供控制系统100的通信和控制。另外，控制系统100可包括连接到辅助功率供应部72的输出的滤波器单元73。例如，在一个实施例中，辅助功率供应部72可对应于提供PWM输出的固定频率逆变器(即，以等于主要电网频率的期望频率运行)。在此类实施例中，滤波器单元73可包括正弦滤波器以消除输出的谐波。
控制系统100还可包括联接到变频驱动器74的制动单元76。更特别地，如示出的实施例中示出的，制动单元76可包括联接到变频驱动器74的制动斩波器78和联接到制动斩波器78的至少两个动态制动电阻器80、82。因而，多个动态制动电阻器80、82在电阻器故障的情况下向制动单元76提供冗余。
此外，如示出的，控制系统100包括联接到制动单元76的至少两个能量存储装置84、86。更特别地，如示出的，能量存储装置84、86中的每个可包括经由保险器90联接到至少两个电池充电器88、89的至少两个电池单元85、87。换句话说，电池单元85、87和/或电池充电器88、89设计成在负载共享配置中操作，其中电池单元85、87和/或电池充电器88、89中的每个能够承受全部负载。此外，本文中描述的保险器90在电池单元85、87的输出处提供DC保险器保护，特别是用于过载和弧闪保护以防短路。
如提到的，控制系统100还包括本文中描述的偏航驱动机构40(至少包括偏航驱动马达44和偏航轴承42)和俯仰驱动机构32，其经由一个或多个通信链路92通信地耦合到辅助功率供应部72和主控制器26。更特别地，如示出的，偏航驱动机构40中的每个包括偏航功率控制装置(例如偏航变频驱动器75)。例如，在某些实施例中，偏航变频驱动器75可对应于四象限前端转换器，该转换器提供背对背的AC DC桥以使能量能够用公共DC总线在两个方向上流动。另外，如示出的，控制系统100可包括多绕组变压器77以便于双向能量转换，从而使能量能够在所有系统构件之间交换。
仍参照图4，偏航系统70还可包括一个或多个控制器79，该控制器79配置成控制变频驱动器75。例如，在一个实施例中，偏航变频驱动器75可对应于智能转换器，该智能转换器各自具有单独的控制器79，该控制器79配置成局部地评估力且与一个或多个驱动命令比较，其消除对涡轮控制器26的依赖性。另外，如示出的，俯仰控制系统35也可经由通信链路92连接到辅助功率供应部72。另外，如提到的，俯仰控制系统35可包括俯仰驱动机构32(即，对于每个转子叶片22一个)。因此，在电网功率损失期间，辅助功率供应部72为俯仰控制系统35提供功率，以实施用于风力涡轮功率系统100的控制方案。
现在参照图5，示出根据本公开内容的用于保护风力涡轮功率系统免于在电网功率损失期间损坏的方法的流程图200。大体上，本文中将参照图1-4中示出的风力涡轮10和控制系统100来描述方法200。然而，应了解的是，所公开的方法200可用具有任何其它合适构造的转子叶片来实施。另外，虽然图5出于示出和论述的目的来描绘以特定顺序执行的步骤，本文中论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内容，本领域技术人员将了解，本文中公开的方法的各种步骤可在不脱离本公开内容的范围的情况下以各种方式省略、重排、组合和/或调节。
如(202)处示出的，方法200可包括监测风力涡轮功率系统10处到来的风向。如(204)处示出的，方法200包括确定风向是否以预定攻角改变。如果是这样，如(206)处示出的，方法200可包括实施用于风力涡轮功率系统100的控制方案208。例如，如(210)处示出的，控制方案208可包括使转子叶片22中的至少一个旋转到相对于顺桨位置以预定度数偏移的俯仰角，以减小和/或消除颤振现象免于发生。在此类实施例中，本文中描述的顺桨位置可包括其中转子叶片22的弦以静止或最小旋转与到来的风向66约成直线的位置。
在一个实施例中，如(212)处示出的，控制方案208还可包括确定风力涡轮功率系统10的转子位置和/或转子定向，以及当转子位置和/或转子定向指示颤振现象发生时使转子叶片22中的至少一个旋转到相对于顺桨位置以预定度数偏移的俯仰角。更特别地，在一个实施例中，预定度数可小于约10度，诸如小于约5度。在此类实施例中，各个叶片22相对于顺桨位置的极小偏差/偏移配置成导致颤振方面的剧烈减小，且可能由于控制系统100具有在电网功率损失期间可用的显著的存储备用能量。在某些实施例中，方法200可包括使转子叶片22中的每个远离顺桨位置以相同的度数旋转。在备选实施例中，方法200可包括使转子叶片22中的每个远离顺桨位置以不同的度数旋转。
在另一实施例中，方法200还可包括当到来的风向66以预定攻角改变时使机舱16远离到来的风向66偏航约180度。
在若干实施例中，方法200还可包括使用存储在风力涡轮功率系统100中的备用能量来用于在电网功率损失期间为一个或多个风力涡轮构件提供功率。在此类实施例中，如提到的，能量存储装置84、86中的一个或多个配置成用于存储备用能量。因而，如果风力涡轮功率系统100的主控制器26由于电网功率损失造成离线，能量存储装置84、86配置成在不中断的情况下为风力涡轮功率系统100的操作提供功率。
该书面描述使用示例来公开本发明，包括最佳模式，且还使本领域的任何技术人员能够实施本发明，包括制作和使用任何装置或系统以及执行任何结合的方法。本发明的可取得专利的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示例。如果此类其它示例包括不异于权利要求书的字面语言的结构元件，或如果它们包括带有与权利要求书的字面语言非实质差异的等同结构元件，此类其它示例意在处于权利要求书的范围内。

Claims (10)

1. 一种用于保护空转的风力涡轮功率系统免于在电网功率损失期间损坏的方法，所述风力涡轮功率系统具有多个转子叶片，所述方法包括：
监测所述风力涡轮功率系统处到来的风向；以及
当所述到来的风向以预定攻角改变时，使所述风力涡轮功率系统的多个转子叶片中的至少一个旋转到相对于顺桨位置以预定度数偏移的俯仰角，以减小和/或消除颤振现象免于发生。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括确定所述风力涡轮功率系统的转子位置或转子定向中的至少一个，以及当所述转子位置和/或所述转子定向指示所述颤振现象发生时使所述风力涡轮功率系统的多个转子叶片中的至少一个旋转到相对于所述顺桨位置以所述预定度数偏移的所述俯仰角。
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到来的风向以所述预定攻角改变时使所述风力涡轮的机舱远离所述到来的风向偏航约180度。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预定度数包括小于约10度。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，使所述风力涡轮功率系统的多个转子叶片中的至少一个旋转到相对于顺桨位置以所述预定度数偏移的所述俯仰角还包括使所述多个转子叶片中的每个以相同的度数旋转。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，使所述风力涡轮功率系统的多个转子叶片中的至少一个旋转到相对于顺桨位置以所述预定度数偏移的所述俯仰角还包括使所述多个转子叶片中的每个以不同的度数旋转。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述顺桨位置包括其中所述转子叶片的弦以静止或最小旋转与所述到来的风向约成直线的位置。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括使用存储在所述风力涡轮功率系统中的备用能量来用于在电网功率损失期间为一个或多个风力涡轮构件提供功率。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述风力涡轮功率系统还包括用于存储所述备用能量的至少一个能量存储装置，且其中所述一个或多个风力涡轮构件包括一个或多个俯仰驱动机构、一个或多个偏航驱动机构、制动器、主控制器或所述风力涡轮功率系统的一个或多个电气构件中的至少一种。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，如果所述风力涡轮功率系统的主控制器由于电网功率损失造成离线，所述能量存储装置配置成在不中断的情况下为所述风力涡轮功率系统的操作提供功率。
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