[发明专利]一种监测和评估风力涡轮机功率性能变化的方法

说明书

公开了一种用于监测和评估风电场(1)的一个或多个风力涡轮机(2、3、4、5、6、7、8)的功率性能变化的方法。对于每个要被监测的风力涡轮机(2、5)，定义一组参考风力涡轮机(2、3、4、6)。在训练期间中，为每个被监测的风力涡轮机(2、5)生成传递函数。传递函数建立了在训练期间获得的每个参考风力涡轮机(2、3、4、6)处的本地测量风速与对于被监测的风力涡轮机(2、5)的功率性能数据之间的关系。在一个或多个随后的测试期间，将对于被监测的风力涡轮机(2、5)的测量功率性能数据与预测功率性能数据进行比较。预测功率性能数据借助于在一个或多个测试期间在相应的参考风力涡轮机(2、3、4、6)处的本地测量风速以及之前生成的对于被监测的风力涡轮机(2、5)的传递函数而获得。这允许检测到甚至微小和/或逐渐的功率性能降低。

技术领域

本发明涉及用于监测和评估风电场的一个或多个风力涡轮机的功率性能变化的方法。特别地，本发明的方法可以用于检测风力涡轮机的功率性能是否逐渐地或突然地随时间降低。

背景技术

风力涡轮机通常设置有转子，其形式为承载一组风力涡轮机叶片的可旋转轮毂。风作用在风力涡轮机叶片上，从而导致轮毂旋转。在风力涡轮机是所谓的直接驱动类型的情况下，轮毂的旋转运动经由齿轮装置或直接地传递到发电机。在发电机中，产生可以供给电网的电能。

有时风力涡轮机的功率性能，例如由风力涡轮机生产的功率而言，会随着时间而降低。这可能例如是由于风力涡轮机的一个或多个部分，例如风力涡轮机叶片、齿轮装置、轴承、偏横摆机构等的磨损、故障或损坏、风力涡轮机叶片的污染等。在某些情况下，功率性能的降低会以突然的方式发生，例如，在由于风力涡轮机的部分的故障或损坏引起降低的情况下。在其他情况下，功率性能的降低逐渐发生。这例如是当功率性能降低是由于风力涡轮机叶片污染而引起的情况。

导致风力涡轮机的功率性能降低的事件的示例包括对传感器的校准的改变，在风力涡轮机叶片上增加额外的空气动力学附加件，例如，以涡流发生器或格尼襟翼的形式，脱落等。

如果风力涡轮机的功率性能降低未被检测到，例如，通过风力涡轮机控制系统，涡轮机可能长时间处于次优性能下操作。这当然是不期望的。然而，经常难以检测风力涡轮机的功率性能的变化，尤其是由于从风力涡轮机获得的可用风力数据中发生的自然变化。

在任何情况下，期望能够可靠地检测风力涡轮机的功率性能的降低何时发生，因为这将使得功率性能的降低的原因被快速至少部分地移除，由此恢复风力涡轮机的功率性能。

EP2372479A1公开了一种用于指示风力涡轮机的性能的方法。目标性能数据至少部分地基于对于一个或多个相关的风力涡轮机的性能数据来创建。基线性能数据至少部分地基于对于多个其他风力涡轮机的性能数据来计算。将目标性能数据与基准性能数据进行比较以创建相对性能方案。

发明内容

本发明的实施方式的目的是提供一种用于监测和评估一个或多个风力涡轮机的功率性能变化的方法，该方法允许可靠地检测风力涡轮机的功率性能的降低。

本发明实施方式的另一个目的是提供一种用于监测和评估一个或多个风力涡轮机的功率性能变化的方法，该方法允许检测功率性能微小但显着的变化。

本发明提供了一种用于监测和评估风电场的一个或多个风力涡轮机的功率性能变化的方法，所述方法包括以下步骤：

-对于要被监测的每个风力涡轮机，定义一组参考风力涡轮机，该组参考风力涡轮机包括两个或多个风力涡轮机，

-在训练期间中，操作风电场的风力涡轮机，同时获得每个风力涡轮机的本地测量风速，

-在训练期间中，获得每个被监测的风力涡轮机的功率性能数据，