[发明专利]使风力涡轮机对准风向的方法和风力涡轮机装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种风力涡轮机装置和使风力涡轮机对准风 向的方法。

背景技术

例如，为了避免高的结构负载以及为了产生最优的功率， 使风力涡轮机的水平轴线对准风向是极其关键的。通常利用风向标或 者声波式风传感器来测得风向。

在GB 2 067 247A中公开了一种装置，其用于确定风能以 便控制风力发电机，特别是使转子转动平面的位置对准空气流。利用 通过探头测得的压力差，在转子平面处的风能得以控制，其中压力探 头被布置在该转子叶片的表面处。如果在90°转子位置与在270°转子 位置中，测量系统记录到不相等的初始风向角，那么必需在0°位置与 180°位置中调节叶片，使转子平面绕塔轴线枢转，以便再次在90°转 子位置与在270°转子位置中时平衡初始风向角中的差。

发明内容

本发明的一个目标是提供一种改进了的、用来使风力涡轮 机对准风向的方法。本发明进一步的目标是提供一种改进的风力涡轮 机。

为此本发明提出一种用于使风力涡轮机对准风向的方法， 其特征在于下列步骤：

-在所述风力涡轮机机舱的第一侧至少测量第一压力；

-确定测得的所述第一压力与第二压力之间的压力差；以及

-根据被确定的所述压力差转动所述机舱。

还提出一种风力涡轮机装置，包括：

-机舱，其具有第一侧以及位于所述第一侧对面的第二侧；

-偏航对准控制器，其设计成确定风力涡轮机相对风向的失准， 并且产生代表了所述风力涡轮机的转动的控制信号，这会使所述风力 涡轮机重新对准风向；以及

-偏航驱动器，其连接至所述偏航对准控制器以用于接收所述控 制信号，并且被设计成基于所述控制信号使风力涡轮机对准风向；

其特征在于，

-至少一个第一压力计被设置在所述机舱的第一侧，所述第一压 力计产生第一压力信号；

-所述偏航对准控制器被连接至所述至少一个第一压力计以用于 接收所述第一压力信号，并且被设计成确定所述第一压力信号与第二 压力信号之间的差，以及根据所述被确定的压力差输出代表了所述风 力涡轮机的转动的控制信号。

使风力涡轮机对准风向的创新性方法包括在风力涡轮机 机舱的第一侧至少测量第一压力的步骤，以及在测得的第一压力和第 二压力之间确定压力差的步骤。然后，根据或相应于该确定的压力差 来转动机舱。

所述第二压力可以是参考压力，该参考压力被校准以相应 地使所述风力涡轮机正确对准风向，或者该参考压力可以是在风力涡 轮机机舱的第二侧测得的压力，其中该第二侧与第一侧相对。换言之， 参考压力与在机舱一侧测得的至少一个压力值之间的差值，或者在该 机舱两侧测得的压力值之间的差值，被风力涡轮机控制系统用来修正 风力涡轮机转子的偏航失准。

通过利用最大的可用物体(也就是，风力涡轮机的机舱) 以用于压力测量，可以实现对风力涡轮机转子的偏航失准的非常鲁棒 的测量。采用这种鲁棒的失准检测，可以实现更好的对准，即更精确 地对准。此外，还能够避免由于失准所致的发电损失和结构负载的增 加。为了使该测量更加鲁棒，并因而使得偏航失准检测更加鲁棒，在 确定压力差之前，可以将测得的第一压力和/或测得的第二压力在时间 段上进行积分。

该创新性方法可以被执行，而不用考虑是动压力、静压力、 还是它们的组合被测量作为第一压力和/或第二压力。此外，在机舱的 第一侧可以测得不止一个压力，和/或在该机舱的第二侧也可以测得不 止一个压力。然后，在确定压力差之前，在机舱的第一侧测得的压力 被组合，和/或在该机舱的第二侧测得压力也被组合。可替代地，确定 不止一个压力差，并且将所确定的压力差组合，然后根据或相应于所 述被组合的压力差转动机舱。在机舱的同一侧测得的压力可以由同类 型的压力测量产生，或者也可以由不同类型的压力测量产生。通过将 在机舱每一侧的多个压力测量值进行组合，该创新性的方法可以被实 现得更加鲁棒。要指出的是，在下文中尽管没有明确提及，但是术语 “压力差”或“确定的压力差”应当也包括组合的压力差。