[发明专利]用于风力涡轮机的风数据检测系统和方法

说明书

用于风力涡轮机的风数据检测系统和方法描述了一种用于风力涡轮机的风数据检测系统，所述风力涡轮机包括机舱和转子，所述转子包括在转子平面内以预定角度（α）分开的多个转子叶片（14a、14b、14c）。所述系统包括：（a）用于提供第一风数据的第一风传感器（S1），（b）用于提供第二风数据的第二风传感器（S2），（c）支撑结构，其适于安装在所述风力涡轮机的所述机舱上，并在相应的第一位置和第二位置处支撑所述第一风传感器和所述第二风传感器，以及（d）处理单元，其用于基于所述第一风数据和所述第二风数据来生成输出风数据，其中，所述处理单元适于通过分别对所述第一风数据和所述第二风数据应用自适应过滤算法来生成第一过滤风数据和第二过滤风数据，并且其中，所述处理单元适于通过组合所述第一过滤风数据和所述第二过滤风数据来生成所述输出风数据。此外，还描述了风力涡轮机、风电场、方法和计算机程序。

技术领域

本发明涉及风力涡轮机的领域，特别是本发明涉及一种用于风力涡轮机的风数据检测系统，该风力涡轮机包括机舱和转子，该转子包括在转子平面内以预定角度分开的多个转子叶片。本发明还涉及风力涡轮机、风电场、方法和计算机程序。

背景技术

例如风速和风向之类的风数据是用于操作风力涡轮机的重要参数。例如，风速被用于在操作期间设定风力涡轮机的负载和/或叶片角度（桨距，pitch），并且风向被用于调整风力涡轮机相对于风的方向（偏摆角）。

传统上，风数据借助于尽可能远离转子布置在机舱的顶部上（即，布置在机舱的后端处）的风传感器单元获得，以便最小化由旋转的转子叶片引起的测量干扰。为了进一步最小化测量干扰，可以如EP 2 515 122 A1中所述应用对测量数据的过滤。

然而，最近的研究表明，来自转子叶片、特别是来自转子叶片的根部区段的涡流随着与转子的下游距离的增加而变得越来越宽。因此，到达布置在机舱的后上部处的风传感器单元的风实际上是湍流的，并且无时无刻不受到转子叶片的干扰，使得即使上面提到的对测量数据的过滤也无法去除叶片干扰。

鉴于此，已形成了一种构思，其中，风传感器单元更靠近转子定位，并且其中，传感器信号的受到通过的叶片干扰的部分被滤除。Torben Nielsen在“Tracking of BladeDisturbance by Adaptive Filtering and Optimized Weighting of WindMeasurements”（可在http://dx.doi.org/10.18169/PAPDEOTT004946获得）中描述了这样的过滤算法。然而，利用该构思获得的经过滤的传感器数据包含间隙（对应于通过的叶片干扰测量的时间间隔），使得可能未检测到突然的风变化。

因此，可能需要一种获得精确并且特别是连续的可靠风数据流的方式。

发明内容

该需要可以通过根据独立权利要求所述的主题来满足。本发明的有利实施例通过从属权利要求来描述。

根据本发明的第一方面，提供了一种用于风力涡轮机的风数据检测系统，所述风力涡轮机包括机舱和转子，所述转子包括在转子平面内以预定角度分开的多个转子叶片。所述系统包括：（a）用于提供第一风数据的第一风传感器（S1），（b）用于提供第二风数据的第二风传感器（S2），（c）支撑结构，其适于安装在所述风力涡轮机的所述机舱上，并在相应的第一位置和第二位置处支撑所述第一风传感器和所述第二风传感器，以及（d）处理单元，其用于基于所述第一风数据和所述第二风数据来生成输出风数据，其中，所述处理单元适于通过分别对所述第一风数据和所述第二风数据应用自适应过滤算法来生成第一过滤风数据和第二过滤风数据，并且其中，所述处理单元适于通过组合所述第一过滤风数据和所述第二过滤风数据来生成所述输出风数据。