[發明專利]對風場的風力渦輪機進行除冰的方法

在審

• 申請號: 201410094217.3
• 申請日: 2014-03-14
• 公開（公告）號: CN104047813A
• 公開（公告）日: 2014-09-17
• 發明（設計）人: D.S.延森
• 申請（專利權）人: 西門子公司
• 主分類號: F03D11/00
• 分類號: F03D11/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 馬麗娜;劉春元

技術領域

本發明涉及一種對風場的風力渦輪機進行除冰的方法。

背景技術

包括多個風力渦輪機的風場與電網相連，因此，風場的電輸出功率被饋送到電網中。

風場的電輸出功率可能被壞的天氣條件、尤其是被積聚在風場的風力渦輪機的轉子葉片處的冰減少。

已知幾個現有技術方法和程序，其被用來檢測轉子葉片處的冰的增長且如果可能的話去除冰。

冰檢測方法常常使用傳感器來測量類似于溫度、風速、風向、寒冷因數、濕度等天氣條件。

收集天氣條件測量結果并針對風力渦輪機的預期功率輸出產生而與單個風力渦輪機的測量功率輸出相比較。

基于該比較，可以在該單個風力渦輪機處發起除冰程序。

已知要停止風力渦輪機并將葉片加熱直至冰被從葉片去除為止。

甚至已知要在啟動風力渦輪機之前使用俯仰算法來從葉片去除冰。

上述除冰方法信任被用來檢測冰的傳感器。

遺憾的是傳感器可能也被冰覆蓋，尤其是在離岸地點處的惡劣天氣條件中。

在保持傳感器的準確度的同時保護其不受壞天氣影響是非常昂貴的。

甚至使用特定設計的允許壞天氣的傳感器也是昂貴的。

發明內容

因此本發明的目的是提供一種用于能夠非常容易實施的風場風力渦輪機除冰的改進且可靠且廉價的方法。

通過權利要求1的特征達到此目的。優選配置是從屬權利要求的目的。

根據發明的方法，由智能風場除冰控制來對風場的風力渦輪機進行除冰。該風場至少包括分配給該風場的第一風力渦輪機和第二風力渦輪機。第一風力渦輪機產生超過第一功率閾值值的第一電輸出功率。第二風力渦輪機產生下降至第二功率閾值值以下的第二電輸出功率。

第一輸出功率和第二輸出功率被報告給風場的功率控制器。此功率控制器被分配給風場并用來控制整個風場的電功率或輸出功率。

此功率控制器檢測到第一電輸出功率超過第一功率閾值值，并且甚至檢測到第二電輸出功率下降至第二功率閾值值以下。

該功率控制器發起在第二風力渦輪機處執行、直至第二電輸出功率超過第一閾值值為止的除冰程序。

因此，發明的方法避免了靈敏或昂貴傳感器的使用。

發明的方法是非常廉價的，因為其通過評估正在由風場的單獨風力渦輪機產生的輸出功率而利用內部風場知識。

發明的方法能夠應用于已建立的風場，只要被分配的風力渦輪機裝配有任何除冰方案或除冰設備即可。

發明的方法允許發起非常早地且以可靠的方式開始的除冰過程。

在優選實施例中，在完成用相應的閾值值的比較和檢測之前，在功率控制器處在某個時間段內評估第一輸出功率和第二輸出功率。

因此，測量輸出功率內的短期偏差被均衡，并且發明的方法只有真正需要才執行。

另外，發明的方法可以通過選擇適當的時間段而將風力渦輪機的啟動階段考慮在內。

在優選實施例中，除冰程序由在第二風力渦輪機保持在操作模式中的同時將葉片加熱構成。

因此，第二風力渦輪機的輸出功率產生在風力渦輪機保持工作的同時隨著除冰完成而逐步地或連續地斜坡上升。

已經體驗到有時風場的風力渦輪機的70%正在產生預期可用功率，同時風場的風力渦輪機的其余30%在寒冷天氣環境中以較低的生產運行。有時，其輸出功率并未低到足以使風力渦輪機停止以開始自動化除冰程序。發明的方法現在允許在操作模式中的風力渦輪機處開始除冰過程，允許風力渦輪機的其余30%增加其可用功率的產生。

在優選實施例中，除冰程序由在使第二風力渦輪機停止的同時將葉片加熱構成。

因此，由本實施例解決了可能在現有風力渦輪機處已經實施且基于已停止風力渦輪機的此除冰方案，其允許用發明方法進行的現有風場的改裝。

在優選實施例中，除冰程序由在第二風力渦輪機保持在操作模式中的同時向葉片應用俯仰算法構成。

因此，第二風力渦輪機的輸出功率產生在風力渦輪機保持工作的同時隨著除冰完成而逐步地或連續地斜坡上升。

已經體驗到有時風場的風力渦輪機的70%正在產生預期可用功率，同時風場的風力渦輪機的其余30%在寒冷天氣環境中以較低的生產運行。有時，其輸出功率并未低到足以使風力渦輪機停止以開始自動化除冰程序。發明的方法現在允許在操作模式中的風力渦輪機處開始除冰過程，允許風力渦輪機的其余30%增加其可用功率的產生。

在優選實施例中，除冰程序由在使第二風力渦輪機停止的同時向葉片應用俯仰算法構成。