操作风力涡轮机的方法以及与之相应的风力涡轮机.pdf

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1、(10)申请公布号 CN 103857905 A (43)申请公布日 2014.06.11 CN 103857905 A (21)申请号 201280049260.7 (22)申请日 2012.10.04 102011054211.6 2011.10.05 DE F03D 7/02(2006.01) (71)申请人 堪纳希斯有限公司 地址 德国明斯特 (72)发明人 尼古拉科萨克 克里斯蒂安贝克曼 (74)专利代理机构 广州华进联合专利商标代理 有限公司 44224 代理人 邓云鹏 (54) 发明名称 操作风力涡轮机的方法以及与之相应的风力 涡轮机 (57) 摘要 本发明涉及操作具有转子 （1。

2、2） 和连接到所述 转子 （12） 的发电机 （18） 的风力涡轮机 （10） 的方 法， 所述发电机 （18） 用于向电网输送电力， 其中， 所述转子 （12） 包括转子叶片 （14） ， 在操作时， 为 了控制所述转子 （12） 的转动速度 （n） ， 所述转子 叶片的叶片螺旋角 () 可以移动， 其中， 当所述 转子 （12） 达到转动速度 （n） ， 通过以预先设定的 正的叶片螺旋角移动速率 （r） 增加叶片螺旋角 （） 来强制制动转子 （12） ， 所述转动速度 （n） 超 过转动速度极限 (nlim)， 所述转动速度极限界定所 述风力涡轮机 （10） 的操作范围 (34,34,34。

3、)， 特别的， 以最大的可能的正的叶片螺旋角移动速 率 （r,max） 增加叶片螺旋角 ()。根据本发明， 转 动速度极限 （nlim） 作为由控制装置设定的叶片螺 旋角移动速率 （） 的函数而改变。本发明还涉及 相应的风力涡轮机 （10） 。 (30)优先权数据 (85)PCT国际申请进入国家阶段日 2014.04.04 (86)PCT国际申请的申请数据 PCT/EP2012/069667 2012.10.04 (87)PCT国际申请的公布数据 WO2013/050502 DE 2013.04.11 (51)Int.Cl. 权利要求书 2 页 说明书 6 页 附图 2 页 (19)中华人民共。

4、和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书2页 说明书6页 附图2页 (10)申请公布号 CN 103857905 A CN 103857905 A 1/2 页 2 1. 一种操作风力涡轮机 （10） 的方法， 所述风力涡轮机具有转子 （12） 和连接到所述转 子 （12） 的发电机 （18） ， 所述发电机 （18） 用于向电网输送电力， 其中， 所述转子 （12） 包括转 子叶片 （14） ， 在操作时， 为了控制所述转子 （12） 的转动速度 （n） ， 所述转子叶片的叶片螺旋 角 () 可以移动， 其中， 通过以预先设定的正的叶片螺旋角移动速率 （r） 增加叶片螺旋 角 （）。

5、 来强制制动以转动速度 n 转动的转子 （12） ， 所述转动速度 （n） 超过转动速度极限 (nlim)， 所述转动速度极限界定所述风力涡轮机 （10） 的操作范围 (34,34,34)， 特别的， 以 最大的可能的正的叶片螺旋角移动速率 （r,max） 增加叶片螺旋角()， 其特征在于， 转动速 度极限 （nlim） 作为由控制装置设定的叶片螺旋角移动速率 （） 的函数而改变。 2. 如权利要求 1 所述的方法， 其特征在于， 作为由所述控制装置设定的叶片螺旋角移 动速率 （） 的函数， 所述转动速度极限 （nlim） 的改变是在所述控制装置预先定义的时间跨 度 （t） 内的短暂的改变。 。

6、3. 如权利要求 1 或 2 所述的的方法， 其特征在于， 所述转动速度极限 （nlim） 相对于预先 设定的所述控制装置移动速率基础转动速度极限值 （nlim0） 上升或者下降， 所述基础转动速 度极限值为由所述控制装置设定的叶片螺旋角移动速率 （） 的函数。 4. 如权利要求 3 所述的方法， 其特征在于， 当达到基础转动速度极限值 （nlim0） 时， 所述 可变的转动速度极限 （nlim） 相对于所述基础转动速度极限 （nlim0） 上升到一个偏离与前者的 更高的预先设定的转动速度极限值 （nlim1） ， 所述控制装置设定的叶片螺旋角移动速率 （） 达到或者超过预先设定的正的叶片螺旋。

7、角移动速率 （r） 。 5. 如上述任一项权利要求所述的方法， 其特征在于， 当达到或者超过预先设定的转动 速度阈值 （ntrig） 时， 所述可变的转动速度极限 （nlim） 相对于所述预先设定的基础转动速度 极限 （nlim0） 下降到更低的偏离之前的预先设定的转动速度极限 （nlim2） ， 所述叶片螺旋角移 动速率保持在强制制动的预先设定的正的叶片螺旋角移动速率 （r） 之下一预先设定的 量。 6. 如权利要求 2-5 中的任一项所述的方法， 其特征在于， 当估计的转动速度 （n） 在预先 定义的时间常量 （t） 内， 以叶片螺旋角移动速率 （） 回到基础转动速度极限值 （nlim0）。

8、 之 下的转动速度范围时， 所述可变的转动速度极限 （nlim） 相对于基础转动速度极限 （nlim0） 上 升到偏离之前的更高的预先设定的转动速度极限值 （nlim1） ， 通过将所述风力涡轮机 （10） 的 操作参数(n,P)的当前操作参数与所述操作参数(n,P)的存储数据集进行比 较来进行估计， 或者将所述操作参数 (n,P) 的当前操作数据与所述控制装置的控制 回路的数学模型的模型数据进行比较来进行估计。 7. 如上述任一项权利要求所述的的方法， 其特征在于， 所述的可变的转动速度极限 （nlim） 作为输出功率的瞬时耗散 （dP/dt） 的函数而改变。 8. 如上述任一项权利要求所述。

9、的方法， 其特征在于， 所述操作范围 （34,34,34） 是 由转子 （12） 的转动速度 （n） 、 转子叶片 （14） 的叶片螺旋角 ()、 相应的叶片螺旋角移动速 率 （） 和发电机 （18） 的输出功率 （P） 和 / 或所述输出功率的变化 dP/dt 决定。 9. 一种风力涡轮机 （10） ， 包括 ： 转子 （12） ， 具有转子叶片 （14） ； 控制和 / 或调节装置 （24） ； 转动速度检测装置 （26） ， 与所述控制和 / 或调节装置 （24） 信号相连， 用于确定所述转 权 利 要 求 书 CN 103857905 A 2 2/2 页 3 子 （12） 的转动速度 。

10、（n） ； 至少一个参数设定装置 （26） ， 与所述控制和 / 或调节装置 （24） 信号相连， 用于设定所 述转子叶片 （14） 的叶片螺旋角 （） 和叶片螺旋角移动速率 （） ， 以及 发电机 （18） ， 与所述转子 （12） 相连， 用于向电网输出电力 ； 其特征在于， 在所述参数设定装置 （28） 的辅助下， 所述控制和 / 或调节装置 （24） 适用 于控制和 / 或调节所述转子 （12） 的转动速度 （n） ， 以及通过以根据权利要求 1 至 8 中任一 项所述的方法中的预先设定的正的叶片螺旋角移动速率 （r） 增加叶片螺旋角 （） 来强 制制动所述转子 （12） 。 10. 。

11、如权利要求 9 所述的风力涡轮机， 其特征在于， 所述控制和 / 或调节装置 （24） 包括 处理器 （30） 和用于在控制装置预先设定的时间跨度 （t） 内估计所述转子 （12） 的转动速 度的内存 （32） 。 11. 如权利要求 10 所述的风力涡轮机， 其特征在于， 所述控制和 / 或调节装置 （24） 包 括控制装置的控制回路的数学模型。 12. 如权利要求 10 或者 11 所述的风力涡轮机， 其特征在于， 还包括用于制动所述转子 （12） 的制动装置 （22） ， 所述制动装置 （22） 采用与所述转子叶片 （14） 的叶片螺旋角 （） 无 关的方式制动所述转子 （12） ， 所。

12、述制动装置 （22） 通过所述控制和 / 或调节装置 （24） 来致 动。 权 利 要 求 书 CN 103857905 A 3 1/6 页 4 操作风力涡轮机的方法以及与之相应的风力涡轮机 0001 本发明涉及一种操作风力涡轮机的方法， 该风力涡轮机具有转子以及连接到该转 子的发电机， 该发电机用于将电发送到电网。上述转子包括转子叶片， 在操作过程中为了 控制转子的转得动速度 n， 转子叶片的叶片螺旋角 （pitch angle） 可以移动。进一步的， 在达到比界定风力涡轮机 （wind turbine， WT） 操作范围的极限转动速度 nlim 更高的转动 速度 n 后， 通过按预定的正的。

13、叶片螺旋角转速 r 来增加叶片螺旋角 来强制制动转子。 在这种情况中， 特别的， 预定的正的叶片螺旋角转速是最大的可能的正的叶片螺旋角转速 r,max。 0002 本发明还涉及对应的风力涡轮机 （WT） 。该对应的风力涡轮机包括转子。该转子包 括转子叶片、 控制和 / 或调节装置、 为了确定转子的转动速度 n 而与该控制和 / 或调节装置 信号连接的转动速度检测装置、 与该控制和 / 或调节装置信号连接的至少一个参数设定装 置以及与转子相连的用于输送电力到电网的发电机。 参数设定装置是用于设定叶片螺旋角 和转子叶片的叶片螺旋角转速 的装置。 0003 这种方法以及相应的风力涡轮机 （WT） 是。

14、已知的。在该方法中， 风力涡轮机的转子 在超过由静态转动速度极限值确定的转动速度极限 nlim后， 被通过以较高的正叶片螺旋角 转速增加叶片螺旋角 （ “旋出风” ） 而强制制动， 为了避免由高转速引起的显著的机械应 力， 风力涡轮机被关闭。 在强制制动过程中， 涡轮机停止向电网输入能量， 转速也被减慢。 通 常的， 在制动后， 风力涡轮机处于转动的状态， 其中， 没有电能馈入电网。 0004 经过强制制动后， 必须检查风力涡轮机的状态。 因为风力涡轮机已经被关掉， 必须 重新启动。该重新启动可能由在远处控制站的操作员来完成。在某些情况中， 为了能够启 动风力涡轮机， 操作员必须在现场。这将带。

15、来额外的成本， 重新启动也因此被延迟。在任何 情况中， 在发生该制动时， 风力涡轮机提供的电能被中断了特定的一段时间。 0005 因此， 本发明的目的在于提出一种操作风力涡轮机的方法， 以及相关的风力涡轮 机。其中， 上述的缺点可以得到避免或者至少更少的发生。同时， 由于高速转动而产生的机 械应力因此也相应的减少。 0006 通过权利要求 1 中的特征来实现本发明的方法目标， 通过权利要求 9 中的特征来 实现风力涡轮机的目标。在从属权利要求中对本发明有利的实施例进行说明。 0007 本发明的方法提出， 转动速度极限 nlim作为叶片由控制装置设定的叶片螺旋角 移动速率 的函数而改变。换言之，。

16、 转动速度极限 nlim是叶片螺旋角移动速率的函数 （Nlim=f()） ， 该转动速度极限作为由控制装置设定的叶片螺旋角移动速率=d/dt的函 数， 相对于静态转动速度极限值上升或者下降。 0008 强制制动并不必限制于通过增加叶片螺旋角来制动， 还包括额外的与叶片螺旋角 无关的制动部分。该部分的制动， 例如可以通过机械制动来产生。 0009 根据本发明有利的实施例， 作为由控制装置设定的叶片螺旋角移动速率 的函 数， 转动速度极限 nlim的改变是在由控制装置预先确定的时间跨度 t 内的短暂的改变。 优选的， 控制装置预先确定的时间跨度 t 对应于最大的控制装置的双倍设定时间的最大 值， 。

17、特别的为该设定时间本身的最大值。设定时间为建立的工程术语。控制回路 （loop） 的 说 明 书 CN 103857905 A 4 2/6 页 5 设定时间为一时间跨度， 在该时间跨度内控制器 （控制装置） 在与参考变量附近的允许的范 围内调整控制变量。设定时间是由控制回路的整个系统确定的， 因此， 控制器 （控制和 / 或 调节装置） 的时间常量以及控制路径进入其中。在另一个实施例中， 上升时间也可以被用作 由控制装置预定义的时间跨度 t 的定义。 0010 根据本发明另一有利的实施例， 可变的转动速度极限 nlim相对于预先定义的基础 转动速度阈值 nlim0上升和 / 或者下降， 该基础。

18、转动速度阈值 nlim0为由控制装置设定的叶片 螺旋角移动速率 的函数。 0011 特别的， 可变的转动速度极限 nlim相对于基础转动速度极限 nlim0上升到一个偏离 前者的更高的预先定义的转动速度极限nlim1， 当到达基础转动速度极限值nlim0时， 由控制装 置设定的叶片螺旋角转动移动速率 达到或者超过预定的正的叶片螺旋角移动速率 r， 该移动速率 r特别的对应于在强制制动期间的叶片螺旋角移动速率。 0012 评估作为超过固定的与非创造性的统计方法相关的转速极限值结果的强制制动 或者关闭的统计数据， 确定了这些强制制动和关闭的主要部分是不必要的， 因为控制正常 操作的风力涡轮机的控制。

19、和 / 或调节装置已经启动这些操作测量， 其中， 强制制动并不导 致转动速度 n 更快的回到预先定义的转动速度范围， 或者转动速度 n 在短的时间跨度内回 到预先定义的转动速度范围。特别的， 在正常操作中， 转子叶片的叶片螺旋角 已经按照 叶片螺旋角移动速率较少， 该叶片螺旋角移动速率对应于预先定义的正的叶片螺旋角移动 速率， 随后， 强制制动没有时间上的优势。 0013 不同于强制制动的情况， 其作为安全测量减少了转动速度， 而不受实际操作的影 响， 并且在多数安全概念中导致风力涡轮机的关闭， 到达正常转动速度极限后， 当转动速度 极限在时间上增加时， 继续进行正常操作而不需要进一步的测量。。

20、 换言之 ： 如果风力涡轮机 的控制装置 （WT 控制装置） 已经启动减少转子转动速度 n 的正确测量， 即， 增加转子叶片的 叶片螺旋角 ， 关闭在某些情况中是多余的。相应的， 在可预设的时间跨度 t 内， 将发生 旋转速度返回到低于正常的转速极限的范围内， 保证了该可预设的时间跨度与强制制动回 到长期操作范围所需时间为同一大小等级。时间跨度 t 通常在 2s 至 20s 之间。 0014 另一方面， 在具有固定的转动速度极限的情况中， 也可能出现在达到划定长期操 作范围的转动速度极限之前， 很明显， 没有转动速度 n 以叶片螺旋角移动速率 有效的减 少， 为了减少转动速度， 必须使用可能的。

21、或者最确定的强制制动装置。在这些情况中， 操作 范围内的另一转动速度阈值极限偏移转动速度 n 优选的被在本发明的多个实施例中被引 入。 0015 因此， 根据本发明另一有利的实施例， 可变的转动速度极限nlim相对于预先可设定 的基础转动速度极限 nlim0降低到偏离之前的预先设定的转动速度极限值 nlim2。当达到或者 超过预先设定的转动速度极限值， 控制装置设定的叶片螺旋角移动速率 ， 当达到较低的 额外转动速度极限阈值 nlim2时， 保持在强制制动的预设的正的叶片螺旋角移动速率 r之 下预设的量， 特别的， 适用于当叶片螺旋角移动速率 为负的或者零。特别的， 当控制装置 设定的叶片螺旋。

22、角移动速率导致进一步的叶片螺旋角的减小时， 转动速度极限nlim被 降低。预先设定的转动速度阈值 ntrig总是比基础转动速度极限值 nlim0小。预先设定的转动 速度阈值 ntrig进一步的小于或者至少等于较低的预设转动速度极限值 nlim2（ntrig nlim2） 。 0016 根据本发明另一有利的实施例， 可变的转动速度极限 nlim相对于基础转动速度极 说 明 书 CN 103857905 A 5 3/6 页 6 限nlim0上升到更高的偏离之前的转动速度极限值nlim1， 根据估计， 转动速度n以控制器设定 的叶片螺旋角移动速率 在预设的时间常量 t 内回到基础转动速度极限值 （n。

23、lim0） 之下。 在这种情况下， 通过将风力涡轮机的操作参数的当前操作数据与这些操作参数的存储数据 集进行对比或者通过将操作参数的当前操作数据与控制装置的控制回路的数学模型的模 型数据进行对比来进行估计。 0017 进一步的， 可变的转动速度极限 nlim作为输出电能的瞬时耗散 dP/dt 的函数而改 变。当电网电压突降时， 输出电能强烈变化。在这种情况中， 将发生发电机转矩部分或者全 部丧失， 这将导致转子加速。即使当测量时， 通过线下的控制来迅速启动叶片螺旋角的上 升， 电压下降的结果是转动速度的上升。转动速度的过高增长将导致预先设定的基础转动 速度极限值nlim0的增加以及导致强制制动。

24、。 然而， 在电网的电压波动时而没有关闭时， 以及 涡轮机保持待运行时， 电力供应者和网络操作员频繁要求电网稳定的原因。在本发明有利 的实施例中， 转动速度极限 nlim作为测量的电能的改变 dP/dt(nlim=f(dP/dt) 的函数而改 变。并相对于预先设定的基础转动速度极限值 nlim0上升或者下降， 预先设定的基础转动速 度极限值为测量的电能改变 dP/dt 的函数。 0018 特别的， 涡轮机操作的操作范围由转子的转动速度 n、 转子叶片的叶片螺旋角 、 相应的叶片螺旋角移动速率 和发电机的输出功率 P 和 / 或其改变来共同确定的。 0019 根据本发明优选的实施例， 更高的预先。

25、设定的转动速度极限值 nlim2高于预先设定 的基础转动速度极限值 nlim0最多 5%， 和 / 或较低的预先设定的转动速度极限值 nlim2低于预 先设定的基础转动速度极限值 nlim0最多 5%。 0020 根据本发明的风力涡轮机， 控制和 / 或调节装置被设置以使用参数设定装置控制 和/或调节转子的转动速度n， 并通过以上述方法的预先设定的正的螺旋角移动速率r增 加叶片螺旋角来强制制动转子。 0021 根据本发明有利的实施例， 控制和 / 或调节装置包括处理器和内存， 该处理器和 内存用于估计在控制器预先设定的时间跨度 t 内， 转子的转动速度 n。 0022 根据本发明的另一有利的实。

26、施例， 控制和 / 或调节装置包括控制器的控制回路的 数学模型。 0023 风力涡轮机还包括制动转子的制动装置， 所述制动装置制动转子不受转子叶片的 叶片螺旋角影响， 所述制动装置通过控制和 / 或调节装置来致动。 0024 通过参考附图将对本发明进行更详细的描述。其中 ： 0025 图 1 示出了本发明的部分的风力涡轮机优选的实施例的示意图 ； 0026 图 2 示出了本发明的优选的实施例的叶片螺旋角移动速率与转动移动速率的依 赖关系 ； 0027 图 3 示出了实际操作中的转动速度曲线， 其中， 合适的引入了在操作范围内的更 高的额外转动速度极限。 0028 图 4 示出了叶片螺旋角和转子。

27、叶片攻角之间的关系。 0029 图 1 示出了风力涡轮机 （WT） 10 的构件。该风力涡轮机包括具有转子叶片 14 的转 子 12 和通过轴 16 连接到转子 12 的发电机 18。转子叶片 14 的螺旋角 可通过移动装置 20改变。 换言之， 通过移动装置20， 转子叶片14可旋入 （pitched into） 或者旋出 （pitched out of） 风。通过 “旋出风” ， 即增加转子叶片 14 的叶片螺旋角 ， 可让转子 12 和轴 16 的 说 明 书 CN 103857905 A 6 4/6 页 7 转动停止。因此， 移动装置 20 也是风力涡轮机的制动装置。安装在轴 16 上。

28、的是另一制动 制动装置 22， 其采用与转子叶片 14 的叶片螺旋角 无关的方式制动转子 12。 0030 为了操作风力涡轮机 10， 可设置和改变多个操作参数。原理上， 操作参数为 ： 转子 12 的单一转动速度 n、 前述的转子叶片的叶片螺旋角 、 螺旋角 的时间微分 d/dt， 即 叶片螺旋角移动速率 、 发电机 18 的输出功率 P。 0031 风力涡轮机 10 还包括用于操作风力涡轮机 10 的控制和 / 或调节装置 24， 该控制 和 / 或操作装置 24 用于设定操作参数 n、 、 、 P， 从而用于操作风力涡轮机 10。风力涡 轮机 10 进一步包括与控制和 / 或调节装置 2。

29、4 信号上相连的转动速度检测装置 26， 转动速 度检测装置 26 用于检测转子 12 的转动速度 n， 多参数设定装置 28 与控制和 / 或调节装置 24信号相连以用于调整正常操作的操作参数。 在这种情况下， 参数设定装置28为发电机18 和移动装置 20。通过在移动装置 20 的辅助下， 叶片螺旋角 可由控制和 / 或调节装置 24 设定。设定的速度由相应的叶片螺旋角速度 =d/dt 来确定。该速度也由控制和 / 或调 节装置 24 来设定。同时， 移动装置 24 输出信号， 基于此， 控制和 / 或调节装置 24 能够确认 相邻的叶片螺旋角以及叶片螺旋角移动速率。 移动装置20的设定速。

30、度由相应的最大 叶片螺旋角调节移动速率 max,max,r来限定。为了制动转子 12， 可增加叶片螺旋角 。增 加叶片螺旋角移动速率 =d/dt 将导致正的叶片螺旋角移动速率 。 0032 控制和 / 或调节装置 24 从转动速度检测装置 26 以及移动装置 20 接收信号， 其将 信号输出到参数设定装置 28 （发电机 18 和移动装置 20） ， 也可能输出到制动装置 22。控制 和 / 或调节装置 24 包括处理器 30 和数据内存 32。内存 32 用于存储和读出参数集， 处理器 30 用于比较操作参数的当前操作数据和存储的数据。通过在处理器 30 和内存 32 辅助下， 建立控制装置。

31、的控制回路的数学模型。 0033 风力涡轮机 10 被如此操作， 使得以转动速度 n 转动的转子 12 被通过以预先设定 的正的叶片螺旋角移动速率 r增加叶片螺旋角 来强制制动， 转动速度 n 超过转动速度 极限nlim， 该转动速度极限nlim界定风力涡轮机10的操作范围34、 34,34。 所述转动速度 极限 nlim作为由控制装置设定的叶片螺旋角移动速率 的函数而改变。这优选的发生在 图 2 所示的递增中。 0034 图 2 示出了转动速度极限 nlim为叶片螺旋角移动速率 的函数， 叶片螺旋角移动 速率 由通过在控制和 / 或调节装置的辅助下， 由控制装置来设定。作为图中的控制装置 设。

32、定的叶片螺旋角移动速率函数的这种转动速度极限nlim。 这导致三个数值的操作范围 34， 34， 34。 在rxr-范围内的正的螺旋角移动速率会导致将基础转动速度极限 值nlim0作为长期操作范围34内的转动速度极限nlim。 在强制制动期间导致的长期操作范围 内的叶片螺旋角移动速率 的上极限 r为预先设定的正的叶片螺旋角移动速率 r。在 长期操作范围 34 内的叶片螺旋角移动速率 的下极限为叶片螺旋角移动速率 r-， 该移动速率r-落入预先设定的正的叶片螺旋角移动速率r之下的一预先设定的量 。 0035 可变的转动速度极限nlim相对于基础转动速度极限nlim0上升到更高的预先定义的 偏离之。

33、前值的转动速度极限 nlim1， 当达到更高的另外的转动极限 nlim1， 控制装置设定的叶片 螺旋角移动速率 达到或者超过强制制动的预先设定的正的叶片螺旋角移动速率 r。这 将导致操作范围 34 的扩大， 其更高的转动速度极限值 nlim1如图的左侧所示。 说 明 书 CN 103857905 A 7 5/6 页 8 0036 另一方面， 当达到或者超过预先设定的转动速度阈值 ntrig（此处未示） ， 控制装置设 定的叶片螺旋角移动速率保持在强制制动中的预先设定的正的叶片螺旋角移动速率r 之下预设的量 ， 可变的转动速度极限 nlim相对于预先设定的基础转动速度极限值 nlim0 下降到更。

34、低的偏离以前值的预先设定的转动速度极限值 nlim2。这将导致操作范围 34 的 减少， 操作范围 34 的较低的转动速度的极限极限值如图的右侧所示。 0037 除了作为由控制装置设定的叶片螺旋角移动速率 的函数转动速度极限 nlim的 改变外， 所述转动速度极限nlim可作为其它变量的函数而改变， 特别的作为可操作变量的函 数而改变。可变的转动速度极限 nlim也可作为发电机 18 输出的功率的瞬时耗散的函数。 0038 如果正常的操作测量之前启动的来减少转动速度 n， 预示着将在预先设定的时间 跨度 t 内回到长期操作范围 30， 随后偏离转动速度 n 的扩展的操作范围 34 内的更高的 。

35、额外转动速度极限 nlim1被从时间上引入。引入扩展的操作范围 34 后， 在制动装置 20 的辅 助下， 转子 12 被强制制动而在一段时间内 （在预先设定的时间段内） 以转动速度 n 停止， 该 转动速度 n 高于额外的转动速度极限值 nlim1， 该额外的转动速度极限值 nlim1限定风力涡轮 机 12sic-10 的扩展的操作范围 34。特别的， 基于当前操作参数 n,P 或者至少部 分当前操作参数以及存储的参数集之间的比较的评价， 回到长期的操作范围 30 被检测到。 所述参数集与对应的短期回到长期操作范围相关的和 / 或长期离开长期操作范围的预先 评价相关， 并且这些参数集被存储。。

36、在操作范围 30 的扩展中， 在当前转动速度 n 已经达到 基础转动速度极限值 nlim0之前， 更高的额外转动速度极限值 nlim1被引入。 0039 特别的， 基于对当前的操作参数和存储在数据内存 32 中的参数集之间的比较的 评估， 可以完成回到长期操作范围34的检测或者离开长期操作范围34的检测。 所述参数集 与对应的短期回到长期操作范围 34 的和 / 或长期离开长期操作范围 34 的预先评价相关， 并且这些参数集被存储。 0040 图3展示了操作范围34的扩展， 其中， 在操作中示出了转动速度曲线36， 扩展的操 作范围 34 的更高的额外转动速度极限值 nlim1被合适的引入。在。

37、操作范围 34 扩展到扩展 的操作范围34中， 在达到基础转动速度极限值nlim0之前， 更高的额外转动速度极限值nlim1 被引入， 该基础转动速度极限值 nlim0在时刻 t1 的点界定长期操作范围。基于评估， 控制和 / 或调节装置识别到操作测量之前开始的以减少转动速度 n， 预示着在预定的时间扩展 t 内回到长期操作范围34。 在预定的时间跨度t内， 更高的额外转动速度极限nlim1被超过， 随后， 这将导致强制制动。在所示的情况下， 转动速度曲线的预测是正确的。 0041 图 4 示出了叶片螺旋角 （螺旋角） 和转子叶片 14 的攻角 相对于风 （箭头 38） 之间的关系。在这种情况。

38、中， 通常结合在低风速中的最优的流动位置来确定叶片螺旋角 （=0） 的零位置。所述叶片螺旋角 =0的零位置对应有限尺寸的攻角 0， 在这种情 况中中， 为了说明， 该攻角是随意选取的， 例如 60。 “转出风” 或者 “旋出风” 等价于减少 攻角或者增加叶片螺旋角。 相应的， 叶片螺旋角移动速率=d/dt的符号与攻角移 动速率 d/dt 的符号相反。 0042 参考标号表 0043 10 风力涡轮机 0044 12 转子 0045 14 转子叶片 说 明 书 CN 103857905 A 8 6/6 页 9 0046 16 轴 0047 18 发电机 0048 20 移动装置 0049 22 。

39、制动装置 0050 24 控制和 / 或调节装置 0051 26 转动速度检测装置 0052 28 参数设定装置 0053 30 处理器 0054 32 数据内存 0055 34 操作范围 0056 34 扩展的操作范围 0057 34 减少的操作范围 0058 36 转动速度曲线 0059 38 箭头 0060 叶片螺旋角 0061 叶片螺旋角移动速率 0062 攻角 说 明 书 CN 103857905 A 9 1/2 页 10 图 1 图 2 说 明 书 附 图 CN 103857905 A 10 2/2 页 11 图 3 图 4 说 明 书 附 图 CN 103857905 A 11 。