[发明专利]用于确定风力涡轮机塔架上的载荷的方法和设备

说明书

本发明涉及一种用于确定风力涡轮机塔架上的载荷的方法(100)。在方法(100)的第一步(110)中，确定风力涡轮机的至少一个转子叶片中的弯矩，以便提供第一变量，该第一变量标识作用于风力涡轮机塔架的机舱的第一力。另外，在方法(100)的第二步(120)中，确定机舱偏转以便提供第二变量，该第二变量标识作用于风力涡轮机塔架的机舱的第二力。另外，方法(100)的第三步(130)包括将第一变量和第二变量输入到反映塔架性能的计算模型中。方法(100)的第四步(140)包括借助计算模型确定风力涡轮机塔架上的载荷。

技术领域

本发明总体上涉及监测风力涡轮机的运行，特别是监测风力涡轮机塔架的状态。本发明尤其涉及一种具有用于确定风力涡轮机塔架上载荷的光纤传感器的装置。

背景技术

用于监测风力涡轮机并评估状况的系统越来越重要。风力涡轮机塔架的状况，例如磨损、材料疲劳以及由于老化或使用而可能出现的其他变化，是风力涡轮机状况监测的主题。了解这种状况后，能够安排维护工作，估计安装的现值，并且满足立法者和客户的安全要求。

在现有系统中，在预期载荷方面对风力涡轮机塔架进行设计，该预期载荷例如是在风力涡轮机的使用寿命期间所预期的、由转子转动次数引起的周期性重力载荷或由阵风引起的载荷。安装风力涡轮机后，例如借助于定期检测来检查风力涡轮机塔架的状况。然而对塔架的这种状况监测充满了一定程度的不确定性，这是因为在短期的重载荷下，例如雷雨期间的强阵风，可能会出现临界材料载荷，这可能会在此后不久导致材料失效。

因此，需要改进对风力涡轮机塔架状况的监测。

发明内容

本公开的实施例提供了根据权利要求1的用于确定风力涡轮机塔架上的载荷的方法。另外，本公开的实施例提供了根据权利要求10的适于确定风力涡轮机塔架上的载荷的设备。

根据一个实施例，提供了一种用于确定风力涡轮机塔架上的载荷的方法。该方法包括：确定风力涡轮机的至少一个转子叶片中的弯矩，以便提供第一变量，该第一变量标识作用于风力涡轮机塔架机舱的第一力；确定机舱偏转以便提供第二变量，该第二变量标识作用于风力涡轮机塔架机舱的第二力；将第一变量和第二变量输入到反映塔架性能的计算模型中；以及借助计算模型确定风力涡轮机塔架上的载荷。

根据另一个实施例，提供了适于确定风力涡轮机塔架上的载荷的设备。该设备包括：至少一个应变传感器，其被布置并适于测量风力涡轮机的至少一个转子叶片上的应变；至少一个位置传感器设备，其被布置并适于确定风力涡轮机塔架的机舱的位置；和评估单元，其连接到至少一个应变传感器以接收来自至少一个应变传感器的第一信号，并且连接到至少一个位置传感器设备，以接收来自至少一个位置传感器设备的第二信号，其中评估单元适于根据第一信号确定风力涡轮机的至少一个转子叶片中的弯矩，以便提供第一变量，其中评估单元适于根据第二信号确定机舱偏转，以便提供第二变量，并且其中评估单元适于借助反映塔架性能的计算模型根据第一变量和第二变量确定风力涡轮机塔架上的载荷。

附图说明

在附图中示出并在下面的描述中更详细地解释示例性实施例。在附图中示出：

图1根据本文描述的实施例的用于确定风力涡轮机塔架上的载荷的方法的流程图；

图2根据本文描述的另外的实施例的用于确定风力涡轮机塔架上的载荷的方法的流程图；

图3根据本文描述的实施例的用于确定风力涡轮机塔架上的载荷的设备的简化示意图；

图4风力涡轮机，以便解释本文描述的用于确定风力涡轮机塔架上的载荷的设备的实施例；以及

图5在本文描述的实施例中用于确定风力涡轮机的至少一个转子叶片中的弯矩的光纤传感器。

具体实施方式