[发明专利]确定风力涡轮的偏航方向

说明书

本发明涉及确定风力涡轮的偏航方向。提出了一种用于确定风力涡轮(210)的偏航方向(214)的方法，包括以下步骤：在风力涡轮(210)的构件(216)处接收从源(232)传播的信号(233)；基于所接收的信号(233)确定从构件(216)朝源(232)的方向(253)；确定相对于朝源(232)的确定方向(253)来说的风力涡轮(210)的偏航方向(214)。此外，提出了用于执行所述方法的风力涡轮和装置及计算机程序产品和计算机可读介质。

技术领域

本发明涉及一种用于确定涡轮机的偏航方向的方法、涡轮机及装置。此外，提出了相应的计算机程序产品和计算机可读介质。

背景技术

操作中的风力涡轮将并非总是经历垂直于转子平面的风。当风力涡轮的转子平面(其也称为航向)并未垂直于风时，效率将降低。因此，实际的风力涡轮包括设计成自动地调整其航向等的偏航系统，例如，使转子平面垂直于到来的风旋转，或保持相对于风来说的角度以使涡轮转子的表面面积最大化。

通常，偏航系统为机舱的一部分，机舱可被包含在偏航移动中，即，经由至少一个偏航轴承可旋转地安装在塔架的顶部上。转子附接到机舱的逆风侧上。转子经由传动系联接到收纳在机舱内的发电机上。转子包括中心转子毂和多个叶片，所述多个叶片安装到转子毂上且从其沿径向延伸，从而限定转子平面。

对于风力发电站的操作者来说重要的是知道相应的风力涡轮的转子平面或航向的实际位置或方向，所述平面或航向与机舱的实际位置或方向相关联。机舱的实际方向也称为偏航方向或偏航位置，或相对于确定方向(例如，基本方向)称为偏航角。作为备选，偏航角可限定为相对于到来的风的方向来说的机舱方向。

图1在示意性顶视图中示出了相对于表示为图1的背景的方位圈的公知基本点或罗盘点的风力涡轮100的示例性方案。包括限定转子平面140的多个叶片130的转子毂120安装在机舱110的逆风侧处。根据图1的方案，风力涡轮100的实际偏航方向150(其也称为罗盘航向)(即，机舱110的实际方向)指向基本方向东北或NE。如图1中示例性所示，绝对偏航角θ_偏航角是指相对于朝基本方向北或N来说的风力涡轮的实际偏航方向150。绝对偏航角θ_偏航角由箭头160示出，其中θ_偏航角=45°。

关于偏航方向的信息是用于分析关于风力涡轮的数据或执行分段管理控制的常用基础，例如，如：

现场风图和风型的历史数据收集，

通过避免在噪声生成过大所处的风向上操作来限制风力涡轮噪音，

可存在显著风湍流的偏航角下的风力涡轮的自动缩减和调节，

在一天中的某些时刻和偏航角下防止对邻近的居民或企业的阴影闪烁/光污染，

风力涡轮偏航位置的远程手动控制，

效率测试和风力涡轮功率曲线验证，或

当维护团队到来时在结冰状况期间安全地定位转子。

为了确定例如绝对偏航角，风力涡轮可配备有偏航编码器，其测量相对于静止物体的相对偏航方向，所述静止物体例如是装固到地面水平处的地基上的塔架。偏航编码器通常通过在完成风力涡轮安装设施之后确定基准偏航方向或基准偏航角来校准。

在一些方案中，由于应用粗略估计或经验法则来确定基本方向作为偏航角校准的基础或基准，故偏航角的初始校准不正确或不准确。

错误偏航角校准的另一个可能的原因在于基于包括较强的永磁体的设计的风力涡轮安装设施，从而消除了应用磁罗盘来确定偏航方向或偏航角的可能性。作为另一常见缺点，磁罗盘包括固有的不准确性，特别是在安装设施位于高地理纬度处时。

作为备选，基于GPS(全球定位系统)或其它基于卫星的定位系统的罗盘已经用于确定风力涡轮的基准偏航方向。