[发明专利]基于最大推力限制操作风力涡轮机的方法

说明书

本文公开了一种操作具有转子的风力涡轮机的方法。从风力涡轮机的一个或多个传感器接收传感器数据，并且基于所述传感器数据获得最大载荷值。所述最大载荷值指示作用在风力涡轮机的部件(例如转子叶片)上的最大载荷。基于所述最大载荷值获得估计的极限载荷值(例如50年返回载荷)，并将其与基准值进行比较。基于所述比较设定最大推力限制，并且根据所述最大推力限制来操作风力涡轮机，使得作用在转子上的风推力不超过所述最大推力限制。

技术领域

本发明涉及一种操作风力涡轮机的方法，其中使用最大推力限制来限制作用在风力涡轮机的转子上的风推力。

背景技术

EP2799711公开了一种操作风力涡轮机的方法，所述风力涡轮机具有带多个叶片的转子、用于确定风力涡轮机上的一个或多个载荷的系统、关于风力涡轮机操作的数据的历史寄存器以及控制风力涡轮机的一个或多个操作参数的控制系统。该方法包括确定风力涡轮机上的载荷，以及将确定的风力涡轮机上的载荷存储在历史寄存器中。该方法还包括从历史寄存器中获得指示随着时间的推移而累积的风力涡轮机上的载荷的特征；以及根据所获得的指示随着时间的推移而累积的载荷的特征来确定一个或多个风推力限制。控制风力涡轮机的一个或多个操作参数以将风力涡轮机上的风推力保持在确定的风推力限制内。

发明内容

本发明的第一方面提供了一种操作具有转子的风力涡轮机的方法，所述方法包括：从所述风力涡轮机的一个或多个传感器接收传感器数据；基于所述传感器数据获得最大载荷值，其中所述最大载荷值指示作用在所述风力涡轮机的部件上的最大载荷；基于所述最大载荷值获得估计的极限载荷值；将所述估计的极限载荷值与基准值进行比较；基于所述比较设定最大推力限制；以及根据所述最大推力限制操作所述风力涡轮机，以使作用在所述转子上的风力推力不超过所述最大推力限制。

本发明基于估计的极限载荷值来设定最大推力限制，而不是如EP2799711中那样基于指示随着时间的推移而累积的载荷的特征来设定最大推力限制。

可选地，所述风力涡轮机的所述部件是转子的叶片，并且所述最大载荷值指示沿摆振方向作用在转子的叶片上的、例如由叶片中的载荷传感器测量的最大的力或力矩。替代地，所述最大载荷值可以指示作用在另一部件(例如转子或承载转子-机舱组件的塔架)上的最大载荷。

可选地，所述风力涡轮机载荷的所述部件是转子的叶片，并且所述估计的极限载荷值指示沿摆振方向作用在转子的叶片上的估计的力或力矩。替代地，所述估计的极限载荷值可以指示作用在另一部件(例如转子或承载转子-机舱组件的塔架)上的极限载荷。

可选地，每个最大载荷值指示在相应时间间隔(例如10分钟时间间隔或任何其他持续时间的时间间隔)期间作用在风力涡轮机部件上的最高载荷。

所述估计的极限载荷值可以指示作用在所述风力涡轮机的所述部件上或作用在所述风力涡轮机的另一部件上的估计的极限载荷。例如，所述最大载荷值和所述估计的极限载荷值可以都是叶片载荷值，或者所述最大载荷值可以是叶片载荷值，而所述估计的极限载荷值可以是指示作用在另一部件(例如转子或承载转子-机舱组件的塔架)上的风推力的推力值。

可选地，所述估计的极限载荷值通过对所述最大载荷值的统计分析(例如通过外推法、通过基于Gumbel分布的分析或通过代理模型的操作)获得。

可选地，所述估计的极限载荷值是指示估计的返回时间为给定的持续时间(例如，50年的持续时间或任何其他给定的持续时间，例如30或40年)的载荷的返回载荷值。

可选地，所述基准值通过模拟、例如通过基于涡轮机模型和气候数据进行风力涡轮机分析而获得。

可选地，将所述估计的极限载荷值与所述基准值进行比较包括获得所述估计的极限载荷值与所述基准值之间的比率；并且基于所述比较设定所述最大推力限制包括基于所述比率设定所述最大推力限制。所述比率可以是两个值的简单比率，或者其可以包括安全因子。