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申请/专利权人：通用电气可再生能源西班牙有限公司

摘要：一种用于基于顾及叶片扭转的空气动力学性能图控制风轮机的方法包括基于至少一个空气动力学性能图来控制风轮机。此外，该方法包括确定风轮机的至少一个速度参数。此外，该方法包括确定叶片扭转刚度因子。因此，该方法还包括经由处理器根据至少一个速度参数和叶片扭转刚度因子确定空气动力学性能图的扭转校正因子。该方法然后包括将扭转校正因子应用至至少一个空气动力学性能图来获得调整的空气动力学性能图。此外，该方法包括基于调整的空气动力学性能图来控制风轮机。

主权项：1.一种用于控制具有带至少一个转子叶片的转子的风轮机的方法，所述方法包括：经由处理器基于至少一个空气动力学性能图控制所述风轮机；确定所述风轮机的至少一个速度参数；确定叶片扭转刚度因子；经由所述处理器根据所述至少一个速度参数、空气密度和所述叶片扭转刚度因子确定所述空气动力学性能图的扭转校正因子，其中确定所述至少一个空气动力学性能图的所述扭转校正因子还包括使用一个或多个查找表、一个或多个方程或模拟模型；将所述扭转校正因子应用至所述至少一个空气动力学性能图，以通过经由使所述扭转校正因子乘以从所述至少一个空气动力学性能图获得的功率系数、转矩系数或推力系数中的至少一者确定调整的功率系数、调整的转矩系数或调整的推力系数来获得调整的空气动力学性能图；以及基于所述调整的空气动力学性能图来控制所述风轮机，其中，确定所述空气动力学性能图的所述扭转校正因子还包括：使所述速度参数平方；使所述空气密度乘以所述平方的速度参数以获得乘积值；以及使所述乘积值除以所述叶片扭转刚度因子。

全文数据：在风轮机控制中使用的空气动力学性能图的扭转校正因子技术领域本发明大体上涉及风轮机，并且更具体地涉及顾及叶片扭转和或扭转刚度的在风轮机控制器中使用的空气动力学性能图的扭转校正因子。背景技术风力被认为是目前可用的最清洁、最环境友好的能源之一，且就此而言，风轮机得到增多的关注。现代风轮机典型地包括塔架、发电机、变速箱、机舱和转子。转子典型地包括可旋转的毂，其具有附接至毂的一个或多个转子叶片。变桨轴承典型地可操作地配置在毂与转子叶片之间，以允许围绕变桨轴线旋转。转子叶片使用已知的翼型件原理获得风的动能。转子叶片以旋转能的形式传递动能，以便转动将转子叶片联接至变速箱或如果未使用变速箱，则直接地联接至发电机的轴。发电机然后将机械能转换成电能，电能可运用至公用电网。大气条件的变化，例如，风速、风湍流、阵风、风向和密度可显著地影响由发电机产生的功率。发电机的功率输出随风速而增大，直到风速达到涡轮的额定风速。在额定风速和高于额定风速下，发电机以额定功率操作。额定功率是输出功率，在此输出功率下，发电机可以以对于涡轮构件预定为可接受的疲劳或极端负载的水平操作。在典型地被称为跳闸trip极限的高于一定速度的风速下，风轮机可实施控制动作，如使风轮机关闭或降额，以便保护风轮机构件免受破坏。此外，可存在低于额定功率的导致校正动作如变桨控制动作的某些风速和或操作设置点如发电机速度或功率。在某些控制系统，如于2013年8月20日提交的题为"用于防止在风轮机上过载的系统和方法SystemandMethodforPreventingExcessiveLoadingonaWindTurbine"的美国专利No.9,605,558其通过引用以其整体并入本文中所描述的系统中，使用风轮机操作数据、一系列方程和一个或多个空气动力学性能图来估计风况。空气动力学性能图是有量纲或无量纲的表格或图，其描述给定条件例如，密度、风速、转子速度、变桨角度或类似项下的转子负载和性能例如，功率、推力、转矩、弯矩或类似项。因此，空气动力学性能图可包括功率系数、推力系数、转矩系数和或相对于变桨角度、转子速度或末梢速度比的偏导数。备选地，空气动力学性能图可为有量纲的功率、推力和或转矩值，而不是系数。一旦期望的系数是已知的，则控制器可基于其来控制风轮机。上文提到的空气动力学性能图是静态的，且典型地在风轮机的设计阶段期间确定。因此，空气动力学性能图不取决于可在风轮机的操作期间存在的变化的风况，如风速、湍流强度、风切变或突然阵风。此外，空气动力学性能图并未顾及叶片扭转。因此，在本领域中，包括用于顾及叶片扭转的空气动力学性能图的扭转校正因子的用于控制风轮机的系统及方法将是期望的。发明内容本发明的方面和优点将在以下描述中得到部分阐述，或可根据描述而显而易见，或可通过实践本发明而习知。一方面，本公开内容涉及一种用于控制风轮机的方法。该方法包括经由处理器基于至少一个空气动力学性能图控制风轮机。此外，该方法包括确定风轮机的至少一个速度参数。此外，该方法包括确定叶片扭转刚度因子。因此，该方法还包括经由处理器根据至少一个速度参数和叶片扭转刚度因子确定空气动力学性能图的扭转校正因子。该方法然后包括将扭转校正因子应用至至少一个空气动力学性能图以获得调整的空气动力学性能图。此外，该方法包括基于调整的空气动力学性能图来控制风轮机。在一个实施例中，速度参数可包括风速、转子速度、发电机速度，或风轮机的任何其它速度参数。在另一个实施例中，该方法还可包括根据空气密度、速度参数和叶片扭转刚度因子确定空气动力学性能图的扭转校正因子。例如，在一个实施例中，确定空气动力学性能图的扭转校正因子的步骤可包括使速度参数平方、使空气密度乘以平方速度参数以获得乘积值，以及使乘积值除以叶片扭转刚度因子。在其它实施例中，确定空气动力学性能图的扭转校正因子的步骤可包括使用一个或多个查找表、一个或多个方程或模拟模型。在若干实施例中，确定叶片扭转刚度因子的步骤可包括确定转子叶片的设计扭转刚度与实际扭转刚度之间的比例因子。在具体实施例中，将扭转校正因子应用至空气动力学性能图以获得调整的空气动力学性能图的步骤可包括使从空气动力学性能图获得的功率系数、转矩系数或推力系数乘以扭转校正因子。在某些实施例中，该方法还可包括根据扭转校正因子和或空气动力学性能图的其它传统输入自动地确定修正的末梢速度比目标和修正的变桨角度目标。在另外的实施例中，基于调整的空气动力学性能图来控制风轮机的步骤可包括实施控制动作，其包括以下中的至少一者：改变转子叶片的变桨角度、调节发电机转矩、调节发电机速度、调节功率输出、使风轮机的机舱偏航、制动一个或多个风轮机构件，或触动转子叶片上的空气流调节元件。另一方面，本公开内容涉及一种在风轮机操作期间用于由风轮机控制器使用的用于生成空气动力学性能图的方法。该方法包括确定风轮机的至少一个速度参数。该方法还包括经由风轮机控制器确定叶片扭转刚度因子。此外，该方法包括经由风轮机控制器根据至少一个速度参数和叶片扭转刚度因子确定空气动力学性能图的扭转校正因子。该方法还包括基于扭转校正因子、末梢速度比值和转子叶片的变桨角度来生成空气动力学性能图。应理解，方法还可包括如本文所述的任何附加特征和或步骤。在又一个方面中，本公开内容涉及一种用于控制具有带至少一个转子叶片的转子的风轮机的系统。该系统包括配置成监测风轮机的至少一个速度参数的一个或多个传感器，以及具有至少一个处理器的风轮机控制器。处理器通信地联接至一个或多个传感器。此外，处理器配置成执行一个或多个操作，包括但不限于基于至少一个空气动力学性能图控制风轮机、确定风轮机的至少一个速度参数、确定叶片扭转刚度因子、根据至少一个速度参数和叶片扭转刚度因子确定空气动力学性能图的扭转校正因子、将扭转校正因子应用至至少一个空气动力学性能图以获得调整的空气动力学性能图，以及基于调整的空气动力学性能图来控制风轮机。应理解，系统还可包括如本文所述的任何附加特征和或步骤。本发明的这些及其它特征、方面和优点将参照以下描述和所附权利要求变得更好理解。并入且构成本说明书的一部分的附图示出本发明的实施例，且连同描述用于阐释本发明的原理。技术方案1.一种用于控制具有带至少一个转子叶片的转子的风轮机的方法，所述方法包括：经由处理器基于至少一个空气动力学性能图控制所述风轮机；确定所述风轮机的至少一个速度参数；确定叶片扭转刚度因子；经由所述处理器根据所述至少一个速度参数和所述叶片扭转刚度因子确定所述空气动力学性能图的扭转校正因子；将所述扭转校正因子应用至所述至少一个空气动力学性能图以获得调整的空气动力学性能图；以及基于所述调整的空气动力学性能图来控制所述风轮机。技术方案2.根据技术方案1所述的方法，其特征在于，所述速度参数包括所述风轮机的转子速度、发电机速度或风速中的至少一者。技术方案3.根据技术方案1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括根据空气密度、所述速度参数和所述叶片扭转刚度因子确定所述空气动力学性能图的所述扭转校正因子。技术方案4.根据技术方案3所述的方法，其特征在于，确定所述空气动力学性能图的所述扭转校正因子还包括：使所述速度参数平方；使所述空气密度乘以所述平方的速度参数以获得乘积值；以及使所述乘积值除以所述叶片扭转刚度因子。技术方案5.根据技术方案1所述的方法，其特征在于，确定所述至少一个空气动力学性能图的所述扭转校正因子还包括使用一个或多个查找表、一个或多个方程或模拟模型。技术方案6.根据技术方案1所述的方法，其特征在于，确定所述叶片扭转刚度因子还包括确定所述转子叶片的设计扭转刚度与实际扭转刚度之间的比例因子。技术方案7.根据技术方案1所述的方法，其特征在于，将所述扭转校正因子应用至所述空气动力学性能图以获得所述调整的空气动力学性能图还包括使所述扭转校正因子乘以从所述至少一个空气动力学性能图获得的功率系数、转矩系数或推力系数中的至少一者。技术方案8.根据技术方案7所述的方法，其特征在于，所述方法还包括使用所述调整的空气动力学性能图根据所述扭转校正因子自动地确定修正的末梢速度比和修正的变桨角度。技术方案9.根据技术方案1所述的方法，其特征在于，基于所述调整的空气动力学性能图来控制所述风轮机还包括实施控制动作，其包括以下中的至少一者：改变转子叶片的所述变桨角度、调节发电机转矩、调节所述发电机速度、调节所述功率输出、使所述风轮机的机舱偏航、制动一个或多个风轮机构件，或触动转子叶片上的空气流调节元件。技术方案10.一种在风轮机操作期间用于由风轮机控制器使用的用于生成空气动力学性能图的方法，所述方法包括：确定所述风轮机的至少一个速度参数；经由所述风轮机控制器确定叶片扭转刚度因子；经由所述风轮机控制器根据所述至少一个速度参数和所述叶片扭转刚度因子确定所述空气动力学性能图的扭转校正因子；以及基于所述转子叶片的扭转校正因子、一个或多个末梢速度比值和变桨角度来生成所述空气动力学性能图。技术方案11.根据技术方案10所述的方法，其特征在于，所述速度参数包括所述风轮机的转子速度、发电机速度或风速中的至少一者。技术方案12.根据技术方案10所述的方法，其特征在于，所述方法还包括根据空气密度、所述速度参数和所述叶片扭转刚度因子确定所述空气动力学性能图的所述扭转校正因子。技术方案13.一种用于控制具有带至少一个转子叶片的转子的风轮机的系统，所述系统包括：包括至少一个处理器的风轮机控制器，所述至少一个处理器配置成执行一个或多个操作，所述一个或多个操作包括：基于至少一个空气动力学性能图控制所述风轮机；确定所述风轮机的至少一个速度参数；确定叶片扭转刚度因子；经由所述处理器根据所述至少一个速度参数和所述叶片扭转刚度因子确定所述空气动力学性能图的扭转校正因子；将所述扭转校正因子应用至所述至少一个空气动力学性能图以获得调整的空气动力学性能图；以及基于所述调整的空气动力学性能图来控制所述风轮机。技术方案14.根据技术方案13所述的系统，其特征在于，所述速度参数包括所述风轮机的转子速度、发电机速度或风速中的至少一者。技术方案15.根据技术方案13所述的系统，其特征在于，所述系统还包括根据空气密度、所述速度参数和所述叶片扭转刚度因子确定所述空气动力学性能图的所述扭转校正因子。技术方案16.根据技术方案15所述的系统，其特征在于，确定所述空气动力学性能图的所述扭转校正因子还包括：使所述速度参数平方；使所述空气密度乘以所述平方的速度参数以获得乘积值；以及使所述乘积值除以所述叶片扭转刚度因子。技术方案17.根据技术方案13所述的系统，其特征在于，确定所述至少一个空气动力学性能图的所述扭转校正因子还包括使用一个或多个查找表、一个或多个方程或模拟模型。技术方案18.根据技术方案13所述的系统，其特征在于，确定所述叶片扭转刚度因子还包括确定所述转子叶片的设计扭转刚度与实际扭转刚度之间的比例因子。技术方案19.根据技术方案13所述的系统，其特征在于，将所述扭转校正因子应用至所述空气动力学性能图以获得所述调整的空气动力学性能图还包括使所述扭转校正因子乘以从所述至少一个空气动力学性能图获得的功率系数、转矩系数或推力系数中的至少一者。技术方案20.根据技术方案19所述的系统，其特征在于，所述系统还包括使用所述调整的空气动力学性能图根据所述扭转校正因子自动地确定修正的末梢速度比目标和修正的变桨角度目标。附图说明在参照附图的说明书中，阐述了对于本领域普通技术人员而言的本发明的完整和充分的公开，包括其最佳模式，在附图中：图1示出了根据本公开内容的风轮机的一个实施例的透视图；图2示出了根据本公开内容的风轮机的机舱的一个实施例的简化内部视图；图3示出了可包括在根据本公开内容的风轮机的控制器中的适合的构件的一个实施例的框图；图4示出了根据本公开内容的基于调整的空气动力学性能图控制风轮机的方法的一个实施例的流程图；图5示出了根据常规构造的空气动力学性能图的一个实施例的示意图；图6示出了根据本公开内容的空气动力学性能图的一个实施例的示意图；以及图7示出了根据本公开内容的用于生成由风轮机控制器使用的空气动力学控制器的方法的一个实施例的流程图。部件列表10风轮机12转子14转子叶片16塔架20毂22机舱24发电机25平面26风向28轴线30控制器32变桨调整机构33变桨轴线34转子轴36发电机轴38变速箱40变桨驱动电机42变桨驱动变速箱44变桨驱动小齿轮46变桨轴承48毂传感器50叶片传感器52风传感器54塔架传感器56风参数估计器58处理器60存储器装置62通信模块64传感器接口66偏航驱动机构68偏航轴承70空气动力学性能图72空气动力学性能图74刚性转子叶片76柔性转子叶片100方法102方法步骤104方法步骤106方法步骤108方法步骤110方法步骤112方法步骤。具体实施方式现在将详细参照本发明的实施例，其一个或多个示例在附图中被示出。各个示例通过阐释本发明而非限制本发明的方式提供。实际上，本领域的技术人员将清楚的是，可在本发明中作出各种改型和变型，而不会脱离本发明的范围或精神。例如，示为或描述为一个实施例的一部分的特征可与另一个实施例一起使用以产生又一个实施例。因此，旨在本发明覆盖归入所附权利要求和其等同物的范围内的此类改型和变型。大体上，本主题涉及用于在风轮机控制系统中使用的空气动力学性能图的扭转校正因子和确定其的方法。对于一致的入流条件，空气动力学性能图大体上是静态形状。然而，在实际风轮机操作中，已知转子叶片形状和入流风况不同于表现为理想化条件的最初的设计条件。为了顾及此变化，本公开内容包括扭转校正因子，其可用于生成和或调节风轮机控制系统内的空气动力学性能图。更确切地说，本文描述的扭转校正因子配置成顾及叶片偏转和扭转。因此，本文描述的空气动力学性能图针对叶片扭转校正，以防止推力和风速估计中的误差。因此，如果风轮机推力有限，则叶片扭转校正允许在较高设计推力下操作，以在功率曲线的拐点获得更多能量。此外，本文描述的空气动力学性能图自动地指出最佳末梢速度比TSR和变桨角度如何随叶片扭转变化而变化，从而在叶片末梢扭向顺桨的情况下允许控制器使叶片变桨更多而有助于towards产生功率。另外，控制器可通过保持更接近叶片末梢附近的最佳攻角来恢复损失功率。因此，本公开内容的空气动力学性能图提供了更准确的推力和风速估计，以及改进的由于叶片扭转引起的功率损失的恢复。现在参照附图，图1示出了根据本公开内容的方面的风轮机10。如所示的，风轮机10包括转子12，其具有安装在毂20上的多个转子叶片14。风轮机10还包括安装在塔架16顶部的机舱22。转子12可操作地联接至收容在机舱22内的发电机24图2。塔架16使转子叶片14暴露于风由箭头26定向表示，这致使转子叶片14围绕轴线28旋转。因此，转子叶片14将风的动能转变成转矩，转矩经由发电机24进一步转变成电能。现在参照图2，示出了图1中所示的风轮机10的机舱22的一个实施例的简化内部视图。如所示的，发电机24可设置在机舱22内。大体上，发电机24可联接至转子12，以用于由通过转子12生成的旋转能产生电功率。例如，如示出的实施例中所示，转子12可包括转子轴34，其联接至毂20以与毂20一起旋转。转子轴34继而又可通过变速箱38旋转地联接至发电机24的发电机轴36。如大体上理解到那样，转子轴34可响应于转子叶片14和毂20的旋转对变速箱38提供低速高转矩输入。变速箱38然后可配置成将低速高转矩输入转换成高速低转矩输出，以驱动发电机轴36，且因此驱动发电机24。风轮机10还可包括集中在机舱22内的控制器30。备选地，控制器30可位于风轮机10的任何其它构件内或风轮机10外的位置处。此外，控制器30可通信地联接至风轮机10的任何数量的构件，以便控制此构件的操作，和或实施如本文描述的各种校正动作。因此，控制器30可包括计算机或其它适合的处理单元。因此，在若干实施例中，控制器30可包括适合的计算机可读指令，其在被执行时，使控制器30配置成执行各种不同的功能，如接收、传输和或运行风轮机控制信号。因此，如下文将更详细描述的，控制器30可大体上配置成控制各种操作模式例如，启动或关闭程序、使风轮机降额，和或控制风轮机10的各种构件。仍参照图2，每个转子叶片14还可包括变桨调整机构32，其配置成使每个转子叶片14围绕其变桨轴线33旋转。此外，每个变桨调整机构32可包括变桨驱动电机40例如，任何适合的电动、液压或气动电机、变桨驱动变速箱42和变桨驱动小齿轮44。在此实施例中，变桨驱动电机40可联接至变桨驱动变速箱42，使得变桨驱动电机40将机械力施加至变桨驱动变速箱42。类似地，变桨驱动变速箱42可联接至变桨驱动小齿轮44，以与其一起旋转。变桨驱动小齿轮44继而又可与联接在毂20与对应的转子叶片14之间的变桨轴承46处于旋转接合，使得变桨驱动小齿轮44的旋转引起变桨轴承46的旋转。因此，在此实施例中，变桨驱动电机40的旋转驱动变桨驱动变速箱42和变桨驱动小齿轮44，从而使变桨轴承46和转子叶片14围绕变桨轴线33旋转。类似地，风轮机10可包括通信地联接至控制器30的一个或多个偏航驱动机构66，其中每个偏航驱动结构66配置成改变机舱22相对于风的角度例如，通过接合风轮机10的偏航轴承68。大体上参照图1-3，风轮机10可包括用于测量风轮机10的各种风参数的一个或多个传感器48,50,52,54。例如，如图1中所示，传感器48位于毂20上，以便测量来自风轮机10的逆风的实际风参数。实际风参数可为任何以下参数：阵风、风速、风向、风加速度、风湍流、风切变、风转向、尾流干扰，或类似参数。此外，传感器48,50,52,54可包括至少一个LIDAR传感器以用于测量逆风参数。例如，如图1中所示，LIDAR传感器48是测量雷达，其配置成扫描风轮机10周围的环形区域，且基于来自气溶胶的由LIDAR传感器传送的光的反射和或散射来测量风速。LIDAR传感器48的圆锥角θ和范围R可适当地选择成提供期望的测量精度和可接受的灵敏度。在示出的实施例中，传感器48,50,52,54位于毂20上，转子叶片14安装在毂20上。在其它实施例中，传感器48,50,52,54还可位于风轮机塔架16的基部附近，在一个或多个转子叶片14上，在机舱22上，在风轮机10的气象桅杆上，或在任何其它适合的位置处。在又一些实施例中，传感器48,50,52,54可位于在风轮机10上或附近的任何适合的位置。此外，传感器48,50,52,54可配置成测量至少一个特定部分前的风参数，所述至少一个特定部分典型地为转子叶片14的最重要的区段就那些区段对转子叶片14上的空气动力学转矩的贡献而言，例如接近转子叶片14的末梢的区段。如图1中所示，转子叶片14前面的点在该处由传感器48,50,52,54测量风速由平面25表示。在备选实施例中，传感器48,50,52,54可为能够测量风轮机10的逆风风参数的任何其它适合的传感器。例如，传感器48,50,52,54可为加速计、压力传感器、攻角传感器、振动传感器、MIMU传感器、相机系统、光纤系统、风速计、风向标、声波检测和测距SODAR传感器、红外线激光器、辐射计、全压管、无线电探空测风仪、其它光学传感器，和或任何其它适合的传感器。应认识到，如本文使用的，用语"监测"和其变型指示风轮机的各种传感器可配置成提供受监测的参数的直接测量，或此类参数的间接测量。因此，例如，传感器48,50,52,54可用于生成关于受监测的参数的信号，其然后可由控制器30使用来确定实际状态。特别地参照图3，示出有根据本公开内容的控制器30的一个实施例的框图。如所示的，控制器30可包括一个或多个处理器58、风轮机状态估计器56和相关联的存储器装置60，存储器装置60配置成执行多种计算机执行的功能例如，执行方法、步骤、计算等，以及存储如本文公开的相关数据。另外，控制器30还可包括通信模块62，以便于控制器30与风轮机10的各种构件之间的通信。此外，通信模块62可包括传感器接口64例如，一个或多个模数转换器，以允许从传感器48,50,52,54传输的信号转换成可由处理器58理解和处理的信号。应认识到，传感器48,50,52,54可使用任何适合的手段可通信地联接至通信模块62。例如，如图3中所示，传感器48,50,52,54经由有线连接联接至传感器接口64。然而，在其它实施例中，传感器48,50,52,54可经由无线连接如通过使用本领域中已知的任何适合的无线通信协议联接至传感器接口64。因此，处理器58可配置成接收来自传感器48,50,52,54的一个或多个信号。风轮机状态估计器56可认为是使用操作数据来实时计算各种风轮机状态的软件。此外，风轮机状态估计器56可包括固件，其包括可由处理器58运行的软件。此外，风轮机状态估计器56可与各种传感器48,50,52,54和风轮机10的装置通信，它们可将操作数据提供至风轮机状态估计器56。如本文使用的，用语"处理器"不但指本领域中被认为包括在计算机中的集成电路，而且指控制器、微控制器、微型计算机、可编程逻辑控制器PLC、专用集成电路以及其它可编程电路。另外，存储器装置60大体上可包括存储器元件，包括但不限于，计算机可读介质例如，随机存储存储器RAM、计算机可读非易失性介质例如，闪速存储器、软盘、紧凑型光盘只读存储器CD-ROM、磁光盘MOD、数字多功能盘DVD和或其它适合的存储器元件。此类存储器装置60大体上可配置成存储适合的计算机可读指令，其在由处理器58执行时，使控制器30配置成执行各种功能，包括但不限于基于操作数据估计风轮机10的一种或多种风况、响应于瞬变风况的检测传输适合的控制信号以执行控制动作，和或各种其它适合的计算机执行的功能。现在参照图4，示出了根据本公开内容的用于控制风轮机10的方法100的流程图。例如，如图102处所示，方法100包括基于至少一个空气动力学性能图来控制风轮机10。本文描述的空气动力学性能图大体上是指有量纲或无量纲的表格或图，其描述给定条件例如，密度、风速、转子速度、变桨角度或类似项下的转子负载和性能例如，功率、推力、转矩或弯矩或类似项。因此，空气动力学性能图可包括功率系数、推力系数、转矩系数和或相对于变桨角度、转子速度或末梢速度比的偏导数。备选地，空气动力学性能图可为有量纲的功率、推力和或转矩值，而不是系数。仍参照图4，如104处所示，方法100包括确定风轮机10的至少一个速度参数。更确切地说，速度参数可使用传感器48,50,52,54中的一个或多个来监测，且或可经由控制器30确定或估计。例如，在一个实施例中，速度参数可包括风速、转子速度、发电机速度，或风轮机10的任何其它速度参数。此外，应理解，速度参数例如，风速可为叶片特有的风速，其可由于风切变、塔影等而不同。如106处所示，方法100包括确定叶片扭转刚度因子。例如，在一个实施例中，叶片扭转刚度因子可等于转子叶片的设计扭转刚度与实际扭转刚度之间的比例因子。如108处所示，方法100包括根据速度参数和叶片扭转刚度因子确定空气动力学性能图的扭转校正因子。例如，在一个实施例中，处理器58可配置成使用一个或多个查找表、一个或多个方程或模拟模型来确定本文所述的扭转校正因子。更确切地说，在某些实施例中，该方法100可包括根据空气密度、速度参数和叶片扭转刚度因子确定空气动力学性能图的扭转校正因子。例如，在一个实施例中，控制器30可基于以下方程1来确定空气动力学性能图的扭转校正因子，其中控制器30使速度参数υ平方，使平方的速度参数υ2乘以空气密度ρ以获得乘积值，并然后使乘积值ρυ2除以叶片扭转刚度因子P_AdjGJSt。　　方程1另外，应理解，控制器30可确定每个转子叶片14的叶片特有的扭转校正因子。因此，对于如图1中所示的具有三个转子叶片14的风轮机，这将导致三个扭转校正因子，从而导致如参照以下方程2-4描述的三个调整的功率、推力或转矩系数。具体参照图5和图6，绘出了两个空气动力学性能图70,72来示出扭转校正因子的优点。例如，如所示的，空气动力学性能图70,72为变桨角度相对于TSR的图，其提供了对应的推力系数Ct。此外，如所示的，每个图70,72包括来自扭转刚性转子叶片74和柔性转子叶片76的模拟。然而，图5的图70示出了在仅密度或仅叶片刚度或仅风速变化时图轮廓和最佳变桨线如何开始转移。相比之下，图6的图72示出了当以上变量的某些组合即，扭转校正因子ρυ2P_AdjGJSt不变时如何大大地减小变化。返回参照图4，如图110处所示，方法100包括将扭转校正因子应用至空气动力学性能图以获得调整的空气动力学性能图。在具体实施例中，将扭转校正因子例如，FTWIST_POWER和FTWIST_THRUST应用至空气动力学性能图以获得调整的空气动力学性能图的步骤可包括使扭转校正因子乘以从空气动力学性能图获得的功率系数、转矩系数或推力系数。扭转校正因子可为以下参数中的一个或多个的函数：风速、密度、叶片刚度、P_AdjGJSt、扭转校正因子、转子速度和或发电机速度。例如，在扭转校正因子基于转子速度的情况下，扭转校正因子FTWIST可用于例如经由以下方程2和3调整空气动力学性能图：Cp=CpESTIMATOR*FTWIST_POWER　　方程2Cth=CthESTIMATOR*FTWIST_THRUST　　方程3Cto=CtoESTIMATOR*FTWIST_TORQUE　　方程4其中Cp是调整的功率系数，Cth是调整的推力系数，Cto是调整的转矩系数，CpESTIMATOR是来自空气动力学性能图的功率系数，CthESTIMATOR是来自空气动力学性能图的推力系数，CtoESTIMATOR是来自空气动力学性能图中的转矩系数，FTWIST_POWER是功率系数的扭转校正因子，FTWIST_THRUST是推力系数的扭转校正因子，以及FTWIST_TORQUE是转矩系数的扭转校正因子。因此，在某些实施例中，方法100可包括调整取决于调整的系数的一个或多个下游估计量。例如，此下游估计量可包括塔架基部力矩、不平衡力矩、叶根力矩等。在某些实施例中，方法100还可包括使用调整的空气动力学性能图根据扭转校正因子自动地确定修正的末梢速度比TSR和修正的变桨角度。返回参照图4，如图112处所示，方法100包括基于调整的空气动力学性能图来控制风轮机10。例如，在一个实施例中，风轮机状态估计器56可执行具有一系列方程的控制算法，以根据变桨角度、发电机速度、功率输出和空气密度确定估计的风轮机状态。此外，方程可使用操作数据和更新的空气动力学性能图来求解。此控制方法提供了准确的风轮机控制，其使功率输出最大化，且减小过大的风轮机负载。在备选实施例中，方法100还可用于提高性能。在此实施例中，负载可增大。在特定实施例中，基于调整的空气动力学性能图控制风轮机的步骤可包括执行控制动作。如本文描述的控制动作可为任何适合的控制动作，以便减小作用于风轮机10上的负载。例如，在若干实施例中，控制动作可包括使风轮机暂时降额或升额，以允许减小或以其它方式控制作用于风轮机构件中的一个或多个上的负载。如通过使转矩升额来使风轮机升额可暂时地减慢风轮机，且用作制动器来帮助减小负载。使风轮机降额可包括速度降额、转矩降额或两者的组合。此外，风轮机可通过减小速度和增大转矩来降额，这可能是有益的，以便保持功率。在另一个实施例中，风轮机10可通过使转子叶片14中的一个或多个围绕其变桨轴线33变桨来降额。更确切地说，控制器30可大体上控制每个变桨调整机构32，以便在-10度即，转子叶片14的功率位置到90度即，转子叶片14的顺桨位置之间改变每个转子叶片14的变桨角度。在又一个实施例中，风轮机10可通过调节发电机24上的转矩需求来暂时地降额。大体上，转矩需求可使用本领域已知的任何适合的方法、过程、结构和或手段来调节。例如，在一个实施例中，发电机24上的转矩需求可使用控制器30通过将适合的控制信号命令传输至发电机24而被控制，以便调制发电机24内产生的磁通量。风轮机10还可通过使机舱22偏航来暂时地降额，以改变机舱22相对于风向的角度。在其它实施例中，控制器30可配置成致动一个或多个机械制动器或触动转子叶片上的空气流调节元件，以便减小转子叶片14的转速和或负载，从而减小构件负载。在又一些其它实施例中，控制器30可配置成执行本领域中已知的任何适合的控制动作。此外，控制器30可实施两个或更多个控制动作的组合。现在参照图7，示出了在风轮机操作期间用于由风轮机控制器30使用的用于生成空气动力学性能图的方法200的一个实施例的流程图。如202处所示，方法200包括确定风轮机10的至少一个速度参数。如204处所示，方法200包括经由风轮机控制器30获得叶片扭转刚度因子。如206处所示，方法200包括经由风轮机控制器30根据速度参数、叶片扭转刚度因子和空气密度确定空气动力学性能图的扭转校正因子。如208处所示，方法200包括基于转子叶片14的扭转校正因子、一个或多个末梢速度比值和变桨角度来生成空气动力学性能图。还应认识到，本发明的优点在于，系统和方法可使用风轮机10的现有构件来执行。因此，不需要用户购买、安装和维护新设备。此外，控制器30可与较广泛的控制系统集成，如但不限于风轮机控制系统、工厂控制系统、远程监测系统或它们的组合。本书面描述使用示例来公开本发明，包括最佳模式，且还使本领域任何技术人员能够实践本发明，包括制作和使用任何装置或系统，以及执行任何并入的方法。本发明的可获得专利的范围由权利要求限定，且可包括本领域技术人员想到的其它示例。如果此类其它示例包括不异于权利要求的字面语言的结构要素，或如果它们包括与权利要求的字面语言无实质差别的等同结构要素，则此类其它示例旨在处于权利要求的范围内。

权利要求：1.一种用于控制具有带至少一个转子叶片的转子的风轮机的方法，所述方法包括：经由处理器基于至少一个空气动力学性能图控制所述风轮机；确定所述风轮机的至少一个速度参数；确定叶片扭转刚度因子；经由所述处理器根据所述至少一个速度参数和所述叶片扭转刚度因子确定所述空气动力学性能图的扭转校正因子；将所述扭转校正因子应用至所述至少一个空气动力学性能图以获得调整的空气动力学性能图；以及基于所述调整的空气动力学性能图来控制所述风轮机。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述速度参数包括所述风轮机的转子速度、发电机速度或风速中的至少一者。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括根据空气密度、所述速度参数和所述叶片扭转刚度因子确定所述空气动力学性能图的所述扭转校正因子。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，确定所述空气动力学性能图的所述扭转校正因子还包括：使所述速度参数平方；使所述空气密度乘以所述平方的速度参数以获得乘积值；以及使所述乘积值除以所述叶片扭转刚度因子。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，确定所述至少一个空气动力学性能图的所述扭转校正因子还包括使用一个或多个查找表、一个或多个方程或模拟模型。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，确定所述叶片扭转刚度因子还包括确定所述转子叶片的设计扭转刚度与实际扭转刚度之间的比例因子。7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述扭转校正因子应用至所述空气动力学性能图以获得所述调整的空气动力学性能图还包括使所述扭转校正因子乘以从所述至少一个空气动力学性能图获得的功率系数、转矩系数或推力系数中的至少一者。8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述方法还包括使用所述调整的空气动力学性能图根据所述扭转校正因子自动地确定修正的末梢速度比和修正的变桨角度。9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于所述调整的空气动力学性能图来控制所述风轮机还包括实施控制动作，其包括以下中的至少一者：改变转子叶片的所述变桨角度、调节发电机转矩、调节所述发电机速度、调节所述功率输出、使所述风轮机的机舱偏航、制动一个或多个风轮机构件，或触动转子叶片上的空气流调节元件。10.一种在风轮机操作期间用于由风轮机控制器使用的用于生成空气动力学性能图的方法，所述方法包括：确定所述风轮机的至少一个速度参数；经由所述风轮机控制器确定叶片扭转刚度因子；经由所述风轮机控制器根据所述至少一个速度参数和所述叶片扭转刚度因子确定所述空气动力学性能图的扭转校正因子；以及基于所述转子叶片的扭转校正因子、一个或多个末梢速度比值和变桨角度来生成所述空气动力学性能图。

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