[發明專利]控制風力機的方法和風力機布置

有效

• 申請號: 201110451763.4
• 申請日: 2011-12-20
• 公開（公告）號: CN102536663A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發明（設計）人: F·羅;H·肖爾特-瓦辛克;T·霍夫曼;J·埃澤
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: F03D7/04
• 分類號: F03D7/04;F03D9/00;F03D11/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 李強;譚祐祥

技術領域

本發明涉及用于運行風力機的方法和系統以及風力機布置，確切的說，涉及用于確定風力機的至少一個可移動部分的至少一個位置的方法和系統。

背景技術

至少一些已知的風力機包括塔筒和安裝在塔筒上的機艙。轉子以可旋轉的方式安裝到機艙并通過轉子軸連接到發電機。從所述轉子延伸出多片葉片。所述葉片朝向一定的方向，這樣穿過葉片的風就會使轉子轉動、并使轉子軸旋轉，從而驅動發電機發電。

轉子速度、轉子位置、葉片彎曲或偏轉，以及塔筒彎曲或偏轉等運行參數可用于控制風力機。通常，所有這些參數均由專用的傳感器提供。傳感器可包括以下實例：應變計、增量式編碼器、絕對編碼器和加速度傳感器，此類傳感器用于測量轉子速度、轉子位置、葉片彎曲或偏轉、塔筒彎曲或偏轉、塔筒加速度、主軸彎曲和槳葉角(blade?angle)。其中一些此類傳感器易受損害、成本昂貴或可靠性低。

很多不同的傳感器用于為風力機控制系統提供某些運行參數，如轉速、塔筒彎曲、軸彎曲和葉片間距(blade?pitch)。這增加了每個單獨傳感器的成本，而且可能需要對不同的傳感器使用不同的故障檢測算法或裝置。而指定、設計和實施這些傳感器也需要進行大量的工程工作。因此需要提供更可靠、更便宜的方法或布置來確定風力機的運行參數。

發明內容

一方面，本發明提供一種用于控制風力機的方法。所述風力機包括至少一個可移動部分和至少一個可移動部分裝置，其中所述可移動部分可在風力機的運行過程中移動，且所述可移動部分裝置包括以下項中的至少一項：可移動部分發射器或可移動部分接收器。所述可移動部分發射器或所述可移動部分接收器設置于所述至少一個可移動部分上。所述方法包括：通過可移動部分發射器或可移動部分接收器中的至少一種裝置執行以下操作中的至少一項：向至少三個參考點發送至少一個信號或從至少三個參考點接收至少一個信號；以及根據所述至少一個接收到的信號的至少一個特性確定所述風力機的至少一個運行參數。

所述方法進一步包括：根據所述至少一個信號的所述至少一個特性確定所述至少一個可移動部分的位置；以及根據所述至少一個可移動部分的所述位置確定所述至少一個運行參數。所述方法進一步包括：向所述風力機的控制裝置提供或發送所述至少一個可移動部分的所述至少一個位置或所述運行參數。所述位置由所述可移動部分裝置確定和發送。所述至少三個參考點中的至少三個是從由以下項組成的組中選擇的：全球導航衛星系統的衛星，和固定到地面的接地參考點。所述至少三個參考點中的至少一個位于以下項中的至少一項中：所述風力機或另一個風力機。所述方法還可進一步包括根據所述至少一個運行參數運行所述風力機。

所述至少一個特性是以下項中的至少一項：所述可移動部分接收器或發射器與所述至少三個參考點之間的相應運行時間；所述可移動部分接收器或發射器與所述至少三個參考點之間的往返時間；所述可移動部分接收器或發射器與所述至少三個參考點之間的信號之間的至少兩個信號角；以及所述可移動部分接收器或發射器與所述至少三個參考點之間的所述至少一個信號的到達時間。用于確定所述至少一個特性的所述至少一個信號由以下項中的至少一項接收：所述可移動部分接收器，或位于所述至少三個參考點中的至少一個上的接收器。所述運行參數通過使用所述至少一個信號的所述至少一個特性使用以下方法中的至少一種方法來進行確定：三角測量、多點定位或三邊測量。

所述信號是以下項中的至少一項：電磁信號和超聲波信號。所述可移動部分裝置為RFID標簽。所述至少一個運行參數是以下項中的至少一項：風力機轉子的轉速、發電機轉子的轉速、轉子軸的彎曲、所述風力機的塔筒的彎曲、轉子葉片的所述彎曲、方位角位置和轉子葉片的間距。所述至少一個可移動部分是以下項中的至少一項：轉子葉尖、轉子軸的一部分、所述風力機的塔筒的一部分、所述風力機的機艙的一部分、所述風力機的輪轂的一部分，以及所述風力機的所述塔筒的底座。

另一方面，本發明提供一種風力機布置。所述風力機布置包括：至少一個風力機，其中包括可在所述風力機的運行過程中移動的可移動部分；至少一個可移動部分裝置，所述至少一個可移動部分裝置包括適用于執行以下操作中的至少一項的可移動部分發射器或可移動部分接收器：向至少三個參考點發送至少一個信號，或從至少三個參考點接收至少一個信號，所述可移動部分發射器或可移動部分接收器設置于所述可移動部分上；和至少一個第一控制器，所述第一控制器適用于根據所述至少一個接收到的信號的至少一個特性確定所述風力機的運行參數。