[發明專利]非發電運行時減小風力渦輪機載荷的方法

有效

• 申請號: 201610944516.0
• 申請日: 2016-11-02
• 公開（公告）號: CN108005847B
• 公開（公告）日: 2019-08-06
• 發明（設計）人: 徐斌;李磊;韋曉暉;劉俊
• 申請（專利權）人: 遠景能源（江蘇）有限公司
• 主分類號: F03D7/02
• 分類號: F03D7/02
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司 31001
• 代理人: 吳寶根

本發明涉及一種非發電運行時減小水平軸風力渦輪機載荷的方法，當風力渦輪機在并網系統、偏航系統和風向檢測系統處于故障或暫時離線狀態期間，調節處于虛擬豎直集合狀態的風輪葉片在垂直于0至360度水平入流風平面上的投影面積變化幅度并滿足變化幅度小于90%，從而降低葉片在不同入流風向下由于迎風面積大幅改變而帶來的推力大幅波動，并防止在某一風向下出現極端載荷的情況，進而降低風力渦輪機的極限載荷和疲勞載荷。

技術領域

本發明涉及一種風力渦輪機非發電運行狀態的處理方法，特別涉及一種非發電運行時減小風力渦輪機載荷的方法。

背景技術

風力渦輪機在并網發電正常、偏航系統及風向檢測系統正常狀態下，風輪葉片的槳距角保持同一順槳位置并通過偏航動作保持風輪面一直對風，此時可減少因風向變化引起的風力渦輪機的載荷波動。

風力渦輪機無法實現偏航或正確偏航主要有三種情況：一、并網系統故障或暫時離線，該情況下風力渦輪機無電力輸入，偏航系統在沒有電力輸入的情況下無法實現偏航動作；二、偏航系統故障或暫時離線，該情況下風力渦輪機雖然存在電力輸入，卻無法偏航；三、風向檢測系統故障或暫時離線，正常工作時風力渦輪機需要偏航到風輪旋轉平面與入流風向垂直(即對風)狀態，若風向檢測系統故障，則無法獲得正確的風向數據，或風向檢測系統離線，不能獲取風向數據，即使偏航系統無故障，風力渦輪機也無法通過偏航系統實現風輪面的正確對風。

一旦電網系統、偏航系統或風向檢測系統出現故障或暫時離線，致使風力渦輪機不能實現一直對風功能，則入流風向角度的變化會造成風力渦輪機風輪平面的載荷波動增大，從而增加關鍵部件遭受結構破壞的風險?，F有技術中還未有針對此情況的處理方法。

發明內容

本發明是針對風力渦輪機在并網系統、偏航系統和風向檢測系統處于故障或暫時離線狀態期間存在隱患的問題，提出了一種非發電運行時減小風力渦輪機載荷的方法，在并網系統、偏航系統或風向檢測系統出現故障或暫時離線期間，通過調節不同葉片不同槳距角，降低風力渦輪機在不同入流風向下風輪平面的載荷波動，進而降低風力渦輪機的設計要求和相關成本。

本發明的技術方案為：一種非發電運行時減小水平軸風力渦輪機載荷的方法，風力渦輪機包括可偏航的機艙，風力渦輪機的轉子及輪轂安裝于所述機艙，所述輪轂安裝有至少兩個可進行獨立變槳的風輪葉片，方法具體包括：風力渦輪機處于非發電運行狀態期間，調節處于虛擬豎直集合狀態的風輪葉片在垂直于0至360度水平入流風向平面上的投影面積變化幅度并滿足變化幅度小于90％，其中，處于虛擬豎直集合狀態的風輪葉片是指每個葉片沿風輪主軸軸線虛擬的旋轉至各自葉片的變槳軸線與包含主軸軸線的豎直平面重合；0至360度入流風向是指風以360度風向變化范圍水平吹向風力渦輪機；投影面積是指處于虛擬豎直集合狀態的所有葉片在垂直于入流風向平面上的投影面積總和；變化幅度是指投影面積最大值與投影面積最小值之差占投影面積最大值的百分比。

所述調節處于虛擬豎直集合狀態的風輪葉片在垂直于0至360度水平入流風向平面上的投影面積變化幅度并滿足變化幅度小于90％的具體方法為：設定一個小于等于0.9的閥值，調節任意循序排列的兩個風輪葉片的槳距角，使兩風輪葉片方向向量的內積絕對值不大于設定閥值。

所述非發電運行時減小水平軸風力渦輪機載荷的方法，所述閥值設定為大于等于0.5小于0.9。

所述非發電運行時減小水平軸風力渦輪機載荷的方法，調節所有任意組合循序排列的兩個風輪葉片的槳距角，使每組風輪葉片組合的方向向量的內積絕對值都不大于設定閥值。

所述非發電運行時減小水平軸風力渦輪機載荷的方法，設定固定閥值0.5，調節所有任意組合循序排列的兩個風輪葉片的槳距角，使每組風輪葉片組合的方向向量的內積絕對值都等于設定閥值。

所述非發電運行時減小水平軸風力渦輪機載荷的方法，依次或同時使每組風輪葉片組合的方向向量的內積絕對值都等于設定閥值。