[發明專利]用于為風場提供偏航備用的系統和方法

有效

• 申請號: 201310629004.1
• 申請日: 2013-11-29
• 公開（公告）號: CN103850875B
• 公開（公告）日: 2018-09-18
• 發明（設計）人: R.K.布拉;G.加尼雷迪;V.R.阿巴特;K.龍丁;H.L.N.維格曼;R.W.戴爾莫尼科
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: F03D7/04
• 分類號: F03D7/04
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 肖日松;譚祐祥

本發明提供一種偏航備用系統。所述偏航備用系統包括用于儲存輔助電力的能量儲存介質。所述偏航備用系統還包括偏航控制器，用于在電網斷電情況下協調從所述能量儲存介質到偏航電機的電力輸送，以控制風力機的偏航角。所述偏航控制器執行以下步驟：經過一段時間后從傳感器接收風向信號；基于所述風向信號在一段時間上的變化改變風力機的允許限度；以及基于所述允許限度，控制從所述能量儲存介質的輔助電力到所述偏航電機的電力輸送，以控制所述偏航角，從而減小所述風力機上由風引起的負載。

技術領域

本發明總體上涉及一種風力機，確切地說，涉及一種用于向風場中的風力機提供偏航備用的系統和方法。

背景技術

風力機用于通過利用環境中的風能發電。由于風能是自然資源，因此風速和風向的變化無法控制并且可能導致風力機中產生不良負載。因此，風力機包括多個風力機部件，例如偏航和變槳電機，用于最大限度地減小此類不良負載。在常規運行條件下，這些風力機部件基于從風力機接收的電力或者連接到風力機的電力網而運行。

在風力機接收可能導致無法實現常規運行的風速或其他條件的一些情況下，風力機可能暫停運行并且與電力網斷開連接。在此類情況下，如果風力機部件不從風力機或電力網接收電力，則風力機部件可能暫停運行并且導致風力機損壞。為免風力機部件的運行暫停，已使用多種方法來在風力機暫停運行的時間間隔中為風力機部件供電。

已使用能量儲存介質來為風力機部件供電。但是，包括能量儲存介質的傳統系統基于靜態操作模式而為風力機部件供電，因此可能無法有效地控制因風速和風向的快速變化而在風力機中產生的負載。此外，常規系統的運行導致早早耗盡所存儲的能量，因此需要大型能量儲存介質。

因此，需要改進系統以解決上述問題。

發明內容

簡言之，根據一個實施例，本發明提供一種偏航備用系統。所述偏航備用系統包括用于儲存輔助電力的能量儲存介質。所述偏航備用系統還包括偏航控制器，用于在電網斷電情況下協調從所述能量儲存介質向用于減小與風向的偏航偏差的偏航電機的電力輸送。所述偏航控制器執行以下步驟：經過一段時間后從傳感器接收風向信號；基于風向信號在一段時間上的變化而改變風力機的允許限度；以及基于所述允許限度控制從所述能量儲存介質的輔助電力向所述偏航電機的電力輸送，以控制偏航角，從而減小所述風力機上由風引起的負載。

在另一個實施例中，提供了一種包括偏航備用系統的風場。所述風場包括用于產生風電并將風電傳輸到電力網的風力機，其中所述風力機彼此電連接。所述風場還包括連接到風場中的相應風力機的偏航備用系統，用于在電網斷電情況下控制向偏航電機的電力輸送，以控制相應風力機的偏航角，其中所述偏航備用系統各自包括用于儲存輔助電力的能量儲存介質。所述偏航備用系統還包括偏航控制器，所述偏航控制器經過一段時間后從傳感器接收風向信號；基于風向信號隨時間的變化而改變相應風力機的允許限度；計算連接到相應風力機的能量儲存元件的輔助電力級別；將計算的輔助電力級別與連接到相應風力機的能量儲存元件的預定輔助電力級別進行比較；以及基于所述允許限度而控制向用于控制相應風力機的偏航角的相應偏航電機的電力輸送，從而減小所述風力機上由風產生的負載。所述偏航控制器基于允許限度，在連接到相應風力機的能量儲存介質的計算輔助電力級別大于預定輔助電力級別時控制從相應風力機的能量儲存元件的電力輸送；或者在連接到相應風力機的能量儲存介質的計算輔助電力級別小于預定輔助電力級別時控制從連接到相應風力機的不同風力機的能量儲存元件的電力輸送，從而控制所述偏航角。

在另一個實施例中，提供了一種用于向風場中的風力機提供偏航備用的方法。所述方法包括經過一段時間后從傳感器接收風向信號。所述方法還包括基于風向信號在一段時間上的變化而改變風力機的允許限度。所述方法進一步包括基于所述允許限度控制從能量儲存介質向風力機的偏航電機的電力輸送，以控制所述風力機的偏航角，從而減小所述風力機中由風引起的負載條件。

附圖說明