專利名稱：獲得失速型風(fēng)輪機(jī)中的風(fēng)速的方法及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的實(shí)施例涉及風(fēng)輪機(jī)領(lǐng)域，具體涉及用于通過以低成本方式 獲得風(fēng)速并利用該信息限制較高風(fēng)速中的負(fù)載(在該情況下產(chǎn)生較低的 年度能量)來提高失速型風(fēng)輪機(jī)的生產(chǎn)力及成本效率的方法及系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的風(fēng)輪機(jī)的問題在于，為了優(yōu)化風(fēng)輪機(jī)的成本并考慮到生產(chǎn)力 相關(guān)原因，通常需要負(fù)載最小。大部分大型風(fēng)輪機(jī)通過使用例如布置在 風(fēng)輪機(jī)附近或風(fēng)輪機(jī)上的風(fēng)速表來解決負(fù)載的問題。風(fēng)速表允許確定風(fēng) 速，由此可響應(yīng)于風(fēng)速來調(diào)節(jié)風(fēng)輪機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)以限制較低生產(chǎn)力風(fēng)速條件 下的負(fù)載。
但是，現(xiàn)有小型失速型風(fēng)輪機(jī)面臨的困難例如在于當(dāng)其響應(yīng)于較高 風(fēng)速條件并落入失速區(qū)域內(nèi)時，其喪失了確定風(fēng)速的能力。例如，對于 固定RPM失速型風(fēng)輪機(jī)，當(dāng)風(fēng)速提高時，在風(fēng)輪機(jī)的每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)(RPM) 不變的情況下，由風(fēng)輪機(jī)產(chǎn)生的功率上升至最大水平(在本說明書中也可稱為"峰值功率")。但是，當(dāng)風(fēng)速持續(xù)提高大于產(chǎn)生峰值功率的速度 時，由于風(fēng)輪機(jī)的氣動特性，風(fēng)輪機(jī)的輸出實(shí)際上降低。除了其他而言， 該結(jié)果導(dǎo)致在峰值功率之后當(dāng)功率降低時，降低的情況可能因風(fēng)速的提 高或降低而導(dǎo)致。不使用獨(dú)立的風(fēng)速表的情況下，在現(xiàn)有技術(shù)中不存在 任何公知的方法或系統(tǒng)在這些情況下來確定風(fēng)速。
具體而言，利用失速型風(fēng)輪機(jī)設(shè)計(jì)，存在葉片效能最高的角度(即， 葉片具有最大的升阻比)。如果葉片的傾斜程度增大超過最大有效角度， 則升力持續(xù)提高，但阻力提高的更迅速，由此在某些時點(diǎn)達(dá)到失速。在 失速時，升力不再持續(xù)上升，而阻力持續(xù)上升。因此，葉片隨著角度的 持續(xù)改變其效能愈加降低。就風(fēng)輪機(jī)設(shè)計(jì)者而言，可根據(jù)"葉尖速度與 風(fēng)速之比(葉尖速度比)"或"TSR，，來描述該傾斜程度是有用的。
特別是小型風(fēng)輪機(jī)要面對的另 一 問題在于風(fēng)速表以及設(shè)計(jì)用于利用 接收到的風(fēng)速表信息的特征的成本會不適用于一些應(yīng)用領(lǐng)域(例如，低 成本住宅使用)，并且與使用風(fēng)速表相關(guān)的復(fù)雜性例如會對成本、操作或 可靠性造成不利影響。此外，如果風(fēng)速表安裝至小型風(fēng)輪機(jī)，例如因?yàn)?風(fēng)輪機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)會干擾風(fēng)速讀取，則風(fēng)速表在某些條件下產(chǎn)生的信息會不 精確。風(fēng)速表在特定情況下還會失效或產(chǎn)生不精確結(jié)果。
如果風(fēng)速表失效，則風(fēng)輪機(jī)可能會在較高風(fēng)速情況下?lián)p壞。此外， 對于某些小型風(fēng)輪機(jī)應(yīng)用，如果風(fēng)速表獨(dú)立于風(fēng)輪機(jī)布置，則需要獨(dú)立 的塔臺或其他安裝裝置，由此會提高財(cái)務(wù)成本、不利于美觀、需要分區(qū) 或引發(fā)其他問題。
對于上述風(fēng)輪機(jī)應(yīng)用的控制問題，雖然現(xiàn)有的方法可有效地在固定
RPM風(fēng)輪機(jī)中限制功率，但這些現(xiàn)存的方法并不足以消除特定的其他負(fù) 載問題(例如，塔臺上的基體彎矩；風(fēng)輪機(jī)推進(jìn)軸上的主負(fù)載；葉片上 的拍打方向上的彎矩)。例如，在一些運(yùn)轉(zhuǎn)情況下，上述負(fù)載獨(dú)立于功率 及RPM。在這些情況下，例如，負(fù)載可隨著風(fēng)速的提高而持續(xù)提高。但 是，如果風(fēng)速已知，則可以控制這些情況下的負(fù)載。因此，可以降低與 風(fēng)輪機(jī)相關(guān)的成本(例如，與解決上述提高的負(fù)載的問題所需的附加強(qiáng) 度、剛度或其他特征相關(guān)的成本，或可減小使用較大轉(zhuǎn)子以形成更大掃 掠面積的需求)。
8提高的負(fù)載情況存在的通常情形如下所述。風(fēng)輪機(jī)在峰值功率下運(yùn) 轉(zhuǎn)，功率及RPM已知。如果功率降低(其必定因任何變化條件而從峰值 功率開始改變)，缺乏風(fēng)速的測量信息，則將不能知曉功率降低應(yīng)歸咎于 提高的風(fēng)速還是降低的風(fēng)速。因此，在用于失速型風(fēng)輪機(jī)的現(xiàn)有技術(shù)中， 例如，不能僅根據(jù)RPM及功率信息來確定風(fēng)速。
精確的方法及系統(tǒng)的需求，由此能夠提高生產(chǎn)力或降低該風(fēng)輪機(jī)的成本 (例如，通過降低高風(fēng)速下的負(fù)載或通過提高生產(chǎn)力)。

發(fā)明內(nèi)容
通過提供無需使用風(fēng)速表或其他獨(dú)立風(fēng)速測量裝置而為失速型風(fēng)輪 機(jī)精確地確定風(fēng)速的方法及系統(tǒng)，本發(fā)明的實(shí)施例克服了上述以及其他 問題。可使用風(fēng)速信息來提高小型風(fēng)輪機(jī)成本效率。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施
例，可通過依據(jù)或跟蹤在給定TSR范圍內(nèi)相對于運(yùn)轉(zhuǎn)的失速型風(fēng)4侖才幾已 測繪的TSR模型來確定風(fēng)速。此外，可通過一旦到達(dá)最大希望功率水平 就降低斜坡開始的RPM值并通過依據(jù)希望的風(fēng)速范圍的被測繪的進(jìn)入斜 坡的RPM (控制進(jìn)入RS)來確定風(fēng)速。此外，還可通過一旦到達(dá)希望的 RPM水平就利用功率提高RPM來確定風(fēng)速。此外，才艮據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例， 還可通過利用轉(zhuǎn)子的周期性卸載來確定風(fēng)速。
利用根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的方法及系統(tǒng)而獲得風(fēng)速信息的 一個優(yōu)點(diǎn) 在于可向風(fēng)輪機(jī)的使用者提供風(fēng)速信息(例如，經(jīng)由風(fēng)速讀數(shù))。更重要 的是，本發(fā)明的實(shí)施例允許通過使用風(fēng)速速度控制相關(guān)風(fēng)輪機(jī)參數(shù)來控 制風(fēng)輪機(jī)上的特定負(fù)載。
將在以下說明中部分地給出本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)及新穎特征，這些優(yōu) 點(diǎn)及新穎特征在本領(lǐng)域的技術(shù)人員驗(yàn)證以下內(nèi)容或通過實(shí)踐該發(fā)明進(jìn)行 了解將會變得更明白。


在附圖中
圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的示例性風(fēng)輪機(jī)的剖視圖；圖2是各個風(fēng)輪機(jī)部件的示意性框圖，包括與根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例
的方法及系統(tǒng)相關(guān)的特征；
圖3A-3B示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的操作的方法的示例性流程
圖4包含可用于本發(fā)明的實(shí)施例的各個部件的示意性系統(tǒng)圖，并包 含為其指出的示意性功能；
圖5-8示出了根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例使用的在示例性風(fēng)輪機(jī)中 用于特定TSR的風(fēng)速相對功率的示例性圖表測繪；
圖9示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，隨著風(fēng)速上升的"Ramp Start (斜 坡開始)"的RPM、功率輸出(power out )、以及"進(jìn)入斜坡的RPM"參 數(shù)；
圖10A-10C示出了根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的風(fēng)速相對RPM，風(fēng) 速相對電功率，以及風(fēng)速相對TSR的圖；以及
圖11A-11C示出了根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的風(fēng)速相對轉(zhuǎn)子RPM 以及時間相對轉(zhuǎn)子功率的圖。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)將參考附圖來描述本發(fā)明的示例性實(shí)施例。
現(xiàn)參考圖2，示出了各個風(fēng)輪機(jī)部件(可用于圖l所示的本發(fā)明的實(shí) 施例的示例性風(fēng)輪機(jī)的剖視圖)的示意框圖，包含與本發(fā)明的方法及系 統(tǒng)相關(guān)的特征。如圖2所示，風(fēng)輪機(jī)20包括或耦合至處理器22，處理器 22具有或能夠訪問數(shù)據(jù)儲存庫23，例如數(shù)據(jù)庫。風(fēng)輪機(jī)20可選地包括 溫度傳感器21或耦合至溫度傳感器21。
圖3A示出了本發(fā)明的實(shí)施例的操作的一種方法的示例性流程圖，其 中可使用葉尖速度與風(fēng)速之比的測繪(TSR的測繪)來確定風(fēng)速。在一 個實(shí)施例中，本發(fā)明的方法及系統(tǒng)包括使用實(shí)驗(yàn)地或以其他方式確定的 測繪的TSR范圍，其中模型風(fēng)輪機(jī)根據(jù)其"功率系數(shù)"或"CP"作為函 數(shù)來運(yùn)轉(zhuǎn)。如圖3A所示，生成或獲得為模型失速型風(fēng)輪機(jī)測繪TSR的 模型(步驟302)。例如，為了生成上述測繪，可使用用于測量風(fēng)速的風(fēng) 速表，并結(jié)合用于測量葉尖風(fēng)速(例如，基于被測量的葉片RPM)的裝置，來測繪每個被識別的TSR的所關(guān)心的葉尖速度與風(fēng)速之比。這些所
關(guān)心的比例如包括從在峰值效能下發(fā)生的風(fēng)速的比到需要限制功率的風(fēng)
速的比范圍的比。通常，這些TSR將低于最佳效能的TSR。例如，最佳 效能(CP)可在TSR為7比1下發(fā)生。為了調(diào)節(jié)失速，需要減小TSR以 降低負(fù)載。該調(diào)節(jié)可包括所有的TSR降低至風(fēng)輪機(jī)停機(jī)時或者最高風(fēng)速 (例如，TSR三1)發(fā)生時(此時該風(fēng)輪機(jī)仍將運(yùn)作)的TSR的情況。 例如，通過實(shí)驗(yàn)地或其他方式(例如，經(jīng)由模擬)可獲得或生成測繪的 模型(步驟302 )。
再參考圖3A，測量在特定TSR下運(yùn)轉(zhuǎn)的運(yùn)轉(zhuǎn)的失速型風(fēng)輪機(jī)的功率 及RPM (步驟304 )。通過參考測繪的模型跟蹤各個被識別的TSR (步驟 306)來確定(步驟308 )運(yùn)轉(zhuǎn)的風(fēng)輪機(jī)的風(fēng)速。 一旦到達(dá)峰值功率，改 變控制至固定功率，并且監(jiān)控維持該功率所需的RPM (步驟310)。通過 依據(jù)已測繪的模型(其例如可被編碼而作為由微型處理器執(zhí)行的一系列 指令)(步驟306),測量風(fēng)輪機(jī)的功率輸出信息及RPM,確定風(fēng)速信息 (步驟308 )。通過依據(jù)給定TSR的測繪結(jié)果，如果功率上升，風(fēng)速必然 已經(jīng)提高，利用測繪的模型，可以基本上精確地知曉并監(jiān)視風(fēng)速，然后 變換至新的希望的TSR。但是，如果未跟蹤TSR (在本說明書中"跟蹤" 也稱為"依據(jù)")，則因?yàn)閷τ谙嗤墓β始癛PM點(diǎn)可存在不同的解決辦 法，故不能根據(jù)被測量的功率及RPM來確定風(fēng)速。但是，如果跟蹤或監(jiān) 視TSR,則可維持已知的狀態(tài)，由此可獲得風(fēng)速。
如果需要，可基于額外輸入(例如，溫度及運(yùn)轉(zhuǎn)高度)來校正(步 驟312)確定(步驟308 )的風(fēng)速。 一旦達(dá)到確定的或選擇的風(fēng)速，可以 控制(步驟314)運(yùn)轉(zhuǎn)的風(fēng)輪機(jī)的功率輸出及/或運(yùn)轉(zhuǎn)的風(fēng)輪機(jī)的RPM。
現(xiàn)參考圖3B,示出了本發(fā)明的實(shí)施例的運(yùn)轉(zhuǎn)的第二方法的示例性流 程圖，其中，也可用兩個額外參數(shù)的測繪和如以上參考圖3A所述TSR 測繪(步驟302 )來確定風(fēng)速。
第一額外參數(shù)是可移動的"RampStart(RS)(斜坡開始)"，而第二額外 參數(shù)是"RPM into Ramp ( RPM-R)(進(jìn)入斜坡的RPM)"。圖9示出了這 些參數(shù)的每一個隨著風(fēng)速增大的變化。RS參數(shù)902是可變的可移動的"斜 坡開始"控制的RPM。"斜坡開始"是這樣的RPM,在該RPM下開始控制以迅速地提高功率904來控制RPM。例如，如果RS被設(shè)置為每RPM 為120瓦的值，則當(dāng)RPM達(dá)到約320的值時，開始控制以每RPM達(dá)120 瓦來增加功率904。如果功率上升超過預(yù)定最大希望功率水平，則降低該 RS值902。在圖9所示的示例中，預(yù)定最大功率水平被設(shè)定為約2400瓦。 如圖9所示，對于約10m/s與17m/s之間的風(fēng)速，通過控制來壓低RS 902 以維持預(yù)定希望的2400瓦的設(shè)置。
第二額外參數(shù)"進(jìn)入斜坡的RPM，， (RPM-R)卯6表示進(jìn)入RS 902 控制的RPM。在該示例中，RS值在約13.5m/s時達(dá)約15RPM。因此，維 持該控制所需的功率增加15x120 (即1800)瓦。然后為希望的風(fēng)速范圍 測纟會該變量。
再參考圖3B,選擇了 RS的RPM，并且一旦達(dá)到希望的RPM，通過 -陂選纟奪的每RPM的RS來增加功率。 一旦達(dá)到最大希望的功率水平，RS 參數(shù)減小以維持最大希望的功率水平(步驟324)。為該希望的范圍測繪 進(jìn)入RS的控制、進(jìn)入斜坡的RPM (步驟326 )。在本實(shí)施例中，通過變 量"RS"及"進(jìn)入斜坡的RPM"的平均值來選擇或確定風(fēng)速。
現(xiàn)參考圖3C，示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的運(yùn)轉(zhuǎn)的第二方法的示例 性流程圖，其中參考圖3B如上所述來確定風(fēng)速，差別在于， 一旦達(dá)到預(yù) 定RPM,如圖IOA-IOC所示，就利用功率4是高RPM。圖IOA利用線1002 示出了風(fēng)速與RPM的關(guān)系曲線，線1002表示手動設(shè)定轉(zhuǎn)子的RPM以生 成希望的2.17千瓦的電功率。以下在表1中給出了用于本示例的以生成 希望的2.17千瓦輸出的風(fēng)速相對RPM的值。
風(fēng)速(m/s)rpm電功率(kW)TSR
163372.174.10
183532.173.82
193582.173.67
203542.173.45
213492.173.24
223522.163.12
233582.173.03
243642.172.95
253702.182.88
263742.162.80
273782.162.73
283822.182.66
12303772.182.45
323582.172.18
343402.171.95
363222.161.74
383062.181.57
表l-保持電功率二2.17kW所需RPM
再參考圖10A,以約320RPM的RS值開始，該RS的RPM可被允 許上升至380RPM。
如圖3D所示，才艮據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的第四示例性系統(tǒng)及方法利用轉(zhuǎn) 子的周期性卸載。圖11A-11C示出了在高風(fēng)速相對低風(fēng)速下轉(zhuǎn)子如何響 應(yīng)卸載。該方法用于例如當(dāng)有不確定因素時測試運(yùn)轉(zhuǎn)區(qū)域內(nèi)的風(fēng)速。
本領(lǐng)域的技術(shù)人員將明了 ，可以單獨(dú)或與所述其他方法組合來使用 上述方法中每一者以確定失速型風(fēng)輪機(jī)的風(fēng)速。
一旦達(dá)到希望的功率水平，因?yàn)轱L(fēng)速(例如，升高或降低)經(jīng)由上 述方法中一者已經(jīng)獲知/確定，故可對應(yīng)于使風(fēng)輪機(jī)在較高風(fēng)速下運(yùn)轉(zhuǎn)的 成本效能來進(jìn)行判定。例如，風(fēng)輪機(jī)的制造商可確定盡管希望風(fēng)輪機(jī)在 給定風(fēng)速(例如，25m/s)之上運(yùn)轉(zhuǎn)，因?yàn)樵擄L(fēng)速不經(jīng)常發(fā)生，故增加風(fēng) 輪機(jī)的強(qiáng)度以承受在該風(fēng)速下較高的負(fù)載并非成本有效。因此，25m/s之 上的風(fēng)速的功率輸出可被降低，或者可使風(fēng)輪機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)，直至風(fēng)速降 低。如果風(fēng)輪機(jī)停機(jī)，則其可停機(jī)達(dá)設(shè)定時長(例如，2小時)，或可希 望其在低負(fù)載下持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，以持續(xù)監(jiān)控風(fēng)速。如果風(fēng)輪機(jī)停機(jī)達(dá)一定時 長，則會希望在允許對風(fēng)速進(jìn)行監(jiān)控的安全低負(fù)載模式下恢復(fù)運(yùn)轉(zhuǎn)，直
至可以判定風(fēng)速是否足夠低以恢復(fù)常規(guī)運(yùn)轉(zhuǎn)?；蛘?，會希望在低負(fù)載下 簡單維持在高風(fēng)速下的運(yùn)轉(zhuǎn)。
圖5-8示出了根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例使用的在示例性風(fēng)輪機(jī)中 特定TSR下的風(fēng)速相對功率的示例性圖表測繪。
可在本發(fā)明的一些實(shí)施例中應(yīng)用用于在4艮j氐TSR (例如TSR=1 )情 況下在很高風(fēng)速并具有低負(fù)載下運(yùn)轉(zhuǎn)的方法及系統(tǒng)。很低的TSR將對鎖 止轉(zhuǎn)子施加類似的負(fù)載。但是，例如可利用參考圖3A所述的方法來測繪 低速運(yùn)轉(zhuǎn)，同時仍可可靠地測量風(fēng)速，由此可選4奪重新起動風(fēng)速并通過 該變量來控制風(fēng)輪機(jī)。
風(fēng)輪機(jī)的安裝位置的空氣密度及高度也會影響風(fēng)速的確定。因此，
13為了進(jìn)一 步改進(jìn)測繪并使得能夠更精確地確定提高或降低失速的時機(jī)， 例如可與輸入高度一起將空氣溫度感應(yīng)(例如，經(jīng)由結(jié)合在風(fēng)輪機(jī)中或 耦合至用于執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的方法的處理器的溫度傳感器實(shí) 現(xiàn))納入作為輸入以確定空氣密度。
對于進(jìn)一 步改進(jìn)根據(jù)本發(fā)明的各個實(shí)施例的方法及系統(tǒng)的精度有利 的另 一輸入是風(fēng)輪機(jī)的葉片的慣性的信息。葉片慣性例如通?？杀荒M 成實(shí)驗(yàn)性設(shè)定值，該設(shè)定值為RPM及/或其他風(fēng)輪機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)特性的函數(shù)，從 而為該風(fēng)輪機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)特性生成慣性公式。替代實(shí)驗(yàn)方法或附加在其上，可
以使用通過軟件(例如，F(xiàn)AST)的模擬。例如通過允許將由于葉片慣性 的變化而產(chǎn)生的動能與風(fēng)速改變形成的動能區(qū)別開，慣性信息可進(jìn)一步 用于改進(jìn)對風(fēng)速的確定。例如，可通過允許RPM發(fā)生小的變化，并結(jié)合 使用慣性測繪信息來測量各種運(yùn)轉(zhuǎn)因素，可以確定慣性在風(fēng)輪機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的 任何時點(diǎn)的影響。
雖然利用諸如空氣密度、高度及葉片慣性的額外輸入來獲得更精確 的結(jié)果是有利的，但在一些實(shí)施例中，例如使用本發(fā)明來控制極端條件 (例如，高風(fēng)速)下風(fēng)輪機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下，在一些情況下就無需使用 這些額外輸入而獲得的額外精度。
一旦結(jié)合上述用于根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例確定風(fēng)速的方法，如 果需要，再利用上述任意額外輸入而以希望的精度水平確定的風(fēng)速，則 可以控制風(fēng)4侖的功率以 -使效率最大化。
本發(fā)明可通過使用硬件、軟件或其組合來實(shí)現(xiàn)，并可應(yīng)用于一個或 更多計(jì)算機(jī)系統(tǒng)或其他處理系統(tǒng)中。在一個實(shí)施例中，本發(fā)明涉及能夠 執(zhí)行上述功能的一個或更多計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。圖4示出了上述計(jì)算機(jī)系統(tǒng)200 的示例。
計(jì)算機(jī)系統(tǒng)200包括一個或更多處理器，例如處理器204。處理器 204連接至通信基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)206 (例如，通信總線，交叉匯流條，或網(wǎng)絡(luò))。 就該示例性計(jì)算機(jī)系統(tǒng)來描述各種軟件實(shí)施例。在閱讀以下描述后，本 領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解如何利用其他計(jì)算機(jī)系統(tǒng)及/或體系結(jié)構(gòu)來應(yīng)用本 發(fā)明。
計(jì)算機(jī)系統(tǒng)200可包括顯示界面202,顯示界面202將從通信基礎(chǔ)結(jié)
14構(gòu)206 (或從未示出的幀緩沖器)來圖形、文本及其他數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)遞以在
顯示單元230上進(jìn)行顯示。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)200還包括主存貝i器208 (優(yōu)選為 隨機(jī)存取存貯器(RAM)),并還可包括次級存貯器210。次級存貯器210 例如可包括硬盤驅(qū)動器212及/或可移除儲存驅(qū)動器214,表現(xiàn)為軟磁盤 驅(qū)動器、磁帶驅(qū)動器以及光盤驅(qū)動器等?？梢瞥齼Υ骝?qū)動器214以公知 方式/人可移除儲存單元218進(jìn)行讀耳又及/或?qū)懭肟梢瞥齼Υ鎲卧?18?？?移除儲存單元218表現(xiàn)為軟磁盤、磁帶以及光盤等，其由可移除儲存驅(qū) 動器214讀取并向可移除儲存驅(qū)動器214寫入?？衫斫獾氖?，可移除儲 存單元218包括具有儲存在其內(nèi)的計(jì)算機(jī)軟件及/或數(shù)據(jù)的計(jì)算機(jī)可用儲 存介質(zhì)。
在替代實(shí)施例中，次級存貯器210可包括其他類似的裝置以允許向 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)200中載入計(jì)算機(jī)程序或其他指令。上述裝置例如可包括可 移除儲存單元222及界面220。上述裝置的示例可包括程序盒式存儲器及 盒式界面(例如視頻游戲裝置中的界面)，可移除存貝i器芯片(例如可擦 除可編程只讀存貝i器(EPROM)，或可編程只讀存貝i器(PROM))以及 相關(guān)的插口，以及其他可移除儲存單元222及界面220，其允許軟件及數(shù) 據(jù)從可移除儲存單元222傳遞至計(jì)算機(jī)系統(tǒng)200。
計(jì)算機(jī)系統(tǒng)200還可包括通信界面224。通信界面224允許軟件及數(shù) 據(jù)在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)200與外部裝置之間傳遞。通信界面224的示例可包括 調(diào)制解調(diào)器，網(wǎng)絡(luò)界面(例如以太網(wǎng)卡)，通信端口，個人計(jì)算機(jī)存儲卡 國際協(xié)會(PCMCIA)槽及卡等。經(jīng)由通信界面224傳遞的軟件及數(shù)據(jù)為 信號228的形式，信號228可以是能夠被通信界面224接收的電、電磁、 光或其他信號。這些信號228經(jīng)由通信路徑(例如，信道)226提供至通 信界面224。該路徑226承載信號228并可利用電線或電纜、光纖、電話 線、蜂窩連接、射頻(RF)連接及/或其他通信信道來實(shí)現(xiàn)。在本說明書 中，術(shù)語"計(jì)算機(jī)程序介質(zhì)，，及"計(jì)算機(jī)可用介質(zhì)，，用于總體指諸如可 移除儲存驅(qū)動器214、安裝在硬盤驅(qū)動器212中的硬盤、以及信號228的 介質(zhì)。這些計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品向計(jì)算機(jī)系統(tǒng)200提供軟件。本發(fā)明涉及上 述計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品。本領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解可使用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)200的 不同變化來成功地應(yīng)用本發(fā)明的實(shí)施例。例如，可同樣成功地使用有線或無線通信界面。
計(jì)算機(jī)程序(也稱為計(jì)算機(jī)控制邏輯)存貯在主存貯器208及/或次 級存貯器210中。還可在存貯器中設(shè)定并在存儲器中儲存諸如高度以及 其他技術(shù)輸入或有用的可調(diào)節(jié)參數(shù)的"設(shè)定值"。還可經(jīng)由無線通信界面 224來接收計(jì)算機(jī)程序(例如最新的及改進(jìn)性能版本)。如此所述，在執(zhí) 行時，上述計(jì)算機(jī)程序能夠使計(jì)算機(jī)系統(tǒng)200執(zhí)行本發(fā)明的特征。具體 而言，在執(zhí)行時，計(jì)算機(jī)程序使得處理器204能夠執(zhí)行本發(fā)明的特征。 因此，上述計(jì)算機(jī)程序代表計(jì)算機(jī)系統(tǒng)200的控制器。
在利用軟件實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的實(shí)施例中，軟件可利用可移除儲存驅(qū)動器 214、硬盤驅(qū)動器212或通信界面224儲存在計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品中并載入計(jì) 算機(jī)系統(tǒng)200。當(dāng)通過處理器204執(zhí)行時，控制邏輯(軟件)使得處理器 204執(zhí)行本發(fā)明這里所述的功能。在另一實(shí)施例中，例如使用諸如專用集 成電路(ASIC)的硬件部件來主要在硬件中實(shí)施本發(fā)明。本領(lǐng)域的技術(shù) 人員將理解硬件形態(tài)機(jī)器的應(yīng)用來執(zhí)行這里所述的功能。
在另 一 實(shí)施例中，利用硬件與軟件的組合來實(shí)施本發(fā)明。
雖然已經(jīng)結(jié)合了優(yōu)選實(shí)施例描述了本發(fā)明，但本領(lǐng)域的技術(shù)人員將 理解在不脫離本發(fā)明的范圍的前提下可對上述優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行各種改變 及變更?？紤]到具體情況或?qū)嵤┍景l(fā)明，本領(lǐng)域的技術(shù)人員將會明白其 他實(shí)施例。本說明及優(yōu)選示例僅應(yīng)#皮一見為示例，本發(fā)明的實(shí)際范圍由所 附權(quán)利要求界定。
權(quán)利要求
1.一種方法，用于控制運(yùn)轉(zhuǎn)的失速型風(fēng)輪機(jī)的參數(shù)，所述方法包括測量在特定TSR下運(yùn)轉(zhuǎn)的失速型風(fēng)輪機(jī)的功率輸出及每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)(RPM)；利用為模型失速型風(fēng)輪機(jī)測繪葉尖速度和風(fēng)速之比(TSR)的模型來確定所述運(yùn)轉(zhuǎn)的風(fēng)輪機(jī)的風(fēng)速；并且一旦達(dá)到確定的或選擇的風(fēng)速，就對從由所述運(yùn)轉(zhuǎn)的風(fēng)輪機(jī)的所述功率輸出以及所述運(yùn)轉(zhuǎn)的風(fēng)輪機(jī)的所述RPM構(gòu)成的組中選出的一個進(jìn)行控制，使得所述運(yùn)轉(zhuǎn)的風(fēng)輪機(jī)上的負(fù)載降低。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，確定所述運(yùn)轉(zhuǎn)的風(fēng)輪機(jī)的風(fēng) 速的步驟還包括 一旦達(dá)到峰值功率，就改變維持所述峰值功率所需的 所述RPM。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法, 的風(fēng)速進(jìn)行校正。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法， 慣性構(gòu)成的組中選出所述額外輸入。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法， 的風(fēng)輪機(jī)持續(xù)在降低的負(fù)載下運(yùn)轉(zhuǎn)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法， 的風(fēng)輪機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)。還包括基于額外輸入對所述確定其中，從由空氣溫度、高度及葉片其中，在高風(fēng)速情況下，所述運(yùn)轉(zhuǎn) 其中，在高風(fēng)速情況下，所述運(yùn)轉(zhuǎn)
7. —種方法，用于控制運(yùn)轉(zhuǎn)的失速型風(fēng)輪機(jī)的參數(shù)，所述方法包括 (RPM );確定所述運(yùn)轉(zhuǎn)的風(fēng)輪機(jī)的風(fēng)速；其中一旦達(dá)到峰值功率，就監(jiān)控維 持所述峰值功率所需的所述RPM;并且一旦達(dá)到確定的或選擇的風(fēng)速，就對從由所述運(yùn)轉(zhuǎn)的風(fēng)輪機(jī)的所述控制，使得所述運(yùn)轉(zhuǎn)的風(fēng)輪機(jī)上的負(fù)載降低。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，確定所述運(yùn)轉(zhuǎn)的風(fēng)輪機(jī)的風(fēng) 速的步驟還包括為希望的風(fēng)速范圍測繪斜坡開始(RS)控制。
9. 一種系統(tǒng)，用于控制運(yùn)轉(zhuǎn)的失速型風(fēng)輪機(jī)的參數(shù)，所述系統(tǒng)包括 用于測量在特定TSR下運(yùn)轉(zhuǎn)的失速型風(fēng)輪機(jī)的功率輸出及每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)(RPM)的裝置；用于利用為模型失速型風(fēng)輪機(jī)測繪葉尖速度與風(fēng)速之比(TSR)的模 型來確定所述運(yùn)轉(zhuǎn)的風(fēng)輪機(jī)的風(fēng)速的裝置；以及用于一旦達(dá)到確定的或選擇的風(fēng)速，就對從由所述運(yùn)轉(zhuǎn)的風(fēng)輪機(jī)的進(jìn)行控制，使得所述運(yùn)轉(zhuǎn)的風(fēng)輪機(jī)上的負(fù)載降低的裝置。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其中，用于確定所述運(yùn)轉(zhuǎn)的風(fēng)輪機(jī) 的風(fēng)速的裝置還包括用于一旦達(dá)到峰值功率，就改變維持所述峰值功 率所需的所述RPM的裝置。
11. #4居權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，還包括用于基于額外輸入對所述 確定的風(fēng)速進(jìn)行校正的裝置。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其中，從由空氣溫度、高度及葉 片慣性構(gòu)成的組中選出所述額外輸入。
13. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其中，在高風(fēng)速情況下，所述運(yùn)轉(zhuǎn) 的風(fēng)輪機(jī)持續(xù)在降低的負(fù)載下運(yùn)轉(zhuǎn)。
14.根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其中，在高風(fēng)速情況下，所述運(yùn)轉(zhuǎn) 的風(fēng)輪機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)。
15. —種系統(tǒng)，用于控制運(yùn)轉(zhuǎn)的失速型風(fēng)輪機(jī)的參數(shù)，所述系統(tǒng)包括用于測量在特定TSR下運(yùn)轉(zhuǎn)的失速型風(fēng)輪機(jī)的功率輸出及每分鐘轉(zhuǎn) 數(shù)(RPM)的裝置；用于確定所述運(yùn)轉(zhuǎn)的風(fēng)輪機(jī)的風(fēng)速的裝置，其中， 一旦達(dá)到峰值功 率，就監(jiān)控維持所述峰值功率所需的所述RPM;以及用于一旦達(dá)到確定的或選擇的風(fēng)速，就對從由所述運(yùn)轉(zhuǎn)的風(fēng)輪機(jī)的進(jìn)行控制，使得所述運(yùn)轉(zhuǎn)的風(fēng)輪機(jī)上的負(fù)載降低的裝置。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，其中，用于確定所述運(yùn)轉(zhuǎn)的風(fēng)輪 機(jī)的風(fēng)速的裝置還包括用于為希望的風(fēng)速范圍測繪斜坡開始(RS)控 制的裝置。
17. —種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，包括計(jì)算機(jī)可用介質(zhì)，在該介質(zhì)上儲存有 用于使計(jì)算機(jī)控制運(yùn)轉(zhuǎn)的失速型風(fēng)輪機(jī)的參數(shù)的控制邏輯，所述控制邏 輯包括用于測量在特定TSR下運(yùn)轉(zhuǎn)的失速型風(fēng)輪機(jī)的功率輸出及每分鐘轉(zhuǎn) 數(shù)(RPM)的第一計(jì)算機(jī)可讀程序編碼裝置；用于利用為模型失速型風(fēng)輪機(jī)測繪葉尖速度與風(fēng)速之比(TSR)的模 型來確定所述運(yùn)轉(zhuǎn)的風(fēng)輪機(jī)的風(fēng)速的第二計(jì)算機(jī)可讀程序編碼裝置；以 及用于一旦達(dá)到確定的或選擇的風(fēng)速，就對從由所述運(yùn)轉(zhuǎn)的風(fēng)輪機(jī)的進(jìn)行控制，使得所述運(yùn)轉(zhuǎn)的風(fēng)輪機(jī)上的負(fù)載降低的第三計(jì)算機(jī)可讀程序 編碼裝置。
18. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，其中，用于確定所述運(yùn)轉(zhuǎn)的風(fēng)輪機(jī)的風(fēng)速的第二計(jì)算機(jī)可讀程序編碼裝置還包括用于一旦 達(dá)到峰值功率，就改變維持所述峰值功率所需的所述RPM的第四計(jì)算機(jī) 可讀程序編碼裝置。
19. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，還包括用于基于額 外輸入對所述確定的風(fēng)速進(jìn)行校正的第四計(jì)算機(jī)可讀程序編碼裝置。
20. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，其中，/人由空氣溫度、 高度及葉片慣性構(gòu)成的組中選出所述額外輸入。
21. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，其中，在高風(fēng)速情況 下，所述運(yùn)轉(zhuǎn)的風(fēng)輪機(jī)持續(xù)在降低的負(fù)載下運(yùn)轉(zhuǎn)。
22. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，其中，在高風(fēng)速情況 下，所述運(yùn)轉(zhuǎn)的風(fēng)輪機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)。
23. —種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，包括計(jì)算機(jī)可用介質(zhì)，在該介質(zhì)上4渚存有 用于使計(jì)算機(jī)控制運(yùn)轉(zhuǎn)的失速型風(fēng)輪機(jī)的參數(shù)的控制邏輯，所述控制邏 輯包括用于測量在特定TSR下運(yùn)轉(zhuǎn)的失速型風(fēng)輪機(jī)的功率輸出及每分鐘轉(zhuǎn) 數(shù)(RPM)的第一計(jì)算機(jī)可讀程序編碼裝置；用于確定所述運(yùn)轉(zhuǎn)的風(fēng)輪機(jī)的風(fēng)速的第二計(jì)算機(jī)可讀程序編碼裝 置，其中， 一旦達(dá)到峰值功率，就監(jiān)控維持所述峰值功率所需的所述RPM; 以及用于一旦達(dá)到確定的或選擇的風(fēng)速，就對從由所述運(yùn)轉(zhuǎn)的風(fēng)輪機(jī)的進(jìn)行控制，使得所述運(yùn)轉(zhuǎn)的風(fēng)輪機(jī)上的負(fù)載降低的第三計(jì)算機(jī)可讀程序 編碼裝置。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，其中，用于確定所述運(yùn)轉(zhuǎn)的風(fēng)輪機(jī)的風(fēng)速的第二計(jì)算機(jī)可讀程序編碼裝置還包括用于為希 望的風(fēng)速范圍測繪斜坡開始(RS)控制的第四計(jì)算機(jī)可讀程序編碼裝置。
全文摘要
一種方法及系統(tǒng)，用于通過無需使用風(fēng)速表或其他獨(dú)立的風(fēng)速測量裝置而精確地確定風(fēng)速來提高失速型風(fēng)輪機(jī)的效能。除了其他方法，還可通過以下步驟來確定風(fēng)速，跟蹤在給定TSR范圍內(nèi)相對于運(yùn)轉(zhuǎn)的失速型風(fēng)輪機(jī)測繪出的TSR模型；一旦達(dá)到最大希望功率水平將降低斜坡開始的RPM值并通過依據(jù)希望的風(fēng)速范圍的被測繪的進(jìn)入斜坡的RPM(控制進(jìn)入RS)；一旦達(dá)到的希望RPM水平，利用功率來提高RPM；并且/或使用轉(zhuǎn)子的周期性卸載?？衫蔑L(fēng)速信息來控制風(fēng)輪機(jī)參數(shù)。
文檔編號G06F19/00GK101563692SQ200780043597
公開日2009年10月21日 申請日期2007年10月22日 優(yōu)先權(quán)日2006年10月20日
發(fā)明者大衛(wèi)·卡萊 申請人:西南風(fēng)力公司