【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及一種用于操作風力渦輪機的方法，該風力渦輪機包括具有多個轉子葉片的轉子、用于調整轉子葉片的槳距角的至少一個致動器以及由轉子驅動的發電機。
技術介紹
1、在風力渦輪機中，可通過使用最佳槳距角來優化額定功率以下的功率。通過理論氣動模型可獲得針對給定操作條件的最佳漿距角。這些模型中的簡化和/或葉片的調試、生產和安裝過程中的容差可能會導致與理論行為的差異或槳距角偏移，并且因此，可能導致非最佳的操作條件。
2、已知使用光學測量來確定所生產的葉片的實際規格，并且使用這些規格來最小化不同葉片之間的槳距誤差差異。
3、所論述的用于最小化槳距角的誤差的方法可能是費力且昂貴的，并且通常具有如下缺點，即它們無法用于補償葉片屬性在使用中的改變，例如因磨損造成的變化。
4、還已知在改變漿距角之后測量風力渦輪機的功率輸出，以確定新的漿距角是否有利。為了允許穩健地檢測潛在的改進，需要相對大的漿距角改變。因此，在這些測量期間，發電效率可能會顯著降低。
5、ep2175?129a1描述了一種確定葉片槳距角的初始值的質量的方法。
6、因此，要解決的問題在于提供一種用于優化漿距角的改進方法，該方法優選地實現容易并且具有成本效益。
技術實現思路
1、根據一個方面，該問題通過一種用于操作風力渦輪機的方法來解決，該風力渦輪機包括具有多個轉子葉片的轉子、用于調整至少一個轉子葉片的槳距角的至少一個致動器以及待由轉子驅動的發電機。
2、其中，在所述
3、將所述漿距偏移增加到所述偏移區間內的第一漿距偏移極限，并且
4、隨后，將所述漿距偏移減小到所述偏移區間內的第二漿距角極限，
5、其中，相應的漿距偏移極限是恒定的，或者在至少一些重復的所述偏移變化之間變化，
6、其中，所述給定槳距角取決于校準信息，其中，由于所述槳距角的變化引起的所述發電機的輸出功率的變化的度量(measure)基于在至少10次重復的所述偏移變化期間進行的關于所述發電機的輸出功率的測量的統計分析來確定，并且
7、其中，所述校準信息基于所述度量來確定或更新。
8、已發現小的槳距角變化、例如每分鐘在兩個方向上以1.0度或0.5度的步長交替的小的槳距角變化是可能的，而不會明顯降低操作效率。在本專利技術的方法中使用這種小的槳距角變化來改善至少一個部件的負載狀況。例如，使用變槳傳動裝置的軸承或齒輪組的負載狀況的微小變化可顯著增加此類部件的使用壽命。
9、根據一個替代和/或附加的方面，該問題通過根據權利要求1的方法和/或根據獨立系統權利要求來解決，該獨立系統權利要求具有包括控制單元的系統，該控制單元適于/構造成用于實施所述方法中的一個的實施例。該系統適于由風能產生電能，并且包括至少一個風力渦輪機，相應的風力渦輪機包括具有多個轉子葉片的轉子、用于調整轉子葉片的槳距角的至少一個致動器以及由轉子驅動的發電機，其中，該系統還包括至少一個控制單元，其中，該控制單元被構造成實施本專利技術的方法，以調整該至少一個風力渦輪機或至少一個相應的風力渦輪機的槳距角。
10、與技術人員的偏見相反，已經發現，當聚合和統計評估多次重復的偏移變化期間的功率測量時，即使這些小的漿距角變化也可用于確定最佳漿距角或至少改善漿距角。然后，輸出功率的變化的符號可指示槳距角需要沿哪個方向改變，以達到最佳槳距角，并且該變化的大小可指示達到最佳槳距角所需的改變量。
11、由此，第一次防止了需要相當大的槳距角改變來確定最佳槳距角。詳細來說，由此防止了由于角度變化而引起的輸出功率的改變需要超過其他影響因素，例如由于風速和風向的改變，從而導致關于輸出功率的測量結果變化。因此，由于僅使用小的槳距角變化，因此減輕/防止了在槳距角改變相當大的情況下在此優化期間的功率輸出的降低。
12、因此，本專利技術的方法可在風力渦輪機的正常操作期間在后臺連續操作，特別是因為無論如何都應使用小的槳距角移動來改善部件的負載狀況。如下所述，優選地僅在非正常操作期間中斷獲取測量數據以確定或更新校準信息。因此，本專利技術的方法允許漿距角優化，而沒有任何明顯的效率損失。
13、可能有利的是，將所述漿距角變化和/或校準信息的確定限于風力渦輪機的如下操作模式，即：其中，風力渦輪機在最大額定功率以下操作。
14、前面的論述假定，應優化漿距角以最大化輸出功率。在某些情況下，針對略微較低的功率輸出優化可能是有利的。這也可通過所論述的方法來實現，例如，對于給定漿距角，目標不是近似零的輸出功率的變化，而是略微更高或更低的值。
15、統計分析可包括確定一個或多個統計度量(statistical?measure)，例如相應的測量子組的相應的中位數或平均值。例如，每個子組可包括在相應的漿距角極限處或附近測量的相應測量結果。中位數或平均值的確定可用于在一定程度上消除或減少其他因素的影響，例如風速和/或風向的改變。可通過區分多種操作條件并針對每種操作條件確定單獨的校準信息，來考慮到操作條件的較大改變，例如風速的重大改變。稍后將論述此方法的細節。
16、替代地或附加地，例如像方差的統計度量可以是由于漿距角變化引起的輸出功率的變化的度量，特別是當針對所有測量確定時，或者當針對測量的子組計算它們時，可以是針對子組內的測量的一致性的度量，并且因此例如是測量質量。
17、優選地，僅給定漿距角基于校準信息和可選的風力渦輪機的操作參數而改變，如下所述。偏移變化，特別是第一和/或第二漿距偏移極限，可獨立于校準信息且可選地獨立于操作參數，并且例如由固定或隨機模式描述。偏移變化可描述給定漿距角在兩個方向上的變化，即對稱變化或不對稱變化，或者偏移極限中的一個可等于零，從而導致漿距角僅在一個方向上變化。
18、偏移變化并且特別是漿距偏移極限可特別地獨立于在相同和/或先前重復的偏移變化期間獲取的關于輸出功率的測量。優選地，所有重復或至少多次連續重復、例如至少3次或5次或10次連續重復的偏移變化可使用相同的槳距偏移極限。優選地，漿距偏移被保持在相應的漿距偏移極限處持續相應重復的偏移變化所花費的時間的至少10％或20％。優選地，在不處于漿距偏移極限中的一個處時，漿距偏移連續地改變。偏移變化優選地在重復之間沒有延遲的情況下重復。
19、確定由于槳距角改變引起的輸出功率的變化的操作模式優選地是正常功率生產，并且該確定以及校準信息的確定或更新可在正常操作期間基本上連續地執行，除了特殊操作狀態，該特殊操作狀態例如在啟動期間、在突然靜止時和/或在存在誤差的情況下發生。
20、控制單元可被集成在相應的風力渦輪機本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.用于操作風力渦輪機(1)的方法，包括：
2.根據權利要求1所述的方法，其中，針對至少所述操作條件(18)的子集，限定所述操作參數(9)或相應的操作參數(9)和/或所述另外的操作參數或相應的另外的操作參數的相應參數區間，其中，僅當所述操作參數(9)或每個操作參數(9)和/或所述另外的操作參數或每個另外的操作參數處于所述操作條件(18)的所述操作參數(9)和/或所述另外的操作參數的所述相應參數區間內時，才能夠選擇這些操作條件(18)。
3.根據權利要求1或2所述的方法，
4.根據前述權利要求中任一項所述的方法，
5.根據前述權利要求中任一項所述的方法，
6.根據權利要求5所述的方法，其中，所述操作參數(9)或所述操作參數(9)中的至少一個是所述發電機(6)的輸出功率的平均值、風速、葉尖速度比和/或所述風力渦輪機(1)的轉子軸的扭矩。
7.根據前述權利要求中任一項所述的方法，其中，在取決于所述風力渦輪機(1)的所述操作參數(9)或一個操作參數(9)和/或至少一個另外的操作參數的校準條件(21)被滿足的同時，重復
8.根據權利要求7所述的方法，其中，所述另外的操作參數或相應的另外的操作參數為：所述當前漿距角(22)；和/或所述給定漿距角(33)；和/或所確定的所述發電機(6)的輸出功率(34)的變化的所述度量(30)；和/或自進入所述風力渦輪機(1)的所述操作模式或一種操作模式以來經過的時間(23)，在所述操作模式中所述發電機(6)的輸出功率(34)的至少一部分被饋送到電網(24)和/或能量儲存裝置；和/或用于調整所述風力渦輪機(1)的偏擺角(26)的所述風力渦輪機(1)的另一致動器(14)的激活和/或自其上次激活以來的時間(25)；和/或關于所述風力渦輪機(1)的環境中的溫度和/或濕度的傳感器數據(27)和/或預測數據(28)。
9.根據前述權利要求中任一項所述的方法，
10.根據權利要求9所述的方法，其中，一旦滿足結束條件(29)，測量間隔就結束，其中，所述結束條件(29)的滿足首先取決于所獲取的第一測量和/或第二測量(19、20)的數量，或者取決于這些第一測量和/或第二測量(19、20)的滿足取決于所述操作參數(9)的選擇標準(31)的數量，和/或其次取決于在所述測量間隔期間獲取的和/或滿足所述選擇標準(31)的所述第一測量和/或第二測量(19、20)的方差的度量。
11.根據權利要求8或9中任一項所述的方法，其中，相應的第一時間間隔和/或第二時間間隔(11、12)延伸跨越所述風力渦輪機(1)的所述轉子(2)的多個旋轉。
12.根據權利要求8至11中任一項所述的方法，其中，相應的第一時間間隔和/或第二時間間隔(11、12)延伸跨越所述風力渦輪機(1)的所述轉子(2)的整數個完整旋轉。
13.根據前述權利要求中任一項所述的方法，其中，所述致動器(4)用于在所述風力渦輪機(1)的所述至少一種操作模式中和/或在至少1小時或6小時內和/或在所述風力渦輪機的所述轉子的至少100或1000個旋轉期間連續地重復由于重復的所述偏移變化而引起的所述槳距角(5、22)的變化。
14.用于風力發電的系統，包括至少一個風力渦輪機(1)，相應的風力渦輪機(1)包括具有多個轉子葉片(3)的轉子(2)、用于調整所述轉子葉片(3)的漿距角(5、22)的至少一個致動器(4)以及由所述轉子(2)驅動的發電機(6)，其中，所述系統包括至少一個控制單元(13)，其中，所述控制單元(13)被設計成實施根據前述權利要求中任一項所述的方法，以調整所述至少一個風力渦輪機(1)或至少一個相應的風力渦輪機(1)的漿距角(5、22)。
...【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】
1.用于操作風力渦輪機(1)的方法，包括：
2.根據權利要求1所述的方法，其中，針對至少所述操作條件(18)的子集，限定所述操作參數(9)或相應的操作參數(9)和/或所述另外的操作參數或相應的另外的操作參數的相應參數區間，其中，僅當所述操作參數(9)或每個操作參數(9)和/或所述另外的操作參數或每個另外的操作參數處于所述操作條件(18)的所述操作參數(9)和/或所述另外的操作參數的所述相應參數區間內時，才能夠選擇這些操作條件(18)。
3.根據權利要求1或2所述的方法，
4.根據前述權利要求中任一項所述的方法，
5.根據前述權利要求中任一項所述的方法，
6.根據權利要求5所述的方法，其中，所述操作參數(9)或所述操作參數(9)中的至少一個是所述發電機(6)的輸出功率的平均值、風速、葉尖速度比和/或所述風力渦輪機(1)的轉子軸的扭矩。
7.根據前述權利要求中任一項所述的方法，其中，在取決于所述風力渦輪機(1)的所述操作參數(9)或一個操作參數(9)和/或至少一個另外的操作參數的校準條件(21)被滿足的同時，重復地、特別是連續地或以固定間隔執行所述輸出功率(34)的變化的度量(30)的確定以及所述校準信息(10)的確定或更新。
8.根據權利要求7所述的方法，其中，所述另外的操作參數或相應的另外的操作參數為：所述當前漿距角(22)；和/或所述給定漿距角(33)；和/或所確定的所述發電機(6)的輸出功率(34)的變化的所述度量(30)；和/或自進入所述風力渦輪機(1)的所述操作模式或一種操作模式以來經過的時間(23)，在所述操作模式中所述發電機(6)的輸出功率(34)的至少一部分被饋送到電網(24)和/或能量儲存裝置；和/或用于調整所述風力渦輪機(1)的偏擺角(26)的所述風力渦輪機(1)的另一致動器(14)的激活和/或自其上次激活以來的時間(25)；和...
【專利技術屬性】
技術研發人員：I·費爾南德斯羅梅羅，A·梅尼克，A·坎皮恩梅斯基里斯，
申請(專利權)人：西門子歌美颯可再生能源創新與技術有限公司，
類型：發明
國別省市：
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