[发明专利]用于确定风力涡轮机的监测设定点极限的系统和方法

说明书

技术领域

本发明的领域大体涉及风力涡轮机操作的控制，且更具体而言涉及基于测得的大气条件来确定风力涡轮机的监测设定点极限。

背景技术

风力涡轮机发电机使用风能来产生电功率。风力涡轮机发电机典型地包括具有多个叶片的风力转子，叶片将风能转换成传动轴的旋转运动，传动轴继而用来驱动发电机的转子，以产生电功率。

大气条件(例如风速)的变化可显著地影响由风力涡轮机发电机产生的功率。风力涡轮机发电机的功率输出随着风速的增大而增大，直到风速达到涡轮机的额定风速为止。在额定风速处以及在额定风速以上，涡轮机以额定功率操作。额定功率是预定的输出功率，在该预定的输出功率处，风力涡轮机发电机可以以涡轮机构件的预定为可接受的疲劳水平操作。在高于某个速度(典型地称为“断开(trip)极限”或“监测设定点极限”)的风速处，风力涡轮机可停机，或者可通过调节叶片的桨距或对转子制动来减小负载，以便保护涡轮机构件不受损。在风力涡轮机的设计阶段期间典型地确定静态断开极限，并且因此静态断开极限不依赖于可在风力涡轮机的操作期间存在的变化的条件。典型地，风力涡轮机停机是代价高的。可引起维护成本，以便重新启动风力涡轮机，而且在风力涡轮机保持停机的同时损失了能量生产。

发明内容

在一方面，提供了一种用于控制风力涡轮机的操作的方法。风力涡轮机包括具有多个转子叶片的转子。该方法包括测量与风力涡轮机周围的环境相关联的大气条件，将测得的大气条件提供给处理器，以及至少部分地基于测得的大气条件来确定至少一个监测设定点极限。该方法还包括将至少一个监测设定点极限应用于风力涡轮机操作。

在另一方面，提供了一种用于组装构造成以至少一个可变的监测设定点极限操作的风力涡轮机的方法。该风力涡轮机包括系统控制器。该方法包括将大气条件传感器定位在风力涡轮机上或者定位成紧邻该风力涡轮机，将大气条件传感器联接到系统控制器上，以及将系统控制器配置成以便至少部分地基于由大气条件传感器测得的大气条件来确定至少一个监测设定点极限。

在又一方面，提供了一种用于有利于操作具有至少一个可变的监测设定点极限的风力涡轮机的方法。该风力涡轮机包括系统控制器。该方法包括将大气条件传感器配置成为系统控制器提供至少一个大气条件测量值。该方法还包括将系统控制器配置成以便接收至少一个大气条件测量值，以至少部分地基于该至少一个大气条件测量值来确定至少一个可变的监测设定点极限，以及将该至少一个可变的监测设定点极限应用于风力涡轮机操作。

在又一方面，提供了一种风力涡轮机控制系统。该风力涡轮机控制系统包括定位在风力涡轮机的主体上或定位成紧邻该主体的大气条件传感器。大气条件传感器配置成测量至少一个大气条件。该系统还包括联接到大气条件传感器上的处理器。处理器配置成接收来自大气条件传感器的至少一个大气条件测量值，以及至少部分地基于该至少一个大气条件测量值来确定至少一个监测设定点极限。

在又一方面，提供了一种用于确定风力涡轮机的至少一个监测设定点极限的、包含在计算机可读介质上的计算机程序。该程序包括至少一个代码段，该至少一个代码段接收由大气条件传感器提供的测得的大气条件数据，以及至少部分地基于接收到的大气条件数据来确定风力涡轮机的至少一个监测设定点极限。

附图说明

图1是示例性风力涡轮机的透视图。

图2是图1所示的风力涡轮机的一部分的局部剖面透视图。

图3是示例性风力涡轮机的示意图。

图4是用于控制风力涡轮机的操作的示例性方法的流程图。

图5是用于组装构造成以可变的监测设定点极限操作的风力涡轮机的示例性方法的流程图。

图6是用于有利于具有可变的监测设定点极限的风力涡轮机的操作的示例性方法的流程图。

图7是由图2所示的风力涡轮机控制系统执行的示例性过程的流程图。

部件列表：

10风力涡轮机

12主体

12机舱

14制动转子

16塔架

20旋转轴线

22轮毂

24叶片

26发电机

28转子轴

30发电机轴

32齿轮箱

34变频器

36盘式制动器

38偏转系统

39旋转轴线

40系统控制器

46转子控制器

48传感器

50传感器

52传感器

54传感器

56传感器

58大气条件传感器