叶片角调节率极限值的适配的制作方法

专利名称：叶片角调节率极限值的适配的制作方法
叶片角调节率极限值的适配本发明涉及具有一个转子的风能装置的运行方法，所述转子具有至少一个转子叶 片，其中，转子叶片的至少一部分绕转子叶片的一个纵轴线扭转一个叶片角，其中，转子叶 片的至少一部分的这种扭转是用一种可规定的叶片角调节率实现的，其中，转子转速可变 地运行，并且其中，通过一个可规定的叶片角调节率极限值限制叶片角调节率。此外，本发 明还涉及具有一个转子的风能装置。这个转子容纳至少一个转子叶片，其中，转子叶片的至 少一部分可绕转子叶片的一个纵轴线扭转一个叶片角，其中，叶片角调节率是可规定的，并 且叶片角调节率受到叶片角调节率极限值的限制。用于风能装置的相应的运行方法和相应的风能装置本身已公开。在这方面例如请 参见本申请公司的DE 10 2006 001 613 B4。在这些风能装置的运行方法和相应的风能装置中会出现这样的问题，即对运行指 挥装置的调节或控制自动地将转子叶片或者转子叶片的一部分的叶片角朝0°方向调节， 这样会出现过高的载荷或者转速。在这种情况中0°的叶片角相当于转子叶片的这样一个 运行状态，在这种运行状态中由于风的到来产生最大功率。而与此相反的应该提到的是旗 帜状态。这个状态大约位于90°。在这个旗帜状态中不再有功率传递到转子上。本发明的任务是提供一种用于风能装置的运行方法、相应的风能装置以及风能装 置的控制或者调节装置，借助这种控制或者调节装置可降低运行中的载荷，特别是借助这 种控制或者调节装置可防止由于对运行指挥装置的错误控制或者调节所造成的过高载荷 或者转速，而这种错误的控制或者调节会使叶片角自动地朝0°方向转动。这个任务得以完成，即一种具有一个转子的风能装置的运行方法，所述转子具有 至少一个转子叶片，其中，转子叶片的至少一部分绕转子叶片的纵轴线扭转一个叶片角，其 中，转子叶片的至少一部分的这种扭转是用可规定的叶片角调节率实现的，其中，转子转速 可变地运行，并且其中，通过一个可规定的叶片角调节率极限值限制叶片角调节率。这个 方法通过下述措施得到进一步的发展，即规定一个可变的叶片角调节率极限值，这个极限 值根据风能装置的至少一个运行参数，特别是根据转子转速和/或至少一个环境参数而变 化。通过设置一个可变的叶片角调节率极限值_所述极限值根据风能装置的至少一 个运行参数和/或至少一个环境参数而变化，其中，特别优选地规定与转速的关系_与现 有技术相反-在所述现有技术中，极限值是运行指挥装置的一个固定规定的恒定的控制参 数-转速增加的叶片角调节率(倾斜率(Pitchrate))得到适配，其是通过惯性矩和所提供 的功率确定的。特别是在负的倾斜率时对其保持相应长的节制，这样，甚至不再会出现通过 临界叶片调节率产生的强烈地降低风能装置的使用寿命的载荷情况。在本发明的范围内，运行参数特别是那些和转速直接或者间接有关系的参数，特 别是如转速本身、功率、发电机力矩、叶片角或者风能装置的叶片角或载荷。有利地要提及 的环境参数在本发明的范围内特别是风速、风的方向、风的级别、转子的斜来流的角度、空 气密度、风能装置处的和/或风能装置的环境中的紊流。优选地转子的转速可变化的运行包括这样的情况，即在一个特别优选的实施形式中风能装置长时间地可在发电机同步转速以下大于5%的转速范围中运行。在本发明的范围内同步转速为电网频率f与发电机的极对数ρ/2的商。在4极发 电机(也就是在两个极对)中例如在德国50赫兹电网中产生一种同步转速nsyn = fX60/ (ρ/2) = 1500rpmo在具有全变频器的同步电机中同步转速特别应理解为电网同步转速。在 其中用电网频率运行电机激励。优选地可变的叶片角调节率极限值在轮毂调节或控制装置中根据转子的转速变 化。优选地允许的叶片角调节率的量在调节叶片角时朝0°的方向降低。然后相应的叶片 角调节率是负的叶片角调节率，它的量减小。优选地叶片角调节率极限值是在它的变化之前或者随着它的变化而确定。此外， 通过这种确定尽可能防止未经规定的叶片角调节率极限值。优选地为负的叶片角调节率规定一个可变的叶片角调节率极限值。下述做法是优选的，即为正的叶片角调节率规定一个第一可变的叶片角调节率极 限值，并且为负的叶片角调节率规定一个第二可变的叶片角调节率极限值。通过这一措施 特别是可使叶片角调节的动态性和相应情况相适配。特别是可快速地对负的阵风作出反 应。优选地这个方法在一个转速降低的范围中，特别优选地是在一个部分载荷范围中 使用。优选地第一和第二可变的叶片角调节率极限值的数值在相同的转子转速时是不同 的。优选地对于负的叶片角调节率中规定一个叶片角调节率极限值和转速的关系的 特性曲线。其中规定一个位于可规定的下极限转速以下的最高的叶片角调节率极限值和一 个位于可规定的极限转速之上的最小的叶片角调节率极限值，其中，在最高的和最低的叶 片角调节率极限值之间规定一条固定的特性曲线。通过这一措施本运行方法将永远处于一 种规定的状态中。优选地在最高的和最低的叶片角调节率极限值之间规定一条线性的和/或二次 的特性曲线/或在特性曲线中存在一种线性的和/或二次的分量。通过这一措施可和相应 的风能装置，或者可和风能装置的所在地相适配。特性曲线的选择可根据环境条件，如温度 或者湿度进行。例如可以针对较低转速规定，在负的叶片角调节率时特性曲线具有从一个 可规定的上叶片角调节率极限值向一个方向的过渡，其关于较高转速比较柔和。也就是说， 用一种负的斜率调节或者控制到较低的叶片角调节率极限值。优选地在风能装置的转子轮毂中进行转速检测。这样就可将转速直接输送到设置 在转子轮毂处或者设置在转子轮毂上的用于控制或者调节叶片角调节率的控制或者调节 装置中。优选地除了通过运行指挥装置所进行的转速检测外还在转子轮毂中进行转速检测 或规定在转子轮毂上检测转速。在这种情况中也可对一些相应的转速进行比较，这样，当转 速出现可规定的差异时规定有故障消息。优选地对用于确定可变化的叶片角调节率极限值的转子转速进行过滤。为此，例 如可通过规定数量的测量值形成一个平均值。此外，也补充地，或者单独地例如通过一个本 身已公开的PTI-环节进行一种时间上的过滤。关于转速的测量和转速的进一步的确定请参考本申请人的专利申请DE 10 2007 026 995.3。这个专利申请的公开范围全部地包括在本专利申请的内容中。
优选地数值上最高的叶片角调节率极限值，特别是在负的叶片角调节率时，绝对 看最低的叶片角调节率极限值在风能装置的额定转速以下在3%至15%，特别是5%至 10%之间和处于较高转速。因此，特性曲线的高转速-在此转速时达到叶片角调节率极限 值-在额定转速以下的3%至15%，特别是在5%至10%的范围中。这样，在有足够的风不 进行节制的运行时通过根据本发明的方法对借助运行指挥装置的风能装置的调节的动态 范围没有受到干扰性的影响。优选地规定一个补充的措施，这个补充措施是限制或者减小叶片角调节率极限值 的斜率的值，或者其变化速度。在此情况中优选地涉及一种倾斜面，特别是在转速快速变化 时，这个倾斜面的任务是这个通过特性曲线求得的叶片角调节率极限值并不直接是所使用 的叶片角调节率极限值，而是这样的一个数值，即它位于从特性曲线求得的叶片角调节率 极限值和以前的叶片角调节率极限值之间。优选地当转速和额定转速有偏差时，特别是低于额定转速时改变叶片角调节率极 限值，而不减小转速偏差。通过这一措施风能装置还可用一种所希望的运行模式运行。优 选地当转速和额定转速有偏差时，特别是低于额定转速时是如此地改变叶片角调节率极限 值，即为了达到额定转速对允许的叶片角调节率进行约束或者限制。此外，本发明的任务还通过具有转子的风能装置得以完成。所述转子具有至少一 个转子叶片，其中，转子叶片的至少一部分可绕转子叶片的一个纵轴线扭转一个叶片角，其 中，叶片角调节率是可规定的，其中，叶片角调节率受到叶片角调节率极限值的限制。这个 风能装置通过下述措施得到进一步的发展，即为叶片角调节率设置一个控制或者调节装 置。在这个调节装置中将叶片角调节率极限值规定为可变化的叶片角调节率极限值，其根 据转子转速而变化。这种控制或者调节装置可以是一种对运行指挥装置进行补充的控制或者调节装 置。根据本发明的方法一些部分也可在运行指挥装置中执行，另一些部分可在控制或者调 节装置中执行。这个控制或者调节装置也可完全集成在运行指挥装置中，其中，下述做法是 优选的，即至少转速的检测是在轮毂中或者在轮毂处完成。优选地控制或者调节装置具有 一个叶片角调节率极限值确定装置。这个叶片角调节率极限值确定装置也可以是一个模 块。这个模块特别是集成在控制或者调节装置中。它也可以是一个设置在控制或者调节装 置中的算法。优选地叶片角调节率极限值确定装置具有一个叶片角调节率极限值和风能装置 的转速的关系的特性曲线。这个特性曲线优选地存储在控制或者调节装置中，或者借助可 规定的特性参数进行内插补。这个特性曲线也可被计算。例如特性曲线可部分是线性的， 可以具有一个二次项，和/或一个三次项。优选地设置一个转速检测装置，它特别是设置在转子轮毂中或转子轮毂处。此外 还为被已测量的转子转速设置一个过滤器。此外，优选地还为叶片角调节率极限值设置一 个适配模块。借助这个模块可减小叶片角调节率的倾率值，和/或借助这个模块可减小叶 片角调节率极限值的变化速度的值，或者对这个量进行限制。在这种情况中，特别是涉及到 前面已经提到过的倾斜面(Rampe)，或所述适配模块具有这种倾斜面。优选地设置一个风能装置的控制或者调节装置。在这个装置上可实施根据本发明 的方法。此外，优选地计算机程序具有程序代码手段。当计算机程序在风能装置的控制或
6者调节装置中运行时这些程序代码手段适合执行根据本发明的方法。优选地根据本发明的 计算机程序存储在一种计算机可读的数据载体上。下面在不限制本发明的一般构思的情况下借助一些实施例，并参考附图对本发明 进行说明，其中，有关所有在本文本中未详细说明的本发明的细节情况请参看附图。这些附图是

图1 风能装置的部件简图。图2 根据本发明的方法的示意框图。图3 负的叶片角调节率的根据本发明的特性曲线简图。图4 负的叶片角调节率的根据本发明的特性曲线的另一简图。图5 正的叶片角调节率的根据本发明的三个特性曲线的简图。在下述图中相同的或者相同类型的元件或者相应的部件用同一附图标记表示，这 样就免除了相应重新介绍。将负的叶片角调节率定义为从旗帜状态到0°或者转子叶片的运行状态的方向 的叶片角调节率。相应的适用于叶片角调节率极限值。当负的叶片角调节率的极限值 为-3.5° /秒时，这就意味着转子叶片允许以最大调节速度3. 5° /秒向0°方向运动，也 就是说从旗帜状态的方向朝正常的运行状态方向。图1以框图的形式示意示出一个风能装置11的主要部件。图中示出了风能装置 11的转子9具有转子叶片10，其中，转子9以转速η旋转。转子9具有一个轴12，这个轴支 承在两个轴承14和16中。轴12是未详细叙述的传动装置18的输入轴。这个传动装置将 轴的转速转换到较高的转速，例如提高100倍。传动装置18的输出轴通过一个离合器22和 交流电发电机26的一个轴24耦合。在风转子9和第一轴承14之间一个制动盘28不相对 转动地设置在轴12上。这个制动盘和一个闭锁部件30共同作用。当这个闭锁部件30例 如被引入到制动盘28的一个孔中或者空隙中时，则阻止轴12的转动。在离合器22的附近一个传感器盘32不相对转动地设置在轴段20上。这个传感 器盘和传感器装置34合作，它的信号被输送到一个计算机36上。计算机36作为调节器将 瞬时调节信号输送到变频率38，用于由发电机26产生交流电。这个变频器38为了给电网 供电以相应可规定的参数生产交流电。转子9包括一个用于转子9的叶片10的叶片角调节装置39。计算机36将至少 一个调节信号输送到叶片调节装置39。当转子具有两个或者更多的叶片时可为每个叶 片产生一个调节信号。调节器或者控制器例如设置在计算机上或者计算机36中。转速实 际信号_该信号通过传感器装置34检测-在计算机36中从传感器装置34的信号中计算 出，并且例如可和转速额定值信号比较，为的是为叶片角调节装置39求出至少一个调节信 号利。根据本发明现在转速实际信号n，或者转子转速η也可以用作根据本发明的控制 或者调节装置42的输入值。借助这个控制或者调节装置可以执行根据本发明的方法。在 控制或者调节装置42中求出的叶片角调节率极限值G或G’然后输送到叶片角调节装置39 中。为此在图1中在控制或调节装置42中既设置一个叶片角调节率极限值决定装置43，也 设置一个适配模块44，它们参考下面的附图将更加详细地说明。代替地，也可单独地或者附 加地通过传感器装置34’-它设置在转子9的轮毂41上或者设置在其中_将所测量的转子转速η输送到控制或者调节装置42。优选地将这些装置42、43和/或44集成在叶片调节 装置39中。在图2中示出根据本发明的方法的框形简图。由例如设置在图1中的转子9的轮 毂41上的传感器装置34’产生一个信号。规定将这个信号用于转速计算。例如设置一种脉 冲传感器。这个脉冲传感器例如记录通过每一圈36个螺钉所产生的脉冲。从中通过例如 常数K-这个常数是可调节的，并且是表示测量值的数量(例如6)-求出转速。在这种情况 中转速的计算是从脉冲ei-Ι到脉ei的K个时间间隔上的平均值中求得的。这是在具有名 称转速计算的方块50中进行的。转速计算的输出值na是平均的转速。它被规定为方框转 速过滤器51的输入值。在这个转速过滤器51中例如通过一个PTl环节对转速进行过滤， 例如用3. 0秒的Tl的参数。优选地Tl可以在1秒和5秒之间的区域中。前面所述的转速 求出50，或者转速计算50可以是轮毂的超转速断路装置的一部分，并且在Ims-循环中被询 问。转速过滤器51的输出值是转子转速η。这个转子转速用作极限值特性曲线52的 输入值。在极限值特性曲线中-此特性曲线将在图3至图5中更为详细地描述-根据转速 η，并且根据这些叶片角调节率是负还是正计算对于负的叶片角调节率极限值和正的叶片 角调节率极限值的叶片角调节率极限值G’。原则上讲也可以分别计算或者确定两个极限值。在方框52极限值特性曲线或者相应的装置中可以输入，或者规定，或者相应地存 储几个参数。在此涉及的是用于负的叶片角调节率汐的上叶片角调节率极限值G1，用于负 的叶片角调节率汐的下叶片角调节率极限值G2、用于正的叶片角调节率汐的上叶片角调节 率极限值G3，以及用于正的叶片调节率办的下叶片角调节率极限值G4。此外还可规定下述 参数，或者将其存储在极限值特性曲线中，也就是下极限转速nl、n3和上极限转速π2、η4, 其中，nl和n2适用于负的叶片角调节率，π3、η4适用于正的叶片调节率。在使用极限特性曲线52后输出叶片角调节率极限值G’。这个极限值表示最小 的倾斜率或者叶片角调节率(° /秒)的极限值。在叶片角调节率极限值变化限制装置 53中监控或保证，叶片角调节率极限值不要变化得太快。这是通过询问在下降的斜面中允 许的极限值变化df，以及询问在上升的斜面中允许的变化ds实现的。在这种情况中，特 别是为了风能装置的可靠运行，重要的是当斜面下降时只允许叶片角调整率极限值很缓慢 地变化，因为只有这样才一定能排除无阻碍的转速的提高或者转速的快速提高_这种提高 是由错误的运行指挥装置引起的-导致危及安全的，也就是很低的叶片调节率的极限值。 反之，为了保证设备的安全沿上升斜面方向的变化必须比较快。为此，在这种情况中输入 或者规定两个在数量上强烈不同的参数，也就是ds，它表示上升斜面的参数，并且例如为 +1.000° /秒2。这个参数优选地位于0.1和2. 000° /秒2的区域中。另一数值df是下 降斜面的一个参数，并且优选地为-0.015° /秒2，并且特别优选地位于-0.005° /秒2和 0.05° /秒2之间。然后在叶片角调节率极限值变化限制装置53中进行下述询问对于G’ -G < df, Ga= G+df，否则当G’-G > ds时Gli= G+ds，否则Gli= G，也就是说G’已在允许的区域中， 并且被采用。所求出的数值Gli作为新的数值G输出，并且然后在方框限制叶片角调节率54 中应用。
叶片角调节率极限值G和由叶片姿态调节或者控制装置55规定的调节信号矽i’、 汐i’有关，这样，通过使用叶片角调节装置39的叶片角调节率极限值G将对调节信号1 i、 杀I，的限制作为方框限制叶片角调节率54的输出值提供。调节信号^Γ、·^」，本身是通过通 常的和现有的控制或者调节通过下述措施产生的，即额定^S是由运行指挥装置规定的，并 且和由叶片角确定装置57求得的叶片角砂的实际值进行比较，并且将结果提供给叶片姿态 调节或者控制装置55使用。然后其求出调节信号移1’和合i%以便使叶片角实际值移和额定 值矽S相适配，其被输入到限制叶片角调节率的方框54中。转速计算50、转速过滤器51、极限值特性曲线52和叶片角调节率极限值变化限制 装置53可以是一个控制或调节装置42的集成的组成部件。然后在叶片角调节率极限值变 化限制装置53和叶片角调节率限制装置54之间的过渡段上过渡到或者连接到已设置的调 节器中。在51中例如设计为PTl环节的过滤器用于过滤转速η。其中过滤出信号干扰和一 部分动态转速特性。过滤时间不允许太长，为的是特性曲线组件或者极限值特性曲线52的 应用可足够快地将本方法调节到和转速相应的叶片角调节率极限值G。为了避免错误可以 规定必须通过多个，例如三个测量循环求出一个大体相同的转速值，然后将其进一步输送 到方框52。叶片角调节率极限值变化限制装置53或者相应的斜面组件允许在数值上降低叶 片角调节率极限值，例如快地从-3. 5° /s朝-1.0° /s方向。用于提升叶片角调节率极限 值数值的回程，例如从-1.5° /s到-3. 5° /s用小的斜率如此地减速，即在所谓的“俯仰运 行失控情况”(Pitch run away-Fall)时，在低的传动线路转速情况下负的叶片角调节率足 够长地保持节制。这种类型的“仰运行失控”的干扰情况可能例如需要20秒(s)，这在具有 说明的参数的规定的斜面中是不成问题的。在方块54中，除了用G’或者G进行根据本发明的叶片角调节率极限值限制外还 附加地用一个固定规定的最大的，和/或最小的叶片角调节率，例如+6. 5° /s和-6. 5° / s基本地进行限制。然后给叶片调节装置39规定如此限制的调节信号设i、合i。在本发明的 一个特别紧凑的设计中将结构组件50到54集成在叶片姿态调节或者控制装置55中。在 一个更加紧凑的，并且因此有利的实施形式中也还将叶片姿态调节或者控制装置55集成 到叶片角调节装置39中。例如可将本方法，或者本方法的一些部分作为算法在变频器的软 件中实施，以触发叶片调节驱动装置，其中，相应的软件也承担转速传感器34’的测量值的 采集和处理工作。在图3至5中详细地示出了特性曲线模块或极限值特性曲线52。首先看图3，在 此图中示出了叶片角调节率极限值(汐° /s)和转速η(转/分)之间的关系的特性曲线。 此图示出的是一个上叶片角调节率极限值Gl和一个下叶片角调节率极限值G2。没有规定 超过上叶片角调节率极限值Gl的和低于下叶片角调节率极限值G2的极限值，因为在运行 方法起作用时这些极限值不会出现。实际上在下极限转速nl下面的Gl高度中存在着相应 的叶片角调节率极限平台，并且相应地在上极限转速n2的上面在G2高度中存在一个平台。 正的叶片角调节率在一种规定的负的叶片角调节率极限值时可无极限值地形成，并且反之亦然。上极限转速n2优选地位于额定转速rm以下的5%到10%之间的一个区域中。图 中所示出的用于叶片角调节率极限值G或者G’的特性曲线根据当前的转速η调定根据本 发明可能的负的叶片角调节率极限值。这样，如此避免由于以0°方向的高的叶片角调节率 的运行指挥所造成的故障，即通过降低的负的叶片角调节率，经过一个设置的转速监控器， 例如经过一个在快轴上，在1950转/分(额定转速1800转/分)时产生一个相应的超速 信号的监控器，可对风能装置被控制。用于从测量的转速中求出的叶片角调节率极限值的标记G、G’表示，一方面如图2 所示可以说明G’，其中，还有模块，即叶片角调节率极限值变化限制装置53可以应用到G’ 上，以形成G。代替地也可直接在放弃模块53的情况下从特性曲线中获得G，并且直接用作 极限值。然而，为了避免“俯仰运行失控”的载荷情况使用模块53是非常有利的。相应地叶片角调节率和通过惯性矩和提供的功率确定的转速的增加相适配。当所 测量的转速超过或者低于支撑点nl和n2时输出相应所属的极限值Gl和G2。nl和n2之 间的线性关系表示的是一种简单的情况。图4中示出了 nl和η2间的平方的性能(实线)，并且除此之外还示出这样一种 函数，即它具有一个三度的，例如一个三次项。也可相应地规定一个泰勒级数展开式，这个 级数展开式在第二项或者第三项之后被截断，或者设置一个任意多边形线形式的特性曲线 或者一个其它数学函数形式的特性曲线，这个数学函数例如以数值表的形式存储在一个存 储器中。这样一种特性曲线的最佳走向优选地通过在现有技术中已公开的动态模拟计算确 定。图5示出就正的叶片角调节率汐而言的三个不同的特性曲线，示出了四个极限转 速即一个下极限转速η3和两个上极限转速η4和n5、并且η3和η4位于风能装置的额定转 速的下面，而η5在风能装置的额定转速的上面。此外，还规定了一个下叶片角调节率极限 值G4和一个上叶片角调节率极限值G3。在η3和η4之间在实线表示的特性曲线中可以是 一种线性关系。相应地虚线所表示的是一种平方关系，或者一条曲线，它具有至少平方部 分，并且在必要时也可具有线性部分。例如当风速高时规定转速减小的运行，以减小噪音，这时将点划线用作极限值特 性曲线。这条虚线规定，只有当在额定转速rm以上的转速n5时才达到上叶片角调节率极 限值。通过这一措施可进行比较柔和的调节。这种比较柔和的调节例如可以应用在高压天 气情况中。然而也可以规定，在达到额定转速ηη之前紧接着上极限转速π4地规定一个高 于上叶片角调节率极限值G3的数值，以便能更快地进行调节。因为根据本发明规定在转速和叶片角调节率极限值之间有非常紧密的耦合，所以 风能装置的方法的执行是很可靠的。在这种情况中将转速确定在％的范围内的转速是足够 的，这样，在转速计算中的误差不会对方法执行的可靠性造成负面的影响。当达到额定转速时优选地规定叶片角调节率极限值对通常的运行指挥装置不构 成限制。在部分载荷运行时也不干扰本方法，因为在此时叶片角调节调节器或者叶片角调 节控制器已调节到0°，并且因此不必改变。根据本发明的方法只有当与进程有关地需要 降低时才介入，这种降低对转速产生影响。这例如在现代风能装置中只有当功率减少大约 40%时才发生，因为只有在此时才在那里脱离额定转速。
此外，本发明优选地还规定对本发明的方法进行冗余设计，其中，它除了在控制或 者调节装置42中实施外，也还在用于触发叶片调节驱动装置的变频器中，也就是在叶片角 调节装置39的内部实施。通过这一措施使得风能装置的运行特别可靠。此外，下述做法也 是有利的，即附加地在运行指挥装置56中也实施根据本发明的方法，以防止当通过叶片角 调节率极限值所进行的叶片调节比由运行指挥系统所进行的叶片调节进行得缓慢时出现 故障报警。这样，运行指挥系统56和叶片角调节装置39有利地同步工作，并且可以相互监 控。这使得装置能更加可靠的运行。优选地用于减小叶片角调节率极限值的根据本发明的 方法按照12毫秒，或者在必要时按照6毫秒循环的方式实施。也可以使用其它的循环，例 如在20毫秒和1毫秒之间的循环。也可以规定，通过三个任务循环，也就是通过三次例如 12毫秒，必须求出一个大约相同的叶片角调节率极限值，之后将其传输到叶片角调节装置 39，以避免错误。当应当出现相应地大的偏差时，例如特别是偏离平均值时可给监控中心输
出一个报警。
附图标记表
9转子
10转子叶片
11风能装置
12轴
14轴承
16轴承
18传动装置
20输出轴
22罔合器
24轴
26交流电发电机
28制动盘
30闭锁部件
32传感器盘
34,34'传感器装置
36计算机
38变频器
39叶片角调节装置
41转子轮毂
42控制或调节装置
43叶片角调节率极限值确定装置
44适配模块
50转速计算
51转速过滤器
52极限值特性曲线
53叶片角调节率极限值变化限制器
11
54限制叶片角调节率55叶片状态调节或控制装置56运行指挥装置57叶片角确定装置nei转速的第i个输入信号η转子转速nl、n3下极限转速η2、η4上极限转速ηη额定转速例、利’叶片角调节信号伤，缶 叶片角调节率调节信号叶片角j叶片角调节率G、G’叶片角调节率极限值Gl用于负的叶片角调节率的上叶片角调节率极限值G2用于负的叶片角调节率的下叶片角调节率极限值G3用于正的叶片角调节率的上叶片角调节率极限值G4用于正的叶片角调节率的下叶片角调节率极限值k 常数na平均的转速ds斜面上升参数df斜面下降参数
1权利要求
用于具有转子(9)的风能装置(11)的运行方法，所述转子具有至少一个转子叶片(10)，其中，转子叶片(10)的至少一部分绕转子叶片(10)的纵轴线扭转叶片角()，其中，转子叶片(10)的至少一部分的这种扭转是以可规定的叶片角调节率实现的，其中，转子(9)转速可变地运行，并且其中，通过可规定的叶片角调节率极限值(G、G’、G1 G4)限制叶片角调节率其特征在于，规定可变的叶片角调节率极限值(G、G’、G1 G4)，这极限值根据风能装置(11)的至少一个运行参数，特别是根据转子转速(n)和/或至少一个环境参数而变化。FPA00001213951400011.tif,FPA00001213951400012.tif,FPA00001213951400013.tif
2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，叶片角调节率极限值(G、G’、G1-G4)在它 变化之前或者随着它的变化被确定。
3.按照权利要求1或2所述的方法，其特征在于，为负的叶片角调节率(汐)规定可变 化的叶片角调节率极限值(G1、G2)。
4.按照权利要求1至3的任一项所述的方法，其特征在于，为正的叶片角调节率(汐) 规定第一可变的叶片角调节率极限值(G3、G4)，并且为负的叶片角调节率(起)规定第二可 变的叶片角调节率极限值(G1、G2)。
5.按照权利要求4所述的方法，其特征在于，第一和第二可变的叶片角调节率极限值 (G、G’、G1-G4)的数值在相同的转子转速时是不相同的。
6.按照权利要求1至5的任一项所述的方法，其特征在于，在负的叶片角调节率(汐) 时规定叶片角调节率极限值(G、G’、G1-G4)和转速(η)的关系的特性曲线，其中，规定下 可规定的极限转速(nl)以下的最高的叶片角调节率极限值(Gl)和上可规定的极限转速 (n2)以上的最低的叶片角调节率极限值(G2)，其中，在最高的和最低的叶片角调节率极限 值(G1、G2)之间规定固定的特性曲线。
7.按照权利要求6所述的方法，其特征在于，在最高的和最低的叶片角调节率极限值 (GU G2)之间规定线性的和/或二次的特性曲线，或者在特性曲线中存在线性的和/或二 次的部分。
8.按照权利要求1至7的任一项所述的方法，其特征在于，在风能装置(11)的转子轮 毂(41)上检测转速。
9.按照权利要求1至8的任一项所述的方法，其特征在于，对用于确定可变的叶片角调 节率极限值(G、G’、G1-G4)的转子转速(η)进行过滤。
10.按照权利要求1至9的任一项所述的方法，其特征在于，特别是在负的叶片角调节 率(^ )时从数值上讲最高的叶片角调节率极限值(G1、G3)位于风能装置(11)的额定转速 (nn)以下、在3%至15%之间，特别是在5%至10%之间和处于较高的转速(η)。
11.按照权利要求1至10的任一项所述的方法，其特征在于，规定补充的措施，这措施 减少或者限制叶片角调节率极限值(G)的变化速度的数值。
12.按照权利要求1至11的任一项所述的方法，其特征在于，当转速和额定转速(rm) 有偏差时，特别是当低于额定转速(nn)时，在不减小转速偏差的情况下改变叶片角调节率 极限值(G、G，)。
13.按照权利要求1至10的任一项所述的方法，其特征在于，当转速和额定转速(rm) 有偏差时，特别是当低于额定转速(nn)时改变叶片角调节率极限值(G、G’)，从而为了达到额定转速(nn)对允许的叶片角调节率(Φ )进行约束或者限制。
14.具有转子(9)的风能装置，所述转子具有至少一个转子叶片(10)，其中，转子叶片 (10)的至少一部分能绕转子叶片(10)的纵轴线扭转叶片角(移)，其中，转子叶片角调节率 (Φ )是可规定的，并且，这个叶片角调节率(汐)受到叶片角调节率极限值(G、G，、G1-G4) 的限制，其特征在于，设置用于叶片角调节率(^ )的控制或者调节装置(42)，在其中将叶 片角调节率极限值(G、G’、G1-G4)规定为可变化的叶片角调节率极限值(G、G’、G1-G4)，这 极限值根据转子转速(η)变化。
15.按照权利要求14所述的风能装置，其特征在于，控制或者调节装置(42)具有叶片 调节率极限值确定装置(43)。
16.按照权利要求15所述的风能装置，其特征在于，叶片角调节率极限值确定装置 (43)具有叶片角调节极限值(G、G’、G1-G4)和风能装置的转速(η)的关系的特性曲线。
17.按照权利要求14至16的任一项所述的风能装置，其特征在于，设置转速检测装置 (34)，这个转速检测装置特别是设置在转子轮毂(41)之中或者之上。
18.按照权利要求14至17的任一项所述的风能装置，其特征在于，设置用于已测量的 转子转速(η)的过滤器。
19.按照权利要求14至18的任一项所述的风能装置，其特征在于，设置用于叶片角调 节率极限值(G、G’、G1-G4)的适配模块(44)，借助它可减小叶片角调节率(φ )斜率的数值， 和/或借助它可减小或者限制叶片角调节率极限值(G)的变化速度的数值。
20.风能装置(11)的控制或者调节装置(42)，在此控制或者调节装置中可执行按照权 利要求1至13的任一项所述的方法。
21.具有程序代码手段的计算机程序，当所述计算机程序特别是在风能装置(11)的控 制或者调节装置(42)中运行时，所述程序代码手段适合执行按照权利要求1至13的任一 项所述的方法。
22.按照权利要求21所述的计算机程序，所述计算机程序存储在计算机可读的数据载 体上。
全文摘要
本发明涉及具有转子(9)的风能装置(11)的运行方法，所述转子具有至少一个转子叶片(10)，其中，转子叶片(10)的至少一部分绕转子叶片(10)的纵轴线扭转叶片角()，其中，转子叶片(10)的至少一部分的这种扭转是用可规定的叶片角调节率()实现的，其中，转子(9)转速可变地运行，并且其中，通过一个可规定的叶片角调节率极限值(G、G’、G1-G4)限制叶片角调节率()。此外，本发明还涉及一种具有一个转子(9)的风能装置，所述转子具有至少一个转子叶片(10)，其中，转子叶片(10)的至少一部分绕转子叶片(10)的纵轴线扭转一个叶片角()，其中，转子叶片调节率是可规定的，并且这个叶片角调节率受到一个叶片角调节率极限值(G、G’、G1-G4)的限制。这种方法和这种风能装置通过下述措施得到进一步的发展，即规定一个可变的叶片角调节率极限(G、G’、G1-G4)，这个极限值根据风能装置(11)的至少一个运行参数，特别是根据转子转速(n)，和/或至少一个环境参数而变化。
文档编号F03D7/00GK101965453SQ200980107773
公开日2011年2月2日 申请日期2009年2月23日 优先权日2008年3月6日
发明者H·勒维克, K·沃芬 申请人:再生动力系统股份公司