[发明专利]失速引起的振动控制

说明书

公开的是一种操作风力涡轮机发电机WTG的方法，该风力涡轮机发电机具有塔架，该塔架支撑机舱，该机舱支撑具有叶片和动力传动系统的转子；该方法包括一个或多个动作。具有提供指示振动的时间序列窗口的动作。具有使用一组基础函数将时间序列变换为具有幅度和相位的频域的动作。具有监视相位中的相位变化并检测变化的动作。在未检测到相位变化时，执行WTG的正常操作。在检测到相位变化后，将校正动作应用于WTG的操作。

技术领域

本发明涉及一种操作风力涡轮机发电机WTG的方法，该风力涡轮机发电机具有塔架，该塔架支撑机舱，该机舱支撑具有叶片和动力传动系统的转子；该方法包括一个或多个动作。具有提供指示振动的时间序列窗口的动作。具有使用一组基础函数将时间序列变换为具有幅度和相位的频域的动作。具有监视相位中的相位变化并检测变化的动作。在未检测到相位变化时，执行WTG的正常操作。在检测到相位变化后，将校正动作应用于WTG的操作。

背景技术

保证风力涡轮机的动态稳定性至关重要。因此，振动是令人担忧的根源。失速引起的叶片振动是风力涡轮机中众所周知的问题。甚至具有固定叶片的原始风力涡轮机或失速调节的风力涡轮机也存在叶片振动问题。

已经尝试通过叶片阻尼器解决这些问题以应对振动。

现代的变桨距涡轮机也会经历叶片的某些部分在某些方位角失速的情况。

众所周知，当迎角增加到临界迎角(AoA)以上时，就会发生失速，此后，升力开始减小并且阻力增大。失速对涡轮机性能有害，降低功率输出。它还会引起上述叶片的边缘振动。

当不规则的转子入流情况和/或涡轮操作导致局部迎角随叶片扫过转子平面而变化，使得迎角超过临界迎角时，会发生流分离失速。

不规则的转子入流可以是但不限于剪切、偏航误差、地形斜率、转向、极端湍流、尾流或其组合。

涡轮机运行有时需要功率提升，这可能导致迎角增加到超过临界迎角。

专利公开WO 2016/169963公开了一种校正转子不平衡的方法，且包括测量至少一个时间窗内的振动并确定不平衡因数和不平衡相位。然后，基于不平衡因数和不平衡相位来更新方程式中用于计算校正动作的参数值。使用这些经调整的参数计算出每个风力涡轮机叶片的校正角。校正角用于在空气动力学上平衡转子。

然而，专利公开WO 2016/169963针对基于监视和检测质量不平衡的变化来校正质量不平衡。数据来自预定时间窗口内，并且控制系统基于测量数据确定不平衡因数和不平衡相位。控制系统分析不平衡因数和不平衡相位，以检测质量不平衡的任何变化，例如，相对于至少一个先前测量的数据集。如果变化指示质量不平衡发生了变化，例如，减小，但是仍然在阈值范围之外，则调整平衡质量的位置和/或重量。目的是通过改善动态稳定性来改善风力涡轮机的运行。目的是减少失速事件。目的是使风力涡轮机尽可能地动态稳定且最佳地运行。

发明内容

目的通过一种操作风力涡轮机发电机WTG的方法来实现，该风力涡轮机发电机具有塔架，该塔架支撑机舱，该机舱支撑具有叶片和动力传动系统的转子；该方法包括一个或多个动作。具有提供指示振动的时间序列窗口的动作。具有使用一组基础函数将时间序列变换为具有幅度和相位的频域的动作。具有监视相位中的相位变化并检测变化的动作。在未检测到相位变化时，执行WTG的正常操作。

在检测到相位变化后，将校正动作应用于WTG的操作。

例如，以固定频率观察或监视的动力传动系统转速(RPM)的相位变化已证明指示向失速过渡。注意，实际上失速可能发生在过渡区域，状态或间隔中。因此，几度的相位变化可能指示过渡并且需要校正动作来缓解。几十度的相位变化可能指示过渡并且需要校正动作来缓解。本领域技术人员将能够根据操作情况来确定和设置可接受的失速的阈值和水平。

已经证明观察到的相位变化与由于叶片彼此同相振动而施加的相同或相似频率的外力有关，这很可能是由于存在失速情况。