[发明专利]风力涡轮机的噪声分析与控制

说明书

一种确认风力涡轮机的促进产生音调噪声的运行参数的方法。该方法包括获取与风力涡轮机的多个运行参数相关的运行参数数据。运行参数数据包括风力涡轮机的每个运行参数的一组值。还获取包括由风力涡轮机产生的音调噪声并且与运行参数数据同步的噪声数据。然后，相对于第一运行参数的一组运行参数值对噪声数据划分区间，并且针对一个或多个区间中的每一个，相对于第二运行参数的一组值分析区间中的噪声数据。然后，该方法基于该分析确定第二运行参数与由风力涡轮机产生的音调噪声之间是否存在关系。

技术领域

本发明涉及分析来自风力涡轮机的噪声排放，尤其涉及音调噪声排放，并且还涉及基于该分析的风力涡轮机的后续控制。

背景技术

来自风力涡轮机的噪声排放是众所周知的问题，并且已经成为大量工作的主题。测量风力涡轮机声学噪声的程序在国际标准IEC 61400-11的第三版中描述。

来自风力涡轮机的噪声排放包括机械噪声和空气动力学噪声。机械噪声包括由机舱内的部件(诸如风力涡轮机传动系)驱动的噪声。这种噪声可以从振动部件的表面直接辐射到周围环境(所谓的空气传播噪声)，或者当部件的振动通过风力涡轮机的结构传导时可以通过风力涡轮机的塔架或叶片辐射到周围环境(所谓的结构传播噪声(SBN))。空气动力学噪声来自风力涡轮机叶片，并且包括例如由于涡旋脱落引起的噪声。

风力涡轮机产生的噪声的频谱包括宽带噪声和不同频率的噪声。通常认为不同频率的噪声(被称为音调噪声)对于风力涡轮机的邻居而言更加恼人，并且更可能成为噪声投诉的对象。遗憾的是，预测风力涡轮机将在何时产生音调噪声是困难的，并且音调噪声的产生可能取决于风力涡轮机的各种不同运行参数和条件。这进而使得难以评估邻居的噪声投诉并对其采取措施，并且难以调整风力涡轮机的运行以避免或减少音调噪声的产生。

用于分析由风力涡轮机产生的噪声频谱的现有方法在确认噪声频谱内包含的音调噪声和确认风力涡轮机的引起音调排放的特定运行参数的方面令人不满意。例如，用于分析噪声数据的现有IEC标准太宽泛，其不能有效地确认音调噪声区域，并且不能允许音调噪声与运行参数的任何关联。此外，根据IEC标准，并非评估噪声数据的所有频谱，并且仅需要某种百分比。例如，如果仅在30％的频谱中强烈地存在音调，那么即使在其余70％中完全不存在音调，该标准也将报告高值的音调可听度。

发明内容

已经认识到需要改进用于分析来自风力涡轮机的噪声排放数据的现有技术。具体地，提供了一种分析来自风力涡轮机的噪声排放的方法，该方法确认噪声数据的频谱中的音调噪声并且确认风力涡轮机的对产生音调噪声负责的运行参数。该方法也可用于确认对音调噪声负责的部件，尤其是在存在边带的情况下。这是有利的，因为IEC标准将一个宽频率范围与相同起源的音调相关联，但情况并非总是如此。接下来，可以使用音调噪声分析来调整风力涡轮机的运行参数，以避免导致音调噪声的运行参数值或增加掩蔽噪声。

本发明由现在参考的独立权利要求限定。优选特征在从属权利要求中详述。

根据本发明的第一方面，提供了一种确认风力涡轮机的促进产生音调噪声的运行参数以及(可能地)部件的方法。该方法包括获取与风力涡轮机的多个运行参数相关的运行参数数据，其中运行参数数据包括风力涡轮机的每个运行参数的一组值，并且其中在风力涡轮机的运行期间获得运行参数数据。该方法还包括获取噪声数据，该噪声数据包括由风力涡轮机产生的音调噪声并且与运行参数数据同步。该方法还包括相对于第一运行参数(诸如发电机RPM)的一组运行参数值对噪声数据划分区间(binning)，并且针对一个或多个区间中的每一个，相对于第二运行参数(诸如桨距、功率/扭矩等)的一组值分析区间中的噪声数据，并且基于该分析确定第二运行参数与由风力涡轮机产生的音调噪声之间是否存在关系。