[發(fā)明專利]檢驗(yàn)至少一個(gè)風(fēng)力渦輪機(jī)傳感器的運(yùn)行的控制系統(tǒng)和方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110344887.2
• 申請日: 2011-10-28
• 公開（公告）號: CN102454546A
• 公開（公告）日: 2012-05-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: M·C·馬扎羅;M·E·卡迪納爾;B·A·莫夫西喬夫;A·塔維爾;T·丁朱斯
• 申請（專利權(quán)）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(yán)志軍;譚祐祥

技術(shù)領(lǐng)域

本文中描述的主題大體涉及風(fēng)力渦輪機(jī)，并且更具體而言，涉及檢驗(yàn)至少一個(gè)風(fēng)力渦輪機(jī)傳感器的運(yùn)行的控制系統(tǒng)和方法。

背景技術(shù)

一般而言，風(fēng)力渦輪機(jī)包括轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子包括具有多個(gè)轉(zhuǎn)子葉片的可旋轉(zhuǎn)的輪轂組件。轉(zhuǎn)子葉片將風(fēng)能轉(zhuǎn)變成機(jī)械旋轉(zhuǎn)扭矩，機(jī)械旋轉(zhuǎn)扭矩通過轉(zhuǎn)子來驅(qū)動一個(gè)或多個(gè)發(fā)電機(jī)。發(fā)電機(jī)有時(shí)(但不總是)通過齒輪箱來旋轉(zhuǎn)地聯(lián)接到轉(zhuǎn)子上。齒輪箱會提高轉(zhuǎn)子的固有地低的轉(zhuǎn)速，以便于發(fā)電機(jī)將旋轉(zhuǎn)機(jī)械能高效地轉(zhuǎn)化成電能，電能通過至少一個(gè)電連接件來供應(yīng)到公共電網(wǎng)中。還存在無齒輪的直驅(qū)式風(fēng)力渦輪機(jī)。轉(zhuǎn)子、發(fā)電機(jī)、齒輪箱和其它構(gòu)件典型地安裝在定位在塔架的頂上的殼體或機(jī)艙內(nèi)。

至少一些已知的風(fēng)力渦輪機(jī)包括測量和/或檢測風(fēng)力渦輪機(jī)內(nèi)或風(fēng)力渦輪機(jī)附近的環(huán)境狀況和/或運(yùn)行狀況的一個(gè)或多個(gè)傳感器。諸如功率發(fā)生操作的操作可依賴于接收來自傳感器的精確測量數(shù)據(jù)。因此，如果一個(gè)或多個(gè)傳感器失效和/或呈現(xiàn)異常運(yùn)行，則風(fēng)力渦輪機(jī)的功率發(fā)生能力會降低。

至少一些已知的風(fēng)力渦輪機(jī)使用風(fēng)力渦輪機(jī)內(nèi)的其它傳感器和/或計(jì)算運(yùn)行狀況來檢驗(yàn)一個(gè)或多個(gè)傳感器的運(yùn)行。這樣的風(fēng)力渦輪機(jī)可檢測傳感器內(nèi)的某些誤差。但是，這樣的風(fēng)力渦輪機(jī)可能無法精確地檢測傳感器的異常行為，例如傳感器是否開始“漂移”。這種漂移可出現(xiàn)在傳感器的輸出關(guān)于定義的輸入而偏離(例如逐漸偏離)期望輸出時(shí)。因此，由于一個(gè)或多個(gè)傳感器誤差的原因，這樣的風(fēng)力渦輪機(jī)可變得受損和/或可具有降低的功率發(fā)生能力。

發(fā)明內(nèi)容

在一個(gè)實(shí)施例中，提供了一種檢驗(yàn)至少一個(gè)風(fēng)力渦輪機(jī)傳感器的運(yùn)行的方法，其包括動態(tài)地為第一風(fēng)力渦輪機(jī)定義鄰近的風(fēng)力渦輪機(jī)的鄰域，各個(gè)鄰近的風(fēng)力渦輪機(jī)包括至少一個(gè)傳感器。該方法還包括接收來自至少一個(gè)鄰近的風(fēng)力渦輪機(jī)傳感器的數(shù)據(jù)，以及使用接收自鄰近的風(fēng)力渦輪機(jī)傳感器的數(shù)據(jù)來確定第一風(fēng)力渦輪機(jī)的至少一個(gè)傳感器的狀態(tài)。

在另一個(gè)實(shí)施例中，提供了一種檢驗(yàn)至少一個(gè)風(fēng)力渦輪機(jī)傳感器的運(yùn)行的方法，其包括定義用于使接收自至少一個(gè)風(fēng)力渦輪機(jī)的數(shù)據(jù)歸一化的歸一化算法。基于該歸一化算法來為第一風(fēng)力渦輪機(jī)定義鄰近的風(fēng)力渦輪機(jī)的鄰域，其中，各個(gè)鄰近的風(fēng)力渦輪機(jī)包括至少一個(gè)傳感器。接收來自至少一個(gè)鄰近的風(fēng)力渦輪機(jī)傳感器的數(shù)據(jù)，并且使用接收自鄰近的風(fēng)力渦輪機(jī)傳感器的數(shù)據(jù)來確定第一風(fēng)力渦輪機(jī)的至少一個(gè)傳感器的狀態(tài)。

在又另一個(gè)實(shí)施例中，提供了一種用于包括至少一個(gè)傳感器的第一風(fēng)力渦輪機(jī)的控制系統(tǒng)。該控制系統(tǒng)包括構(gòu)造成動態(tài)地定義包括多個(gè)風(fēng)力渦輪機(jī)的鄰域的處理器，其中，該多個(gè)風(fēng)力渦輪機(jī)中的各個(gè)風(fēng)力渦輪機(jī)均包括至少一個(gè)傳感器。處理器也構(gòu)造成接收來自至少一個(gè)鄰近的風(fēng)力渦輪機(jī)傳感器的數(shù)據(jù)，并且使用接收自鄰近的風(fēng)力渦輪機(jī)傳感器的數(shù)據(jù)來確定第一風(fēng)力渦輪機(jī)的傳感器的狀態(tài)。

附圖說明

圖1是示例性風(fēng)力渦輪機(jī)的透視圖。

圖2是適于用于圖1中顯示的風(fēng)力渦輪機(jī)的示例性機(jī)艙的局部截面圖。

圖3是適于用于圖1中顯示的風(fēng)力渦輪機(jī)的示例性渦輪控制系統(tǒng)的方框圖。

圖4是可包括圖1中顯示的風(fēng)力渦輪機(jī)的示例性風(fēng)電場的示意圖。

圖5是適于用于圖1中顯示的和/或圖4中顯示的風(fēng)電場內(nèi)的風(fēng)力渦輪機(jī)的檢驗(yàn)至少一個(gè)風(fēng)力渦輪機(jī)傳感器的運(yùn)行的示例性方法的流程圖。

零部件列表：

100風(fēng)力渦輪機(jī)

102塔架

104支承表面

106機(jī)艙

108轉(zhuǎn)子

110輪轂

112轉(zhuǎn)子葉片

114風(fēng)

116偏航軸線

118轉(zhuǎn)子葉根部分

120負(fù)荷傳遞區(qū)域

122轉(zhuǎn)子葉尖部分

124旋轉(zhuǎn)軸線

126轉(zhuǎn)子葉片表面區(qū)

128變槳軸線

130變槳組件

131變槳驅(qū)動馬達(dá)

132發(fā)電機(jī)

134轉(zhuǎn)子軸

136齒輪箱

138高速軸

140聯(lián)接件

142支承件

144支承件

146偏航驅(qū)動機(jī)構(gòu)

148氣象桿

150渦輪控制系統(tǒng)

152前支承軸承

154后支承軸承

156傳動系

200處理器

202存儲器裝置

204傳感器

206促動器

208虛擬傳感器