[发明专利]用于操作具有主动流控制的风力涡轮机的系统和方法

说明书

相关申请的交叉引用

这里对有关的、共同转让的、共同未决的申请进行交叉引用：案号235606，题为“Method for Operating a Wind Turbine with Reduced Blade Fouling(用于操作带有减少的叶片积垢的风力涡轮机的方法)”；案号235623，题为“Active Flow Control System for Wind Turbine(用于风力涡轮机的主动流控制系统)”；案号235625，题为“Systems and Methods for Assembling an Air Distribution System for Use in a Rotor Blade of a Wind Turbine(用于组装在风力涡轮机的转子叶片中使用的空气分配系统的系统和方法)”；案号235851，题为“Apparatus and Method for Cleaning an Active Flow Control(AFC)System of a Wind Turbine(用于清洁风力涡轮机的主动流控制(AFC)系统的设备和方法)”；案号235852，题为“Systems and Method for Operating an Active Flow Control System(用于操作主动流控制系统的系统和方法)”；案号235854，题为“Systems and Method for Operating a Wind Turbine Having Active Flow Control(用于操作具有主动流控制的风力涡轮机的系统和方法)”。各个交叉引用的申请都是由Jacob Johannes Nies和Wouter Haans发明，并且与本申请同日提交。由此，各个交叉引用的申请通过引用而整体地结合在本文中。

技术领域

本文描述的实施例一般涉及用于操作具有主动流控制系统的风力涡轮机的方法和系统，并且更具体而言，涉及用于从主动流控制系统中除去碎屑(debris)以及/或者防止碎屑在主动流控制系统中积聚的方法和系统。

背景技术

主动流控制(AFC)是用于对给定的入流条件做出反应而主动尝试影响物体的气动响应的技术和/或系统的一般性术语。更具体而言，至少一些已知的AFC系统用来操纵跨越翼型件的流状况。如本文所用，术语“翼型件”指的是涡轮叶片、翼和/或任何其它适当的翼型件。虽然本文描述的实施例指的是涡轮叶片，但是应当理解，本文描述的实施例可与任何适当的翼型件一起使用。与提供基本恒定的流控制的已知的被动流控制系统相反，已知的AFC系统使得流控制能够选择性地应用于翼型件。至少一些已知的AFC系统使用空气分配系统来操纵流动跨越翼型件的表面的边界层空气。已知的AFC系统包括促动器，促动器可分成两类，这取决于它们的净质量流(net-mass-flow)。第一类是零净质量流(zero-net-mass-flow)促动器，例如合成射流促动器，而第二类是非零净质量流(nonzero-net-mass-flow)促动器，例如空气喷射促动器，其可为稳定或不稳定的和/或吹送式和/或吸入式促动器。

因为AFC系统受到可包含碎屑的流体流的影响，所以由碎屑引起的AFC穿孔和/或孔口的积垢是AFC大规模地应用于风力涡轮机叶片、航空器机翼及其它翼型件的障碍之一。如本文所用，术语“碎屑”指的是污垢、灰尘、昆虫、昆虫遗骸、颗粒、微粒、物质、悬浮液体和/或固体，以及/或者可接触风力涡轮机叶片和/或其它翼型件和积聚在风力涡轮机叶片和/或其它翼型件之中和/或之上的任何其它材料。另外，术语“穿孔”和“孔口”在整个本申请中可互换地使用。

一般而言，由碎屑引起的AFC孔口的积垢对AFC系统性能有不利的影响。另外，至少一些已知的AFC系统的构件(除了穿孔之外)也易受积垢的影响。例如，在至少一些已知的非零净质量流系统中，环境空气(可能被碎屑污染)被抽入AFC系统中，以供给促动器。这种受到污染的进气可使AFC系统的空气分配系统、促动器和/或穿孔积垢。

已知的AFC系统的穿孔和/或其它构件的这种积垢可改变跨越翼型件的流体流，从而使得流体流偏离叶片所设计来产生的洁净状态的流体。另外，叶片表面上和/或AFC系统内的积垢可降低使用翼型件和/或AFC系统的系统(例如风力涡轮机)的功率输出。但是，手动清洁AFC系统的各个孔口是不实际的，原因在于至少一些已知的AFC系统中的孔口数量和/或为了这种手动清洁而要求风力涡轮机脱机的持续时间。