本主題大體上涉及風(fēng)力渦輪機(jī)系統(tǒng)，并且更具體地涉及控制與風(fēng)力渦輪機(jī)系統(tǒng)相關(guān)的風(fēng)力節(jié)距控制系統(tǒng)(windpitchcontrolsystem)。

背景技術(shù)：

風(fēng)力認(rèn)作是最清潔，對(duì)環(huán)境最友好的目前可用的能源中的一種，并且風(fēng)力渦輪機(jī)在該方面得到增長(zhǎng)的關(guān)注。現(xiàn)代風(fēng)力渦輪機(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)子葉片使用已知的箔片(foil)原理從風(fēng)捕獲動(dòng)能，并且將動(dòng)能通過(guò)旋轉(zhuǎn)能傳輸來(lái)使將轉(zhuǎn)子葉片聯(lián)接于變速箱(或如果未使用變速箱，則直接地聯(lián)接于發(fā)電機(jī))的軸轉(zhuǎn)動(dòng)。發(fā)電機(jī)接著將機(jī)械能轉(zhuǎn)換成可配置至公用電網(wǎng)的電能。

在風(fēng)力渦輪機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)期間，風(fēng)力渦輪機(jī)的各種構(gòu)件由于作用于葉片的空氣動(dòng)力學(xué)的風(fēng)力載荷而經(jīng)歷各種載荷。葉片載荷取決于風(fēng)速、葉片的葉尖速度比和/或節(jié)距設(shè)置?？善谕氖腔诒硎救~尖速度比的信號(hào)(例如，各種速度讀數(shù))調(diào)整風(fēng)力渦輪機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)來(lái)調(diào)整風(fēng)力渦輪機(jī)的轉(zhuǎn)子葉片的載荷，和/或增加風(fēng)力渦輪機(jī)的能量產(chǎn)生。

為了減少轉(zhuǎn)子葉片載荷，已經(jīng)研制了各種方法和設(shè)備以允許轉(zhuǎn)子載荷甩掉其經(jīng)歷的載荷的一部分。一些方法和設(shè)備包括例如俯仰轉(zhuǎn)子葉片和/或降低運(yùn)轉(zhuǎn)期間的發(fā)電機(jī)力矩。因此，許多風(fēng)力渦輪機(jī)包括風(fēng)力渦輪機(jī)控制器，其能夠基于葉尖速度比風(fēng)力渦輪機(jī)載荷來(lái)以各種方式操作風(fēng)力渦輪機(jī)。例如，在某些運(yùn)轉(zhuǎn)條件下，風(fēng)力渦輪機(jī)可調(diào)整發(fā)電機(jī)的力矩和/或轉(zhuǎn)子葉片的節(jié)距角來(lái)調(diào)整葉尖速度比，以滿足期望的葉尖速度比設(shè)置點(diǎn)來(lái)增加由風(fēng)力渦輪機(jī)捕獲的能量。

可例如使用風(fēng)力節(jié)距調(diào)整系統(tǒng)來(lái)控制轉(zhuǎn)子葉片的節(jié)距角。風(fēng)力節(jié)距調(diào)整系統(tǒng)可包括諸如由dc/dc變換器驅(qū)動(dòng)的直流(dc)馬達(dá)的馬達(dá)。在一些實(shí)施方式中，風(fēng)力節(jié)距調(diào)整系統(tǒng)包括dc源、控制電路、逆變橋、和/或具有一個(gè)或更多個(gè)電容器裝置的dc總線電容器組。

風(fēng)力渦輪機(jī)和/或節(jié)距調(diào)整系統(tǒng)可從電網(wǎng)接收電力。在一些情形中，如果未采取預(yù)防措施，則由各種輸電網(wǎng)事件(諸如高電壓跨失輸電網(wǎng)事件)造成的電壓浪涌(voltagesurge)可能破壞風(fēng)力渦輪機(jī)的各種構(gòu)件和/或節(jié)距調(diào)整系統(tǒng)。一些節(jié)距調(diào)整系統(tǒng)可包括動(dòng)態(tài)制動(dòng)裝置，其配置成抑制與輸電網(wǎng)事件有關(guān)的電壓浪涌。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

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

本公開(kāi)的一個(gè)示例實(shí)施例是針對(duì)一種與風(fēng)力渦輪機(jī)系統(tǒng)有關(guān)的風(fēng)力節(jié)距調(diào)整系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括電源，其配置成將交流電輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換成直流電電壓。該系統(tǒng)還包括控制器，其配置成接收來(lái)自電源的信號(hào)，且提供一個(gè)或更多個(gè)控制命令至節(jié)距調(diào)整馬達(dá)。系統(tǒng)還包括浪涌停止裝置，其包括聯(lián)接在電源和控制器之間的開(kāi)關(guān)元件。浪涌停止裝置配置成監(jiān)測(cè)來(lái)自輸電網(wǎng)的輸入電壓且至少部分地基于監(jiān)測(cè)到的輸入電壓來(lái)驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)元件，使得開(kāi)關(guān)元件配置成當(dāng)監(jiān)測(cè)到的輸入電壓在電壓閾值上時(shí)阻礙電流穿過(guò)開(kāi)關(guān)元件至控制器。

本公開(kāi)的另一個(gè)示例方面針對(duì)一種控制與風(fēng)力渦輪機(jī)系統(tǒng)有關(guān)的風(fēng)力節(jié)距調(diào)整系統(tǒng)的方法。該方法包括接收表示由電網(wǎng)提供的電壓的一個(gè)或更多信號(hào)。該方法還包括將由電網(wǎng)提供的電壓與一個(gè)或更多個(gè)閾值電壓比較。一個(gè)或更多個(gè)閾值電壓與和電網(wǎng)有關(guān)的輸電網(wǎng)事件相關(guān)聯(lián)。該方法還包括至少部分地基于該比較而生成一個(gè)或更多個(gè)控制信號(hào)。該方法還包括至少部分地基于一個(gè)或更多個(gè)控制信號(hào)來(lái)控制浪涌停止裝置的操作。浪涌停止裝置聯(lián)接在與由電網(wǎng)提供的電壓有關(guān)的電源和與節(jié)距調(diào)整系統(tǒng)有關(guān)的控制器之間。浪涌停止裝置配置成至少部分地基于一個(gè)或更多個(gè)控制信號(hào)來(lái)調(diào)節(jié)穿過(guò)浪涌停止裝置至控制器的電流。

本公開(kāi)的又另一個(gè)示例方面針對(duì)一種風(fēng)力渦輪機(jī)系統(tǒng)。風(fēng)力渦輪機(jī)系統(tǒng)包括風(fēng)力節(jié)距調(diào)整系統(tǒng)。風(fēng)力節(jié)距調(diào)整系統(tǒng)包括一個(gè)或更多個(gè)轉(zhuǎn)子葉片。風(fēng)力渦輪機(jī)系統(tǒng)還包括一個(gè)或更多個(gè)風(fēng)力節(jié)距調(diào)整系統(tǒng)。各個(gè)風(fēng)力節(jié)距調(diào)整系統(tǒng)配置成調(diào)整一個(gè)或更多個(gè)轉(zhuǎn)子葉片中的至少一個(gè)的節(jié)距角。各個(gè)風(fēng)力節(jié)距調(diào)整系統(tǒng)包括：電源，其配置成將交流電輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換成直流電電壓；控制器，其配置成接收來(lái)自電源的信號(hào)，且提供一個(gè)或更多個(gè)控制命令至節(jié)距調(diào)整馬達(dá)；以及浪涌停止裝置，其包括聯(lián)接在電源和控制器之間的開(kāi)關(guān)元件。浪涌停止裝置配置成監(jiān)測(cè)來(lái)自輸電網(wǎng)的輸入電壓且至少部分地基于監(jiān)測(cè)到的輸入電壓來(lái)驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)元件，使得開(kāi)關(guān)元件配置成當(dāng)監(jiān)測(cè)到的輸入電壓在電壓閾值上時(shí)阻礙電流穿過(guò)開(kāi)關(guān)元件至控制器。

本發(fā)明的第一技術(shù)方案提供了一種與風(fēng)力渦輪機(jī)系統(tǒng)有關(guān)的風(fēng)力節(jié)距調(diào)整系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括：電源，其配置成將交流電輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換成直流電電壓；控制器，其配置成接收來(lái)自所述電源的信號(hào)，且提供一個(gè)或更多個(gè)控制命令至節(jié)距調(diào)整馬達(dá)；以及浪涌停止裝置，其包括聯(lián)接在所述電源和所述控制器之間的開(kāi)關(guān)元件，所述浪涌停止裝置配置成監(jiān)測(cè)來(lái)自輸電網(wǎng)的輸入電壓且至少部分地基于監(jiān)測(cè)到的輸入電壓來(lái)驅(qū)動(dòng)所述開(kāi)關(guān)元件，使得所述開(kāi)關(guān)元件配置成當(dāng)所述監(jiān)測(cè)到的輸入電壓在電壓閾值上時(shí)阻礙電流穿過(guò)所述開(kāi)關(guān)元件至所述控制器。

本發(fā)明的第二技術(shù)方案是在第一技術(shù)方案中，所述電壓閾值對(duì)應(yīng)于高電壓跨失輸電網(wǎng)事件。

本發(fā)明的第三技術(shù)方案是在第一技術(shù)方案中，所述浪涌停止裝置還包括比較電路，其配置成將所述監(jiān)測(cè)到的輸入電壓與參考電壓比較且至少部分地基于該比較來(lái)提供比較輸出信號(hào)。

本發(fā)明的第四技術(shù)方案是在第三技術(shù)方案中，所述浪涌停止裝置還包括電流源，且其中所述電流源的操作是至少部分地基于所述比較輸出信號(hào)來(lái)控制的。

本發(fā)明的第五技術(shù)方案是在第四技術(shù)方案中，所述電流源配置成當(dāng)所述比較輸出信號(hào)為邏輯高信號(hào)時(shí)接通，且其中所述電流源配置成當(dāng)所述比較輸出信號(hào)為邏輯低信號(hào)時(shí)斷開(kāi)。

本發(fā)明的第六技術(shù)方案是在第五技術(shù)方案中，所述電流源配置成控制所述開(kāi)關(guān)元件的操作，使得當(dāng)所述電流源斷開(kāi)時(shí)，電流被許可流動(dòng)穿過(guò)所述開(kāi)關(guān)元件。

本發(fā)明的第七技術(shù)方案是在第一技術(shù)方案中，所述浪涌停止裝置還包括聯(lián)接在所述電源和所述開(kāi)關(guān)元件之間的第二開(kāi)關(guān)元件。

本發(fā)明的第八技術(shù)方案是在第一技術(shù)方案中，所述電源包括整流器，其配置成接收所述交流電輸入信號(hào)且生成隔離的直流電電壓。

本發(fā)明的第九技術(shù)方案是在第一技術(shù)方案中，還包括聯(lián)接至所述電源的旁路接觸器，其中所述旁路接觸器的操作是至少部分地基于與所述風(fēng)力節(jié)距調(diào)整系統(tǒng)有關(guān)的系統(tǒng)初始化過(guò)程來(lái)控制的。

本發(fā)明的第十技術(shù)方案是在第九技術(shù)方案中，所述旁路控制器被控制使得在所述系統(tǒng)初始化過(guò)程后電流被許可流動(dòng)穿過(guò)所述旁路接觸器。

本發(fā)明的第十一技術(shù)方案是在第十技術(shù)方案中，還包括動(dòng)態(tài)制動(dòng)電阻器，其配置成在高電壓跨失輸電網(wǎng)事件期間至少部分地基于所述旁路接觸器的操作來(lái)抑制來(lái)自所述輸電網(wǎng)的電壓。

本發(fā)明的第十二技術(shù)方案是在第一技術(shù)方案中，還包括電容器組，其包括配置成存儲(chǔ)能量的一個(gè)或更多個(gè)電容器。

本發(fā)明的第十三技術(shù)方案是在第十二技術(shù)方案中，還包括聯(lián)接在所述電源和所述控制器之間的續(xù)流二極管，使得當(dāng)所述浪涌停止裝置斷開(kāi)時(shí)電力經(jīng)由所述續(xù)流二極管從所述電容器組傳送至所述控制器。

本發(fā)明的第十四技術(shù)方案提供了一種控制與風(fēng)力渦輪機(jī)系統(tǒng)有關(guān)的節(jié)距調(diào)整系統(tǒng)的方法，所述方法包括：接收表示由電網(wǎng)提供的電壓的一個(gè)或更多個(gè)信號(hào)；將由所述電網(wǎng)提供的所述電壓與一個(gè)或更多個(gè)閾值電壓比較，所述一個(gè)或更多個(gè)閾值電壓與和所述電網(wǎng)有關(guān)的輸電網(wǎng)事件相關(guān)聯(lián)；至少部分地基于該比較而生成一個(gè)或更多個(gè)控制信號(hào)；至少部分地基于所述一個(gè)或更多個(gè)控制信號(hào)來(lái)控制浪涌停止裝置的操作，所述浪涌停止裝置聯(lián)接在與由所述電網(wǎng)提供的所述電壓有關(guān)的電源和與所述節(jié)距調(diào)整系統(tǒng)有關(guān)的控制器之間，所述浪涌停止裝置配置成至少部分地基于所述一個(gè)或更多個(gè)控制信號(hào)來(lái)調(diào)節(jié)穿過(guò)所述浪涌停止裝置至所述控制器的電流。

本發(fā)明的第十五技術(shù)方案是在第十四技術(shù)方案中，控制浪涌停止裝置的操作包括控制與所述浪涌停止裝置有關(guān)的開(kāi)關(guān)元件的操作，并且其中所述方法還包括：確定所述開(kāi)關(guān)元件是否斷開(kāi)；以及當(dāng)所述開(kāi)關(guān)元件斷開(kāi)時(shí)，經(jīng)由聯(lián)接至所述控制器的續(xù)流二極管來(lái)提供電力至所述控制器。

本發(fā)明的第十六技術(shù)方案是在第十四技術(shù)方案中，還包括：確定與所述節(jié)距調(diào)整系統(tǒng)有關(guān)的旁路接觸器是否關(guān)閉；以及當(dāng)所述旁路接觸器關(guān)閉時(shí)，至少部分地基于由所述電網(wǎng)提供的所述電壓來(lái)控制動(dòng)態(tài)制動(dòng)裝置的操作。

本發(fā)明的第十七技術(shù)方案提供了一種風(fēng)力渦輪機(jī)系統(tǒng)，包括：一個(gè)或更多個(gè)轉(zhuǎn)子葉片；以及一個(gè)或更多個(gè)風(fēng)力節(jié)距調(diào)整系統(tǒng)，各個(gè)風(fēng)力節(jié)距調(diào)整系統(tǒng)配置成調(diào)整所述一個(gè)或更多個(gè)轉(zhuǎn)子葉片中的至少一個(gè)的節(jié)距角，各個(gè)風(fēng)力節(jié)距調(diào)整系統(tǒng)包括：電源，其配置成將交流電輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換成直流電電壓；控制器，其配置成接收來(lái)自所述電源的信號(hào)，且提供一個(gè)或更多個(gè)控制命令至節(jié)距調(diào)整馬達(dá)；以及浪涌停止裝置，其包括聯(lián)接在所述電源和所述控制器之間的開(kāi)關(guān)元件，所述浪涌停止裝置配置成監(jiān)測(cè)來(lái)自輸電網(wǎng)的輸入電壓且至少部分地基于監(jiān)測(cè)到的輸入電壓來(lái)驅(qū)動(dòng)所述開(kāi)關(guān)元件，使得所述開(kāi)關(guān)元件配置成當(dāng)所述監(jiān)測(cè)到的輸入電壓在電壓閾值上時(shí)阻礙電流穿過(guò)所述開(kāi)關(guān)元件至所述控制器。

本發(fā)明的第十八技術(shù)方案是在第十七技術(shù)方案中，所述浪涌停止裝置還包括比較電路，其配置成將所述監(jiān)測(cè)到的輸入電壓與參考電壓比較且至少部分地基于該比較來(lái)提供比較輸出信號(hào)。

本發(fā)明的第十九技術(shù)方案是在第十八技術(shù)方案中，所述浪涌停止裝置還包括電流源，且其中所述電流源的操作是至少部分地基于所述比較輸出信號(hào)來(lái)控制的。

本發(fā)明的第二十技術(shù)方案是在第十九技術(shù)方案中，所述電流源配置成當(dāng)所述比較輸出信號(hào)為邏輯高信號(hào)時(shí)接通，且其中所述電流源配置成當(dāng)所述比較輸出信號(hào)為邏輯低信號(hào)時(shí)斷開(kāi)。

可對(duì)本公開(kāi)的這些示例性實(shí)施例作出變型和修改。

各種實(shí)施例的這些及其它特征、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(shuō)明書(shū)中并且構(gòu)成本說(shuō)明書(shū)的一部分的附圖示出了本公開(kāi)的實(shí)施例，并且連同描述用于說(shuō)明相關(guān)原理。

附圖說(shuō)明

在參照附圖的說(shuō)明書(shū)中闡釋了針對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員的實(shí)施例的詳細(xì)論述，在該附圖中：

圖1描繪了根據(jù)本公開(kāi)的示例實(shí)施例的示例風(fēng)力渦輪機(jī)系統(tǒng)；

圖2描繪了根據(jù)本公開(kāi)的示例實(shí)施例的示例風(fēng)力節(jié)距調(diào)整系統(tǒng)；

圖3描繪了根據(jù)本公開(kāi)的示例實(shí)施例的與風(fēng)力節(jié)距調(diào)整系統(tǒng)有關(guān)的示例浪涌停止裝置；以及

圖4描繪了根據(jù)本公開(kāi)的示例實(shí)施例的控制風(fēng)力節(jié)距調(diào)整系統(tǒng)的示例方法的流程圖。

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，其中一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施例在附圖中示出。各個(gè)實(shí)例經(jīng)由闡釋本發(fā)明而非限制本發(fā)明來(lái)提供。實(shí)際上，對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員而言將顯而易見(jiàn)的是，可在本發(fā)明中進(jìn)行各種修改和變型，而不脫離本本發(fā)明的范圍或精神。例如，示為或描述為一個(gè)實(shí)施例的特征可與另一個(gè)實(shí)施例一起使用以產(chǎn)生又一個(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(lèi)修改和變型。

本公開(kāi)的示例性方面針對(duì)至少部分地基于電網(wǎng)電壓來(lái)控制與風(fēng)力渦輪機(jī)系統(tǒng)有關(guān)的風(fēng)力節(jié)距控制系統(tǒng)。例如，風(fēng)力節(jié)距控制系統(tǒng)可包括浪涌停止(surgestopping)裝置，其配置成調(diào)節(jié)至與風(fēng)力節(jié)距控制系統(tǒng)有關(guān)的控制器的電流。浪涌停止裝置可包括聯(lián)接在控制器和電網(wǎng)之間的開(kāi)關(guān)元件。開(kāi)關(guān)元件的操作可至少部分地基于電網(wǎng)電壓來(lái)控制。特別地，浪涌停止裝置還可包括比較器電路，其配置成當(dāng)電網(wǎng)電壓超出電壓閾值時(shí)打開(kāi)電流源。電流源可控制開(kāi)關(guān)元件的操作。例如，當(dāng)電流源被打開(kāi)時(shí)，開(kāi)關(guān)元件可阻礙電流，并且當(dāng)電流源被關(guān)閉時(shí)，開(kāi)關(guān)元件可許可電流。如此，當(dāng)電網(wǎng)電壓低于電壓閾值時(shí)，浪涌停止裝置可許可電流流動(dòng)穿過(guò)浪涌停止裝置至控制器。

更具體地，浪涌停止裝置可包括直流(dc)電源、比較器電路、以及電流源。dc電源包括整流器電路，其配置成將交流(ac)輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換成隔離的dc電壓。隔離的電壓可用于控制開(kāi)關(guān)元件的操作。在一些實(shí)施方式中，開(kāi)關(guān)元件可為金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)管(mosfet)。比較器可配置成檢測(cè)來(lái)自電網(wǎng)的輸入電壓，以及至少部分地基于輸入電壓來(lái)產(chǎn)生輸出信號(hào)。例如，比較器電路可配置成在輸入電壓高于高閾值時(shí)輸出邏輯高信號(hào)，并且在輸入電壓低于低閾值時(shí)輸出邏輯低信號(hào)。在一些實(shí)施方式中，高閾值和低閾值可以是不同的值。例如，高閾值可以是大約157伏且低閾值可以是大約154。在此類(lèi)實(shí)施方式中，比較器電路可使用滯后技術(shù)(hysteresistechnique)來(lái)配置。如本文中所使用的，用語(yǔ)“大約”在結(jié)合數(shù)值使用時(shí)意圖是指數(shù)值的40%內(nèi)。

高和低閾值可對(duì)應(yīng)于與電網(wǎng)有關(guān)的一個(gè)或更多個(gè)輸電網(wǎng)事件。例如，輸電網(wǎng)事件可以是高電壓跨失輸電網(wǎng)事件。

比較器電路的輸出信號(hào)可配置成驅(qū)動(dòng)電流源。例如，當(dāng)輸出信號(hào)是邏輯高信號(hào)時(shí)，電流源可打開(kāi)，并且當(dāng)輸出信號(hào)是邏輯低信號(hào)時(shí)，電流源可關(guān)閉。電流源可聯(lián)接至開(kāi)關(guān)元件。例如，在其中開(kāi)關(guān)元件是mosfet的實(shí)施方式中，電流源可聯(lián)接至開(kāi)關(guān)元件的門(mén)。如此，可至少部分地基于電流源來(lái)控制開(kāi)關(guān)元件的操作。例如，當(dāng)電流源打開(kāi)時(shí)，mosfet的門(mén)可以拉至地面，由此關(guān)閉mosfet。當(dāng)電流源關(guān)閉時(shí)，mosfet可被打開(kāi)。

如此，當(dāng)輸入電壓低于低閾值時(shí)電流可穿過(guò)浪涌停止裝置(例如，通過(guò)開(kāi)關(guān)元件)被提供至節(jié)距系統(tǒng)控制器。當(dāng)輸入電壓高于高閾值時(shí)，浪涌停止裝置可阻礙或降低穿過(guò)浪涌停止裝置至控制器的電流。當(dāng)浪涌停止裝置阻礙電流至控制器時(shí)，電力可經(jīng)由聯(lián)接在dc總線和控制電路之間的續(xù)流二極管(flybackdiode)來(lái)傳輸至控制器。特別地，風(fēng)力節(jié)距系統(tǒng)還可包括電容器組，其包括一個(gè)或更多個(gè)電容器裝置。電容器組可配置成存儲(chǔ)能量，并且在浪涌停止裝置的開(kāi)關(guān)元件關(guān)閉時(shí)經(jīng)由續(xù)流二極管提供能量至控制器。

在一些實(shí)施方式中，浪涌停止裝置的比較器電路可配置成實(shí)施復(fù)位過(guò)程，貫穿該過(guò)程比較器輸出邏輯高輸出信號(hào)。例如，復(fù)位過(guò)程還可以在比較器電路通電時(shí)實(shí)施，且可持續(xù)大約20毫秒的持續(xù)時(shí)間。例如，復(fù)位過(guò)程可實(shí)施成在比較器電路通電的同時(shí)消除或減少與比較器電路有關(guān)的接觸器彈跳。在此類(lèi)實(shí)施方式中，電流源可被打開(kāi)達(dá)復(fù)位過(guò)程的持續(xù)時(shí)間，并且mosfet可被關(guān)閉達(dá)復(fù)位過(guò)程的持續(xù)時(shí)間。

在一些實(shí)施方式中，節(jié)距調(diào)整系統(tǒng)還可包括聯(lián)接至dc總線的旁路接觸器?？芍辽俨糠值鼗谙到y(tǒng)初始化過(guò)程來(lái)控制旁路接觸器的操作。在一些實(shí)施方式中，系統(tǒng)初始化過(guò)程可包括用于電容器組的預(yù)充電過(guò)程。特別地，在系統(tǒng)初始化過(guò)程期間，旁路接觸器可被打開(kāi)，使得電流不被許可或流動(dòng)穿過(guò)旁路接觸器。當(dāng)系統(tǒng)初始化過(guò)程完成時(shí)，旁路接觸器可被關(guān)閉，由此允許電流流動(dòng)穿過(guò)旁路接觸器。

在一些實(shí)施方式中，動(dòng)態(tài)制動(dòng)電阻器可聯(lián)接至旁路接觸器。當(dāng)旁路接觸器關(guān)閉時(shí)，動(dòng)態(tài)制動(dòng)電阻器可抑制與各種輸電網(wǎng)事件(例如，hvrt事件)有關(guān)的電壓浪涌。在此類(lèi)實(shí)施方式中，浪涌停止裝置的mosfet可不被造成在旁路接觸器關(guān)閉時(shí)關(guān)掉。

現(xiàn)在參考附圖，本公開(kāi)的示例方面將更詳細(xì)地討論。例如，圖1描繪了風(fēng)力渦輪機(jī)10的一個(gè)實(shí)施例的透視圖。如圖所示，風(fēng)力渦輪機(jī)10大體上包括從支撐表面14延伸的塔架12，安裝在塔架12上的機(jī)艙16，以及聯(lián)接至機(jī)艙16的轉(zhuǎn)子18。轉(zhuǎn)子18包括可旋轉(zhuǎn)的輪轂20和聯(lián)接到輪轂20并從輪轂20徑向向外延伸的至少一個(gè)轉(zhuǎn)子葉片22。例如，在所示出的實(shí)施例中，轉(zhuǎn)子18包括三個(gè)轉(zhuǎn)子葉片22。但是，在備選實(shí)施例中，轉(zhuǎn)子18可以包括多于或少于三個(gè)轉(zhuǎn)子葉片22。各個(gè)轉(zhuǎn)子葉片22可圍繞輪轂20間隔開(kāi)以有助于旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子18，以使動(dòng)能能夠從風(fēng)力轉(zhuǎn)成可用的機(jī)械能，并且隨后轉(zhuǎn)成電能。例如，輪轂20可旋轉(zhuǎn)地聯(lián)接至定位在機(jī)艙16內(nèi)的發(fā)電機(jī)以許可待產(chǎn)生的電能。

風(fēng)力渦輪機(jī)還可包括渦輪機(jī)控制系統(tǒng)，其包括在機(jī)艙16內(nèi)或在于風(fēng)力渦輪機(jī)10有關(guān)的另一個(gè)位置中的渦輪機(jī)控制器26。大體上，渦輪機(jī)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，渦輪機(jī)控制器26可包括適合的計(jì)算機(jī)可讀的指令，其在由一個(gè)或更多個(gè)處理裝置執(zhí)行時(shí)使控制器26配置成執(zhí)行各種不同的功能，諸如接收、傳送和/或執(zhí)行風(fēng)力渦輪機(jī)控制信號(hào)。因此，渦輪機(jī)控制器26可大體上配置成控制風(fēng)力渦輪機(jī)10的各種操作模式(例如，啟動(dòng)或停機(jī)順序)和/或構(gòu)件。

例如，控制器26可配置成控制轉(zhuǎn)子葉片22中的每一個(gè)的葉片節(jié)距或節(jié)距角(例如，確定轉(zhuǎn)子葉片22相對(duì)于風(fēng)的方向28的角度的角)來(lái)通過(guò)調(diào)整至少一個(gè)轉(zhuǎn)子葉片22相對(duì)于風(fēng)的角位置而控制在轉(zhuǎn)子葉片22上的載荷。例如，渦輪機(jī)控制器26可單獨(dú)地或同時(shí)地通過(guò)將適合的控制信號(hào)/命令傳送至各種節(jié)距驅(qū)動(dòng)器或節(jié)距調(diào)整機(jī)構(gòu)(諸如風(fēng)力渦輪機(jī)10的節(jié)距調(diào)整馬達(dá)(32))來(lái)控制轉(zhuǎn)子葉片22的節(jié)距角。在一些實(shí)施方式中，各個(gè)節(jié)距調(diào)整馬達(dá)32可還通過(guò)獨(dú)立的節(jié)距調(diào)整系統(tǒng)(諸如圖2的節(jié)距調(diào)整100)來(lái)控制。具體地，轉(zhuǎn)子葉片22可通過(guò)一個(gè)或更多個(gè)節(jié)距軸承(未示出)來(lái)可旋轉(zhuǎn)地安裝至輪轂20，使得節(jié)距角可通過(guò)使用節(jié)距調(diào)整馬達(dá)32使轉(zhuǎn)子葉片22圍繞它們的節(jié)距軸線34旋轉(zhuǎn)來(lái)調(diào)整。

特別地，可至少部分地基于風(fēng)的方向28來(lái)控制和/或變更轉(zhuǎn)子葉片22的節(jié)距角。例如，渦輪機(jī)控制器26和/或節(jié)距調(diào)整控制器(諸如圖2的控制器106)可配置成將控制信號(hào)/命令傳送至各個(gè)節(jié)距調(diào)整馬達(dá)32，使得可利用節(jié)距調(diào)整馬達(dá)32的一個(gè)或更多個(gè)致動(dòng)器(未示出)來(lái)使葉片相對(duì)于輪轂20旋轉(zhuǎn)。

此外，隨著風(fēng)的方向28改變，渦輪機(jī)控制器26可配置成圍繞偏航軸線36控制機(jī)艙16的偏航方向，來(lái)將轉(zhuǎn)子葉片22相對(duì)于風(fēng)的方向28定位，由此控制作用在風(fēng)力渦輪機(jī)10上的載荷。例如，渦輪機(jī)控制器26可配置成將控制信號(hào)/命令傳送至風(fēng)力渦輪機(jī)10的偏航驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，使得機(jī)艙16可圍繞偏航軸線30旋轉(zhuǎn)。

再進(jìn)一步，渦輪機(jī)控制器26可配置成控制發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)矩。例如，渦輪機(jī)控制器26可配置成將控制信號(hào)/命令傳送至發(fā)電機(jī)，以便調(diào)制發(fā)電機(jī)內(nèi)產(chǎn)生的磁通量，因此調(diào)整發(fā)電機(jī)上所要求的轉(zhuǎn)矩。發(fā)電機(jī)的此類(lèi)臨時(shí)的降級(jí)可降低轉(zhuǎn)子葉片的轉(zhuǎn)速，由此降低作用于葉片22的空氣動(dòng)力學(xué)載荷和各種其他風(fēng)力渦輪機(jī)10構(gòu)件上的反應(yīng)載荷。

圖2描繪了根據(jù)本公開(kāi)的示例實(shí)施例的示例節(jié)距調(diào)整系統(tǒng)100的概覽圖。如圖所示，節(jié)距調(diào)整系統(tǒng)100與dc電源有關(guān)。電源102可包括整流器，其配置成接收來(lái)自電網(wǎng)的三相ac信號(hào)，且將ac信號(hào)轉(zhuǎn)換成dc信號(hào)。電源還可配置成經(jīng)由dc總線112將dc信號(hào)提供至節(jié)距系統(tǒng)100。系統(tǒng)100還可包括浪涌停止裝置104和控制器106。控制器106可接收來(lái)自渦輪機(jī)控制器(諸如渦輪機(jī)控制器26)的信號(hào)，且將控制命令提供至節(jié)距調(diào)整馬達(dá)36。如將關(guān)于圖3來(lái)更詳細(xì)地描述的，浪涌停止裝置104可包括配置成調(diào)節(jié)至控制器106的電流的開(kāi)關(guān)元件。

系統(tǒng)100還可包括轉(zhuǎn)換器108。轉(zhuǎn)換器108可以是h橋轉(zhuǎn)換器。轉(zhuǎn)換器108還可包括用于聯(lián)結(jié)至dc總線112的電容器組110的預(yù)充電系統(tǒng)。電容器組110可包括一個(gè)或更多個(gè)電容器裝置。轉(zhuǎn)換器108還可包括動(dòng)態(tài)制動(dòng)裝置，諸如動(dòng)態(tài)制動(dòng)電阻器。動(dòng)態(tài)制動(dòng)電阻器可配置成在輸電網(wǎng)事件(例如，hvrt事件)期間抑制系統(tǒng)100中的電壓。如此，來(lái)自電網(wǎng)的電壓中的浪涌可不會(huì)破壞節(jié)距系統(tǒng)100。

節(jié)距系統(tǒng)100還包括計(jì)算至dc總線112的旁路接觸器114。旁路接觸器114可配置成調(diào)節(jié)至轉(zhuǎn)換器108和電容器組110的電流。如此，當(dāng)旁路接觸器114打開(kāi)時(shí)，來(lái)自電源102的dc信號(hào)可流動(dòng)穿過(guò)旁路接觸器114至轉(zhuǎn)換器108和電容器組110。如此，在旁路接觸器114關(guān)閉的同時(shí)輸電網(wǎng)事件期間，動(dòng)態(tài)制動(dòng)電阻器可配置成抑制來(lái)自電網(wǎng)的電壓浪涌。

當(dāng)旁路接觸器114打開(kāi)時(shí)，電流將不會(huì)流動(dòng)穿過(guò)旁路接觸器114，且動(dòng)態(tài)制動(dòng)電阻器將不會(huì)抑制由輸電網(wǎng)事件造成的浪涌電壓。在這樣的情形中，浪涌停止裝置104可配置成檢測(cè)來(lái)自電源102的dc信號(hào)，且至少部分地基于檢測(cè)到的信號(hào)來(lái)調(diào)節(jié)至控制器106的電流。特別地，如所示出的，浪涌停止裝置104可包括聯(lián)接在電源102和控制器106之間的開(kāi)關(guān)元件?？芍辽俨糠值鼗趤?lái)自電源102的dc信號(hào)來(lái)控制開(kāi)關(guān)元件的操作。例如，開(kāi)關(guān)元件可配置成在檢測(cè)到的電壓信號(hào)高于閾值電壓時(shí)許可電流。在一些實(shí)施方式中，開(kāi)關(guān)元件可配置成在檢測(cè)到的電壓信號(hào)低于閾值電壓時(shí)阻礙電流。在一些實(shí)施方式中，閾值電壓可為閾值范圍。例如，開(kāi)關(guān)元件可配置成當(dāng)檢測(cè)到的電壓超出閾值范圍中的最高值時(shí)打開(kāi)，且開(kāi)關(guān)元件可配置成當(dāng)檢測(cè)到的電壓低于閾值范圍中的最低值時(shí)關(guān)閉。

節(jié)距系統(tǒng)100還包括聯(lián)接在dc總線112和控制器108之間的續(xù)流二極管116。續(xù)流二極管116可配置成當(dāng)浪涌停止器104打開(kāi)時(shí)提供電力至控制器106，且由此阻礙電流至控制器106。在此類(lèi)情形中，電容器組110可經(jīng)由續(xù)流二極管116供給電力至控制器106。如此，控制器106可仍然在旁路接觸器114打開(kāi)的同時(shí)輸電網(wǎng)事件期間接收電力。

在一些實(shí)施方式中，旁路接觸器114的操作可至少部分地基于系統(tǒng)初始化過(guò)程來(lái)控制。例如，在一些實(shí)施方式中，系統(tǒng)初始化過(guò)程可對(duì)應(yīng)于由節(jié)距100處理的“開(kāi)啟電源”。在這樣的系統(tǒng)初始化過(guò)程期間，旁路接觸器114能以打開(kāi)的狀態(tài)操作。旁路接觸器114可然后響應(yīng)于系統(tǒng)初始化過(guò)程的完成而關(guān)閉。

圖3描繪了根據(jù)本公開(kāi)的示例實(shí)施例的示例浪涌停止裝置104的概覽圖。浪涌停止裝置104包括電源202、開(kāi)關(guān)元件204、比較器電路206、和電流源208。電源202可降壓電源。電源202包括ac電容器(accaps)和整流器。整流器可以是全波整流器。電源還包括電阻器r1,r2、二極管d4和電容器c1。特別地，電源202可配置成生成隔離的dc信號(hào)(ip15)。在一些實(shí)施方式中，隔離的dc信號(hào)可以是大約15伏。

比較電路206包括比較器u1、電阻器r5,r6和r8、以及電容器c3。如所示出的，比較電路206可配置成接收輸入信號(hào)(例如，vin)，且至少部分地基于輸入信號(hào)產(chǎn)生輸出信號(hào)。例如，比較電路206可配置成當(dāng)vin高于閾值(例如，大約157伏)時(shí)產(chǎn)生邏輯高信號(hào)，并且當(dāng)vin低于閾值(例如，大約154伏)時(shí)產(chǎn)生邏輯低信號(hào)。在一些實(shí)施方式中，比較器u1可配置成將輸入電壓與參考電壓(vref)比較來(lái)確定輸出信號(hào)。

比較電路206的輸出信號(hào)可配置成驅(qū)動(dòng)電流源208的操作。電流源208可包括晶體管q3、電阻器r7,r9,r10、以及二極管d6。特別地，晶體管q3的操作可至少部分地由比較電路206的輸出信號(hào)來(lái)控制。如此，晶體管q3可配置成當(dāng)比較電路206輸出邏輯高信號(hào)時(shí)接通，由此促使電流源208產(chǎn)生電流。例如，在一些實(shí)施方式中，電流源208可產(chǎn)生大約1毫安的電流。晶體管q3可配置成當(dāng)比較電路206輸出邏輯低信號(hào)時(shí)斷開(kāi)。在此類(lèi)情形中，電流源208將不會(huì)產(chǎn)生電流。

開(kāi)關(guān)元件204可配置成調(diào)節(jié)穿過(guò)浪涌停止裝置104例如至控制器(諸如控制器106)的電流。如圖所示，開(kāi)關(guān)元件204可為mosfet裝置。特別地，電流源208可用于將開(kāi)關(guān)元件204的門(mén)拉至地面，由此斷開(kāi)開(kāi)關(guān)元件204。例如，當(dāng)電流源208產(chǎn)生電流時(shí)，開(kāi)關(guān)元件204可配置成斷開(kāi)，由此阻礙電流穿過(guò)開(kāi)關(guān)元件204。當(dāng)電流源208不產(chǎn)生電流時(shí)，開(kāi)關(guān)元件204的操作可由電源202和晶體管q2控制。特別地，當(dāng)電流源208產(chǎn)生電流時(shí)，晶體管q2的基礎(chǔ)發(fā)射極電壓可被負(fù)偏壓的，由此斷開(kāi)晶體管q2。開(kāi)關(guān)元件204然后可由二極管d5負(fù)偏壓，由此斷開(kāi)開(kāi)關(guān)元件204。當(dāng)電流源208不產(chǎn)生電流時(shí)，晶體管q2可由電源202接通，由此接通開(kāi)關(guān)元件204。

如上所描述的，浪涌停止裝置104可聯(lián)接至控制器106。因此，當(dāng)開(kāi)關(guān)元件204接通時(shí)，電流可流動(dòng)穿過(guò)開(kāi)關(guān)元件204至控制器106。當(dāng)開(kāi)關(guān)元件204斷開(kāi)時(shí)，開(kāi)關(guān)元件可阻礙電流至控制器106。在此類(lèi)情形中，電力可穿過(guò)續(xù)流二極管116由電容器組(諸如電容器組110)提供至控制器106。如此，即使是當(dāng)開(kāi)關(guān)元件204斷開(kāi)時(shí)，電力可仍然提供至控制器106。

將認(rèn)識(shí)到的是，圖3中描繪的浪涌停止裝置的構(gòu)造僅用于示出的目的。特別地，將認(rèn)識(shí)到的是可使用各種其他適合的電路構(gòu)造而不偏離本公開(kāi)的范圍。例如，浪涌停止裝置104可配置成包括各種其他構(gòu)件、裝置或零件，而不偏離本公開(kāi)的范圍。

圖4描繪了根據(jù)本公開(kāi)的示例實(shí)施例的控制節(jié)距調(diào)整系統(tǒng)的操作的示例方法(300)的流程圖。例如，在一些實(shí)施方式中，方法(300)可通過(guò)圖2和/3的裝置中的一個(gè)或更多個(gè)來(lái)實(shí)施。另外，圖4描繪了處于示出和討論的目的而以特定的順序執(zhí)行的步驟。使用本文中提供的公開(kāi)內(nèi)容的本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解到，本文中公開(kāi)的方法的任一種的各種步驟能以各種方式省略、再布置、擴(kuò)展和/或修改而不偏離本公開(kāi)的范圍。

在(302)處，方法(300)包括接收表示由電網(wǎng)提供的電壓的一個(gè)或更多個(gè)信號(hào)。例如，電網(wǎng)可提供電壓至與風(fēng)力渦輪機(jī)系統(tǒng)有關(guān)的節(jié)距調(diào)整系統(tǒng)。如上所指出的，節(jié)距控制系統(tǒng)可包括浪涌停止裝置、控制器、轉(zhuǎn)換器裝置(例如，dc/dc轉(zhuǎn)換器)、以及電容器組。節(jié)距調(diào)整系統(tǒng)可配置成提供控制命令給節(jié)距調(diào)整系統(tǒng)。

在(304)處，方法(300)包括將由電網(wǎng)提供的電壓與一個(gè)或更多個(gè)閾值電壓比較。特別地，一個(gè)或更多個(gè)閾值電壓可表示與電網(wǎng)有關(guān)的輸電網(wǎng)事件，諸如hvrt輸電網(wǎng)事件。在一些實(shí)施方式中，一個(gè)或更多個(gè)閾值電壓可包括高閾值(例如，大約157伏)和低閾值(例如，大約154伏)。一個(gè)或更多個(gè)閾值可對(duì)應(yīng)于與浪涌停止裝置有關(guān)的開(kāi)關(guān)元件(mosfet裝置)的操作。如所示出的，開(kāi)關(guān)裝置可聯(lián)接在電源和節(jié)距調(diào)整系統(tǒng)控制器之間。

在(306)處，方法(300)可包括至少部分地基于比較來(lái)生成控制信號(hào)。例如，控制信號(hào)可為邏輯高信號(hào)或邏輯低信號(hào)。在一些實(shí)施方式中，控制信號(hào)可當(dāng)由電網(wǎng)提供的電壓高于高閾值時(shí)為邏輯高信號(hào)。在一些實(shí)施方式中，控制信號(hào)可當(dāng)由電網(wǎng)提供的電壓低于低閾值時(shí)為邏輯低信號(hào)。

在(308)處，方法(300)可包括至少部分地基于控制信號(hào)來(lái)控制開(kāi)關(guān)元件的操作。例如，當(dāng)控制信號(hào)為邏輯低信號(hào)時(shí)，開(kāi)關(guān)元件可配置成許可電流穿過(guò)開(kāi)關(guān)元件(例如，接通)。當(dāng)控制信號(hào)為邏輯高信號(hào)時(shí)，開(kāi)關(guān)元件可配置成阻礙電流穿過(guò)開(kāi)關(guān)元件。如此，可至少部分地基于由電網(wǎng)提供的電壓來(lái)調(diào)節(jié)穿過(guò)開(kāi)關(guān)元件至控制器的電流。

在(310)處，方法(300)可包括確定開(kāi)關(guān)元件是否斷開(kāi)。如果開(kāi)關(guān)元件斷開(kāi)，則方法(300)可包括經(jīng)由續(xù)流二極管(312)提供電力至控制器。在一些實(shí)施方式中，電力可由與節(jié)距調(diào)整系統(tǒng)有關(guān)的預(yù)充電電容器組提供。例如，電容器組可配置成存儲(chǔ)能量，且當(dāng)開(kāi)關(guān)元件斷開(kāi)時(shí)提供所存儲(chǔ)的能量的至少一部分至控制器。如此，即使當(dāng)至控制器的電流由浪涌停止裝置阻礙時(shí)，電力可仍然被提供至控制器。返回(310)，如果開(kāi)關(guān)元件未斷開(kāi)，則方法(300)可返回至(302)。

雖然各種實(shí)施例的特定特征可在一些附圖中顯示而未在其他附圖中顯示，但這僅僅是為了方便。按照本公開(kāi)的原理，附圖的任何特征可結(jié)合任意其他附圖的任意特征來(lái)被參考和/或提出。

本書(shū)面描述使用了示例來(lái)公開(kāi)包括最佳模式的發(fā)明，且使本領(lǐng)域的任何技術(shù)人員能夠?qū)嵺`本發(fā)明，包括制作和使用任何裝置或系統(tǒng)，且執(zhí)行任何并入的方法。本發(fā)明的專(zhuān)利范圍由權(quán)利要求限定，且可包括本領(lǐng)域的技術(shù)人員想到的其它示例。如果這些其它示例具有并非不同于權(quán)利要求的書(shū)面語(yǔ)言的結(jié)構(gòu)元件，或如果這些其它示例包括與權(quán)利要求的書(shū)面語(yǔ)言無(wú)實(shí)質(zhì)差別的等同結(jié)構(gòu)元件，則這些其它示例將意圖在權(quán)利要求的范圍內(nèi)。