[發明專利]用于監視風力渦輪機的操作的方法和系統

有效

• 申請號: 201110190713.5
• 申請日: 2011-06-28
• 公開（公告）號: CN102312778A
• 公開（公告）日: 2012-01-11
• 發明（設計）人: T·E·丁朱斯;B·蘭達
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: F03D7/02
• 分類號: F03D7/02
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 嚴志軍;譚祐祥

技術領域

本公開內容一般涉及控制風力渦輪機的操作，且更具體地涉及監視風力渦輪機內所包括的制動系統的磨損。

背景技術

風力渦輪發電機利用風能發電。風力渦輪發電機典型地包括具有將風能轉換成驅動軸的旋轉運動的多個葉片的轉子，該驅動軸又被用于驅動發電機來發電。多個葉片的每一個均可進行變槳以提高或降低轉子的轉速。風力渦輪發電機的功率輸出隨風速增加直到風速達到渦輪機的額定風速。在額定風速及以上，風力渦輪發電機以額定功率操作。該額定功率是風力渦輪發電機能以對于渦輪機構件預定的可接受疲勞水平操作的輸出功率。在高于一定速度的風速下，或在超過預定大小的氣流紊流水平(典型地稱為“跳閘極限”或“監視設定點極限”)下，風力渦輪機可能停機，或可通過調節葉片的槳距或制動轉子而減小負荷，以便保護風力渦輪機構件免于損壞。

典型地，風力渦輪發電機包括制動裝置，例如，用于減慢或停止轉子的旋轉的制動裝置以及用于將可變槳距轉子葉片保持在設定位置的制動裝置。這些制動裝置的每一個都是易損件并且與制動裝置的磨損狀態有關的數據將有益于安排和/或執行對風力渦輪機的維護。

發明內容

一方面，提供了一種用于監視風力渦輪機的轉子葉片變槳控制系統內的葉片變槳制動器的磨損的方法。該轉子葉片變槳控制系統包括葉片變槳致動器。該方法包括接合葉片變槳制動器并測量在葉片變槳制動器接合時的葉片槳距位移。該方法還包括基于在葉片變槳制動器接合時測出的葉片槳距位移確定制動器磨損水平，并生成對應于該制動器磨損水平的制動器磨損水平輸出信號。

另一方面，提供了一種風力渦輪機轉子葉片變槳系統。該系統包括轉子葉片變槳制動器、變槳致動器和構造成測量變槳致動器的位移的位移傳感器。該系統還包括處理器，該處理器與位移傳感器通信聯接并構造成確定對應于在變槳制動器接合時測出的變槳致動器的位移的制動器磨損水平。

又另一方面，提供了一種風力渦輪機。該風力渦輪機包括聯接到風力渦輪發電機上的轉子。該轉子包括多個可變槳距轉子葉片和構造成使該多個可變槳距轉子葉片旋轉的轉子葉片變槳控制系統。該轉子葉片變槳控制系統包括葉片變槳制動器、葉片變槳致動器和構造成監視葉片變槳致動器的位移的位移監視傳感器。該風力渦輪機還包括聯接到該轉子葉片變槳控制系統上并構造成控制轉子葉片變槳控制系統的系統控制器。該系統控制器構造成接收來自位移監視傳感器的信號，監視葉片變槳致動器在葉片變槳制動器接合時的位移，并基于所述葉片變槳致動器在所述葉片變槳制動器接合時的位移確定制動器磨損水平。

附圖說明

圖1是示例性風力渦輪機的一部分的透視圖。

圖2是圖1中所示的風力渦輪機的一部分的局部剖視圖。

圖3是用于圖1中所示的風力渦輪機中的示例性葉片變槳系統的透視圖。

圖4是圖1中所示的風力渦輪機的框圖。

圖5是圖3中所示的葉片變槳系統的框圖。

圖6是用于監視圖3的葉片變槳系統內的葉片變槳制動器的磨損的示例性方法的流程圖。

零部件清單

10??風力渦輪機

12??機艙

14??轉子

16??塔架

20??旋轉軸線

22??輪轂

24??葉片

26??發電機；

28??轉子軸

30??發電機軸

32??齒輪箱；

34??變頻器

36??盤式制動器

38??偏航系統

40??旋轉軸線

42??葉片變槳系統

44??系統控制器

46??變槳致動器

48??葉片變槳制動器

50??葉片變槳控制器

52??位移傳感器

54??傳感器

56??傳感器

62??總線

64??處理器

66??存儲器

68??存儲裝置

70??ROM

72??I/O設備

74??傳感器接口

80??變槳致動器控制模塊

82??編碼器/解碼器模塊

84??制動器控制模塊

100?流程圖

110?方法

120?接合葉片變槳制動器

122?測量葉片槳距位移