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关闭 风 力 涡轮的方法和系统

阅读：529发布：2020-05-13

专利汇可以提供关闭风力涡轮的方法和系统专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明涉及关闭风力涡轮的方法和系统。提出了一种风力涡轮系统。风力涡轮系统包括风力涡轮，风力涡轮包括多个叶片和塔架，以及处理子系统，该处理子系统构造成通过在塔架的振荡期间使风力涡轮中的多个叶片在基于塔架顶部的塔架前后速度确定的变桨距速率下朝顺桨位置非线性地向外变桨距来关闭风力涡轮。，下面是关闭风力涡轮的方法和系统专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种风力涡轮系统，包括：
风力涡轮，其包括多个叶片和塔架；和
处理子系统，其构造成在所述塔架的振荡期间，通过使所述风力涡轮中的多个叶片在基于所述塔架的顶部的塔架前后速度确定的变桨距速率下朝顺桨位置非线性地向外变桨距来关闭所述风力涡轮；
其中，所述塔架前后速度指出了所述塔架的顶部在所述塔架的振荡期间相对于风向的移动方向；
其中，所述塔架的顶部的移动方向包括当所述塔架前后速度大于或者等于在+0.1米/秒到-0.1米/秒范围中的值时所述塔架的顶部的顺风移动，和当所述塔架前后速度小于逆风塔架前后速度时所述塔架的顶部的逆风移动；
其中，所述变桨距速率包括第一变桨距速率和第二变桨距速率；
其中，所述处理子系统构造成通过以下步骤朝所述顺桨位置关闭所述风力涡轮：
当所述塔架前后速度指出所述塔架的顶部的顺风移动时，使所述多个叶片在所述第一变桨距速率下朝所述顺桨位置向外变桨距；并且
当所述塔架前后速度指出所述塔架的顶部的逆风移动时，使所述多个叶片在所述第二变桨距速率下朝所述顺桨位置向外变桨距。
2.根据权利要求1所述的风力涡轮系统，其特征在于，所述处理子系统使所述风力涡轮中的所述多个叶片在基于所述塔架前后速度确定的所述变桨距速率下朝所述顺桨位置非线性地向外变桨距，直到转子速度小于确定的转子速度。
3.根据权利要求1所述的风力涡轮系统，其特征在于，所述第一变桨距速率比所述第二变桨距速率快。
4.根据权利要求1所述的风力涡轮系统，其特征在于，还包括多个感测装置，以生成表示所述塔架的顶部的加速度的加速度信号。
5.根据权利要求4所述的风力涡轮系统，其特征在于，所述处理子系统还基于表示所述塔架的顶部的加速度的所述加速度信号来确定所述塔架前后速度。
6.一种关闭风力涡轮的方法，包括：
在塔架的振荡期间，使所述风力涡轮中的多个叶片在基于所述风力涡轮中的塔架的顶部的塔架前后速度确定的变桨距速率下朝顺桨位置非线性地向外变桨距；
使所述风力涡轮中的所述多个叶片非线性地向外变桨距包括当所述塔架前后速度大于或者等于在+0.1米/秒到-0.1米/秒范围中的值并且指出所述塔架的顶部的顺风移动时，使所述多个叶片在第一变桨距速率下朝所述顺桨位置向外变桨距；
使所述风力涡轮中的所述多个叶片非线性地向外变桨距包括当所述塔架前后速度小于逆风塔架前后速度，且指出所述塔架的顶部的逆风移动时，使所述多个叶片在第二变桨距速率下朝所述顺桨位置向外变桨距。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，当所述塔架前后速度指出所述塔架的顶部的顺风移动时使所述多个叶片在所述第一变桨距速率下朝所述顺桨位置非线性地向外变桨距导致所述塔架的振荡偏转的非线性阻尼。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，当所述塔架前后速度指出所述塔架的顶部的逆风移动时使所述多个叶片在所述第二变桨距速率下朝所述顺桨位置非线性地向外变桨距导致所述塔架的振荡和偏转的非线性阻尼。
9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法还包括基于表示所述塔架的顶部的加速度的所述加速度信号来确定所述塔架前后速度。
10.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述第一变桨距速率比所述第二变桨距速率快。

说明书全文

关闭风 力 涡轮的方法和系统

技术领域

[0001] 本公开的实施例涉及风力涡轮，并且更具体地涉及关闭风力涡轮的方法和系统。

背景技术

[0002] 由于包括空气动力的各种因素，故风力涡轮可具有振荡。图1为说明风力涡轮100中的振荡112的示例性现有技术的风力涡轮100的透视图。风力涡轮100包括塔架102、具有多个叶片106的转子104，和机舱108。塔架102可使用任何已知的固连手段(如，螺接、水泥粘合、焊接等)联接到地面、海底、或浮动基底。

[0003] 此外，在图1中，参考标号110大体上表示风。风110可具有风速(v)。此外，当风110沿指出方向吹动时，风110通常在风力涡轮100上施加空气动力转矩(MZ)和空气动力推力(Fz)。具体而言，施加到叶片106上的空气动力转矩(Mz)可导致叶片106沿基本垂直于风110方向的方向旋转。叶片106的该运动在图1中由旋转叶片106的转子角速度(ωr)代表。

[0004] 风110施加垂直于转子104的空气动力推力(Fz)，从而导致塔架102的顶部103沿顺风方向114移动。如本文使用的用语“塔架顶部”是指风力涡轮的塔架的在塔架的底座固定时在塔架中的振荡期间移动且弯曲的一部分。因此，空气动力推力(Fz)使塔架102的顶部103朝顺风方向114移动，直到达到顺风位置(图2中所示)。此外，恢复力R1Z(图2中所示)使塔架102的顶部103沿逆风方向116移动，直到达到逆风位置(图2中所示)。塔架102的顶部
103朝顺风方向114和逆风方向116的移动持续导致塔架102中的振荡112。在当前所示的构造中，例如，振荡112为前后振荡112。在下文中，用语“振荡”应当认作是“前后振荡”。参照图
2示出了塔架102中的示例性前后振荡。

[0005] 现在参看图2，图1中提到的现有技术风力涡轮100的塔架102的示意图200示为阐释前后振荡112。参考标号202示出了塔架102在塔架102的顶部103未偏转或弯曲时的原始位置。如前文参照图1所述，风110施加空气动力Fz来使塔架102的顶部103沿顺风方向114朝顺风位置204移动，这在本文中也称为“顺风移动”。因此，空气动力FZ导致塔架102的顶部103沿顺风方向114朝顺风位置204的偏转。在达到顺风位置204之后，恢复力R1Z和空气动力FZ的合力从相反方向作用于塔架102上，以使塔架102的顶部103沿逆风方向116朝逆风位置
206移动，这在本文中也称为“逆风移动”。塔架102的顶部103的移动在逆风位置与顺风位置之间继续。塔架102的顶部103在逆风位置与顺风位置之间的的移动称为前后振荡112。应注意的是，虽然前后振荡112与风110相关联地阐释，但各种其它因素可开始和加重该前后振荡112。

[0006] 风力涡轮通常在确定范围的风速下操作。此外，风力涡轮在一致的风况中最佳地操作。因此，可能不期望在阵风或过大湍流、过高风速或很低风速期间操作风力涡轮100。在这些情况下，风力涡轮100通常关闭。风力涡轮100还可针对常规或非常规维护和由风力涡轮100中的促动器/传感器故障引起的故障来关闭。然而，风力涡轮100的关闭过程可加重风力涡轮100中的前后振荡112。加重的振荡112可引起大的结构负载，从而潜在地导致对风力涡轮102的磨损和破坏。

[0007] 目前，各种技术可用于关闭风力涡轮。一种技术需要使风力涡轮的叶片从操作位置以一致速率变桨距(pitch)到顺桨停机(feathered parking position)位置。然而，该技术可导致前后方向上的大的振荡。通常称为三重桨距制动的另一种技术通常用于防止与使风力涡轮关闭相关联的大的结构负载。在三重桨距途径中，叶片从它们的操作位置以三级变桨距至顺桨停机位置。在第一级中，叶片以第一固定间隔时间(例如，1.5秒)在较快速率下变桨距。此后，在第二级期间，叶片以第二固定时间间隔(例如，1.5秒)在较慢速率下变桨距。此外，在第三级期间，变桨距速率再次增大，直到叶片到达顺桨位置。尽管该技术试图消除一致变桨距技术的缺陷，但三重桨距途径基于预先限定的变桨距廓线和开环控制的途径。具体而言，三级中的各级的变桨距速率和时间间隔基于有限集合的风况内的最坏情况预期行为来确定。因此，关闭风力涡轮的三重桨距途径的实施方式还可在风力涡轮沿逆风方向移动时导致风力涡轮上的负空气动力推力或减小的推力，从而导致塔架的无阻尼和伴随的缺陷。因此，三重桨距途径有时可增大风力涡轮上的空气动力负载，从而使前后振动问题复杂。

[0008] 除这些技术之外，已经使用了各种闭环控制器技术来关闭风力涡轮。此外，这些技术还试图消除与关闭风力涡轮相关联的问题。一种此类闭环技术通常称为零加速度途径。在此途径中，叶片朝顺桨位置变桨距，直到风力涡轮上的空气动力推力减小到零。此后，系统控制叶片的桨距角度，使得空气动力推力保持为零，直到塔架已达到平衡位置。随后，叶片再次朝顺桨位置变桨距。尽管该途径可有助于减小塔架中的过度振荡，但该途径延长了关闭时间，从而存在破坏风力涡轮的风险。
发明内容

[0009] 提出了一种风力涡轮系统。风力涡轮系统包括风力涡轮，风力涡轮包括多个叶片和塔架，和处理子系统，处理子系统构造成通过在塔架振荡期间使风力涡轮中的多个叶片在基于塔架顶部的塔架前后速度确定的变桨距速率下朝顺桨位置非线性地向外变桨距来关闭风力涡轮。

[0010] 提出了一种关闭风力涡轮的方法。该方法包括在塔架振荡期间使风力涡轮中的多个叶片在基于风力涡轮中的塔架顶部的塔架前后速度确定的变桨距速率下朝顺桨位置非线性地向外变桨距。

[0011] 技术方案1：一种风力涡轮系统，包括：

[0012] 风力涡轮，其包括多个叶片和塔架；和

[0013] 处理子系统，其构造成在塔架的振荡期间，通过使风力涡轮中的多个叶片在基于塔架的顶部的塔架前后速度确定的变桨距速率下朝顺桨位置非线性地向外变桨距来关闭风力涡轮。

[0014] 技术方案2：根据技术方案1的风力涡轮系统，其特征在于，处理子系统使风力涡轮中的多个叶片在基于塔架前后速度确定的变桨距速率下朝顺桨位置非线性地向外变桨距，直到转子速度小于确定的转子速度。

[0015] 技术方案3：根据技术方案1的风力涡轮系统，其特征在于，塔架前后速度指出了塔架的顶部在塔架的振荡期间相对于风向的移动方向。

[0016] 技术方案4：根据技术方案3的风力涡轮系统，其特征在于，塔架的顶部的移动方向包括塔架的顶部的逆风移动和塔架的顶部的顺风移动。

[0017] 技术方案5：根据技术方案4的风力涡轮系统，其特征在于，变桨距速率包括第一变桨距速率和第二变桨距速率。

[0018] 技术方案6：根据技术方案5的风力涡轮系统，其特征在于，处理子系统构造成通过以下步骤朝顺桨位置关闭风力涡轮：

[0019] 当塔架前后速度指出塔架的顶部的顺风移动时，使多个叶片在第一变桨距速率下朝顺桨位置向外变桨距；并且

[0020] 当塔架前后速度指出塔架的顶部的逆风移动时，使多个叶片在第二变桨距速率下朝顺桨位置向外变桨距。

[0021] 技术方案7：根据技术方案6的风力涡轮系统，其特征在于，第一变桨距速率比第二变桨距速率快。

[0022] 技术方案8：根据技术方案1的风力涡轮系统，其特征在于，还包括多个感测装置，以生成表示塔架的顶部的加速度的加速度信号。

[0023] 技术方案9：根据技术方案8的风力涡轮系统，其特征在于，处理子系统还基于表示塔架的顶部的加速度的加速度信号来确定塔架前后速度。

[0024] 技术方案10：一种关闭风力涡轮的方法，包括：

[0025] 在塔架的振荡期间，使风力涡轮中的多个叶片在基于风力涡轮中的塔架的顶部的塔架前后速度确定的变桨距速率下朝顺桨位置非线性地向外变桨距。

[0026] 技术方案11：根据技术方案10的方法，其特征在于，使风力涡轮中的多个叶片非线性地向外变桨距包括当塔架前后速度指出塔架的顶部的顺风移动时使多个叶片在第一变桨距速率下朝顺桨位置向外变桨距。

[0027] 技术方案12：根据技术方案10的方法，其特征在于，使风力涡轮中的多个叶片非线性地向外变桨距包括当塔架前后速度指出塔架的顶部的逆风移动时使多个叶片在第二变桨距速率下朝顺桨位置向外变桨距。

[0028] 技术方案13：根据技术方案12的方法，其特征在于，当塔架前后速度指出塔架的顶部的顺风移动时使多个叶片在第一变桨距速率下朝顺桨位置非线性地向外变桨距导致塔架的振荡偏转的非线性阻尼。

[0029] 技术方案14：根据技术方案12的方法，其特征在于，当塔架前后速度指出塔架的顶部的逆风移动时使多个叶片在第二变桨距速率下朝顺桨位置非线性地向外变桨距导致塔架的振荡和偏转的非线性阻尼。

[0030] 技术方案15：一种关闭风力涡轮的方法，包括：

[0031] 在塔架的振荡期间，使风力涡轮中的多个叶片在基于塔架的顶部的状态确定的变桨距速率下朝顺桨位置非线性地向外变桨距。

[0032] 技术方案16：根据技术方案15的方法，其特征在于，塔架的顶部的状态包括：

[0033] 塔架的顶部的沿顺风方向的移动；和

[0034] 塔架的顶部的沿逆风方向的移动。

[0035] 技术方案17：根据技术方案15的方法，其特征在于，还包括基于塔架的顶部的塔架前后速度来确定塔架的顶部的状态。

[0036] 技术方案18：根据技术方案16的方法，其特征在于，还包括：

[0037] 当塔架的顶部的状态指出塔架的顶部的沿顺风方向的移动时，使多个叶片在第一变桨距速率下向外变桨距；并且

[0038] 当塔架的顶部的状态指出塔架的顶部的沿逆风方向的移动时，使多个叶片在第二变桨距速率下向外变桨距。

[0039] 技术方案19：根据技术方案18的方法，其特征在于，第一变桨距速率比第二变桨距速率快。附图说明

[0040] 当参照附图来阅读如下详细描述时，本发明的实施例的这些及其它特征和方面将变得更容易理解，在附图中，相似标号遍及附图表示相似的零件，在附图中：

[0041] 图1为说明风力涡轮中的振荡的示例性现有技术风力涡轮的立体图；

[0042] 图2为说明前后振荡的图1中提到的现有技术风力涡轮的塔架的示意图；

[0043] 图3为根据本公开的方面的说明风力涡轮系统的关闭的风力涡轮系统的示意图；

[0044] 图4为示出根据本技术的一个实施例的关闭风力涡轮的示例性方法的流程图；

[0045] 图5为示出根据本技术的另一个实施例的关闭风力涡轮的示例性方法的流程图；

[0046] 图6(a)为在基于塔架前后速度信号确定的模拟变桨距速率下关闭的风力涡轮的塔架的模拟塔架前后速度信号的标图；并且

[0047] 图6(b)为基于风力涡轮的塔架的塔架前后速度信号确定的模拟变桨距速率的标图。

具体实施方式

[0048] 本文所述的系统和方法的实施例操作成关闭风力涡轮。具体而言，本系统和方法操作成通过在基于塔架顶部的塔架前后速度确定的变桨距速率下使风力涡轮中的叶片向外变桨距，以关闭风力涡轮。如本文使用的短语“塔架顶部”是指风力涡轮的塔架的在塔架中的振荡期间移动且同时固定有塔架底座的一部分。如本文使用的用语“塔架前后速度”用于表示塔架顶部在塔架中的振荡期间相对于地面或风力涡轮固定部分的速度。本系统和方法在基于风力涡轮的顶部的塔架前后速度确定的变桨距速率下使风力涡轮的叶片朝顺桨位置向外变桨距。如本文使用的用语“顺桨位置”是指转子叶片的桨距角度，其中该桨距角度导致大致零升力和大致零曳力(drag force)作用于转子叶片上。

[0049] 应注意的是，塔架前后速度指出了塔架顶部的状态。例如，塔架顶部的状态包括塔架顶部在塔架中的振荡期间的顺风移动和塔架顶部的逆风移动。因此，使叶片在基于塔架前后速度确定的变桨距速率下朝顺桨位置向外变桨距导致风力涡轮基于塔架顶部状态的关闭。风力涡轮基于塔架顶部状态的关闭非线性地阻尼和防止塔架中振荡的加重。

[0050] 参照陆基三叶片风力涡轮描述了本公开的实施例。然而，将理解的是，此种参考仅为示例性的，且在此描述的系统和方法可同样容易地在浮式风力涡轮、离岸风力涡轮、2叶片风力涡轮或n叶片风力涡轮中实施，而不脱离本公开的范围。

[0051] 此外，本公开的实施例参照单独的风力涡轮来描述。然而，将理解的是，本公开的教导可用于同时关闭多于一个的风力涡轮或关闭整个风电场，而不脱离本公开的范围。

[0052] 图3为根据本公开的方面的示例性风力涡轮系统300的图解示图，其阐释了风力涡轮的关闭，风力涡轮诸如图1中提到的风力涡轮301。风力涡轮301包括塔架302、具有多个叶片306的转子304，和机舱308。在当前所示的实施例中，风力涡轮301包括多个感测装置310、312，它们设置在风力涡轮301上的多个位置处。在图3的实施例中，感测装置310、312位于风力涡轮301的塔架302上。然而，感测装置310、312不需要位于塔架302上。

[0053] 感测装置310、312生成信号307，其可被处理以确定前后振荡112期间塔架302顶部303的塔架前后速度。在当前所示的构造中，感测装置308、310为加速计传感器。因此，在当前所示的构造中，信号307为加速度信号，其代表前后振荡112期间塔架302顶部303的加速度。在备选实施例中，感测装置310、312可为速度传感器，其生成代表塔架302的塔架前后速度的信号。感测装置310、312可还包括塔架顶部倾斜计装置、多惯性测量单元、应变仪装置、陆基激光雷达装置等。

[0054] 风力涡轮系统300还包括涡轮控制器308，其控制风力涡轮301。例如，涡轮控制器308可为微处理器、处理装置等。涡轮控制器308可位于机舱108内、塔架302的底座处、塔架
302内、风力涡轮301的外侧或较远位置处、或另一适合位置处。涡轮控制器308与感测装置
310、312操作地通信。例如，涡轮控制器308可与感测装置310、312有线通信或无线通信。涡轮控制器308从感测装置310、312接收信号307。此外，涡轮控制器308基于信号307确定塔架
302顶部303的塔架前后速度。在一个实施例中，信号307为加速度信号，且涡轮控制器308基于该加速度信号确定塔架前后速度。例如，塔架前后速度可使用卡尔曼滤波器公式基于测得的加速度信号来确定。此外，在一个实施例中，涡轮控制器308在基于塔架302顶部303的塔架前后速度确定的变桨距速率下关闭风力涡轮301。风力涡轮301的关闭通常包括使叶片
306朝顺桨位置向外变桨距。因此，在当前所示的构造中，涡轮控制器308使叶片306在基于塔架前后速度确定的变桨距速率下朝顺桨位置向外变桨距。在一个实施例中，涡轮控制器
308使叶片306在基于塔架前后速度确定的变桨距速率下朝顺桨位置非线性地向外变桨距。
例如，变桨距速率可为第一变桨距速率或第二变桨距速率，其中第一变桨距速率比第二变桨距速率快。在一个实施例中，第一变桨距速率为风力涡轮301的额定变桨距速率。如本文使用的用语“额定变桨距速率”是指由风力涡轮的制造者标记或指出的风力涡轮的最大变桨距速率。例如，第二变桨距速率可通过应用线性控制规则来确定。在一个实施例中，第二变桨距速率基于多个因素来确定，包括风速、转子速度设定点、最大转子速度、最佳末梢速度比操作点、测得的发电机速度、线性控制增益，和有助于桨距命令的其它功能控制环。

[0055] 涡轮控制器308将塔架前后速度与确定值相比较，以确定塔架302是沿顺风方向还是沿逆风方向移动。在一个实施例中，例如，涡轮控制器308在塔架前后速度大于或等于确定值时在第一变桨距速率下关闭风力涡轮。出于本实例的目的，在当前示出的构造中，当塔架前后速度大于或等于确定值时，塔架前后速度指出了塔架302顶部303的顺风移动。因此，涡轮控制器308在塔架前后速度大于或等于确定值时使叶片306在第一变桨距速率下朝顺桨位置向外变桨距。如本文使用的用语“确定值”是指满足下列条件的数值：当确定值大致等于风力涡轮的塔架顶部的塔架前后速度时，塔架前后速度指出塔架中的零或最小振荡。在一个实施例中，确定值大致为零米/秒。在另一个实施例中，例如，当风力涡轮301的塔架
302顶部303的顺风移动由正的塔架前后速度指出，且塔架302顶部303的逆风移动由负的塔架前后速度指出时，确定值可为大约零或-0.1米/秒。在又一个实施例中，例如，在风力涡轮的塔架顶部的顺风移动由负的塔架前后速度指出，且塔架顶部的逆风移动由正的塔架前后速度指出时，确定值可为大约零或﹢0.1米/秒。等于-0.1米/秒的确定值的选择确保了图3的涡轮控制器308在塔架302的顶部303的塔架前后速度为零时使叶片306在第一变桨距速率下向外变桨距。在另一个实施例中，涡轮控制器308使叶片306在第一变桨距速率下朝顺桨位置向外变桨距，直到塔架前后速度大于或等于确定值。

[0056] 此外，涡轮控制器308在塔架前后速度小于确定值时使叶片306在第二变桨距速率下向外变桨距。在当前所示的构造中，当塔架前后速度小于确定值时，塔架前后速度指出了前后振荡112期间塔架302的顶部303朝逆风方向116的逆风移动。因此，涡轮控制器308在塔架前后速度指出塔架302的顶部303的逆风移动时使叶片306在第二变桨距速率下朝顺桨位置向外变桨距。

[0057] 如前所述，塔架302的顶部303的顺风移动和逆风移动代表塔架302的状态。因此，在基于塔架302顶部303的塔架前后速度确定的变桨距速率下关闭风力涡轮301导致风力涡轮301的基于塔架302状态的关闭。风力涡轮301的基于塔架302状态的关闭导致塔架302中的前后振荡112的非线性阻尼，且防止了前后振荡112的加重。前后振荡112的非线性阻尼减小了因前后振荡112而作用于风力涡轮301上的应力和负载。因此，风力涡轮301的基于塔架302状态的关闭导致风力涡轮301的减少的磨损和磨蚀。

[0058] 图4为示出根据本技术的一个实施例的控制风力涡轮的示例性方法400的流程图。在一个实施例中，图4说明了风力涡轮的关闭。参考标号402表示风力涡轮中的塔架顶部的塔架前后速度。例如，塔架前后速度402为图1和2中提到的风力涡轮100中的塔架102顶部
103的塔架前后速度。如前文参照图1所述，塔架前后速度402例如可由涡轮控制器308(图3中提到)来确定。例如，实时地确定、接收到并且/或者更新塔架前后速度402。

[0059] 在框401处，执行检查来确定是否对涡轮机要求了关闭过程。当在框401处确定了未要求关闭时，控制返回401，以再检查是否已要求了关闭，或者控制转移至停止方法400。在框401处，当确定要求了停机时，控制转移至框404。

[0060] 在框404处，风力涡轮100的叶片在基于塔架前后速度402确定的变桨距速率下朝顺桨位置非线性地向外变桨距。例如，叶片可为图1中提到的风力涡轮100的叶片106。如上文参照图3所述，例如，变桨距速率可为第一变桨距速率或第二变桨距速率，其中第一变桨距速率比第二变桨距速率快。在一个实施例中，第一变桨距速率为风力涡轮的额定变桨距速率。在一个实施例中，叶片可在塔架前后速度402大于或等于确定值时以第一变桨距朝顺桨位置向外变桨距。在一个实施例中，确定值大致为零米/秒。在另一个实施例中，叶片可在塔架前后速度402小于确定值时在第二变桨距速率下朝顺桨位置向外变桨距。在一个实施例中，第二变桨距速率可包括多个变桨距速率。因此，在一个实施例中，涡轮控制器406可在塔架前后速度402小于确定值时在第二变桨距速率下关闭风力涡轮100。将参照图5更详细地说明叶片的基于塔架前后速度在第一变桨距速率或第二变桨距速率下的向外变桨距。

[0061] 图5为示出根据本技术的一个实施例的控制风力涡轮的示例性方法500的流程图。在一个实施例中，图5更详细地阐释了图4的框404。例如，风力涡轮可为在图1中提到的风力涡轮100。参考标号502表示风力涡轮中的塔架顶部的塔架前后速度。应注意的是，在当前描述的方法中，当塔架前后速度502为正时，塔架前后速度502指出了塔架顶部的顺风移动，且当塔架前后速度502为负时，塔架前后速度502指出了塔架顶部的逆风移动。例如，塔架前后速度502可为图4中提到的塔架前后速度402。在一个实施例中，塔架前后速度502可由图3中提到的涡轮控制器308来确定。在当前所示的构造中，在框504处，执行检查来确定塔架前后速度502是否大于或等于确定值。例如，当风力涡轮的塔架顶部的顺风移动由正的塔架前后速度指出，且塔架顶部的逆风移动由负的塔架前后速度指出时，确定值可大致为大约零或-
0.1米/秒。备选地，例如，当风力涡轮的塔架顶部的顺风移动由负的塔架前后速度指出，且塔架顶部的逆风移动由正的塔架前后速度指出时，确定值可为大致为约零或﹢0.1米/秒。在框504处，当确定了塔架前后速度502大于或等于确定值时，控制转移至框506。应注意的是，在当前描述的构造中，当塔架前后速度大于或等于确定值时，塔架前后速度指出塔架顶部的顺风移动。

[0062] 在框506处，风力涡轮中的多个叶片在第一变桨距速率下朝顺桨位置向外变桨距。如前所述，例如，第一变桨距速率可为风力涡轮的额定变桨距速率。在一个实施例中，第一变桨距速率为固定的变桨距速率。

[0063] 回头参看框504，当确定了塔架前后速度小于确定值时，控制转移至框508。应注意的是，在当前所示的构造中，当塔架前后速度502小于确定值时，塔架前后速度502表示塔架顶部的逆风移动。在框508处，叶片在第二变桨距速率下朝顺桨位置向外变桨距。例如，第二变桨距速率比第一变桨距速率慢。在一个实施例中，第二变桨距速率通过应用线性控制规则来确定。在又一个实施例中，第二变桨距速率基于多个因素来确定，诸如风速、转子速度设定点、最大转子速度、最佳末梢速度比操作点、测得的发电机速度、线性控制增益、机械制动器的状态，和有助于桨距命令的其它功能控制环。

[0064] 在当前所示的构造中，在框506和508之后，控制转移至框510。在框510处，执行检查来确定风力涡轮中的转子速度是否小于确定的转子速度。例如，确定的转子速度取决于风力涡轮的构造，或由直接地或间接地控制风力涡轮的使用者来选择。在框510处，当确定了转子的速度不小于确定转子速度时，控制转移至框512。在框512处，接收到更新的塔架前后速度。在接收到更新的塔架前后速度之后，使用更新的塔架前后速度来执行步骤504到510。例如，塔架前后速度502可在时间戳T处生成或被接收到，且更新的塔架前后速度可在时间戳T＋n处生成。

[0065] 回头参看框510，当确定了风力涡轮中的转子的速度小于确定的转子速度时，控制转移至框514。在框514处，叶片在风力涡轮的额定能力或指定变桨距速率下朝顺桨位置向外变桨距，直至风力涡轮停止。在一个实施例中，在框514处，叶片可在第一变桨距速率下朝顺桨位置向外变桨距。因此，使叶片在风力涡轮的额定能力或指定变桨距速率下向外变桨距导致风力涡轮的关闭。

[0066] 图6(a)为风力涡轮的塔架的模拟塔架前后速度信号604的标图602，该风力涡轮在基于塔架前后速度信号604确定的模拟变桨距速率下关闭。在图6(a)中，标图602的X轴线610表示时间，且标图602的Y轴线612表示塔架前后速度。图6(b)为基于风力涡轮的塔架的塔架前后速度信号604确定的模拟变桨距速率的标图606。在图6(b)中，标图606的X轴线607表示时间，且标图608的Y轴线609表示模拟的变桨距速率。在图6(a)中，参考标号604为基于多个时间戳处的塔架的塔架前后速度生成的塔架前后速度信号。参考标号608代表与塔架前后速度信号604相比的确定值。在图6(a)中，确定值608为每秒-0.1米。在图6(a)和图6(b)的实施例中，风力涡轮的关闭的开始在时间戳614处发生。

[0067] 如图6(a)中所示，时间戳614处的塔架的塔架前后速度大于确定值608，且塔架的塔架前后速度持续大于确定值608，直到时间戳616。在图6(a)的实施例中，当塔架的塔架前后速度大于确定值608时，塔架前后速度表示塔架顶部的顺风移动。因此，如图6(b)中所示，风力涡轮的叶片在模拟的第一变桨距速率618下从时间戳614处的关闭开始朝顺桨位置向外变桨距，直到时间戳616。应注意的是，风力涡轮花费一些时间来达到第一变桨距速率618，且因此标图606在区620中示出了增大的变桨距速率。在图6(b)的实施例中，第一变桨距速率618为风力涡轮的额定变桨距速率。

[0068] 如图6(a)中所述，塔架的塔架前后速度在时间戳616处变为小于确定值608。在图6(a)的实施例中，当塔架的塔架前后速度小于确定值608时，塔架前后速度表示塔架顶部的逆风移动。因此，如图6(b)中所示，在时间戳616处，风力涡轮的叶片在基于线性控制规则或其它因素确定的多个第二变桨距速率下朝顺桨位置向外变桨距。叶片的从时间戳614直至时间戳616在第一变桨距速率下朝顺桨位置的向外变桨距减小了风力涡轮中的塔架前后振荡。

[0069] 尽管在本文中已经示出和描述了本发明的仅某些特征，但本领域技术人员将想到许多改型和变化。因此，应理解的是，所附权利要求旨在涵盖落入本发明真正精神内的所有此类改型和变化。

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