[发明专利]具有铰接叶片的风力涡轮机中的噪声降低

说明书

公开了一种用于控制风力涡轮机(1)的方法。风力涡轮机(1)包括一个或多个风力涡轮机叶片(5)，每个风力涡轮机叶片(5)经由在风力涡轮机叶片(5)的铰接位置处的铰链(6)连接到安装在轮毂(3)上的叶片承载结构(4)，每个风力涡轮机叶片(5)由此被布置成相对于叶片承载结构(4)在最小枢转角和最大枢转角之间进行枢转运动。接收表示由风力涡轮机(1)产生的最大容许噪声的最大噪声水平值。基于所接收的最大噪声水平值，导出最佳一对风力涡轮机(1)叶尖速度和风力涡轮机(1)旋转速度。然后将风力涡轮机叶片(5)的枢转角调节到导致所导出的最佳一对叶尖速度和旋转速度的枢转角。

技术领域

本发明涉及一种用于控制风力涡轮机的方法，该风力涡轮机具有枢转地连接到叶片承载结构的一个或多个叶片。根据本发明的方法导致由风力涡轮机产生的降低的噪声水平。

背景技术

通常控制风力涡轮机以便提供期望的功率输出并且以便控制风力涡轮机上的负载。对于水平轴风力涡轮机，即具有围绕基本上水平的旋转轴线旋转的转子的风力涡轮机，这可以通过控制风力涡轮机叶片的桨距角来获得。在这种情况下，通过使风力涡轮机叶片围绕纵向轴线旋转来调节风力涡轮机叶片相对于来风的迎角。

作为替代，风力涡轮机可以设置有风力涡轮机叶片，风力涡轮机叶片经由铰链连接到叶片承载结构，从而允许限定在风力涡轮机叶片和叶片承载结构之间的枢转角变化。在这种风力涡轮机中，当枢转角变化时，风力涡轮机的转子的直径以及由此转子扫过的面积变化。

由风力涡轮机产生的噪声是很大的问题，因此希望将其最小化。所产生的噪声随着风力涡轮机的叶尖速度的增大而显著增大。因此，降低所产生的噪声的一种方式是降低叶尖速度。在传统的桨距控制的风力涡轮机中，在风力涡轮机的叶尖速度与旋转速度之间存在固定的对应关系，该对应关系由风力涡轮机叶片的长度确定。因此，叶尖速度的降低导致旋转速度的对应降低，并且由此导致降低的功率生产。

US 4,632,637公开了一种高速顺风水平轴风力涡轮机，该风力涡轮机具有三个周向间隔开的轻质叶片，这些轻质叶片具有内支撑臂，径向向外设置的叶片节段枢转地连接到该支撑臂，以便在高风力条件或高旋转速度下顺风笔直地折叠。

发明内容

本发明的实施方式的目的是提供一种用于以降低由风力涡轮机产生的噪声而不显著降低风力涡轮机的功率生产的方式来控制风力涡轮机的方法。

根据第一方面，本发明提供了一种用于控制风力涡轮机的方法，该风力涡轮机包括塔架、经由偏航系统安装在塔架上的至少一个机舱、可旋转地安装在每个机舱上的轮毂、以及一个或多个风力涡轮机叶片，每个轮毂包括叶片承载结构，每个风力涡轮机叶片在风力涡轮机叶片的铰接位置处经由铰链连接到叶片承载结构，每个风力涡轮机叶片由此被布置成相对于叶片承载结构在最小枢转角和最大枢转角之间进行枢转运动，该方法包括以下步骤：

接收表示由风力涡轮机产生的最大容许噪声的最大噪声水平值，

基于所接收的最大噪声水平值，导出最佳一对风力涡轮机叶尖速度和风力涡轮机旋转速度，以及

将风力涡轮机叶片的枢转角调节到导致所导出的最佳一对叶尖速度和旋转速度的枢转角。

因此，根据第一方面，本发明提供了一种用于经由偏航系统控制风力涡轮机的方法，该风力涡轮机包括塔架，至少一个机舱安装在该塔架上。风力涡轮机可以仅包括一个机舱，在这种情况下，风力涡轮机是单转子类型的。在这种情况下，机舱将通常安装在塔架的顶部上。替代地，风力涡轮机可以包括两个或更多个机舱，在这种情况下，风力涡轮机是多转子类型的。在这种情况下，机舱中的至少一些可直接安装在塔架上和/或机舱中的至少一些可经由例如包括在远离塔架的中心轴线的方向上延伸的臂的承载结构安装在塔架上。每个机舱可以经由单独的偏航系统安装在塔架上，或者两个或更多个机舱可以经由共同的偏航系统安装在塔架上，在这种情况下，这些机舱相对于塔架一起偏航。