[發(fā)明專利]用于確定塔的偏轉(zhuǎn)的方法和裝置

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110136615.3
• 申請日: 2011-05-25
• 公開（公告）號: CN102288159A
• 公開（公告）日: 2011-12-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: B.布希塔拉;M.福斯;F.黑斯
• 申請（專利權(quán)）人: 羅伯特·博世有限公司
• 主分類號: G01C9/00
• 分類號: G01C9/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 臧永杰;李家麟

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及用于確定尤其是風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的塔的偏轉(zhuǎn)的方法和裝置，以及涉及偏轉(zhuǎn)的應(yīng)用，以便在偏轉(zhuǎn)方向上控制塔的載荷。

背景技術(shù)

對于具有水平軸和至少兩個轉(zhuǎn)子葉片的風(fēng)能設(shè)備，通過同步地調(diào)整葉片角來如此調(diào)節(jié)在額定風(fēng)速之上的轉(zhuǎn)速，使得通過改變迎角（Anstellwinkel）以這樣的方式改變氣動升力以及從而改變傳動力矩，使得設(shè)備在額定轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)能夠得以保持。通過轉(zhuǎn)子，設(shè)備遭受推力載荷，所述推力載荷導(dǎo)致塔頭偏轉(zhuǎn)。由于塔在偏轉(zhuǎn)的方向上僅具有小的衰減，如此設(shè)計設(shè)備轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)使得不激勵塔頭的振蕩是有利的。

US?7,160,083?B2描述一種用于適配轉(zhuǎn)子葉片的位置的方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的任務(wù)在于，實現(xiàn)一種用于確定尤其是風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的塔的偏轉(zhuǎn)的改進方法和改進裝置、關(guān)于偏轉(zhuǎn)的信息的應(yīng)用以及一種計算機程序，所述計算機程序?qū)嵤└鶕?jù)本發(fā)明的方法。

該任務(wù)通過根據(jù)獨立權(quán)利要求的用于確定塔的偏轉(zhuǎn)的方法、用于確定塔的偏轉(zhuǎn)的裝置、關(guān)于塔的所確定的偏轉(zhuǎn)的信息的應(yīng)用以及通過計算機程序得到解決。有利的擴展方案從相應(yīng)的從屬權(quán)利要求和以下描述中得出。

本發(fā)明基于以下知識：借助于基于測量值的關(guān)于塔頭傾斜的信息以及關(guān)于塔的彎曲特性的已知模型，能夠確定塔頭的偏轉(zhuǎn)。根據(jù)一種實施方式，可以借助于加速度傳感器來測量塔頭相對于重力加速度的方向的角偏差。結(jié)合已知的用于塔的振蕩方程，可以由所測量的角推斷出該偏轉(zhuǎn)。

對于風(fēng)力發(fā)電設(shè)備，可以有利地使用根據(jù)本發(fā)明的方式，以便確定塔頭的偏轉(zhuǎn)狀態(tài)。關(guān)于偏轉(zhuǎn)的信息可以被用作用于調(diào)節(jié)風(fēng)力發(fā)電設(shè)備、尤其是用于降低動態(tài)過載的輸入信號。在此也可以直接將塔頭偏轉(zhuǎn)包括到該調(diào)節(jié)中。

本發(fā)明實現(xiàn)一種用于確定尤其是風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的塔的偏轉(zhuǎn)的方法，所述方法包括如下步驟：基于所述塔的彎曲特性的模型以及取決于塔的區(qū)域的真實傾斜的真實傾斜值來確定塔的該區(qū)域的偏轉(zhuǎn)。

相關(guān)于其來確定偏轉(zhuǎn)的塔的區(qū)域可以是塔的任意部分。例如該區(qū)域可以是塔的自由端部段，并且尤其是塔頭。該偏轉(zhuǎn)可以定義塔的區(qū)域相對于靜止位置的側(cè)向位移。因而，偏轉(zhuǎn)的方向可以橫向于靜止時塔的縱軸。對于具有垂直取向的縱軸的塔，能夠存在水平偏轉(zhuǎn)。可以由在偏轉(zhuǎn)的方向上對塔產(chǎn)生影響的力引起該偏轉(zhuǎn)。在風(fēng)力發(fā)電設(shè)備中，可以通過風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的轉(zhuǎn)子的推力載荷施加力的至少一個分量。塔的真實的傾斜或取向可以關(guān)于鉛垂線方向或者關(guān)于處于靜止的塔的縱軸來定義。當(dāng)塔靜止時，塔的該區(qū)域典型地沒有偏轉(zhuǎn)。在這種情況下，該區(qū)域的取向可以平行于塔的縱軸走向，并且因此該區(qū)域沒有傾斜。如果塔的該區(qū)域有偏轉(zhuǎn)，則該塔沿著其縱軸有彎曲，該彎曲導(dǎo)致該區(qū)域的傾斜。真實傾斜值可以基于當(dāng)前的測量值。真實傾斜值可以相應(yīng)于該區(qū)域的真實的傾斜或取向，或者真實傾斜值可以根據(jù)該區(qū)域的真實的傾斜或取向來確定。彎曲特性的模型可以基于仿真模型或者計算模型。該模型可以對塔的一個或多個固有模式建模。因此該模型可以對塔的至少一個固有振蕩對塔的該區(qū)域的影響建模。該模型可以描繪塔的一個或多個彎曲線。該模型也可以僅僅對于塔的該區(qū)域包括一個或多個相關(guān)的值，所述一個或多個相關(guān)的值通過一個或多個彎曲線來確定。例如，該模型可以包括塔的偏轉(zhuǎn)和取向的建模的值。模型的值可以根據(jù)歸一化規(guī)定來歸一化。

根據(jù)一種實施方式，真實傾斜值可以基于該區(qū)域相對于鉛垂線方向的可測量的角偏差。該角偏差可以表征塔在該區(qū)域中的傾斜。該真實傾斜值可以相應(yīng)于角偏差或者通過角偏差來確定。例如，該真實傾斜值可以通過相應(yīng)于角偏差的角的正切來定義。該鉛垂線方向可以定義重力加速度的方向。參考鉛垂線方向是有利的，原因在于所述鉛垂線方向在該區(qū)域移動時提供固定的參考方向。

例如，在測定的步驟中，可以基于至少一個加速度傳感器的信息來測定真實傾斜值。所述至少一個加速度傳感器可以布置在塔的該區(qū)域中。真實傾斜值可以由所述至少一個加速度傳感器來測定和提供。備選地，所述至少一個加速度傳感器可以在接口處提供一個或多個測量值并且在測定的步驟中可以從所述一個或多個測量值測定真實傾斜值。借助所述至少一個加速度傳感器，可以確定重力加速度的沿著測量方向(例如塔的縱向)起作用的分量的變化。從該變化中又可以確定測量方向關(guān)于鉛垂線方向的變化。從測量方向的變化中，可以測定真實傾斜值。可以采用來自機動車領(lǐng)域的傳感器作為多軸加速度傳感器并且將其匹配于風(fēng)力發(fā)電設(shè)備應(yīng)用，使得能夠在這里得到協(xié)同作用。

根據(jù)一種實施方式，該模型可以關(guān)于塔的至少一個固有振蕩包括塔的該區(qū)域的歸一化的偏轉(zhuǎn)值和歸一化的傾斜值。所述歸一化的值可以事先確定并構(gòu)成用于確定真實偏轉(zhuǎn)的基礎(chǔ)。