[发明专利]在低侵蚀条件期间高于额定的风力涡轮机操作

说明书

提出了一种用于控制风力涡轮机(100)的方法(320)，其中，所述风力涡轮机包括具有一个或多个叶片(103)的风力涡轮机转子(102)，其中，风力涡轮机具有风力涡轮机转子的额定角旋转速度(214)，所述方法包括：获取(322)关于环境条件的信息(323)，基于所述信息确定是否满足侵蚀标准，如果满足侵蚀标准，则根据扩展模式控制(328)风力涡轮机，其中，在扩展模式中，允许风力涡轮机转子的角旋转速度超过额定角旋转速度(214)。

技术领域

本发明涉及一种用于控制风力涡轮机的方法，更具体地涉及一种用于控制风力涡轮机以在环境条件下增加角旋转速度的方法，其中，可以允许这种增加而不会快速增加叶片、相应的控制系统、软件和风力涡轮机的机械损伤。

背景技术

如本领域中已知的风力涡轮机，诸如离岸风力涡轮机，包括风力涡轮机塔架和转子。转子包括一个或多个转子叶片，其可能遭受由诸如下雨的降水引起的机械损伤。

US 6,837,681 B2描述了由风力设备承载的转子叶片在某些程度上受到周围环境影响，诸如雨、雪、冰雹或还有昆虫。特别地，转子叶片的前边缘在这方面负载很重。在那种情况下，可能发生转子叶片，特别是其前边缘在一段时间后遭受(机械)损坏，从而需要进行成本密集型修理，特别是为此目的经常需要起重机，并且由于修理，整个风力设备也长时间停止，并且在某些情况下甚至必须将单个转子叶片运输到维修位置。US 6,837,681B2的目的是减少转子叶片处的侵蚀损坏并避免上述缺点。US 6,837,681 B2描述了一种操作风力设备的方法，该风力设备具有至少一个传感器，用于检测撞击在传感器上的颗粒的数量和/或速度和/或脉冲，以及用于处理由传感器检测的测量数据的数据处理和控制装置，其中，如果超过传感器测量的颗粒测量值，则风力设备的转子的旋转速度(其可以互换地被称为角旋转速度)可以减少(借助于数据处理/控制装置)和/或停止风力设备。然而，这也导致风力设备产生的总功率减少。

用于操作风力涡轮机的改进方法将是有利的，并且对于能够增加风力涡轮机的能量产生而同时避免增加机械损伤率或至少避免过大增加机械损伤率的方法尤其有利。

本发明可适用于离岸风力涡轮机。

发明内容

本发明的目的可以是提供一种用于控制风力涡轮机的方法，该方法通过使得能够增加风力涡轮机的能量产生的同时避免增加机械损伤率或至少避免过大增加机械损伤率，来解决或减轻上述问题。

在本发明的第一方面，旨在通过提供一种用于控制风力涡轮机的方法获得上述目的，其中，所述风力涡轮机包括：

-具有一个或多个叶片的风力涡轮机转子，其中，风力涡轮机具有风力涡轮机转子的额定角旋转速度，所述方法包括：

-获取关于环境条件的信息，

-基于所述信息，确定是否满足侵蚀标准，

-如果满足侵蚀标准，则根据扩展模式控制风力涡轮机，

其中，在扩展模式中，允许风力涡轮机转子的角旋转速度超过额定角旋转速度。

本发明特别地但非排他地有利于获得一种能够增加角旋转速度(并因此增加能量产生)的方法，而同时所述增加没有导致侵蚀速率的不可接受的增加(这又可能导致叶片前边缘寿命的不可接受的减少)。更具体地，本发明的方法获取关于环境条件的信息，其能够识别是否满足侵蚀标准，使得可以增加角旋转速度而不会不利地增加侵蚀速率，从而减少叶片寿命。

“(风力涡轮机转子的)角旋转速度”(ω)可以理解为在任何给定时刻转子的转数除以时间，其可以以弧度/秒(rad/s)来测量。角旋转速度(ω)和转子尖端速度(v)之间的关系由下式给出

v＝r*ω,

其中，r是转子的半径。或者，可以以每分钟转数(rpm)来测量角旋转速度。