此获取以允许机舱201的实际前后倾斜由控制器204基本上实时地或在风力涡轮机达到特定倾斜后数秒(例如I秒、2秒、3秒)内确定。
[0096]来自倾斜计206的前后倾斜信号可以由倾斜计206或由控制器204过滤。如果倾斜信号被过滤，则滤波器可以是低通滤波器以便减小塔架运动对倾斜信号的影响。倾斜信号还可以不被过滤，并且在这个实施例中，被过滤的前后倾斜信号由控制器204使用。
[0097]如此后描述的，滤波器可以应用于过程的各个部分以便过滤掉一些分量、减小来自信号的特定影响或平滑化信号以便有助于确定或识别风力涡轮机的机舱的真实或实际倾斜。然而，将会认识到的是，每个滤波器引起确定实际倾斜的过程中的滞后，并且因此存在过滤特定信号与在机舱达到特定倾斜并且确定所述特定倾斜之前的合理的时间框架内确定实际倾斜之间的折衷。
[0098]控制器204可以基于接收到的前后倾斜信号中的测量值或基于前后倾斜信号的被过滤的版本而确定风力涡轮机的理论上的前后倾斜。然而，如此前讨论的，由于风力涡轮机并非静止或以恒定速度移动，因此风力涡轮机的理论上的前后倾斜由于风力涡轮机的运动(具体地，当风力涡轮机被安装在浮动式平台上时)影响而并非是实际前后倾斜。
[0099]因此，在本发明的多个实施方式中，控制器204还接收来自加速度计205的前后加速度信号。前后加速度信号可以包括机舱的加速度的测量值，其中加速度测量值在预先确定的时间段中获取。在这个实施例中，预先确定的时间段可以是40毫秒，但是本领域中的技术人员可以认识到的是，获取加速度计205测量值或数据的频率可以是针对本发明的目的而目的任意适当频率。
[0100]就确定机舱的实际前后倾斜(或其恰好的近似)而言，影响倾斜计206的最大加速度将会是塔架的运动的所得的那些加速度并且因此将会对于由倾斜计206取得的倾斜测量值的误差贡献最大。因此，在这个实施例中，接收到的前后加速度信号可以通过高通滤波器被过滤以便提取出归结于塔架的运动的加速度。过滤因此可以被认为是从接收到的前后加速度信号去除或减小其他因素(诸如平台)的加速度的影响。过滤可以由加速度计205、控制器204或其他电路执行。
[0101]如此前讨论的，就来自倾斜计206的前后倾斜信号而言，过滤信号将滞后引入到过程中并且因此用于过滤前后加速度信号的滤波器可以取决于需求而省略或被包括。然而，在这个实施例中，前后加速度信号被过滤。
[0102]被过滤的前后加速度信号接下来可以与恒定增益相乘的。
[0103]对于与被过滤的前后加速度信号相乘的恒定增益的选择有效地允许安全系统被调校到符合风力涡轮机在其将被布署或定位的位置处的需求。这提供显著的优点，因为恒定增益可以基于条件和力等而调校，所述条件和力等在风力涡轮机的位置处影响风力涡轮机并且可以例如基于预测数据、条件模型、历史数据、在风力涡轮机已被布署后的实际数据等中的一个或多个。此外，恒定增益值能够在浮动式风力涡轮机的寿命期间取决于浮动式风力涡轮机面临的条件而被精细调校并且改变。
[0104]对于用于特定风力涡轮机的恒定增益的选择表现出折衷，因为较大恒定增益应当提供在用于浮动式风力涡轮机的高湍流条件和/或高波浪条件中的实际倾斜的恰好的近似，而较低增益应当提供在稳定风和/或可忽略波浪条件中的实际倾斜的恰好的近似。
[0105]恒定增益可以是允许实际倾斜的最佳近似被确定的任意适当增益。设想到的是，恒定增益取决于风力涡轮机在风力涡轮机将会被布署的位置受到或预期将会受到的条件而将会处于I与5之间。恒定增益能够取决于在风力涡轮机的位置处作用在风力涡轮机上的条件和力、或由于季节性变化而在任意时间被精细调校和改变。恒定增益可以由风力涡轮机中的控制器自动地精细调校。在这种情况下，控制器可以参照恒定增益和条件的查询表格以便自动地选择适当的恒定增益。
[0106]实际前后倾斜(或其恰好的近似)能够由控制器204通过从接收到的前后倾斜信号减去接收到的被过滤的前后加速度信号(所述前后加速度信号已与被选择的恒定增益相乘)来确定。
[0107]被确定的实际前后倾斜信号接下来可以受到滤波器(例如低通滤波器)影响以便平滑化实际前后倾斜信号。然而，将会认识到的是，实际前后倾斜信号的过滤由于如此前讨论的类似原因而是可选的，其中滤波器将滞后引入到过程中。在这个实施例中，实际前后倾斜信号被过滤以便平滑化信号以改进安全系统的准确性。通过过滤实际前后倾斜信号，虚假触发的次数能够减小，使得安全系统更加稳健且有效。
[0108]实际前后倾斜信号对应于风力涡轮机的机舱从竖直的实际前后倾斜，允许控制器204将实际前后倾斜与阈值相比较以识别出风力涡轮机的机舱是否从竖直在前后方向上以大于预先定义安全限值的角度倾斜。如果所得信号与阈值的比较指示出机舱大于在前后方向上的预先定义安全限值地倾斜，例如从竖直倾斜12度(尽管将会认识到的是，预先定义的安全限值可以是针对风力涡轮机的安全而言的任意适当值)，则控制器204可以初始化或触发风力涡轮机的安全停机、可以发出警报和/或可以更改风力涡轮机的操作参数，例如更改涡轮机叶片的桨距以减小风力涡轮机上的可以引起风力涡轮机倾斜的载荷/力。
[0109]控制器还可以将几个后续且连续的实际前后倾斜与阈值相比较，以使得能够确定风力涡轮机在预先确定的时间段中大于阈值地倾斜。预先确定的时间段可以是I秒、2秒、3秒等。预先确定的时间段应当足够长以确保风力涡轮机倾斜并且不受到错误测量值的影响，但也足够短以确保在风力涡轮机大于规定安全限值地倾斜的情况下一个或多个适当正确动作能够进行。
[0110]控制器204可以维持或保持机舱的实际前后倾斜的记录或将信息提供给外部系统，以使得实际前后倾斜数据可以被分析以确保安全系统被优化且有效地操作。记录还可以用于分析恒定增益是否能够或应当被精细调校。
[0111]在以上描述中，实际前后倾斜被确定并且与阈值相比较。为了成为完整的安全系统，实际左右两侧倾斜也应当被确定并且与阈值相比较。
[0112]左右两侧倾斜在多个实施方式中经由翻滚传感器203来测量，所述翻滚传感器包括倾斜计208和加速度计207。实际左右两侧倾斜可以被确定并且以与以上描述的方式基本上相同的方式与阈值相比较，用以确定实际前后倾斜并且出于简化目的而将不会被重复。
[0113]因此，本发明的实施方式描述一种安全系统，其允许风力涡轮机(特别是浮动式风力涡轮机)的实际倾斜被确定以便识别出风力涡轮机的倾斜是否超过阈值，其中阈值可以是一角度，在所述角度下继续操作被认为是不安全的并且风力涡轮机被指示停机。
[0114]安全系统通过利用一个或多个俯仰传感器和一个或多个翻滚传感器来有利地确定风力涡轮机的实际倾斜(考虑到作用在风力涡轮机上的运动和力)并且通过将一个或多个实际倾斜与阈值相比较来识别出风力涡轮机是否需要停机。此外，多个实施方式有利地充分利用两个稳健、经过全面测试且具有成本效益的传感器(例如倾斜计和加速度计)以实施俯仰传感器和翻滚传感器以便产生稳健且有效的安全系统。
[0115]在以上描述的实施方式中，在前后方向上和左右两侧方向上的实际倾斜被确定并且独立地与一个或多个阈值相比较以识别出在任一或两个方向上的实际倾斜是否大于容许安全限值。替代地或附加地，在两个方向上的实际倾斜可以被结合以产生风力涡轮机的单一总体实际倾斜，所述单一总体实际倾斜接下来可以与阈值(所述阈值可以是离散值或固定边界，诸如椭圆形边界)相比较。
[0116]在一个或多个加速度计构成翻滚/俯仰传感器的一部分或可以充当翻滚/俯仰传感器的补充而提供的多个实施方式中，一个或多个加速度计还可以测量在竖直或z轴方向上的加速度，并且风力涡轮机的实际倾斜(在前后方向上和左右两侧方向上)的确定还可以基于在竖直方向上的加速度测量值。在Z轴上的加速度通常将会较小且频率较低，并且因此对于安全系统的准确性和效率产生较小影响。然而，考虑到在Z轴上的加速度可以是有利的，因为浮动式风力涡轮机还将会由于浮动式风力涡轮机所定位的水的运动而在竖直平面中移动。因此，还基于在竖直方向上的加速度而确定实际倾斜可以改进安全系统的准确性但是充当处理需求的可选补充，其中重要的是确保实际倾斜(或其恰好的近似)基本上实时地或在涡轮机达到给定倾斜后数秒内确定。
[0117]在此前描述的多个实施方式中，在风力涡轮机的机舱的前后和左右两侧方向上的实际倾斜(或其恰好的近似)的确定被利用为安全系统。换言之，实际倾斜确定用于识别出风力涡轮机在从竖直起的倾斜已变得过大并且超越安全限值时是否应当停机。然而，将会认识到的是，实际倾斜的确定能够风力涡轮机的控制中利用，例如以更改操作参数(例如桨距控制系统)以便应对倾斜。替代地或附加地，实际倾斜可以用于在平台结合有主动式压载系统的情况下将输入提供给平台以初始化压载的转移从而应对风力涡轮机的倾斜。
[0118]本发明的多个实施方式的其他优点在于调校安全传感器的能力，以使得所述安全传感器能够在所有条件下工作并且提供针对风力涡轮机所布署的位置而言的优化的安全系统。安全系统可以通过改变与在前后和左右两侧方向上的加速度信号相乘的恒定增益来调校。基于历史、预测、模型化和实况数据的任意组合，安全系统可以通过更改针对每个独立的浮动式风力涡轮机或共同定位的浮动式风力涡轮机的群组而言的恒定增益值来优化并且调校。
[0119]由于实施方式主要涉及一