[發明專利]用于確定風能設備的應變的方法和裝置

無效

• 申請號: 200810097194.6
• 申請日: 2008-05-19
• 公開（公告）號: CN101338729A
• 公開（公告）日: 2009-01-07
• 發明（設計）人: E·福斯;G·施密特;M·圖爾克
• 申請（專利權）人: 諾德克斯能源有限公司
• 主分類號: F03D7/00
• 分類號: F03D7/00;F03D11/00
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所
• 代理人: 張祖昌

技術領域

本發明涉及一種用于確定風能設備的應變的方法和裝置。

背景技術

風能設備在操作中受到較大的機械應變，這會直接破壞風能設備的部件或導致部件因機械疲勞而長期受損。為了避免這些過載，在設備操作當中須留心觀察部件的額定應變。基于此的是，操作中實際發生的各部件的應變的準確的了解。

在最為簡單的情況下，通過測量風速可獲得發生的應變。為了避免風能設備的任何損壞，可限定截止風速，此時執行適當的保護措施，比如使風能設備停機。不過，在該過程中，實際發生的應變是相對粗略地估計的，其僅僅有條件地考慮了單獨風能設備的實際條件。

為了更準確地獲知實際發生的應變，已知有直接測量單獨部件應變的做法。為此，可將金屬絲應變計插入風能設備的塔或轉子葉片中，其可獲得相應部件的變形。這些實際發生的應變的各測量數據可采用多種方式加以使用，例如為了檢查風能設備各部件的適當尺寸衡定和設定適于實際發生的應變的維護間隔。此外，操作持續時間和操作管理的“攻擊性”可依照應變而選定。例如，當測量的應變仍低于定風能設備的尺寸作為基準的值時，壽命可延長和/或保存操作管理的材料可利于較高能量產額地改變。不過，特別地發生應變的直接測量長期下來費用昂貴且困難，尤其還因為用過的金屬絲應變計缺乏所需的長期穩定性。

作為直接測量應變的替代措施，EP1674724A2公開了一種測量并分析風能設備應變的方法。在公知的方法中，塔頭的加速度是借助于加速度傳感器測量的，加速度傳感器固定在艙的基板上。所測量的加速度數據轉換成塔頭的運動速度，基于此運動速度而確定所發生的應變。據此可推斷出受到檢測的應變影響的組合零件的損壞或疲勞。

發明內容

基于此，本發明的目的在于，提出一種用于確定風能設備的應變的方法和裝置，其允許用簡單的裝置更準確地確定發生的應變。

該目的是通過權利要求1所述的方法實現的。從屬權利要求中給出了有利的實施例。

該方法用于確定風能設備的應變且具有下列步驟：

預置賦值碼(assignment?code)，其將風能設備應變的特征值賦予風速值和風能設備的部件(component)的加速度的值的每對變量；

確定表征測量風速v的值；

確定表征風能設備的部件的被測量的加速度a的值；

將賦值碼施加給被測量的風速v的值和被測量的加速度a的值的所述變量的對，以便確定應變的特征值。

本發明基于這樣的發現，即，僅由被測量加速度值的結果確定風能設備的應變意欲過度簡化風能設備的復雜機械和空氣動力條件。將應變明確地賦予某一加速度值通常并不可行。因此，除了加速度的測量外，還執行風速的測量，并且，兩個被測量的變量都參與計算用于風能設備的應變的特征值。如此一來，特征值就與風能設備的某一部件有關，例如與風能設備的塔(tower)、轉子葉片、傳動系、艙或基礎有關。通過考慮被測量的加速度和被測量的風速，顯著更準確地確定應變是可能的。這樣做的花費小，因為加速度的測量不用再費周折地簡單而可行，而風速的測量不管以何種方式都是針對風能設備的控制進行的。

表征被測量風速v的值和表征風能設備部件的被測量加速度a的值的確定可采取任意方式進行，例如通過產生相應被測量變量的加權平均值。其它統計分析方法也可應用在被測量變量上，或被測量變量不同的統計特征值可彼此組合，以便獲得表征值。通過對被測量變量進行統計分析，可建立表征值，其對實際發生的應變的確定具有較強的解釋力。

在一個實施例中，表征被測量風速v的值和/或表征被測量加速度a的值是通過在預置的時間間隔期間產生相應被測量變量的平均值而建立的。

在一個實施例中，表征測量風速v的值和/或表征相應測量加速度a的值是通過在預置的時間間隔期間計算相應被測量的變量的標準偏差而建立的。

在上述兩實施例中，時間間隔例如持續10分鐘，以便及時獲得充分解決(resolution)。

在一個實施例中，用于被測量風速v的平均值產生和/或用于標準偏差的計算，相應地比用于被測量加速度a的標準偏差的平均值產生或計算預置更長或更短的時間間隔。通過這樣做，兩被測量變量都被考慮而每一個具有及時的協同的解決。

根據一個實施例，加速度a的測量是利用一個或多個加速度傳感器進行的，該一個或多個加速度傳感器布置在風能設備的塔頭部的區域中。通過這樣做，可獲取塔頭部的運動，其中可針對每個運動方向設置單獨的加速度傳感器。