本主題大體上涉及風(fēng)輪機(jī)，并且更具體地涉及用于調(diào)整用于風(fēng)輪機(jī)控制器的風(fēng)速和/或風(fēng)向讀數(shù)來改進(jìn)能量產(chǎn)生的系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

風(fēng)力認(rèn)作是目前可用的最清潔的最環(huán)境友好的能量源中的一種，并且風(fēng)輪機(jī)在該方面得到增加的關(guān)注。現(xiàn)代風(fēng)輪機(jī)典型地包括塔架、發(fā)電機(jī)、變速箱、機(jī)艙和一個(gè)或更多個(gè)轉(zhuǎn)子葉片。轉(zhuǎn)子葉片使用已知的翼型件原理從風(fēng)捕獲動(dòng)能，并且將動(dòng)能通過旋轉(zhuǎn)能傳輸，以使軸轉(zhuǎn)動(dòng)，該軸將轉(zhuǎn)子葉片聯(lián)接于變速箱，或者如果不使用變速箱，則直接聯(lián)接于發(fā)電機(jī)。發(fā)電機(jī)接著將機(jī)械能轉(zhuǎn)化成電能，該電能可部署至公用電網(wǎng)。

在風(fēng)輪機(jī)的操作期間，風(fēng)輪機(jī)的構(gòu)件經(jīng)受由作用于葉片上的空氣動(dòng)力風(fēng)負(fù)載引起的各種負(fù)載。葉片加載取決于風(fēng)速、末端速度比和/或葉片的槳距設(shè)置。末端速度比為葉片末端的轉(zhuǎn)速與風(fēng)速之比?？珊虾跣枰氖?，基于指示末端速度比的信號(hào)(例如，各種速度讀數(shù))來調(diào)整風(fēng)輪機(jī)的操作，以調(diào)整風(fēng)輪機(jī)的轉(zhuǎn)子葉片的加載和/或增加風(fēng)輪機(jī)的能量產(chǎn)生。

為了減小轉(zhuǎn)子葉片加載，開發(fā)了各種方法和設(shè)備來允許轉(zhuǎn)子葉片擺脫由此經(jīng)歷的負(fù)載的一部分。例如，此類方法和設(shè)備包括在操作期間使轉(zhuǎn)子葉片變槳和/或減小發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)矩。因此，許多風(fēng)輪機(jī)包括風(fēng)輪機(jī)控制器，其可基于風(fēng)輪機(jī)加載以各種方式操作風(fēng)輪機(jī)。例如，在各種操作狀態(tài)下，風(fēng)輪機(jī)可調(diào)整發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)矩和/或轉(zhuǎn)子葉片的槳距角，以調(diào)整末端速度比來達(dá)到期望的末端速度比設(shè)置點(diǎn)，以增加由風(fēng)輪機(jī)捕獲的能量。

在某些情況中，可合乎需要的是調(diào)整風(fēng)輪機(jī)控制器的性能，以增加或提高能量產(chǎn)生。然而，在一些情況下，可難以調(diào)整渦輪控制器自身的操作。例如，在執(zhí)行各種控制例行程序時(shí)由渦輪控制器實(shí)施的計(jì)算機(jī)可讀指令(例如，源代碼)可不為可存取的或另外不能夠修改。

因此，用于調(diào)整渦輪控制系統(tǒng)的操作而不需要存取或修改由渦輪控制器實(shí)施的計(jì)算機(jī)可讀指令的系統(tǒng)和方法將是本技術(shù)中受歡迎的。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本公開的實(shí)施例的方面和優(yōu)點(diǎn)將在以下描述中部分地闡述，或者可從描述學(xué)習(xí)，或者可通過實(shí)施例的實(shí)踐學(xué)習(xí)。

在一方面，本主題針對(duì)一種用于控制風(fēng)輪機(jī)的系統(tǒng)。系統(tǒng)可包括配置成提供指示由風(fēng)輪機(jī)經(jīng)歷的風(fēng)速的風(fēng)速信號(hào)的至少一個(gè)傳感器，以及配置成控制風(fēng)輪機(jī)的操作的渦輪控制器。系統(tǒng)還可包括插入在(多個(gè))傳感器與渦輪控制器之間的副控制器。副控制器可與渦輪控制器分開一距離，并且可配置成在通信接頭上接收來自(多個(gè))傳感器的風(fēng)速信號(hào)。此外，副控制器可配置成至少部分地基于信號(hào)偏差來將風(fēng)速信號(hào)調(diào)整至調(diào)整的風(fēng)速信號(hào)，并且將調(diào)整的風(fēng)速信號(hào)提供至渦輪控制器。

在另一方面，本主題針對(duì)一種用于控制風(fēng)輪機(jī)的系統(tǒng)。系統(tǒng)可包括配置成提供指示關(guān)于風(fēng)輪機(jī)的風(fēng)向的風(fēng)向信號(hào)的至少一個(gè)傳感器，以及配置成控制風(fēng)輪機(jī)的操作的渦輪控制器。系統(tǒng)還可包括插入在(多個(gè))傳感器與渦輪控制器之間的副控制器。副控制器可與渦輪控制器分開一距離，并且可配置成在通信接頭上接收來自(多個(gè))傳感器的風(fēng)向信號(hào)。此外，副控制器可配置成至少部分地基于信號(hào)偏差來將風(fēng)向信號(hào)調(diào)整至調(diào)整的風(fēng)向信號(hào)，并且將調(diào)整的風(fēng)向信號(hào)提供至渦輪控制器。

在又一方面，本主題針對(duì)一種用于控制風(fēng)輪機(jī)的方法，其中風(fēng)輪機(jī)包括在信號(hào)路徑上與風(fēng)輪機(jī)控制器通信的第一傳感器和第二傳感器。該方法可大體上包括修改風(fēng)輪機(jī)控制器與第一傳感器和第二傳感器之間的信號(hào)路徑、將副控制器插入在風(fēng)輪機(jī)控制器與第一傳感器和第二傳感器之間、利用第一傳感器生成指示由風(fēng)輪機(jī)經(jīng)歷的風(fēng)速的風(fēng)速信號(hào)、利用第二傳感器生成指示關(guān)于風(fēng)輪機(jī)的風(fēng)向的風(fēng)向信號(hào)、在副控制器處至少部分地基于第一信號(hào)偏差確定不同于風(fēng)速信號(hào)的調(diào)整的風(fēng)速信號(hào)、在副控制器處至少部分地基于第二信號(hào)偏差確定不同于風(fēng)向信號(hào)的調(diào)整的風(fēng)向信號(hào)，以及將調(diào)整的風(fēng)速信號(hào)和風(fēng)向信號(hào)提供至風(fēng)輪機(jī)控制器。

技術(shù)方案1. 一種用于控制風(fēng)輪機(jī)的系統(tǒng)，其包括：

至少一個(gè)傳感器，其配置成提供指示由所述風(fēng)輪機(jī)經(jīng)歷的風(fēng)速的風(fēng)速信號(hào)；

渦輪控制器，其配置成控制所述風(fēng)輪機(jī)的操作；

副控制器，其插入在所述至少一個(gè)傳感器與所述渦輪控制器之間，所述副控制器與所述渦輪控制器分開一距離，所述副控制器配置成在通信接口上接收來自所述至少一個(gè)傳感器的所述風(fēng)速信號(hào)，

其中所述副控制器配置成至少部分地基于信號(hào)偏差來將所述風(fēng)速信號(hào)調(diào)整至調(diào)整的風(fēng)速信號(hào)，并且將所述調(diào)整的風(fēng)速信號(hào)提供至所述渦輪控制器。

技術(shù)方案2. 根據(jù)技術(shù)方案1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述副控制器配置成調(diào)整所述風(fēng)速信號(hào)，而不存取由所述渦輪控制器實(shí)施的計(jì)算機(jī)可讀指令。

技術(shù)方案3. 根據(jù)技術(shù)方案1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述副控制器配置成經(jīng)由在所述副控制器與所述渦輪控制器之間延伸的信號(hào)路徑將所述調(diào)整的風(fēng)速信號(hào)提供至所述渦輪控制器。

技術(shù)方案4. 根據(jù)技術(shù)方案1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述渦輪控制器配置成至少部分地基于所述調(diào)整的風(fēng)速信號(hào)來調(diào)整所述風(fēng)輪機(jī)的一個(gè)或更多個(gè)轉(zhuǎn)子葉片的槳距角或調(diào)整發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)矩。

技術(shù)方案5. 根據(jù)技術(shù)方案1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述至少一個(gè)傳感器進(jìn)一步配置成提供指示關(guān)于所述風(fēng)輪機(jī)的風(fēng)向的風(fēng)向信號(hào)，所述副控制器配置成從所述至少一個(gè)傳感器接收所述風(fēng)向信號(hào)，

其中所述副控制器配置成至少部分地基于第二信號(hào)偏差將所述風(fēng)向信號(hào)調(diào)整至調(diào)整的風(fēng)向信號(hào)，并且將所述調(diào)整的風(fēng)向信號(hào)提供至所述渦輪控制器。

技術(shù)方案6. 根據(jù)技術(shù)方案1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述副控制器包括配置成接收與所述風(fēng)輪機(jī)的所述風(fēng)速和功率產(chǎn)生相關(guān)聯(lián)的輸入信號(hào)的接口，所述副控制器配置成至少部分地基于所述風(fēng)速和所述功率產(chǎn)生來確定所述信號(hào)偏差。

技術(shù)方案7. 根據(jù)技術(shù)方案1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述副控制器配置成確定用于針對(duì)所述風(fēng)輪機(jī)限定的多個(gè)不同風(fēng)速接收器的不同信號(hào)偏差。

技術(shù)方案8. 一種用于控制風(fēng)輪機(jī)的系統(tǒng)，其包括：

至少一個(gè)傳感器，其配置成提供指示關(guān)于所述風(fēng)輪機(jī)的風(fēng)向的風(fēng)向信號(hào)；

渦輪控制器，其配置成控制所述風(fēng)輪機(jī)的操作；

副控制器，其插入在所述至少一個(gè)傳感器與所述渦輪控制器之間，所述副控制器與所述渦輪控制器分開一距離，所述副控制器配置成在通信接口上接收來自所述至少一個(gè)傳感器的所述風(fēng)向信號(hào)，

其中所述副控制器配置成至少部分地基于信號(hào)偏差將所述風(fēng)向信號(hào)調(diào)整至調(diào)整的風(fēng)向信號(hào)，并且將所述調(diào)整的風(fēng)向信號(hào)提供至所述渦輪控制器。

技術(shù)方案9. 根據(jù)技術(shù)方案8所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述副控制器配置成調(diào)整所述風(fēng)向信號(hào)，而不存取由所述渦輪控制器實(shí)施的計(jì)算機(jī)可讀指令。

技術(shù)方案10. 根據(jù)技術(shù)方案8所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述副控制器配置成經(jīng)由在所述副控制器與所述渦輪控制器之間延伸的信號(hào)路徑將所述調(diào)整的風(fēng)向信號(hào)提供至所述渦輪控制器。

技術(shù)方案11. 根據(jù)技術(shù)方案8所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述渦輪控制器配置成至少部分地基于所述調(diào)整的風(fēng)向信號(hào)調(diào)整所述風(fēng)輪機(jī)的機(jī)艙關(guān)于所述風(fēng)向的定向。

技術(shù)方案12. 根據(jù)技術(shù)方案8所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述至少一個(gè)傳感器進(jìn)一步配置成提供指示由所述風(fēng)輪機(jī)經(jīng)歷的風(fēng)速的風(fēng)速信號(hào)，所述副控制器配置成接收來自所述至少一個(gè)傳感器的所述風(fēng)速信號(hào)，

其中所述副控制器配置成至少部分地基于第二信號(hào)偏差來將所述風(fēng)速信號(hào)調(diào)整至調(diào)整的風(fēng)速信號(hào)，并且將所述調(diào)整的風(fēng)速信號(hào)提供至所述渦輪控制器。

技術(shù)方案13. 根據(jù)技術(shù)方案8所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述副控制器包括配置成接收與所述風(fēng)輪機(jī)的所述風(fēng)速和功率產(chǎn)生相關(guān)聯(lián)的輸入信號(hào)，所述副控制器配置成至少部分地基于所述風(fēng)速和所述功率產(chǎn)生來確定所述信號(hào)偏差。

技術(shù)方案14. 根據(jù)技術(shù)方案8所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述副控制器配置成確定用于針對(duì)所述風(fēng)輪機(jī)限定的多個(gè)不同偏航角接收器的不同信號(hào)偏差。

技術(shù)方案15. 一種用于控制風(fēng)輪機(jī)的方法，所述風(fēng)輪機(jī)包括在信號(hào)路徑上與風(fēng)輪機(jī)控制器通信的第一傳感器和第二傳感器，所述方法包括：

修改所述風(fēng)輪機(jī)控制器與所述第一傳感器和第二傳感器之間的所述信號(hào)路徑；

將副控制器插入在所述風(fēng)輪機(jī)控制器與所述第一傳感器和第二傳感器之間；

利用所述第一傳感器生成指示由所述風(fēng)輪機(jī)經(jīng)歷的風(fēng)速的風(fēng)速信號(hào)；

利用所述第二傳感器生成指示關(guān)于所述風(fēng)輪機(jī)的風(fēng)向的風(fēng)向信號(hào)；

在所述副控制器處至少部分地基于第一信號(hào)偏差確定不同于所述風(fēng)速信號(hào)的調(diào)整的風(fēng)速信號(hào)；

在所述副控制器處至少部分地基于第二信號(hào)偏差確定不同于所述風(fēng)向信號(hào)的調(diào)整的風(fēng)向信號(hào)；以及

將所述調(diào)整的風(fēng)速和風(fēng)向信號(hào)提供至所述風(fēng)輪機(jī)控制器。

技術(shù)方案16. 根據(jù)技術(shù)方案15所述的方法，其特征在于，所述方法還包括由所述風(fēng)輪機(jī)控制器至少部分地基于所述調(diào)整的風(fēng)速信號(hào)來確定用于所述風(fēng)輪機(jī)的末端速度比設(shè)置點(diǎn)。

技術(shù)方案17. 根據(jù)技術(shù)方案16所述的方法，其特征在于，所述方法還包括基于所述末端速度比設(shè)置點(diǎn)調(diào)整與所述一個(gè)或更多個(gè)轉(zhuǎn)子葉片相關(guān)聯(lián)的槳距角。

技術(shù)方案18. 根據(jù)技術(shù)方案15所述的方法，其特征在于，所述方法還包括由所述風(fēng)輪機(jī)控制器至少部分地基于所述調(diào)整的風(fēng)向信號(hào)來確定用于所述風(fēng)輪機(jī)的偏航角設(shè)置點(diǎn)。

技術(shù)方案19. 根據(jù)技術(shù)方案18所述的方法，其特征在于，所述方法還包括基于所述偏航角設(shè)置點(diǎn)調(diào)整所述風(fēng)輪機(jī)的機(jī)艙關(guān)于所述風(fēng)向的定向。

技術(shù)方案20. 根據(jù)技術(shù)方案15所述的方法，其特征在于，所述第一信號(hào)偏差或所述第二信號(hào)偏差中的至少一個(gè)使用自動(dòng)調(diào)節(jié)過程來編程到所述副控制器中，所述自動(dòng)調(diào)節(jié)過程包括：

對(duì)于多個(gè)輸入狀態(tài)中的各個(gè)，遞增地調(diào)整多個(gè)遞增信號(hào)偏差值之中的所述第一信號(hào)偏差或所述第二信號(hào)偏差中的至少一個(gè)；

監(jiān)測(cè)所述多個(gè)遞增信號(hào)偏差值中的各個(gè)處的所述風(fēng)輪機(jī)的功率產(chǎn)生；以及

至少部分地基于與所述多個(gè)遞增信號(hào)偏差值中的各個(gè)相關(guān)聯(lián)的所述功率產(chǎn)生從所述多個(gè)遞增信號(hào)偏差值選擇所述第一信號(hào)偏差或所述第二信號(hào)偏差中的至少一個(gè)。

各種實(shí)施例的這些及其它的特征、方面和優(yōu)點(diǎn)將參照以下描述和所附權(quán)利要求變得更好理解。并入在本說明書中并且構(gòu)成本說明書的部分的附圖示出了本公開的實(shí)施例，并且連同描述用于闡釋相關(guān)的原理。

附圖說明

針對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員的實(shí)施例的詳細(xì)論述在參照附圖的說明書中闡述，在該附圖中：

圖1示出了風(fēng)輪機(jī)的一個(gè)實(shí)施例的側(cè)視圖；

圖2示出了適合于與圖1中所示的風(fēng)輪機(jī)一起使用的機(jī)艙的一個(gè)實(shí)施例的內(nèi)部透視圖；

圖3示出了根據(jù)本主題的方面的用于控制風(fēng)輪機(jī)的操作的控制系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例的示意圖；

圖4示出了根據(jù)本主題的方面的用于風(fēng)輪機(jī)的副控制器的一個(gè)實(shí)施例的示意圖；

圖5示出了根據(jù)本主題的方面的用于基于調(diào)整的風(fēng)速信號(hào)來控制風(fēng)輪機(jī)的方法的一個(gè)實(shí)施例的流程圖；

圖6示出了根據(jù)本主題的方面的用于基于調(diào)整的風(fēng)向信號(hào)來控制風(fēng)輪機(jī)的方法的一個(gè)實(shí)施例的流程圖；以及

圖7示出了根據(jù)本主題的方面的用于確定用于副控制器的信號(hào)偏差的自動(dòng)調(diào)節(jié)過程的一個(gè)實(shí)施例的流程圖。

部件列表

10 燃?xì)鉁u輪

12 塔架

14 表面

16 機(jī)艙

18 轉(zhuǎn)子

20 可旋轉(zhuǎn)轂

22 轉(zhuǎn)子葉片

24 發(fā)電機(jī)

26 渦輪控制器

28 方向

32 機(jī)構(gòu)

34 槳距軸線

36 偏航軸線

38 偏航驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)

40 轉(zhuǎn)子軸

42 發(fā)電機(jī)軸

44 變速箱

46 臺(tái)板

48 轉(zhuǎn)子軸周向凸起

52 控制柜

80 傳感器

82 傳感器

84 氣象(測(cè)候)塔

88 速度傳感器

100 控制系統(tǒng)

102 信號(hào)路徑

102 功率相關(guān)的傳感器

104 信號(hào)路徑

106 副控制器

108 信號(hào)路徑

110 信號(hào)路徑

112 功率相關(guān)的傳感器

114 信號(hào)路徑

116 信號(hào)路徑

120 處理器

122 存儲(chǔ)器裝置

124 信號(hào)偏差數(shù)據(jù)

126 通信接口

128 傳感器接口

200 方法

300 方法

400 自動(dòng)調(diào)節(jié)過程。

具體實(shí)施方式

現(xiàn)在將詳細(xì)參照本發(fā)明的實(shí)施例，其一個(gè)或更多個(gè)實(shí)例在附圖中示出。各個(gè)實(shí)例經(jīng)由闡釋本發(fā)明而非限制本發(fā)明來提供。實(shí)際上，對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員而言將顯而易見的是，可在本發(fā)明中作出各種改型和變型，而不脫離本發(fā)明的范圍或精神。例如，示為或描述為一個(gè)實(shí)施例的一部分的特征可與另一個(gè)實(shí)施例一起使用以產(chǎn)生再一個(gè)實(shí)施例。因此，意圖是，本發(fā)明覆蓋歸入所附權(quán)利要求及它們的等同物的范圍內(nèi)的此類改型和變型。

大體上，本主題針對(duì)用于基于從配置成監(jiān)測(cè)各種風(fēng)相關(guān)的參數(shù)的傳感器(例如，風(fēng)相關(guān)的傳感器)接收的各種信號(hào)來調(diào)整風(fēng)輪機(jī)控制系統(tǒng)的操作的系統(tǒng)及方法。例如，公開的系統(tǒng)可包括渦輪控制器，其配置成接收指示風(fēng)相關(guān)的參數(shù)如風(fēng)速和/或風(fēng)向的各種信號(hào)。這些信號(hào)可由風(fēng)輪機(jī)控制器使用，以控制風(fēng)輪機(jī)的操作。例如，(多個(gè))風(fēng)速信號(hào)可用于確定用于風(fēng)輪機(jī)的末端速度比設(shè)置點(diǎn)，并且例如通過調(diào)整轉(zhuǎn)子葉片中的一個(gè)或更多個(gè)的槳距角和/或通過調(diào)整發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)矩來調(diào)整風(fēng)輪機(jī)的操作。類似地，(多個(gè))風(fēng)向信號(hào)可用于調(diào)整與風(fēng)輪機(jī)相關(guān)聯(lián)的偏航角，以便使機(jī)艙關(guān)于風(fēng)向適當(dāng)?shù)囟ㄎ弧?/p>

在一些情況中，可合乎需要的是響應(yīng)于這些風(fēng)相關(guān)的信號(hào)來修改渦輪控制器的操作，以進(jìn)一步增加或提高風(fēng)輪機(jī)的能量產(chǎn)生。然而，如以上指示的，在一些情況中，可難以存取與渦輪控制器相關(guān)聯(lián)的編程(例如，計(jì)算機(jī)可讀指令，如源代碼和源參數(shù))來進(jìn)行此類調(diào)整。

因此，根據(jù)本主題的若干方面，公開的系統(tǒng)可包括設(shè)在風(fēng)輪機(jī)處的副控制器。副控制器可在風(fēng)輪機(jī)控制器外，并且/或者可與渦輪控制器分開一距離。在示例性實(shí)施例中，副控制器可插入在渦輪控制器與配置成生成風(fēng)相關(guān)的信號(hào)的一個(gè)或更多個(gè)傳感器之間。副控制器還可配置成接收一個(gè)或更多個(gè)附加輸入，如指示風(fēng)輪機(jī)的功率輸出(例如，千瓦)的信號(hào)，并且可至少部分地基于(多個(gè))接收的信號(hào)確定對(duì)(多個(gè))風(fēng)相關(guān)的信號(hào)的調(diào)整。(多個(gè))調(diào)整的風(fēng)相關(guān)的信號(hào)可接著傳輸至渦輪控制器，并且由此類控制器使用來控制風(fēng)輪機(jī)的操作。

例如，在一個(gè)實(shí)施例中，副控制器可配置成至少部分地基于由第二控制器確定的風(fēng)速信號(hào)偏差調(diào)整從風(fēng)速傳感器接收的風(fēng)速信號(hào)。調(diào)整的風(fēng)速信號(hào)可接著傳輸至風(fēng)輪機(jī)控制器用于控制風(fēng)輪機(jī)的操作。除調(diào)整風(fēng)速信號(hào)之外(或作為其備選方案)，副控制器還可配置成至少部分地基于由第二控制器確定的風(fēng)向信號(hào)偏差來調(diào)整從風(fēng)向傳感器接收的風(fēng)向信號(hào)。調(diào)整的風(fēng)向信號(hào)可接著傳輸至風(fēng)輪機(jī)控制器用于控制風(fēng)輪機(jī)的操作。

如以上指示的，風(fēng)輪機(jī)控制器可使用(多個(gè))調(diào)整的信號(hào)來控制風(fēng)輪機(jī)的操作。例如，調(diào)整的風(fēng)速信號(hào)可由風(fēng)輪機(jī)控制器使用來確定用于風(fēng)輪機(jī)的末端速度比設(shè)置點(diǎn)。風(fēng)輪機(jī)控制器可接著至少部分地基于末端速度比設(shè)置點(diǎn)來調(diào)整轉(zhuǎn)子葉片中的一個(gè)或更多個(gè)的加載，以實(shí)現(xiàn)用于增加能量產(chǎn)生的期望末端速度比。例如，風(fēng)輪機(jī)控制器可至少部分地基于末端速度比設(shè)置點(diǎn)來調(diào)整轉(zhuǎn)子葉片中的一個(gè)或更多個(gè)的槳距角和/或調(diào)整發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)矩。類似地，調(diào)整的風(fēng)向信號(hào)可由風(fēng)輪機(jī)控制器使用來確定用于風(fēng)輪機(jī)的偏航角設(shè)置點(diǎn)。風(fēng)輪機(jī)控制器可接著基于偏航角設(shè)置點(diǎn)來調(diào)整機(jī)艙的實(shí)際偏航角，以改變機(jī)艙關(guān)于風(fēng)的定向。以該方式，由于觸發(fā)風(fēng)輪機(jī)的不同操作狀態(tài)的不同風(fēng)速/風(fēng)向讀數(shù)(例如，調(diào)整的風(fēng)速/風(fēng)向信號(hào))，故由控制器實(shí)施的末端速度比設(shè)置點(diǎn)和/或偏航角設(shè)置點(diǎn)可由副控制器有效地調(diào)整，而不需要存取或修改與渦輪控制器相關(guān)聯(lián)的計(jì)算機(jī)可讀指令。

在示例性實(shí)施中，各個(gè)調(diào)整信號(hào)可確定成使用信號(hào)偏差實(shí)現(xiàn)能量產(chǎn)生改進(jìn)。如將在下面描述的，信號(hào)偏差可對(duì)于各種輸入狀態(tài)而言為不同的。例如，輸入狀態(tài)可基于各種風(fēng)速、風(fēng)向和/或與風(fēng)輪機(jī)相關(guān)聯(lián)的功率輸出。例如，第一信號(hào)偏差可用于低于某一風(fēng)速閾值的風(fēng)速，而第二信號(hào)偏差可用于高于風(fēng)速閾值的風(fēng)速。用于各個(gè)輸入狀態(tài)的不同信號(hào)偏差可儲(chǔ)存在副控制器處的存儲(chǔ)器中儲(chǔ)存的查找表、矩陣或其它相關(guān)中。

用于輸入狀態(tài)中的各個(gè)的信號(hào)偏差可以以各種方式編程到副控制器中。在示例性實(shí)施例中，風(fēng)速信號(hào)偏差和/或風(fēng)向信號(hào)偏差可在副控制器集成到風(fēng)輪機(jī)控制系統(tǒng)中時(shí)使用自動(dòng)調(diào)節(jié)過程自動(dòng)地確定。例如，對(duì)于多個(gè)輸入狀態(tài)中的各個(gè)，副控制器可遞增地調(diào)整多個(gè)遞增值之中的信號(hào)偏差。副控制器可監(jiān)測(cè)各種輸入以確定哪個(gè)遞增信號(hào)偏差提供針對(duì)特定輸入狀態(tài)的能量產(chǎn)生的最大或足夠大的改進(jìn)。該遞增信號(hào)偏差可選擇為用于特定輸入狀態(tài)的信號(hào)偏差。

現(xiàn)在參照?qǐng)D1，示出了風(fēng)輪機(jī)10的一個(gè)實(shí)施例的側(cè)視圖。如所示，風(fēng)輪機(jī)10大體上包括從支承表面14延伸的塔架12、安裝在塔架12上的機(jī)艙16，以及聯(lián)接于機(jī)艙16的轉(zhuǎn)子18。轉(zhuǎn)子18包括可旋轉(zhuǎn)的轂20以及聯(lián)接于轂20并且從轂20向外延伸的至少一個(gè)轉(zhuǎn)子葉片22。例如，在所示實(shí)施例中，轉(zhuǎn)子18包括三個(gè)轉(zhuǎn)子葉片22。然而，在備選實(shí)施例中，轉(zhuǎn)子18可包括多于或少于三個(gè)的轉(zhuǎn)子葉片22。各個(gè)轉(zhuǎn)子葉片22可圍繞轂20間隔，以便于使轉(zhuǎn)子18旋轉(zhuǎn)來使得動(dòng)能能夠從風(fēng)轉(zhuǎn)變成可用的機(jī)械能，并且隨后轉(zhuǎn)變成電能。例如，轂20可以可旋轉(zhuǎn)地聯(lián)接于定位在機(jī)艙16內(nèi)的發(fā)電機(jī)24(圖2)，以容許產(chǎn)生電能。

風(fēng)輪機(jī)10還可包括渦輪控制系統(tǒng)，其包括與風(fēng)輪機(jī)10相關(guān)聯(lián)的收納在機(jī)艙16內(nèi)或別處的渦輪控制器26。大體上，渦輪控制器26可包括一個(gè)或更多個(gè)處理裝置。因此，在若干實(shí)施例中，渦輪控制器26可包括適合的計(jì)算機(jī)可讀指令，其在由一個(gè)或更多個(gè)處理裝置執(zhí)行時(shí)，將控制器26配置成執(zhí)行各種不同的功能，如，接收、傳輸和/或執(zhí)行風(fēng)輪機(jī)控制信號(hào)。就此而言，渦輪控制器26可大體上配置成控制各種操作模式(例如，啟動(dòng)或關(guān)閉順序)和/或風(fēng)輪機(jī)10的構(gòu)件。

例如，控制器26可配置成控制轉(zhuǎn)子葉片22中的各個(gè)的葉片槳距或槳距角(即，確定轉(zhuǎn)子葉片22相對(duì)于風(fēng)的方向28的投影的角)，以通過調(diào)整至少一個(gè)轉(zhuǎn)子葉片22關(guān)于風(fēng)的角位置來控制轉(zhuǎn)子葉片22上的加載。例如，渦輪控制器26可通過將適合的控制信號(hào)/命令傳輸至風(fēng)輪機(jī)10的各種槳距驅(qū)動(dòng)器或槳距調(diào)整機(jī)構(gòu)32(圖2)來獨(dú)立地或同步地控制轉(zhuǎn)子葉片22的槳距角。具體而言，轉(zhuǎn)子葉片22可通過一個(gè)或更多個(gè)(多個(gè))槳距軸承(未示出)可旋轉(zhuǎn)地安裝于轂20，使得槳距角可通過使用槳距調(diào)整機(jī)構(gòu)32來使轉(zhuǎn)子葉片22圍繞它們的槳距軸線34旋轉(zhuǎn)來調(diào)整。

此外，在風(fēng)的方向28改變時(shí)，渦輪控制器26可配置成控制機(jī)艙16圍繞偏航軸線36的偏航方向或角，以相對(duì)于風(fēng)向28來定位轉(zhuǎn)子葉片22，由此控制作用于風(fēng)輪機(jī)10上的負(fù)載。例如，渦輪控制器26可配置成將控制信號(hào)/命令傳輸至風(fēng)輪機(jī)10的(多個(gè))偏航驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)38(圖2)，使得機(jī)艙16可圍繞偏航軸線36旋轉(zhuǎn)。

更進(jìn)一步，渦輪控制器26還可配置成控制風(fēng)輪機(jī)10的發(fā)電機(jī)24(圖2)的轉(zhuǎn)矩。例如，渦輪控制器26可配置成將控制信號(hào)/命令傳輸至發(fā)電機(jī)24，以便調(diào)制發(fā)電機(jī)24內(nèi)產(chǎn)生的磁通量，因此調(diào)整發(fā)電機(jī)24上的轉(zhuǎn)矩需求。發(fā)電機(jī)24的此類暫時(shí)下調(diào)額定值可減小轉(zhuǎn)子葉片22的轉(zhuǎn)速，由此減小作用于葉片22上的空氣動(dòng)力負(fù)載和各種其它風(fēng)輪機(jī)10構(gòu)件上的反應(yīng)負(fù)載。

現(xiàn)在參照?qǐng)D2，示出了根據(jù)本主題的方面的圖1中所示的風(fēng)輪機(jī)10的機(jī)艙16的一個(gè)實(shí)施例的簡(jiǎn)化內(nèi)部視圖。如所示，發(fā)電機(jī)24可設(shè)置在機(jī)艙16內(nèi)。大體上，發(fā)電機(jī)24可聯(lián)接于風(fēng)輪機(jī)10的轉(zhuǎn)子18，用于由通過轉(zhuǎn)子18生成的旋轉(zhuǎn)能生成電功率。例如，轉(zhuǎn)子18可包括主轉(zhuǎn)子軸40，其聯(lián)接于轂20用于與其一起旋轉(zhuǎn)。發(fā)電機(jī)24可接著聯(lián)接于轉(zhuǎn)子軸40，使得轉(zhuǎn)子軸40的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)24。例如，在所示實(shí)施例中，發(fā)電機(jī)24包括發(fā)電機(jī)軸42，其通過變速箱44可旋轉(zhuǎn)地聯(lián)接于轉(zhuǎn)子軸40。然而，在其它實(shí)施例中，應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到的是，發(fā)電機(jī)軸42可直接地可旋轉(zhuǎn)地聯(lián)接于轉(zhuǎn)子軸40。作為備選，發(fā)電機(jī)24可直接地可旋轉(zhuǎn)地聯(lián)接于轉(zhuǎn)子軸40(通常稱為"直接驅(qū)動(dòng)風(fēng)輪機(jī)")。

應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到的是，轉(zhuǎn)子軸40可大體上由定位在風(fēng)輪機(jī)塔架12的頂部上的支承框架或臺(tái)板46支承在機(jī)艙內(nèi)。例如，轉(zhuǎn)子軸40可由臺(tái)板46經(jīng)由安裝于臺(tái)板46的一對(duì)枕塊支承。

此外，如本文中指示的，渦輪控制器26也可位于風(fēng)輪機(jī)10的機(jī)艙16內(nèi)。例如，如所示實(shí)施例中所示，渦輪控制器26設(shè)置在安裝于機(jī)艙16的一部分的控制柜52內(nèi)。然而，在其它實(shí)施例中，渦輪控制器26可設(shè)置在風(fēng)輪機(jī)10上和/或內(nèi)的任何其它適合的位置處，或遠(yuǎn)離風(fēng)輪機(jī)10的任何適合的位置處。此外，如本文中所述，渦輪控制器26還可通信地聯(lián)接于風(fēng)輪機(jī)10的各種構(gòu)件，用于大體上控制風(fēng)輪機(jī)和/或此類構(gòu)件。例如，渦輪控制器26可通信地聯(lián)接于風(fēng)輪機(jī)10的(多個(gè))偏航驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)38，用于控制和/或改變機(jī)艙16關(guān)于風(fēng)的方向28(圖1)的偏航角。類似地，渦輪控制器26還可通信地聯(lián)接于風(fēng)輪機(jī)10的各個(gè)槳距調(diào)整機(jī)構(gòu)32(示出其中一個(gè))，用于控制和/或改變各個(gè)轉(zhuǎn)子葉片22的槳距角。例如，渦輪控制器26可配置成將控制信號(hào)/命令傳輸至各個(gè)槳距調(diào)整機(jī)構(gòu)32，使得槳距調(diào)整機(jī)構(gòu)32的一個(gè)或更多個(gè)促動(dòng)器(未示出)可用于使葉片22關(guān)于轂20旋轉(zhuǎn)。

風(fēng)輪機(jī)10還可包括用于監(jiān)測(cè)渦輪10的一個(gè)或更多個(gè)操作狀態(tài)的一個(gè)或更多個(gè)傳感器。例如，如圖2中所示，風(fēng)輪機(jī)可包括用于監(jiān)測(cè)風(fēng)輪機(jī)10的一個(gè)或更多個(gè)風(fēng)相關(guān)的參數(shù)的一個(gè)或更多個(gè)風(fēng)相關(guān)的傳感器80,82。具體而言，在若干實(shí)施例中，風(fēng)輪機(jī)10可包括用于監(jiān)測(cè)由風(fēng)輪機(jī)10經(jīng)歷的風(fēng)速的一個(gè)或更多個(gè)風(fēng)速傳感器80，以及用于監(jiān)測(cè)關(guān)于風(fēng)輪機(jī)10的風(fēng)向的一個(gè)或更多個(gè)風(fēng)向傳感器82。如圖2中所示，風(fēng)傳感器80,82聯(lián)接于氣象塔84(也稱為測(cè)候塔或測(cè)候柱)或另外形成其一部分。在其它實(shí)施例中，(多個(gè))風(fēng)速傳感器80和/或(多個(gè))風(fēng)向傳感器82不必聯(lián)接于氣象塔84或形成其一部分，而是相反，可定位在風(fēng)輪機(jī)10上、內(nèi)和/或關(guān)于其的任何適合的位置處，這允許此類(多個(gè))傳感器監(jiān)測(cè)其對(duì)應(yīng)的風(fēng)相關(guān)的參數(shù)。

應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到的是，(多個(gè))風(fēng)速傳感器80可大體上對(duì)應(yīng)于提供由風(fēng)輪機(jī)10經(jīng)歷的當(dāng)前風(fēng)速的指示的任何適合的傳感器。例如，適合的風(fēng)速傳感器可包括但不限于光檢測(cè)和測(cè)距("LIDAR")裝置、聲檢測(cè)和測(cè)距("SODAR")裝置、風(fēng)速計(jì)、氣壓計(jì)和雷達(dá)裝置(如，多普勒雷達(dá)裝置)。在其它實(shí)施例中，一個(gè)或更多個(gè)傳感器可用于測(cè)量轉(zhuǎn)子葉片22的偏轉(zhuǎn)。該偏轉(zhuǎn)可接著關(guān)聯(lián)于轉(zhuǎn)子葉片22經(jīng)受的風(fēng)速。類似地，應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到的是，(多個(gè))風(fēng)向傳感器82可大體上對(duì)應(yīng)于提供關(guān)于風(fēng)輪機(jī)10的當(dāng)前風(fēng)向的指示的任何適合的傳感器。例如，適合的風(fēng)向傳感器可對(duì)應(yīng)于風(fēng)向標(biāo)。

還應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到的是，盡管風(fēng)速和風(fēng)向傳感器80,82在圖2中示為兩個(gè)單獨(dú)的傳感器，但風(fēng)輪機(jī)10可改為包括配置成監(jiān)測(cè)風(fēng)速和風(fēng)向兩者的單個(gè)傳感器或感測(cè)裝置。

此外，風(fēng)輪機(jī)10還可包括任何其它適合的傳感器。例如，如圖2中所示，風(fēng)輪機(jī)10可包括用于監(jiān)測(cè)風(fēng)輪機(jī)10的轉(zhuǎn)子速度的速度傳感器88。在此類實(shí)施例中，速度傳感器88可配置成如通過監(jiān)測(cè)風(fēng)輪機(jī)10的轉(zhuǎn)子軸40或發(fā)電機(jī)軸42的速度來監(jiān)測(cè)提供轉(zhuǎn)子速度的指示的風(fēng)輪機(jī)10的任何適合的構(gòu)件的速度。應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到的是，速度傳感器88可對(duì)應(yīng)于用于測(cè)量速度的任何適合的(多個(gè))傳感器或(多個(gè))構(gòu)件，如，一個(gè)或更多個(gè)編碼器、接近傳感器、換能器、分解器等。

本公開的示例性方面還針對(duì)用于例如通過基于風(fēng)速信號(hào)確定風(fēng)輪機(jī)10的末端速度比設(shè)置點(diǎn)和/或通過基于風(fēng)向信號(hào)確定偏航角設(shè)置點(diǎn)來基于風(fēng)相關(guān)的信號(hào)控制風(fēng)輪機(jī)10的方法。如大體上理解的，末端速度比為葉片末端轉(zhuǎn)速與風(fēng)速之比。風(fēng)輪機(jī)10的末端速度比可例如至少部分地基于由(多個(gè))速度傳感器88提供的指示風(fēng)輪機(jī)10的各種構(gòu)件(例如，軸、轉(zhuǎn)子葉片等)的速度的各種速度信號(hào)，以及指示風(fēng)速的信號(hào)(例如，來自風(fēng)速傳感器80)來確定。例如，末端速度比可大體上通過將如由速度傳感器88測(cè)得的風(fēng)輪機(jī)10的當(dāng)前轉(zhuǎn)速乘以轉(zhuǎn)子18的最大半徑并且將該結(jié)果除以風(fēng)速來計(jì)算。如將在下面描述的，控制器26可用于基于本文中公開的主題控制發(fā)電機(jī)24的轉(zhuǎn)矩調(diào)整、轉(zhuǎn)子葉片22的槳距調(diào)整和/或機(jī)艙16的偏航調(diào)整，以便大體上控制轉(zhuǎn)子葉片22和風(fēng)輪機(jī)10上的加載來增加能量產(chǎn)生。

現(xiàn)在參照?qǐng)D3，示出了根據(jù)本主題的方面的用于風(fēng)輪機(jī)如圖1所示的風(fēng)輪機(jī)10的控制系統(tǒng)100的一個(gè)實(shí)施例的示意圖。如所示，控制系統(tǒng)100包括風(fēng)輪機(jī)控制器26。如以上指示的，渦輪控制器26可包括計(jì)算機(jī)可讀指令，其在由一個(gè)或更多個(gè)處理器執(zhí)行時(shí)，引起(多個(gè))處理器實(shí)施各種控制例行程序，如，確定末端速度比設(shè)置點(diǎn)和基于此類設(shè)置點(diǎn)控制風(fēng)輪機(jī)10的加載，和/或確定偏航角設(shè)置點(diǎn)和基于此類設(shè)置點(diǎn)來調(diào)整機(jī)艙16的偏航角。在一些實(shí)施例中，與渦輪控制器26相關(guān)聯(lián)的計(jì)算機(jī)可讀指令可為不可存取或另外不可用的。例如，渦輪控制器26可由不同服務(wù)提供者安裝和/或配置。

控制系統(tǒng)100還可包括一個(gè)或更多個(gè)關(guān)于風(fēng)的傳感器80,82。例如，如以上指示的，風(fēng)輪機(jī)10可包括一個(gè)或更多個(gè)風(fēng)速傳感器80和一個(gè)或更多個(gè)風(fēng)向傳感器82。在此類情況中，此類傳感器80,82可包括在公開的控制系統(tǒng)100的實(shí)施例內(nèi)。

為了調(diào)整渦輪控制器26的操作而不需要存取與控制器26相關(guān)聯(lián)的計(jì)算機(jī)可讀指令，用于從(多個(gè))風(fēng)速傳感器80傳送風(fēng)速信號(hào)和用于從(多個(gè))風(fēng)向傳感器82傳送風(fēng)向信號(hào)的信號(hào)路徑102和104分別可斷開。此外，控制系統(tǒng)100的副控制器106可在新信號(hào)路徑中插入在風(fēng)輪機(jī)控制器26與風(fēng)傳感器80,82之間。

副控制器106可與風(fēng)輪機(jī)控制器26分開一距離(例如，1m、1cm或更小、2m或更大，或其它適合的距離)。此外，副控制器106可位于單獨(dú)的殼體中，并且/或者可包括不同于風(fēng)輪機(jī)控制器26的構(gòu)件的一個(gè)或更多個(gè)構(gòu)件(例如，處理器、存儲(chǔ)器裝置等)。此外，在一些實(shí)施例中，副控制器106可使用關(guān)于渦輪控制器26以不同語言或協(xié)議儲(chǔ)存的不同計(jì)算機(jī)可讀指令。以該方式，副控制器106可為獨(dú)立且與渦輪控制器26分開的裝置。

副控制器106可配置成經(jīng)由信號(hào)路徑108從風(fēng)速傳感器80接收風(fēng)速信號(hào)。副控制器106還可配置成經(jīng)由信號(hào)路徑110從風(fēng)向傳感器82接收風(fēng)向信號(hào)。如本文中使用的，信號(hào)路徑可包括用于傳輸信號(hào)的任何適合的通信介質(zhì)。例如，信號(hào)路徑可包括任何數(shù)量的有線或無線鏈路，包括經(jīng)由一個(gè)或更多個(gè)以太網(wǎng)連接、光纖連接、網(wǎng)絡(luò)總線、電力線、導(dǎo)線或用于無線傳輸信息的電路的通信。信號(hào)可在信號(hào)路徑上使用任何適合的通信協(xié)議來傳送，如，串行通信協(xié)議、寬帶電力線協(xié)議、無線通信協(xié)議或其它適合的協(xié)議。

副控制器106還可接收與用于風(fēng)輪機(jī)10的一個(gè)或更多個(gè)其它輸入狀態(tài)(例如，除了當(dāng)前風(fēng)速和/或當(dāng)前風(fēng)向之外的一個(gè)或更多個(gè)狀態(tài))相關(guān)聯(lián)的一個(gè)或更多個(gè)信號(hào)。例如，在一個(gè)實(shí)施例中，此類附加(多個(gè))輸入狀態(tài)可代表用于風(fēng)輪機(jī)10的功率產(chǎn)生和/或其它適合的渦輪相關(guān)的參數(shù)。例如，副控制器106可在信號(hào)路徑114上從功率相關(guān)的傳感器112接收信號(hào)。功率相關(guān)的傳感器102可為與風(fēng)輪機(jī)10的電氣系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)的傳感器，其提供指示風(fēng)輪機(jī)10的功率產(chǎn)生(例如，風(fēng)輪機(jī)10的功率輸出)的信號(hào)。

在若干實(shí)施例中，副控制器106可配置成基于風(fēng)速信號(hào)偏差將從風(fēng)速傳感器80接收的風(fēng)速信號(hào)調(diào)整為調(diào)整的風(fēng)速信號(hào)。風(fēng)速信號(hào)偏差可例如范圍從大約0.5米/秒(m/s)到大約1m/s。例如，調(diào)整的風(fēng)速信號(hào)可接著通過將風(fēng)速信號(hào)偏差加至從風(fēng)速傳感器80接收的風(fēng)速信號(hào)或從該風(fēng)速信號(hào)減去風(fēng)速信號(hào)偏差來確定。類似地，副控制器106可配置成基于風(fēng)向信號(hào)偏差將從風(fēng)向傳感器82接收的風(fēng)向信號(hào)調(diào)整至調(diào)整的風(fēng)向信號(hào)。風(fēng)向信號(hào)偏差可例如范圍從大約5度到大約10度。例如，調(diào)整的風(fēng)向信號(hào)可接著通過將風(fēng)向信號(hào)偏差加至從風(fēng)向傳感器82接收的風(fēng)向信號(hào)或從該風(fēng)向信號(hào)減去風(fēng)向信號(hào)偏差來確定。

在特定實(shí)施中，副控制器106可配置成至少部分地基于用于風(fēng)輪機(jī)的當(dāng)前輸入狀態(tài)(如，當(dāng)前風(fēng)速、當(dāng)前風(fēng)向和/或當(dāng)前功率輸出(例如，如從自功率相關(guān)的傳感器102接收的信號(hào)確定的))中的一個(gè)或更多個(gè)來確定調(diào)整的風(fēng)速信號(hào)和/或調(diào)整的風(fēng)向信號(hào)。例如，不同信號(hào)偏差值可與不同輸入狀態(tài)相關(guān)聯(lián)。用于各個(gè)輸入狀態(tài)(或輸入狀態(tài)的組合)的信號(hào)偏差值可在一個(gè)實(shí)施例中使用自動(dòng)調(diào)節(jié)過程來確定。將在下面更詳細(xì)論述用于將用于不同輸入狀態(tài)的不同信號(hào)偏差值編程到副控制器106中的示例性方法。

一旦確定，則調(diào)整的風(fēng)速信號(hào)和/或調(diào)整的風(fēng)向信號(hào)可由副控制器106在信號(hào)路徑116上傳送至渦輪控制器26。渦輪控制器26可接著使用調(diào)整的信號(hào)來控制風(fēng)輪機(jī)10的操作。例如，在一些實(shí)施例中，渦輪控制器26可基于調(diào)整的風(fēng)速信號(hào)、轉(zhuǎn)子葉片22的半徑，以及指示如例如使用速度傳感器88(圖2)確定的轉(zhuǎn)子速度的信號(hào)來計(jì)算末端速度比設(shè)置點(diǎn)。渦輪控制器26可接著配置成至少部分地基于末端速度比設(shè)置點(diǎn)例如通過使轉(zhuǎn)子葉片22變槳和/或調(diào)整發(fā)電機(jī)24的轉(zhuǎn)矩來調(diào)整風(fēng)輪機(jī)10的操作。類似地，渦輪控制器26可基于調(diào)整的風(fēng)向信號(hào)來計(jì)算偏航角設(shè)置點(diǎn)。渦輪控制器26可接著配置成至少部分地基于偏航角設(shè)置點(diǎn)例如通過使機(jī)艙16偏航來調(diào)整風(fēng)輪機(jī)10的操作。

現(xiàn)在參照?qǐng)D4，示出了根據(jù)本公開的示例性方面的可包括在副控制器106(或渦輪控制器26)內(nèi)的適合的構(gòu)件的一個(gè)實(shí)施例的框圖。如所示，副控制器106可包括一個(gè)或更多個(gè)(多個(gè))處理器120和相關(guān)聯(lián)的(多個(gè))存儲(chǔ)器裝置122，它們配置成執(zhí)行多種計(jì)算機(jī)實(shí)施功能(例如，執(zhí)行本文中公開的方法、步驟、計(jì)算等)。

如本文中使用的，用語"處理器"不但是指本領(lǐng)域中稱為包括在計(jì)算機(jī)中的集成電路，而且是指控制器、微控制器、微型計(jì)算機(jī)、可編程邏輯控制器(PLC)、專用集成電路，以及其它可編程電路。此外，(多個(gè))存儲(chǔ)器裝置122可大體上包括(多個(gè))存儲(chǔ)器元件，包括但不限于，計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)(例如，隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)、計(jì)算機(jī)可讀非易失性介質(zhì)(例如，閃速存儲(chǔ)器)、軟盤、光盤只讀存儲(chǔ)器(CD-ROM)、磁光盤(MOD)、數(shù)字多功能盤(DVD)和/或其它適合的存儲(chǔ)器元件)。

此類(多個(gè))存儲(chǔ)器裝置122可大體上配置成儲(chǔ)存適合的計(jì)算機(jī)可讀指令，其在由(多個(gè))處理器120實(shí)施時(shí)，將副控制器106配置成執(zhí)行各種功能，包括但不限于從一個(gè)或更多個(gè)傳感器(例如，(多個(gè))風(fēng)速傳感器80、(多個(gè))風(fēng)向傳感器82、(多個(gè))速度傳感器88和/或(多個(gè))功率相關(guān)的傳感器112)直接或間接地接收指示各種輸入狀態(tài)的信號(hào)、確定調(diào)整的風(fēng)速/風(fēng)向信號(hào)，和/或?qū)⒄{(diào)整的信號(hào)傳輸至渦輪控制器26，以及各種其它適合的計(jì)算機(jī)實(shí)施的功能。

如所示，(多個(gè))存儲(chǔ)器裝置122還可儲(chǔ)存信號(hào)偏差數(shù)據(jù)124。信號(hào)偏差數(shù)據(jù)124可對(duì)應(yīng)于可用于偏移或調(diào)整從(多個(gè))風(fēng)相關(guān)的傳感器80,82接收的風(fēng)速信號(hào)和/或風(fēng)向信號(hào)來確定(多個(gè))調(diào)整信號(hào)的一個(gè)或更多個(gè)信號(hào)偏差值。在特定實(shí)施中，信號(hào)偏差數(shù)據(jù)124可包括與多個(gè)不同輸入狀態(tài)中的各個(gè)相關(guān)聯(lián)的不同信號(hào)偏差值。信號(hào)偏差數(shù)據(jù)124可以以任何適合的方式編程到(多個(gè))存儲(chǔ)器裝置122中。在一個(gè)示例性實(shí)施例中，信號(hào)偏差數(shù)據(jù)124可使用如將在下面更詳細(xì)論述的自動(dòng)調(diào)節(jié)過程來自動(dòng)地編程到(多個(gè))存儲(chǔ)器裝置122中。

此外，副控制器106還可包括通信接口126，以便于副控制器106與風(fēng)輪機(jī)10的各種構(gòu)件之間的通信。接口可包括一個(gè)或更多個(gè)電路、終端、插腳、觸點(diǎn)、導(dǎo)線，或用于發(fā)送和接收控制信號(hào)的其它構(gòu)件。此外，副控制器106還可包括傳感器接口128(例如，一個(gè)或更多個(gè)模數(shù)轉(zhuǎn)換器)，以容許從傳感器(例如，傳感器80, 82, 88, 112)傳輸?shù)男盘?hào)轉(zhuǎn)換成可由(多個(gè))處理器120理解和處理的信號(hào)。

現(xiàn)在參照?qǐng)D5，示出了根據(jù)本主題的方面的用于基于調(diào)整的風(fēng)速信號(hào)控制風(fēng)輪機(jī)的方法200的一個(gè)實(shí)施例的流程圖。方法200可使用一個(gè)或更多個(gè)控制裝置實(shí)施，如圖3中所示的控制器中的一個(gè)或更多個(gè)。此外，圖5示出了出于圖示和論述的目的以特定順序執(zhí)行的步驟。本領(lǐng)域技術(shù)人員使用本文中提供的公開將理解，本文中公開的方法中的任一種的步驟可以以各種方式修改、擴(kuò)展、省略、重新排列和/或改動(dòng)，而不偏離本公開的范圍。

如圖5中所示，在(202)處，方法200包括在副控制器處從風(fēng)速傳感器接收風(fēng)速信號(hào)。例如，圖3中所示的副控制器106可從(多個(gè))風(fēng)速傳感器80接收指示由風(fēng)輪機(jī)10經(jīng)歷的當(dāng)前風(fēng)速的風(fēng)速信號(hào)。此外，在(204)處，可接收與(多個(gè))輸入狀態(tài)相關(guān)聯(lián)的一個(gè)或更多個(gè)信號(hào)。例如，如以上指示的，副控制器106可接收來自除(多個(gè))風(fēng)速傳感器80之外的各種其它傳感器的信號(hào)，如，(多個(gè))功率相關(guān)的傳感器112和/或風(fēng)向傳感器82。(多個(gè))輸入狀態(tài)可為特定水平的功率輸出、特定風(fēng)速、特定風(fēng)向和/或此類風(fēng)輪機(jī)參數(shù)的任何組合。此外，(多個(gè))輸入狀態(tài)還可基于其它適合的參數(shù)，而不偏離本公開的范圍。

此外，在(206)處，風(fēng)速信號(hào)偏差可存取和/或確定。例如，可存取編程到與副控制器106相關(guān)聯(lián)或通信的(多個(gè))存儲(chǔ)器裝置122中的風(fēng)速信號(hào)偏差。在示例性實(shí)施例中，不同風(fēng)速信號(hào)偏差值可與不同輸入狀態(tài)相關(guān)聯(lián)。具體而言，在一個(gè)實(shí)施例中，不同風(fēng)速信號(hào)偏差值可與不同風(fēng)速接收器(bin)相關(guān)聯(lián)。例如，多個(gè)風(fēng)速接收器可針對(duì)風(fēng)輪機(jī)10限定，如，通過以預(yù)設(shè)值(例如，每1到2m/s)的增量限定風(fēng)速接收器。在此類實(shí)施例中，各個(gè)風(fēng)速接收器可與不同風(fēng)速信號(hào)偏差值相關(guān)聯(lián)。在另一個(gè)實(shí)施例中，不同風(fēng)速信號(hào)偏差值可與其它適合的輸入狀態(tài)的接收器或范圍相關(guān)聯(lián)，如不同功率輸出接收器和/或不同風(fēng)向(或偏航角)接收器。

應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到的是，本文中使用的(多個(gè))風(fēng)速信號(hào)偏差值可使用本領(lǐng)域中已知的任何適合的手段和/或方法來確定和/或編程到副控制器106中。例如，在一個(gè)實(shí)施例中，(多個(gè))風(fēng)速信號(hào)偏差值可對(duì)應(yīng)于預(yù)定的(多個(gè))信號(hào)偏差值，其預(yù)先儲(chǔ)存在副控制器106的(多個(gè))存儲(chǔ)器裝置122內(nèi)。作為備選，(多個(gè))風(fēng)速信號(hào)偏差值可使用自動(dòng)調(diào)節(jié)過程確定和/或編程到副控制器106中。將在下面參照?qǐng)D7描述可根據(jù)本主題的方面使用的適合自動(dòng)調(diào)節(jié)過程的一個(gè)實(shí)例。

仍參照?qǐng)D5，在(208)處，方法200可包括至少部分地基于從對(duì)應(yīng)的傳感器接收的風(fēng)速信號(hào)和確定的風(fēng)速信號(hào)偏差來確定調(diào)整的風(fēng)速信號(hào)。例如，在一個(gè)實(shí)施例中，與(多個(gè))當(dāng)前輸入狀態(tài)相關(guān)聯(lián)的風(fēng)速信號(hào)偏差可由副控制器106加至風(fēng)速信號(hào)或從風(fēng)速信號(hào)減去，以確定調(diào)整的風(fēng)速信號(hào)。

此外，在(210)處，調(diào)整的風(fēng)速信號(hào)可傳輸至渦輪控制器。例如，如以上指示的，調(diào)整的風(fēng)速信號(hào)可在信號(hào)路徑116上由副控制器106傳送至渦輪控制器26。此后，在(212)處，渦輪控制器26可至少部分地基于調(diào)整的風(fēng)速信號(hào)來控制風(fēng)輪機(jī)10的操作。

例如，在一個(gè)示例性實(shí)施中，風(fēng)輪機(jī)控制器26可至少部分地基于調(diào)整的風(fēng)速信號(hào)來確定末端速度比設(shè)置點(diǎn)。風(fēng)輪機(jī)控制器26可接著至少部分地基于末端速度比設(shè)置點(diǎn)來調(diào)整風(fēng)輪機(jī)10的轉(zhuǎn)子葉片22的加載。例如，風(fēng)輪機(jī)控制器26可至少部分地基于末端速度比設(shè)置點(diǎn)來調(diào)整轉(zhuǎn)子葉片22中的一個(gè)或更多個(gè)的槳距角，以增大或減小葉片22上的加載。此外和/或在備選方案中，風(fēng)輪機(jī)控制器26可調(diào)整發(fā)電機(jī)24的轉(zhuǎn)矩，以調(diào)整轉(zhuǎn)子葉片22的速度。

現(xiàn)在參照?qǐng)D6，示出了根據(jù)本主題的方面的用于基于調(diào)整的風(fēng)向信號(hào)控制風(fēng)輪機(jī)的方法300的一個(gè)實(shí)施例的流程圖。方法300可使用一個(gè)或更多個(gè)控制裝置實(shí)施，如，圖3中所示的控制器中的一個(gè)或更多個(gè)。此外，圖6示出了出于圖示和論述的目的以特定順序執(zhí)行的步驟。本領(lǐng)域技術(shù)人員使用本文中提供的公開將理解，本文中公開的方法中的任一種的步驟可以以各種方式修改、擴(kuò)展、省略、重新排列和/或改動(dòng)，而不偏離本公開的范圍。

如圖6中所示，在(302)處，方法300包括在副控制器處從風(fēng)向傳感器接收風(fēng)向信號(hào)。例如，圖3中所示的副控制器106可從(多個(gè))風(fēng)向傳感器82接收指示關(guān)于風(fēng)輪機(jī)10的當(dāng)前風(fēng)向的風(fēng)向信號(hào)。此外，在(304)處，可接收與用于風(fēng)輪機(jī)10的(多個(gè))輸入狀態(tài)相關(guān)聯(lián)的一個(gè)或更多個(gè)信號(hào)。例如，如以上指示的，副控制器106可接收來自除(多個(gè))風(fēng)向傳感器82之外的各種其它傳感器的信號(hào)，如，(多個(gè))功率相關(guān)的傳感器112和/或(多個(gè))風(fēng)速傳感器82。如以上指示的，(多個(gè))輸入狀態(tài)可在一個(gè)實(shí)施例中為特定水平的功率輸出、特定風(fēng)速、特定風(fēng)向和/或此類風(fēng)輪機(jī)參數(shù)的任何組合。

此外，在(306)處，可存取和/或確定風(fēng)向信號(hào)偏差。例如，可存取編程到與副控制器106相關(guān)聯(lián)或通信的(多個(gè))存儲(chǔ)器裝置122中的風(fēng)向信號(hào)偏差。在示例性實(shí)施例中，不同風(fēng)向信號(hào)偏差值可與不同輸入狀態(tài)相關(guān)聯(lián)。具體而言，在一個(gè)實(shí)施例中，不同風(fēng)向信號(hào)偏差值可與不同風(fēng)向(或偏航角)接收器相關(guān)聯(lián)。例如，多個(gè)偏航角接收器可針對(duì)風(fēng)輪機(jī)10限定，如，通過以預(yù)設(shè)值(例如，每5到10度)的增量限定偏航角接收器。在此類實(shí)施例中，各個(gè)偏航角接收器可與不同的風(fēng)向信號(hào)偏差相關(guān)聯(lián)。在另一個(gè)實(shí)施例中，不同風(fēng)向偏差值可與其它適合的輸入狀態(tài)的接收器或范圍相關(guān)聯(lián)，如不同功率輸出接收器和/或不同風(fēng)速接收器。

應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到的是，本文中使用的(多個(gè))風(fēng)向信號(hào)偏差值可使用本領(lǐng)域中已知的任何適合的手段和/或方法來確定和/或編程到副控制器106中。例如，在一個(gè)實(shí)施例中，(多個(gè))風(fēng)向信號(hào)偏差值可對(duì)應(yīng)于預(yù)定的(多個(gè))信號(hào)偏差值，其預(yù)先儲(chǔ)存在副控制器106的(多個(gè))存儲(chǔ)器裝置122內(nèi)。作為備選，(多個(gè))風(fēng)向信號(hào)偏差值可使用自動(dòng)調(diào)節(jié)過程確定和/或編程到副控制器106中。如以上指示的，將在下面參照?qǐng)D7描述可根據(jù)本主題的方面使用的適合自動(dòng)調(diào)節(jié)過程的一個(gè)實(shí)例。

仍參照?qǐng)D6，在(308)處，方法300可包括至少部分地基于從對(duì)應(yīng)傳感器接收的風(fēng)向信號(hào)和確定的風(fēng)向信號(hào)偏差來確定調(diào)整的風(fēng)向信號(hào)。例如，在一個(gè)實(shí)施例中，與(多個(gè))當(dāng)前輸入狀態(tài)相關(guān)聯(lián)的風(fēng)向信號(hào)偏差可由副控制器106加至風(fēng)向信號(hào)或從風(fēng)向信號(hào)減去，以確定調(diào)整的風(fēng)向信號(hào)。

此外，在(310)處，調(diào)整的風(fēng)向信號(hào)可傳送至渦輪控制器。例如，調(diào)整的風(fēng)向信號(hào)可在信號(hào)路徑116上由副控制器106傳送至渦輪控制器26。此后，在(312)處，渦輪控制器26可至少部分地基于調(diào)整的風(fēng)向信號(hào)來控制風(fēng)輪機(jī)10的操作。

例如，在一個(gè)示例性實(shí)施中，風(fēng)輪機(jī)控制器26可至少部分地基于調(diào)整的風(fēng)向信號(hào)來確定偏航角設(shè)置點(diǎn)。風(fēng)輪機(jī)控制器26可接著至少部分地基于偏航角設(shè)置點(diǎn)調(diào)整機(jī)艙16關(guān)于風(fēng)的定向。例如，如以上指示的，風(fēng)輪機(jī)控制器26可經(jīng)由風(fēng)輪機(jī)10的(多個(gè))偏航驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)38調(diào)整機(jī)艙16的偏航角。

應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到的是，在若干實(shí)施例中，本文中所述的方法200,300可單獨(dú)地實(shí)施，以允許副控制器106單獨(dú)地確定待傳輸至渦輪控制器的調(diào)整的風(fēng)速信號(hào)或調(diào)整的風(fēng)向信號(hào)。作為備選，方法200,300可組合(例如，并行)實(shí)施。在此類實(shí)施例中，第二控制器106可基于相關(guān)聯(lián)的(多個(gè))輸入狀態(tài)來確定調(diào)整的風(fēng)速信號(hào)和調(diào)整的風(fēng)向信號(hào)兩者。調(diào)整的風(fēng)速/風(fēng)向信號(hào)可接著傳輸至渦輪控制器26，以允許基于調(diào)整的信號(hào)來實(shí)施適合的控制動(dòng)作。

如以上指示的，在若干實(shí)施例中，本文中使用的(多個(gè))信號(hào)偏差值可使用自動(dòng)調(diào)節(jié)過程編程到副控制器106中。例如，圖7示出了根據(jù)本主題的方面的自動(dòng)調(diào)節(jié)過程400的一個(gè)實(shí)例的流程圖，其可用于確定信號(hào)偏差值(例如，風(fēng)速信號(hào)偏差值和/或風(fēng)向信號(hào)偏差值)。自動(dòng)調(diào)節(jié)過程400可在任何適合的時(shí)間處執(zhí)行，如，當(dāng)副控制器106首先在控制系統(tǒng)100中且/或以周期間隔實(shí)施時(shí)。大體上，自動(dòng)調(diào)節(jié)過程400包括在多個(gè)遞增信號(hào)偏差值之中遞增地調(diào)整信號(hào)偏差。應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到的是，任何適合數(shù)量的遞增信號(hào)偏差值可使用，而不偏離本公開的范圍。當(dāng)調(diào)整信號(hào)偏差時(shí)，風(fēng)輪機(jī)10的功率產(chǎn)生或輸出可在多個(gè)不同遞增信號(hào)偏差值中的各個(gè)處監(jiān)測(cè)。用于風(fēng)輪機(jī)10的當(dāng)前或相關(guān)(多個(gè))輸入狀態(tài)的信號(hào)偏差值可至少部分地基于與各個(gè)遞增信號(hào)偏差值相關(guān)聯(lián)的功率產(chǎn)生選擇，使得與大多數(shù)改進(jìn)和/或提高的功率產(chǎn)生相關(guān)聯(lián)的遞增信號(hào)偏差值選擇為用于當(dāng)前/相關(guān)(多個(gè))輸入狀態(tài)的信號(hào)偏差值。

如圖7中所示，在(402)處，可識(shí)別風(fēng)輪機(jī)的(多個(gè))新輸入狀態(tài)。例如，基于從一個(gè)或更多個(gè)傳感器接收的信號(hào)，副控制器106可識(shí)別(多個(gè))新輸入狀態(tài)存在。具體而言，在一個(gè)實(shí)施例中，副控制器106可接收來自風(fēng)速傳感器80的風(fēng)速信號(hào)，并且認(rèn)識(shí)到與風(fēng)速信號(hào)相關(guān)聯(lián)的風(fēng)速落入風(fēng)速信號(hào)偏差并未分配用于其的風(fēng)速接收器中。在此類情況下，副控制器106可將風(fēng)速和/或風(fēng)速接收器識(shí)別為(多個(gè))新輸入狀態(tài)。類似地，副控制器106可接收來自風(fēng)向傳感器82的風(fēng)向信號(hào)，并且認(rèn)識(shí)到與風(fēng)向信號(hào)相關(guān)聯(lián)的風(fēng)向落入風(fēng)向信號(hào)偏差并未分配用于其的風(fēng)向(或偏航角)接收器中。在此類情況下，副控制器106可將風(fēng)向和/或風(fēng)向(或偏航角)接收器識(shí)別為(多個(gè))新輸入狀態(tài)。

此外，在(404)處，自動(dòng)調(diào)節(jié)過程400可包括將信號(hào)偏差值遞增地調(diào)整至下一遞增信號(hào)偏差值。例如，當(dāng)確定風(fēng)速信號(hào)偏差時(shí)，初始信號(hào)偏差值可由多個(gè)遞增風(fēng)速信號(hào)偏差值(例如，±0.1m/s,±0.2m/s,±0.3m/s,±0.4m/s,±0.5m/s等)調(diào)整。類似地，當(dāng)確定風(fēng)向信號(hào)偏差時(shí)，初始信號(hào)偏差值可由多個(gè)遞增風(fēng)向信號(hào)偏差值(例如，±0.5°,±1.0°,±1.5°,±2.0°,±2.5°等)調(diào)整。

在將信號(hào)偏差值調(diào)整至下一個(gè)遞增信號(hào)偏差值之后，自動(dòng)調(diào)節(jié)過程400進(jìn)行至(406)，其中監(jiān)測(cè)遞增信號(hào)偏差下的功率產(chǎn)生。因此，在(408)處，可確定是否改進(jìn)或提高遞增信號(hào)偏差下的功率產(chǎn)生。如果不是，則可接著在(410)處確定遞增信號(hào)偏差是否是多個(gè)遞增信號(hào)偏差值中的最后信號(hào)偏差。如果如此，則過程400終止。否則，自動(dòng)調(diào)節(jié)過程400返回至(404)，其中信號(hào)偏差遞增地調(diào)整至下一個(gè)遞增信號(hào)偏差值。

如果在(408)處改進(jìn)或提高功率產(chǎn)生，則遞增信號(hào)偏差在(412)處選擇為用于(多個(gè))輸入狀態(tài)的信號(hào)偏差。接著在(410)處確定遞增信號(hào)偏差是否是多個(gè)遞增信號(hào)偏差值中的最后遞增信號(hào)偏差。如果如此，則過程400終止。否則，過程400返回至(404)，其中信號(hào)偏差遞增地調(diào)整至下一個(gè)遞增信號(hào)偏差值。該過程400自身重復(fù)，直到測(cè)試到多個(gè)遞增信號(hào)偏差值中的所有遞增信號(hào)偏差值。

應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到的是，在若干實(shí)施例中，圖7中所示的自動(dòng)調(diào)節(jié)過程400可單獨(dú)地實(shí)施，以確定用于風(fēng)速和風(fēng)向兩者的信號(hào)偏差值。作為備選，與風(fēng)速和風(fēng)向相關(guān)聯(lián)的信號(hào)偏差值可一起或組合地經(jīng)過自動(dòng)調(diào)節(jié)過程400。此類組合過程可允許測(cè)試不同對(duì)的風(fēng)速和風(fēng)向信號(hào)偏差值，以確定哪對(duì)提供最大改進(jìn)或提高的功率產(chǎn)生。

還應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到的是，圖7簡(jiǎn)單地示出了根據(jù)本主題的方面的用于將信號(hào)偏差編程到副控制器106中的適合的過程/方法的一個(gè)實(shí)例。其它適合的過程/方法可使用，而不偏離本主題的范圍。例如，如以上指示的，信號(hào)偏差值可手動(dòng)地編程到副控制器106中。

該書面的描述使用實(shí)例以公開本發(fā)明(包括最佳模式)，并且還使本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠?qū)嵺`本發(fā)明(包括制造和使用任何裝置或系統(tǒng)并且執(zhí)行任何并入的方法)。本發(fā)明的可專利范圍由權(quán)利要求限定，并且可包括本領(lǐng)域技術(shù)人員想到的其它實(shí)例。如果這些其它實(shí)例包括不與權(quán)利要求的字面語言不同的結(jié)構(gòu)元件，或者如果這些其它實(shí)例包括與權(quán)利要求的字面語言無顯著差別的等同結(jié)構(gòu)元件，則這些其它實(shí)例意圖在權(quán)利要求的范圍內(nèi)。