[发明专利]用于对风力发电机生成的噪声的调幅进行控制的系统和方法

说明书

技术领域

本发明大体上涉及风力发电机，确切地说，涉及一种用于对风力发电机生成的噪声的调幅进行控制的系统和方法。

背景技术

风能被认为是目前可用的最清洁、最环保的能源之一，在这一方面，风力发电机已获得广泛关注。现代风力发电机通常包括塔筒、发电机、齿轮箱、机舱，以及一片或多片转子叶片。转子叶片使用已知的翼原理来捕获风的动能。转子叶片以转动能的形式传输动能，以使轴转动，所述轴将转子叶片连接到齿轮箱，或者，如果未使用齿轮箱，则直接连接到发电机。之后，发电机将机械能转化成电能，从而输送到公用设施电网中。

在风力发电机运行期间，转子叶片通过空气进行旋转会生成气动噪声。由于气动噪声的调幅（即，峰峰变化），因此，通常可在风力发电机的附近区域（即，正好在风力发电机周围的区域）听到“嗖嗖声”或周期性的脉冲声。在一定程度上，此调幅始终出现，因此，被认为是风力发电机运行的正常和预期结果。但是，在某些情况下，可在远地（即，离风力发电机一定距离（例如，1至4千米）的位置）听到产生“怦怦”声或“拍打”声的异常调幅效应。此异常调幅被描述成具有比通常在风力发电机的运行过程中产生的“嗖嗖声”更强的脉冲声特性，因此被视作更为噪扰周围住宅、居民小区，和/其他居住区。但是，目前还没有可用于解决此异常调幅效应的系统和/或方法。

因此，需要一种用于对风力发电机生成的噪声的异常调幅进行控制的系统和方法。

发明内容

以下说明将部分阐明本发明的各方面内容和优点，或者，这些方面和优点在说明中可能是显而易见的，或者通过实践本发明能够推导出。

一方面，本发明揭示一种用于对风力发电机生成的噪声的调幅进行控制的方法。所述方法通常可包括：确定风力发电机的转子叶片的攻角；以及在所述转子叶片旋转期间，将所述攻角维持在大体固定值，以便减少所述风力发电机生成的所述噪声的所述调幅。所述的方法，包括将所述攻角与基线攻角进行比较。其中所述基线攻角小于约10度，优选地所述基线攻角在约1度到约6度的范围内。

所述的方法进一步包括：当所述攻角超出所述基线攻角的预定公差时，使所述转子叶片变桨。所述预定公差等于所述小于约10度的基线攻角的总变化。

所述的方法进一步包括：在所述转子叶片上大于所述转子叶片翼展的约75%的径向位置处，将所述攻角维持在大体固定值。所述的方法，其中在所述转子叶片旋转期间将所述攻角维持在大体固定值，以便减少所述风力发电机生成的所述噪声的所述调幅包括：使用所述风力发电机的变桨调整机构来使所述转子叶片变桨。

所述的方法，其中确定所述风力发电机的转子叶片的攻角包括：通过所述风力发电机的控制器从安装到或嵌入所述转子叶片的至少一个传感器接收与所述攻角相关的信号。

其中在所述转子叶片旋转期间将所述攻角维持在大体固定值，以便减少所述风力发电机生成的所述噪声的所述调幅包括调整所述风力发电机的转子速度。

另一方面，本发明揭示一种用于对风力发电机生成的噪声的调幅进行控制的方法。所述方法通常可包括：确定风力发电机的多片转子叶片的攻角；以及在所述多片转子叶片旋转期间，将每片转子叶片的所述攻角维持在大体固定值，以便减少所述风力发电机生成的所述噪声的所述调幅。

又一方面，本发明揭示一种用于对风力发电机生成的噪声的调幅进行控制的系统。所述系统通常可包括：变桨调整机构，其经配置以调整所述风力发电机的转子叶片的攻角；以及控制器，其以通信方式连接到所述变桨调整机构。所述控制器可经配置以控制所述变桨调整机构，从而在所述转子叶片旋转期间将所述攻角维持在大体固定值。

所述的系统，其中所述控制器经配置以控制所述变桨调整机构，从而将所述攻角维持在为所述转子叶片界定的基线攻角的预定公差内。其中所述基线攻角小于约10度或者在约1度到约6度的范围内。

所述的系统，其中所述预定公差等于所述小于约10度的基线攻角的总变化。所述的系统，其中所述预定公差等于所述小于约3度的基线攻角的总变化。所述的系统，其进一步包括以通信方式连接到所述控制器的至少一个传感器，所述至少一个传感器经配置以测量所述转子叶片的所述攻角。所述的系统，其中所述至少一个传感器包括安装到或嵌入所述转子叶片的至少一个传感器探针。所述的系统，其中所述至少一个传感器包括安装到或嵌入所述转子叶片的多个压力传感器。