[發明專利]確定是否將尖端特征安裝到風力渦輪機轉子葉片上的方法

有效

• 申請號: 201210387367.4
• 申請日: 2012-10-12
• 公開（公告）號: CN103047078A
• 公開（公告）日: 2013-04-17
• 發明（設計）人: A.弗雷雷;P.L.貝尼托圣地亞哥;K.U.克格勒
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: F03D1/06
• 分類號: F03D1/06
• 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

本主題總體涉及風力渦輪機，并且更具體地涉及使用現場具體風況以便確定何時將尖端特征安裝到風力渦輪機的轉子葉片上的方法。

背景技術

風能被認為是目前可獲得的最清潔、最具環境友善性的能源之一，并且風力渦輪機在這方面已不斷獲得關注。現代的風力渦輪機典型地包括塔架、發電機、齒輪箱、機艙以及一個或多個轉子葉片。轉子葉片利用已知的翼型原理捕獲風的動能并且對旋轉能量形式的動能進行傳遞以使軸轉動，該軸將轉子葉片聯接至齒輪箱，或者如果未使用齒輪箱，則將轉子葉片直接聯接至發電機。發電機接著將機械能轉化為可以配置于公用電網的電能。

為了保證風能始終是可實施的能源，已做出了努力從而通過修改風力渦輪機的尺寸、構造和生產力來增加能量輸出。一種這樣的修改是在每個風力渦輪機轉子葉片的尖端處包括尖端特征，例如小翼。通常，能夠采用小翼來改進風力渦輪機的總體效率和性能。小翼還可以安裝在轉子葉片上，以減小風力渦輪機的總體直徑并且降低由葉片所發出的噪聲。此外，小翼還可以使風力渦輪機的功率系數增加，并且因此降低由風力渦輪機所產生的能量的成本。

眾所周知，吸力側小翼比壓力側小翼更高效。然而，對于具有位于塔架迎風側的轉子的風力渦輪機而言，使用吸力側小翼可能會造成很大問題。具體而言，將吸力側小翼安裝到轉子葉片上使轉子葉片的尖端與塔架之間的距離減小。這種塔架間隙的減小能夠使轉子葉片中的一個或多個轉子葉片撞擊塔架的風險顯著增加，這是需要相當長的停機時間來修理和/或更換受損部件的成本非常高的事件。災難性塔架故障也是塔架撞擊的可能后果。

因此，使用現場具體風況來確定何時可以將尖端特征（例如吸力側小翼或尖端延伸部）安裝到轉子葉片上以便增加葉片的總體性能而不會使塔架撞擊的風險顯著增加的方法將是在本技術領域內受歡迎的。

發明內容

本發明的各個方面以及優點將會在下文的描述中進行部分闡述，或者是通過描述可以顯而易見的，或者是可以通過實施本發明而獲知。

在一個方面中，本主題公開一種利用現場具體數據來確定是否將尖端特征安裝到風力渦輪機的轉子葉片上的方法。該方法大體包括以下步驟：通過傳感器來監測風力渦輪機現場處的至少一種風況；基于該至少一種風況來確定位于風力渦輪機現場處的風力渦輪機的轉子葉片的實際尖端偏轉閾值；比較實際尖端偏轉閾值與轉子葉片的預定尖端偏轉閾值；以及基于實際尖端偏轉閾值與預定尖端偏轉閾值之間的比較結果來確定是否將尖端特征安裝到轉子葉片上。

在另一個方面中，本主題公開一種利用現場具體數據來確定是否將吸力側小翼安裝到風力渦輪機的轉子葉片上的方法。該方法可以大體包括以下步驟：通過傳感器來監測風力渦輪機現場處的至少一種風況；基于該至少一種風況來確定位于風力渦輪機現場處的風力渦輪機的轉子葉片的實際尖端偏轉閾值；比較實際尖端偏轉閾值與轉子葉片的預定尖端偏轉閾值；以及基于實際尖端偏轉閾值與預定尖端偏轉閾值之間的比較結果來確定是否將吸力側小翼安裝到轉子葉片上。

在進一步的方面中，本主題涉及一種利用現場具體數據來確定是否將尖端特征安裝到風力渦輪機的轉子葉片上的方法。該方法可以大體包括以下步驟：基于用于風力渦輪機的風力渦輪機分類來提供具有預定尖端偏轉閾值的用于風力渦輪機的轉子葉片；基于出現在風力渦輪機的風力渦輪機現場處的至少一種風況來確定轉子葉片的實際尖端偏轉閾值；比較實際尖端偏轉閾值與預定尖端偏轉閾值；以及基于實際尖端偏轉閾值與預定尖端偏轉閾值之間的比較結果來確定是否將尖端特征安裝到轉子葉片上。

參照下文的描述以及所附權利要求，本發明的這些和其它的特征、方面以及優點將得到更好的理解。結合在本說明書中并且構成本說明書一部分的附圖顯示了本發明的實施例并且與描述一起用于對本發明的原理進行解釋。

附圖說明

參照附圖，在說明書中闡述了對于本領域普通技術人員而言包括本發明的最佳模式的本發明的完整和可能公開，在附圖中：

圖1示出了風力渦輪機的一個實施例的透視圖；

圖2示出了使用現場具體風況來確定何時將尖端特征安裝到風力渦輪機轉子葉片上的方法的一個實施例的流程圖；

圖3示出了風力渦輪機的一個實施例的部分側視圖，其中特別示出了處于非偏轉狀態和偏轉狀態的風力渦輪機的轉子葉片中的一個轉子葉片；

圖4示出了圖3中所示的風力渦輪機的一個實施例，其中轉子葉片中的一個轉子葉片上安裝有吸力側小翼；以及