LU505567B1 - Ein windturbinen-steuerungsverfahren zur verbesserung der stabilität einer hochleistungseinheit mit einem hohen turm - Google Patents

Abstract

Die vorliegende Erfindung stellt ein Windturbinen-Steuerungsverfahren zur Verbesserung der Stabilität einer Hochleistungseinheit mit einem hohen Turm bereit, das sich auf das Gebiet der Steuerungstechnik von Windkraftanlagen bezieht, dessen Zweck es ist, das Betriebssicherheitsrisiko eines Turms unter den Windfeldbedingungen eines komplexen Geländes zu verringern und eine sekundäre Einstellung des Windsteuerungswinkels jedes Blattes nach Abschluss der primären Einstellung durchzuführen, und dadurch gekennzeichnet, dass es die Einrichtung eines globalen Koordinatensystems umfasst; Festlegen eines Einheitsüberwachungsbereichs mit der gleichen Position an der Wurzel jedes Flügels, wobei sein geometrischer Mittelpunkt als Bezugspunkt genommen wird, und Erfassen der Anfangskoordinaten jedes Bezugspunkts; Erfassen des aktuellen Drehwinkels i jedes Flügels um das Windrad; und Berechnen der aktuellen Koordinaten jedes Bezugspunkts gemäß den Anfangskoordinaten und dem Drehwinkel; Erfassen der aktuellen Schwingungsamplitude des Überwachungsbereichs jeder Einheit; Einstellen des Windrichtungssteuerungswinkels jedes Flügels entsprechend den aktuellen Koordinaten jedes Bezugspunkts bzw. der Schwingungsamplitude. Die vorliegende Erfindung hat den Vorteil, dass sie die Gleichgewichtsleistung der Windkraftanlage verbessert und die Lebensdauer des Turms erhöht.

Description

Ein Windturbinen-Steuerungsverfahren zur Verbesserung der Stabilität einer LU505567

Hochleistungseinheit mit einem hohen Turm

Technischer Bereich

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf das technische Gebiet der Steuerung von

Windenergieanlagen und insbesondere auf ein Windturbinen-Steuerungsverfahren zur

Verbesserung der Stabilität einer Hochleistungseinheit mit einem hohen Turm.

Technologie im Hintergrund

Mit der Förderung und Entwicklung der Windenergieerzeugung geht der Trend dahin, die

Kapazität der Windturbinen und die Hohe der Windturbinentürme zu erhöhen. Der Turm der

Windkraftanlage spielt hauptsächlich eine tragende Rolle in der Windkraftanlage und dämpft gleichzeitig die Vibrationen der Anlage.

Während des Betriebs einer Windkraftanlage übertragen die Flügel der Windkraftanlage die aerodynamischen Lasten, die auf ihre überstrichene Fläche wirken, und das durch die Rotation erzeugte Drehmoment auf den Turm. Aufgrund des großen Durchmessers des Ventilatorflügels unterscheidet sich die Windgeschwindigkeit am oberen Ende der überstrichenen Fläche des

Ventilatorflügels von der am unteren Ende der Windgeschwindigkeit, und die UngleichmäBigkeit dieser Windgeschwindigkeitsverteilung und der Windrichtungsablenkung führt zu

Ablenkungskraft, Ablenkungsmoment und Nickmoment. Die trocken drehenden Ventilatorblätter konnen die Windrichtung automatisch durch die Pitch-Steuerung an die Anderung der

Windrichtung anpassen, d.h. die Ventilatorblätter drehen sich um die Achse des Turms, so dass der

Turm auch der Rolle der gyroskopischen Kraft und des gyroskopischen Moments unterliegt. Und im tatsächlichen Betrieb, aufgrund einer Vielzahl von Stôrfaktoren und betriebliche Unterschiede, jeder Lüfterflügel aus dem Winddruck zu widerstehen ist anders, wird auf seine Wurzel

Kraftrichtung führen, sind unterschiedlich groß, wird dieser Unterschied die unausgewogene ziehen auf dem Lüfterturm verschärfen, was in den Lüfterturm der langfristigen billig oder sogar

Lebensdauer Reduzierung des Problems, erhöhen das Sicherheitsrisiko des Lüfters.

Um das Sicherheitsrisiko des Turmbetriebs in komplexem Gelände zu verringern, muss die

Steuerung der Turbinenblätter weiter optimiert werden, um ihre Balance und Stabilität zu verbessern.

Inhalt der Erfindung

Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein Windturbinen-Steuerungsverfahren zur

Verbesserung der Stabilität eines hohen Turms einer Großanlage bereitzustellen, mit dem Ziel, das

Sicherheitsrisiko des Turmbetriebs unter komplexen Geländewindfeldbedingungen zu verringern.

Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden durch die folgenden technischen

Lösungen erreicht:

Ein Windturbinen-Steuerungsverfahren zur Verbesserung der Stabilität eines hohen Turms einer Einheit mit großer Kapazität, wobei ein Windsteuerungswinkel jedes Blattes periodisch einmal entsprechend der aktuellen Windgeschwindigkeit und Windrichtung durch einen Pitch-

Mechanismus eingestellt wird, wobei der Windsteuerungswinkel den Anstellwinkel der Blätter ändert, und der Windsteuerungswinkel jedes Blattes zweimal nach einer Zeit tp nach Abschluss der einmaligen Einstellung eingestellt wird, wobei die zweite Einstellung die folgenden Schritte umfasst:

Erstellen Sie ein globales Koordinatensystem: Nehmen Sie den Mittelpunkt des Kreises auf der Stirnseite der Windturbine als Ursprung; nehmen Sie den Mittelpunkt des Kreises als

Startpunkt und den horizontalen Strahl, der entlang der Achse der Windturbine nach vorne zeigt /505567 als y-Achse; nehmen Sie den Mittelpunkt des Kreises als Startpunkt und den horizontalen Strahl, der in der senkrechten Achse zur rechten Seite der Windturbine zeigt, als y-Achse;

Einrichtung eines einheitlichen Überwachungsbereichs mit der gleichen Position an der

Wurzel jedes Flügels, wobei der geometrische Mittelpunkt als Bezugspunkt genommen wird und die Anfangskoordinaten Po; jedes Bezugspunkts ermittelt werden, wobei i die Nummer des entsprechenden Flügels ist;

Ermitteln des aktuellen Drehwinkels Œ; jedes Blattes um das Windrad;

Berechnen der aktuellen Koordinaten Pyroaj_;; jedes Bezugspunkts auf der Grundlage der

Anfangskoordinaten und des Drehwinkels;

Erfassen der aktuellen Schwingungsamplitude des Uberwachungsbereichs jeder Einheit;

Einstellen des Windrichtungssteuerungswinkels jedes Blattes entsprechend den aktuellen

Koordinaten und der Schwingungsamplitude jedes Referenzpunktes.

Vorzugsweise beträgt t, 10-25 Sekunden.

Vorzugsweise befindet sich der Bezugspunkt auf einer zentralen Achse in Richtung der verlängerten Schaufellänge der entsprechenden Schaufel.

Vorzugsweise werden die Anfangskoordinaten des Bezugspunkts durch erhalten:

Es wird eine Lageinitialisierung durchgeführt und im Anfangszeitpunkt überlappt das Blatt

Nr. 1 die positive Halbachse der z-Achse;

Die Koordinaten P,; des Bezugspunktes des Blattes Nr. 1 sind (0,0, Zo1), wobei Zo1 der

Abstand des Bezugspunktes vom Ursprung ist; n ist die Gesamtzahl der Schaufeln, die im Uhrzeigersinn, beginnend mit Schaufel Nr. 1, nummeriert sind, und die Koordinaten des Basispunkts der Schaufel Nr. i, Po41, sind:

T x

Poi = R,(0) * Po1 , 0=(1-1)+06p; 09 = 2 * T/n; cos 0 sing

R= 0 1 0 —sin0 0 cos6

Vorzugsweise besteht das Verfahren zur Ermittlung des aktuellen Drehwinkels jedes Flügels um das Windrad darin, einen Drehwinkelsensor in jedem der Uberwachungsbereiche der Einheit einzurichten.

Vorzugsweise ist das Verfahren zur Berechnung der aktuellen KoordinatenP,eai-i jedes

Referenzpunktes:

T

Preal-i = Ry (a;) * Poi 3 cosa; 0 sina; LU505567

R, (| 0 1 0 —sina; 0 cosa;

Vorzugsweise besteht das Verfahren zum Erfassen der aktuellen Schwingungsamplitude jedes

Überwachungsbereichs der Einheit darin, einen Schwingungssensor in dem Überwachungsbereich der Finheit anzubringen.

Vorzugsweise besteht das Verfahren zum Einstellen des Windrichtungssteuerungswinkels jedes Blattes entsprechend den aktuellen Koordinaten und der Schwingungsamplitude jedes

Referenzpunktes:

Ermitteln des Bezugsvektors, d.h. des Vektors vom Ursprung zum entsprechenden

Bezugspunkt;

Berechnen des Pinch-Winkels Y; aller benachbarten Bezugsvektoren, wobei Y; der Pinch-

Winkel der Bezugsvektoren von Blatt j und Blatt j+1 ist, wenn j=1,..,n-1, und Y; der Pinch-

Winkel der Bezugsvektoren von Blatt n und Blatt 1 ist, wenn j=n;

Bestimmen Sie, welche der Pinch-Winkel in y; größer sind als der erste Pinch-Winkel-

Schwellenwert;

Wenn Y, größer als der erste Winkelschwellenwert ist, wird die Schwingungsamplitude der beiden entsprechenden Flügel betrachtet, und wenn der Unterschied in der Schwingungsamplitude der beiden Flügel größer als der Amplitudenschwellenwert ist, wird der Flügel mit der größeren

Schwingungsamplitude unter ihnen fiir die Einstellung des Windrichtungssteuerungswinkels ausgewählt.

Vorzugsweise ist auch eine Verformungserkennungsvorrichtung im mittleren Abschnitt jedes

Flügels vorgesehen, so dass, wenn die Verformung des mittleren Abschnitts des Flügels einen

Verformungsschwellenwert überschreitet, eine Einstellung des Windrichtungssteuerungswinkels für diesen Flügel durchgeführt wird; die Verformungserkennungsvorrichtung nimmt einen

Dehnungsmessstreifen an.

Vorzugsweise besteht das Verfahren zur Durchführung der Einstellung des

Windrichtungssteuerungswinkels darin, den Windrichtungssteuerungswinkel mit Hilfe eines

Pitch-Mechanismus zu ändern, um den Anstellwinkel zu verringern.

Die technische Lösung der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung hat zumindest die folgenden Vorteile und vorteilhaften Auswirkungen:

Die vorliegende Erfindung basiert auf der traditionellen Pitch-Steuerung, um den

Anstellwinkel der Blätter entsprechend der Windrichtung und der Windgeschwindigkeit einzustellen, was zunächst die grundlegende Betriebsqualität der Windkraftanlage gewährleistet;

Die vorliegende Erfindung ist auf der Grundlage der traditionellen Pitch-

Anstellwinkelverstellung optimiert, um das Gleichgewicht zwischen den Flügeln zu verbessern und die Ungleichmäßigkeit und die auf den Turm wirkende Kraft zu reduzieren, was das

Sicherheitsrisiko des Turmbetriebs unter verschiedenen Windfeldbedingungen wirksam verringern kann;

Die vorliegende Erfindung kann die praktische Lebensdauer des Turms der Windkraftanlage verbessern und dazu beitragen, die Wartungskosten der Windkraftanlage zu senken;

Die vorliegende Erfindung sammelt Schwingungsdaten und Verformungen mit eink}/505567 einfachen und genauen Erfassungsmethode und spiegelt auch das potenzielle Risiko von unausgewogenen Kräften, die die Schaufeln auf das Turmrohr ausüben, genau wider, so dass die

Turbinensteuerungsstrategie rechtzeitig angepasst werden kann;

Die vorliegende Erfindung ist vernünftig gestaltet, mit einfacher Datenerfassung und - verarbeitung und geringen Berechnungs- und Konstruktionskosten, so dass sie leicht zu fördern und anzuwenden ist.

Beschreibung der beigefügten Zeichnungen

Um die technischen Lösungen der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung deutlicher zu veranschaulichen, werden die begleitenden Zeichnungen, die in den Ausführungsformen verwendet werden, im Folgenden kurz vorgestellt, und es sollte verstanden werden, dass die folgenden Zeichnungen nur bestimmte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zeigen und daher nicht als Einschränkung des Umfangs angesehen werden sollten, und für die Person mit gewöhnlichen Fähigkeiten auf dem Gebiet können andere relevante Zeichnungen auf der

Grundlage der Zeichnungen ohne kreative Arbeit erhalten werden.

Bild 1 ist ein schematisches Diagramm eines Verfahrensablaufs, der durch eine

Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bereitgestellt wird;

Bild 2 ist ein schematisches Diagramm der Einrichtung des Koordinatensystems in

Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung.

Detaillierte Beschreibung

Um die Gegenstände, technischen Lösungen und Vorteile der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung deutlicher zu machen, werden die technischen Lösungen in den

Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung im Folgenden in Verbindung mit den beigefügten

Zeichnungen in den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung klar und vollständig beschrieben, und es ist klar, dass die beschriebenen Ausführungsformen ein Teil der

Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung und nicht alle Ausführungsformen sind. Die

Komponenten der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung im Allgemeinen beschrieben und in den begleitenden Zeichnungen hierin dargestellt kann in einer Vielzahl von verschiedenen

Konfigurationen angeordnet und gestaltet werden.

Dementsprechend soll die folgende detaillierte Beschreibung der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, die in den beigefügten Zeichnungen dargestellt sind, den Umfang der vorliegenden Erfindung, für die Schutz beansprucht wird, nicht einschränken, sondern lediglich ausgewählte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung angeben. Ausgehend von den

Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung fallen auch alle anderen Ausführungsformen, die ein Fachmann ohne schöpferische Arbeit herstellen kann, in den Schutzbereich der vorliegenden

Erfindung.

Ausführungsform 1

Unter Bezugnahme auf Bild 1-Bild 2 stellt diese Ausführungsform ein Windturbinen-

Steuerungsverfahren zur Verbesserung der Stabilität eines hohen Turms einer

Großkapazitätseinheit bereit, wobei der Windsteuerungswinkel jedes Blattes periodisch einmal entsprechend der aktuellen Windgeschwindigkeit und Windrichtung durch einen Pitch-

Mechanismus eingestellt wird, wobei der Windsteuerungswinkel den Anstellwinkel des Blattes ändert, und der Windsteuerungswinkel jedes Blattes ein zweites Mal nach tp Zeit des

Abschlusses der einmaligen Einstellung eingestellt wird, wobei die zweite Zeiteinstellung die folgenden Schritte umfasst: LUS05567

Schritt S1: Erstellen eines globalen Koordinatensystems mit dem Kreismittelpunkt auf der

Stirnseite der Windkraftanlage als Ursprung; mit dem Kreismittelpunkt als Ausgangspunkt, dem horizontalen Strahl, der entlang der Achse der Windkraftanlage nach vorne zeigt, als y-Achse; mit 5 dem Kreismittelpunkt als Ausgangspunkt, dem horizontalen Strahl, der senkrecht zur Achse der

Windkraftanlage nach rechts zeigt, als y-Achse; siehe Bild 2 für die Erstellung des

Koordinatensystems, wobei insbesondere die Flügel in Bild 2 weggelassen wurden, um die Linien des Koordinatensystems besser darzustellen;

Schritt S2: Festlegung eines einheitlichen Überwachungsbereichs mit der gleichen Position ander Wurzel jedes Flügels, wobei dessen geometrischer Mittelpunkt als Bezugspunkt dient, und

Ermittlung der Anfangskoordinaten Po; jedes Bezugspunkts, wobei i die Nummer des entsprechenden Flügels ist;

Schritt S3: Ermittlung des aktuellen Drehwinkels Œ; eines jeden Flügels um das Windrad;

Schritt S4: Berechnung der aktuellen Koordinaten P-eai-i jedes Bezugspunkts auf der

Grundlage der Anfangskoordinaten und des Drehwinkels;

Schritt S5: Erfassung der aktuellen Schwingungsamplitude des Überwachungsbereichs jeder

Einheit;

Schritt S6: Einstellen des Windrichtungssteuerungswinkels jedes Blattes entsprechend den aktuellen Koordinaten und der Schwingungsamplitude jedes Referenzpunktes.

In einer bevorzugten Ausführungsform dieser Ausführungsform beträgt ty 10-25 Sekunden.

Das Prinzip dieser Ausführungsform ist wie folgt:

Bei der Erzeugung von Strom aus Windkraft ist es notwendig, den Anstellwinkel der Blätter der Windturbine zu steuern, und die Steuerung des Anstellwinkels kann die Gesamtleistung, die

Effizienz der Stromerzeugung und die Lebensdauer der Windturbine beeinflussen. Während des

Betriebs der Windturbine zur Stromerzeugung muss der Anstellwinkel der Blätter entsprechend den Parametern Windgeschwindigkeit und Windrichtung eingestellt werden, um eine höhere

Effizienz der Windenergienutzung zu erreichen. Der Anstellwinkel bezieht sich auf den Winkel des Blattes relativ zur Windrichtung, der durch einen Pitch-Mechanismus gesteuert werden kann.

Bei der herkömmlichen Steuerung wird bei einer Änderung der Windgeschwindigkeit der

Anstellwinkel der Rotorblätter durch den Pitch-Mechanismus automatisch so angepasst, dass der

Anstellwinkel der Rotorblätter innerhalb eines geeigneten Bereichs gehalten wird, wodurch die maximale Leistungsabgabe der Windturbine erreicht wird.

Der Verbesserungspunkt dieser Ausführungsform besteht darin, die traditionelle

Neigungssteuerung auf der Grundlage der obigen Ausführungen zu optimieren. Diese

Ausführungsform wählt zunächst einen Referenzpunkt für jedes Blatt, und die

Koordinatenposition dieses Referenzpunktes stellt die Position dar, in die das Blatt gedreht wird.

Anhand der Position des Blattes kann die Offset-Situation beurteilt werden, um dann zu entscheiden, welche Blätter eine Risikosteuerungswinkeleinstellung benötigen. Spezifische

Berechnungsmethoden und dergleichen können in späteren Ausführungsformen optimiert werden.

Ausführungsform 2

Die vorliegende Ausführungsform basiert auf der technischen Lösung von Ausführungsform

1, und die Erfassung der Position des Bezugspunkts im Zusammenhang mit Schritt S2 wird weitk}/205567 beschrieben.

In der vorliegenden Ausführungsform befindet sich der Bezugspunkt auf einer zentralen

Achse in Richtung der verlängerten Blattlänge des entsprechenden Blattes.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Verfahren zum Erfassen der

Anfangskoordinaten des Bezugspunkts wie folgt:

Es wird eine Lageinitialisierung durchgeführt und im Anfangszeitpunkt überschneidet sich das Blatt Nr. 1 mit der positiven Halbachse der z-Achse;

Die Koordinaten des Bezugspunkts P,; der Schaufel Nr. 1 sind (0,0, Z,1) ), wobei Zo1) der Abstand des Bezugspunkts zum Ursprung ist; n ist die Gesamtzahl der Schaufeln, im Uhrzeigersinn nummeriert, beginnend mit Schaufel

Nr. 1, und die Basispunktkoordinaten P,; der Schaufel Nr. i sind:

Poi = Ry(0)* Poy", 0=(i-1) +60; 09 = 2 * T/n; cos 0 sing

R,(0)=| 0 1 0 —sin0 0 cos6

Andererseits besteht das Verfahren zur Ermittlung des aktuellen Drehwinkels jedes Flügels um das Windrad darin, einen Drehwinkelsensor in jedem Uberwachungsbereich der Einheit vorzusehen.

Das Verfahren zur Berechnung der aktuellen Koordinaten P,-eai-i jedes Bezugspunkts besteht ferner darin:

T

Preai-i = Ry (a;) * Poi 3 cosa; 0 sina;

R, (| 0 1 0 —sina; 0 cosa;

In dieser Ausführungsform wird die Position des Referenzpunktes verwendet, um die Position der Schaufeln darzustellen, was die anschließende Schätzung der Lagebeziehung zwischen verschiedenen Schaufeln erleichtert.

Das grundlegende Berechnungsprinzip dieser Ausführungsform ist eine Rotationsmatrix.

Gleich zu Beginn der Ermittlung der Ausgangsposition wird die Position des Bezugspunkts der ersten Schaufel direkt ermittelt, und dann werden die Positionen der anderen Schaufeln als ihre gedrehten Positionen für die Berechnung berücksichtigt. Zu diesem Zeitpunkt wird der

Rotationsabstand zwischen zwei benachbarten Schaufeln durch die Einstellungsverteilung der

Schaufeln selbst bestimmt, z.B. im Fall von drei Schaufeln entspricht die Schaufel Nr. 2 der

Position, nachdem die Schaufel Nr. 1 um 120 Grad gedreht wurde, und die Schaufel Nr. 3 entspricht der Position, nachdem die Schaufel Nr. 1 um 240 Grad gedreht wurde.

Die endgültige Berechnung der aktuellen Position der einzelnen Blätter erfolgt durch direkte

Ermittlung des Drehwinkels und anschließende Berechnung über die Rotationsmatrix.

Beide der oben genannten Drehungen erfolgen um die y-Achse, so dass die Drehmatrix f/505567 die Koordinatenberechnung ebenfalls leicht zu ermitteln ist.

Ausführungsform 3

Die vorliegende Ausführungsform basiert auf der technischen Lösung von Ausführungsform 1, und die Einstellung des Windrichtungssteuerungswinkels in den Schritten S3-S6 wird weiter beschrieben.

In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Ausführungsform besteht das

Verfahren zum Erfassen der Schwingungsamplitude jedes aktuellen

Einheitsüberwachungsbereichs darin, einen Schwingungssensor in dem

Einheitsüberwachungsbereich anzubringen.

In einer spezifischen Implementierung kann das Verfahren zum Einstellen des

Windrichtungssteuerungswinkels jedes Flügels gemäß den aktuellen Koordinaten und der

Schwingungsamplitude jedes Bezugspunkts wie folgt ausgewählt werden:

Gewinnen eines Bezugspunktvektors, wobei der Bezugspunktvektor ein Vektor vom

Ursprung zum entsprechenden Bezugspunkt ist;

Berechnen des Winkels Y;j aller benachbarten Bezugspunktvektoren, wobei Y;der Winkel zwischen den Bezugspunktvektoren von Blatt j und Blatt j+1 ist, wenn j=1,...,n-1, und Y; der

Winkel zwischen den Bezugspunktvektoren von Blatt n und Blatt 1 ist, wenn j=n;

Bestimmen Sie, welcher der Quetschwinkel in Y; größer ist als der erste Quetschwinkel-

Schwellenwert;

Wenn Y, größer ist als der erste Schwellenwert für den Einklemmwinkel, wird die

Schwingungsamplitude der beiden entsprechenden Flügel betrachtet, und wenn der Unterschied zwischen den Schwingungsamplituden der beiden Flügel größer ist als der

Amplitudenschwellenwert, wird der Flügel, bei dem die Schwingungsamplitude größer ist, für die

Einstellung des Windrichtungssteuerungswinkels ausgewählt.

Schließlich erfolgt bei dieser Ausführungsform die Einstellung des Windsteuerungswinkels durch Veränderung des Windsteuerungswinkels mit Hilfe eines Pitch-Mechanismus, um den

Anstellwinkel zu verringern.

Die zentrale Idee der vorliegenden Ausführungsform ist folgende:

Ein Vektor vom Ursprung zum Referenzpunkt kann eine grundlegende Lage der entsprechenden Schaufel charakterisieren, d.h. er kann mit der Position, in die die Schaufel gedreht wird, und der Richtung, in die die Spitze der Schaufel ausgerichtet ist, gleichgesetzt werden, und daher kann der Winkel zwischen zwei benachbarten Schaufeln durch Berechnung des Winkels zwischen den Vektoren der beiden benachbarten Referenzpunkte ermittelt werden. Wenn der

Winkel zwischen den beiden benachbarten Blättern zu groß ist, ist die Wahrscheinlichkeit eines

Ungleichgewichts der Kräfte zwischen den beiden Blättern sehr hoch, so dass man sich die

Schwingungsdaten ansehen kann, die ebenfalls ein Parameter sind, der die Windkraft auf die

Blätter sehr gut widerspiegelt. Hier, wenn die Amplitude Unterschied zwischen den beiden

Blättern zu groß ist, und dann beurteilen, dass es in der Tat der Unterschied in der Kraft, die durch das Ungleichgewicht und der Clip-Winkel ist zu groß, so wählen Sie eine der

Schwingungsamplitude ist groß, um die Kraft zu reduzieren, um eine ausgewogene Einstellung zu erreichen. LUS05567

Die spezielle Regelungsstrategie wurde so entwickelt, dass mit zunehmendem Anstellwinkel des Flügels auch die Windkraft auf den Flügel zunimmt, was zu einer größeren Belastung und

Biegespannung des Flügels führt. Wenn der Anstellwinkel des Blattes bis zu einem gewissen Grad zunimmt, kann die Windgeschwindigkeit an der Blattspitze die Luftgeschwindigkeit übersteigen und ein Cut-Off-Phänomen bilden, bei dem das Blatt außer Kontrolle gerät und gefährlich wird.

Da das Blatt, das einer großen Schwingungsamplitude entspricht, seine Kraft verringern muss, wird der Windsteuerungswinkel hier durch den Pitch-Mechanismus geändert, um den besagten

Winkel der Anströmung zu verringern.

Besonderer Hinweis ist, dass alle benachbarten Winkel muss bis zu 360 Grad zu addieren, hier nur auf die Erhöhung des Winkels der Anpassung, weil die Gesamtzahl der Grad der konstanten Winkel erhöhen muss ein kleinerer Winkel sein, nur einer der Fälle behandelt werden kann, um das Problem der unausgewogenen Klinge Kraft zu lösen, die Erhöhung des Winkels der

Anpassung der normalen Winkel der kleineren Winkel wird natürlich wiederhergestellt werden.

Also hier in der Tat, können Sie auch wählen Sie die Klammer Winkel ist niedriger als eine voreingestellte Schwelle der benachbarten Klinge für die Kontrolle der Verarbeitung.

Ausführungsform 4

Diese Ausführungsform basiert auf der technischen Lösung von Ausführungsform 1, und die

Einstellung des Steuerschemas wird weiter optimiert.

In dieser Ausführungsform ist auch eine Verformungserkennungsvorrichtung im mittleren

Abschnitt jedes Flügels vorgesehen, so dass, wenn die Verformung des mittleren Abschnitts des

Flügels eine Verformungsschwelle überschreitet, der Windrichtungssteuerungswinkel für diesen

Flügel angepasst wird; die Verformungserkennungsvorrichtung nimmt einen

Dehnungsmessstreifen an.

Zusätzlich zur Kraft an der Blattwurzel wird in der vorliegenden Ausführungsform auch die

Verformung des Blattes berücksichtigt, um das Blatt besser zu schützen. Wenn die Kraft auf einen

Teil des Blattes zu groß ist und den voreingestellten Schwellenwert überschreitet, führt dies auch zu Risiken wie beschleunigtem Verschleiß der gesamten Einheit, z. B. des Turms. Daher wird hier die Verformungsüberwachung der Blätter eingerichtet, um das Sicherheitsrisiko der gesamten

Windkraftanlage weiter zu schützen.

Darüber hinaus besteht das Verfahren zur Einstellung des Windrichtungssteuerungswinkels in dieser Ausführungsform auch darin, den Windrichtungssteuerungswinkel durch den Pitch-

Mechanismus zu ändern, um den besagten Anstellwinkel zu verringern. Das Prinzip ist das gleiche wie das der vorhergehenden Ausführungsform 3, das hauptsächlich darin besteht, den

Windrichtungssteuerungswinkel mittels des Pitch-Mechanismus zu ändern, um den besagten

Anstellwinkel zu verringern, um die Kraft des entsprechenden Blattes zu reduzieren und so seine

Verformung zu mildern.

Die obigen Ausführungen stellen nur eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden

Erfindung dar und sollen die vorliegende Erfindung nicht einschränken, die für den Fachmann verschiedenen Änderungen und Variationen unterworfen sein kann. Alle Änderungen, gleichwertigen Ersetzungen, Verbesserungen usw., die im Rahmen des Geistes und der Grundsätze der vorliegenden Erfindung vorgenommen werden, fallen in den Schutzbereich der vorliegenden

Erfindung.

Claims (10)

Ansprüche LU505567

1. Ein Windturbinen-Steuerungsverfahren zur Verbesserung der Stabilität einer Hochleistungseinheit mit einem hohen Turm, wobei ein Windsteuerungswinkel jedes Flügels periodisch einmal entsprechend der aktuellen Windgeschwindigkeit und Windrichtung durch einen Pitch-Mechanismus eingestellt wird, wobei der Windsteuerungswinkel den Anstellwinkel des Flügels ändert, und der Windsteuerungswinkel jedes Flügels ein zweites Mal nach einer Zeit to nach dem Abschluss der einmaligen Einstellung eingestellt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Zeiteinstellung die folgenden Schritte umfasst: Aufstellen eines globalen Koordinatensystems: Nehmen Sie den Mittelpunkt des Kreises auf der Endfläche des Windrades als Ursprung; nehmen Sie den Mittelpunkt des Kreises als Ausgangspunkt, einen horizontalen Strahl, der entlang der Achse des Windrades nach vorne zeigt, als y-Achse; nehmen Sie den Mittelpunkt des Kreises als Ausgangspunkt, einen horizontalen Strahl, der senkrecht zur Achse des Windrades nach rechts zeigt, als y-Achse; Einrichtung eines einheitlichen Überwachungsbereichs mit der gleichen Position an der Wurzel jedes Flügels, wobei dessen geometrischer Mittelpunkt als Bezugspunkt dient, und Ermittlung der Anfangskoordinaten Po; jedes Bezugspunkts, wobei i die Nummer des entsprechenden Flügels ist; Ermittlung des aktuellen Drehwinkels Œ;eines jeden Flügels um das Windrad; Berechnen der aktuellen Koordinaten P,eai-i jedes Bezugspunkts auf der Grundlage der Anfangskoordinaten und des Drehwinkels; Erfassen der aktuellen Schwingungsamplitude des Überwachungsbereichs jeder Einheit; Einstellen des Windrichtungssteuerungswinkels jedes Flügels entsprechend den aktuellen Koordinaten und der Schwingungsamplitude jedes Bezugspunkts.

2. Ein Windturbinen-Steuerungsverfahren zur Verbesserung der Stabilität einer Hochleistungseinheit mit einem hohen Turm gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Cp 10-25 Sekunden beträgt.

3. Ein Windturbinen-Steuerungsverfahren zur Verbesserung der Stabilität einer Hochleistungseinheit mit einem hohen Turm nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Bezugspunkt auf einer zentralen Achse in Richtung der verlängerten Blattlänge eines entsprechenden Blattes liegt.

4. Ein Windturbinen-Steuerungsverfahren zur Verbesserung der Stabilität einer Hochleistungseinheit mit einem hohen Turm nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Anfangskoordinaten des Referenzpunktes erhalten werden durch: Man führt eine Initialisierung der Fluglage durch, und im Anfangszeitpunkt überlappt das Blatt Nr. 1 mit der positiven Halbachse der z-Achse; Die Koordinaten Po; des Bezugspunktes des Blattes Nr. 1 sind (0,0, Zo1), und Zo1 ist der Abstand des Bezugspunktes von dem genannten Ursprung; n ist die Gesamtzahl der Schaufeln, im Uhrzeigersinn nummeriert, beginnend mit Schaufel

Nr. 1, und die Basispunktkoordinaten Po; der Schaufel Nr. i sind:

T . Py; = Ry, (0) * Py, , 9=(1—1)*09; 09 = 2 * T/n; cos 0 sing R= 0 1 0 —sin0 0 cos6

5. Fin Windturbinen-Steuerungsverfahren zur Verbesserung der Stabilität einer Hochleistungseinheit mit einem hohen Turm nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren zur Ermittlung des aktuellen Drehwinkels jedes Blattes um das Windrad darin besteht, einen Drehwinkelsensor in jedem der Uberwachungsbereiche der Anlage anzubringen.

6. Ein Windturbinen-Steuerungsverfahren zur Verbesserung der Stabilität einer Hochleistungseinheit mit einem hohen Turm nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren zur Berechnung der aktuellen Koordinaten P,eaz-ijedes Referenzpunktes ist: T Preal-i = R,(a;) * Poi 3 cosa; 0 sina; R, (| 0 1 0 —sina; 0 cosa;

7. Ein Windturbinen-Steuerungsverfahren zur Verbesserung der Stabilität einer Hochleistungseinheit mit einem hohen Turm nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren zum Sammeln der Schwingungsamplitude jedes aktuellen Anlagenüberwachungsbereichs darin besteht, einen Schwingungssensor in dem Anlagenüberwachungsbereich anzubringen.

8. Ein Windturbinen-Steuerungsverfahren zur Verbesserung der Stabilität einer Hochleistungseinheit mit einem hohen Turm nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren zum Einstellen des Windrichtungssteuerungswinkels jedes Blattes gemäß den aktuellen Koordinaten und der Schwingungsamplitude jedes Bezugspunktes jeweils ist: Gewinnen eines Bezugsvektors, wobei der Bezugsvektor ein Vektor vom Ursprung zum entsprechenden Bezugspunkt ist; Berechnen des Pinch-Winkels J; aller benachbarten Bezugsvektoren, Y; ist der Pinch- Winkel der Bezugsvektoren von Blatt j und Blatt j+1, wenn j=1,...,n-1, und ¥; ist der Pinch- Winkel der Bezugsvektoren von Blatt n und Blatt 1, wenn j=n; Bestimmen, welcher der Klemmwinkel in Y; größer ist als der erste Klemmwinkel- Schwellenwert; Wenn Y, größer ist als der erste Schwellenwert für den Einklemmwinkel, wird die Schwingungsamplitude der beiden entsprechenden Blatter betrachtet, und wenn der Unterschied zwischen der Schwingungsamplitude der beiden Blatter größer ist als der

Amplitudenschwellenwert, wird eines der Blätter mit der größeren Schwingungsamplitude für dt&}05567 Einstellung des Windrichtungssteuerungswinkels ausgewählt.

9. Ein Windturbinen-Steuerungsverfahren zur Verbesserung der Stabilität einer Hochleistungseinheit mit einem hohen Turm nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Verformungserfassungsvorrichtung auch im mittleren Abschnitt jedes Blattes vorgesehen ist, und wenn die Verformung des mittleren Abschnitts des Blattes einen Verformungsschwellenwert überschreitet, der Windrichtungs-Steuerungswinkel für dieses Blatt angepasst wird; wobei die Verformungserfassungsvorrichtung einen Dehnungsmessstreifen verwendet.

10. Ein Windturbinen-Steuerungsverfahren zur Verbesserung der Stabilität einer Hochleistungseinheit mit einem hohen Turm nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren zur Durchführung einer Einstellung des Windsteuerungswinkels darin besteht, den Windsteuerungswinkel mit Hilfe eines Pitch-Mechanismus zu ändern, um den Anstellwinkel zu verringern.