[發明專利]在停機期間具有改善的穩定性的風力渦輪機系統

有效

• 申請號: 201780046257.2
• 申請日: 2017-05-24
• 公開（公告）號: CN109563809B
• 公開（公告）日: 2020-10-27
• 發明（設計）人: K·H·瑟恩森
• 申請（專利權）人: 維斯塔斯風力系統集團公司
• 主分類號: F03D7/02
• 分類號: F03D7/02;F03D1/02
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 蔡洪貴

本發明涉及一種風力渦輪機系統(1)，其具有多個風力渦輪機模塊，每個風力渦輪機模塊具有轉子(7)。控制系統被設置成通過第一控制命令(1CC)執行停機過程，以用于終止來自風力渦輪機模塊的第一子集(2′，M3，M4)的發電，從而導致推力變化，其中在支撐結構的承載風力渦輪機模塊的所述第一子集(2′)的第一部分(3′)上具有減小的來自風的推力。第二控制命令(2CC)被施加到風力渦輪機模塊的第二子集(2″，M1，M2)，以用于實現風力渦輪機模塊的第二子集的推力控制(TC)，以抵抗在第一部分(3′)處的推力變化。因此，獲得了一種使具有多個轉子的風力渦輪機系統在停機期間穩定的經改善且成本節約的方式。

技術領域

本發明涉及一種風力渦輪機系統，更具體地涉及具有多個風力渦輪機模塊的風力渦輪機系統，其中停機期間的穩定性得到改善。本發明還涉及相應的方法、以及相應的計算機程序產品和控制系統。

背景技術

最常見的風力渦輪機類型是三葉片逆風水平軸風力渦輪機(縮寫為HAWT)。在這種類型的風力渦輪機或風力渦輪發電機中，具有相應葉片的轉子定位在機艙的前部，機艙本身安裝在豎直風力渦輪機塔架的頂部上。

或者，具有多個風力渦輪機模塊的風力渦輪機系統可安裝到支撐結構，例如支撐若干個風力渦輪機模塊的單個塔架，風力渦輪機模塊可安裝在豎直方向上的若干個不同的層中。這種風力渦輪機系統在本領域中也稱為多轉子陣列型風力渦輪機。與常規的HAWT相比，這些風力渦輪機系統具有若干個優點，尤其與運輸、倍增和靈活性相關的優點。

然而，這種風力渦輪機系統也具有一些缺點，尤其是將更難以解決機械穩定性，例如是因為風力渦輪機模塊可能彼此相互作用。已經知道多轉子陣列型風力渦輪機的概念一段時間，但遺憾的是，相關問題已經成為在風力渦輪機工業中進行大規模商業實施的障礙。

可以預期到，尤其是在這種多轉子風力渦輪機系統的停機期間，常規單轉子風力渦輪機在停機期間通常經歷的問題對于多轉子風力渦輪機系統而言可能甚至更嚴重。因此，針對多轉子風力渦輪機系統在停機期間的安全性和設計要求甚至可以比迄今為止針對常規單轉子風力渦輪機的更嚴格，由此表示了關于多轉子風力渦輪機系統的更廣泛商業使用的另一個障礙。

尤其是由于風中的陣風(gust)。陣風可以被描述為相對強的風的短暫或暫時的非周期性爆發，在風力渦輪機領域內通常已知為大約5-10秒，陣風通常由風中的湍流引起。對于具有多個轉子的風力渦輪機系統，陣風尤其重要，因為在這些情況下，負載將處于最高水平并且負載的變化能夠非常高。例如，在具有許多陣風的不穩定風況下，由于此類多轉子風力渦輪機系統的整體機械設計所施加的關于負載和/或偏差的可操作最大極限，安全地執行停機對于這種多轉子風力渦輪機系統而言可能是困難或甚至不可能的。

因此，經改善的具有多個轉子的風力渦輪機系統將是有益的，尤其是在風力渦輪機系統的停機期間具有經改善的穩定性的風力渦輪機系統。

發明內容

可以將本發明的一個目的看作是提供一種風力渦輪機系統，其解決了上述問題的，在風力渦輪機系統的停機期間具有穩定性。

上文描述的目的旨在通過提供一種風力渦輪機系統在本發明的第一方面中實現，其中該風力渦輪機系統包括：

-支撐結構，

-安裝到支撐結構的多個風力渦輪機模塊，其中多個風力渦輪機模塊中的每個包括轉子，

-控制系統，

其中控制系統被設置為執行停機過程，該停機過程包括：

-將第一控制命令(1CC)施加到風力渦輪機模塊的第一子集以終止從其發電，從而導致推力變化，其中在支撐結構的承載風力渦輪機模塊的所述第一子集的第一部分上具有減小的來自風的推力，以及