[发明专利]用于计算机实现确定涡轮机的控制参数的方法

说明书

本发明描述了一种用于在组件故障的情况下计算机实现确定涡轮机（）的控制参数（CP）的方法。所述涡轮机（）是具有发电机的风力涡轮机或者是具有发电机的燃气涡轮机。该方法在涡轮机模型中考虑了单独的涡轮机特性值对涡轮机性能的影响，以便在不损坏涡轮机的情况下确定涡轮机的控制参数。本发明包括如下步骤：通过接口（IF）接收指示组件故障的信息；由处理单元（PU）通过对涡轮机（）的操作的模拟来标识涡轮机（）可以在什么功率水平下操作，所述模拟是利用给定的涡轮机模型（TM）进行的，其中所标识的组件被设置成以减少的功能操作，并且其中风力涡轮机（）的一个或多个特性值（AG，MP，MDM，TC，CR）被用作输入参数；以及由处理单元（PU）从所标识的功率水平导出风力涡轮机（Tn）的控制参数（CP）。

本发明涉及一种用于在组件故障的情况下计算机实现确定涡轮机的控制参数的方法和系统。特别地，本发明涉及用于计算机实现确定单个风力涡轮机或具有发电机的风电场的风力涡轮机或具有发电机的燃气涡轮机的控制参数的方法和系统。

风力涡轮机的操作基于风力涡轮机的标称特性值，该标称特性值在根据风速的功率输出方面表征风力涡轮机。使用标称参数使得风力涡轮机的制造商能够向客户保证特定的年发电量（AEP），因为风力涡轮机被视为在其合同额定点具有相同的性能。因此，标称参数被用作导出涡轮机控制参数（简称为：控制参数）的基础，涡轮机控制参数与特定环境状况（特别是风速）下的特定功率输出相关。

当风力涡轮机中出现导致组件故障的问题时，例如当冷却风扇中的一个停止发挥作用时，通常风力涡轮机停机。结果，功率输出等于零。由于环境状况，特别是由于在海上，修理涡轮机可能需要很长时间，可能长达数天/数周/数月。因此，停机导致巨大的AEP损耗。

同样的问题出现在其他工业过程中，诸如燃气涡轮机的操作。

因此，本发明的目的是提供一种计算机实现的方法和系统，其在涡轮机的组件故障的情况下尽可能地减少AEP损耗。本发明的另一目的是提供一种计算机程序产品。

这些目的通过根据权利要求1的特征的方法、根据权利要求11的计算机程序产品和根据权利要求12的特征的系统来解决。从属权利要求中阐述了优选实施例。

根据本发明的第一方面，提出了一种用于计算机实现确定具有组件故障的涡轮机的控制参数的方法。涡轮机可以是单个风力涡轮机。涡轮机可以是风电场的风力涡轮机。在涡轮机是风力涡轮机的情况下，它包括发电机。可替代地，涡轮机可以是具有发电机的燃气涡轮机。

该方法包括通过接口接收指示组件故障的信息的步骤。所述信息不仅包含故障已经发生的标志，而且还包含涡轮机的哪个组件具有故障的信息元素和/或关于故障程度的信息元素，例如组件的部分或全部失效和/或组件的暂时或永久失效。

作为进一步的步骤，该方法包括由处理单元通过模拟涡轮机的操作来标识涡轮机可以在什么功率水平下操作。利用给定的涡轮机模型进行模拟，在该模型中，所标识的组件被设置为以减少的功能操作。将在模拟中标识的具有故障的组件设置为以减少的功能来操作包括其中功能仅为部分（例如，标称功能的90%、70%、50%、20%等）的情况，以及其中所标识的组件出现故障的情况。此外，涡轮机的一个或多个特性值被用作涡轮机模型中的输入参数。

作为最后的步骤，该方法包括由处理单元从所标识的功率水平导出涡轮机的控制参数。

该方法基于这样的考虑，即具有出故障的组件的涡轮机可以在降低的功率下操作。通过标识尽管有出故障的组件但是涡轮机仍然能够运行的功率水平，可以借助于给定的涡轮机模型来估计修正的操作点，以产生尽可能多的功率，而不会由于减少涡轮机的整体寿命的（热、电或机械）过载而损坏涡轮机。