[發(fā)明專利]在低侵蝕條件期間高于額定的風力渦輪機操作

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201780070848.3
• 申請日: 2017-11-17
• 公開（公告）號: CN109964029A
• 公開（公告）日: 2019-07-02
• 發(fā)明（設計）人: 藤岡秀康;A·佩里克萊奧斯
• 申請（專利權）人: 菱重維斯塔斯海上風力有限公司
• 主分類號: F03D7/02
• 分類號: F03D7/02;F03D7/04
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 王麗軍

提出了一種用于控制風力渦輪機(100)的方法(320)，其中，所述風力渦輪機包括具有一個或多個葉片(103)的風力渦輪機轉子(102)，其中，風力渦輪機具有風力渦輪機轉子的額定角旋轉速度(214)，所述方法包括：獲取(322)關于環(huán)境條件的信息(323)，基于所述信息確定是否滿足侵蝕標準，如果滿足侵蝕標準，則根據(jù)擴展模式控制(328)風力渦輪機，其中，在擴展模式中，允許風力渦輪機轉子的角旋轉速度超過額定角旋轉速度(214)。

技術領域

本發(fā)明涉及一種用于控制風力渦輪機的方法，更具體地涉及一種用于控制風力渦輪機以在環(huán)境條件下增加角旋轉速度的方法，其中，可以允許這種增加而不會快速增加葉片、相應的控制系統(tǒng)、軟件和風力渦輪機的機械損傷。

背景技術

如本領域中已知的風力渦輪機，諸如離岸風力渦輪機，包括風力渦輪機塔架和轉子。轉子包括一個或多個轉子葉片，其可能遭受由諸如下雨的降水引起的機械損傷。

US 6,837,681 B2描述了由風力設備承載的轉子葉片在某些程度上受到周圍環(huán)境影響，諸如雨、雪、冰雹或還有昆蟲。特別地，轉子葉片的前邊緣在這方面負載很重。在那種情況下，可能發(fā)生轉子葉片，特別是其前邊緣在一段時間后遭受(機械)損壞，從而需要進行成本密集型修理，特別是為此目的經(jīng)常需要起重機，并且由于修理，整個風力設備也長時間停止，并且在某些情況下甚至必須將單個轉子葉片運輸?shù)骄S修位置。US 6,837,681B2的目的是減少轉子葉片處的侵蝕損壞并避免上述缺點。US 6,837,681 B2描述了一種操作風力設備的方法，該風力設備具有至少一個傳感器，用于檢測撞擊在傳感器上的顆粒的數(shù)量和/或速度和/或脈沖，以及用于處理由傳感器檢測的測量數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)處理和控制裝置，其中，如果超過傳感器測量的顆粒測量值，則風力設備的轉子的旋轉速度(其可以互換地被稱為角旋轉速度)可以減少(借助于數(shù)據(jù)處理/控制裝置)和/或停止風力設備。然而，這也導致風力設備產(chǎn)生的總功率減少。

用于操作風力渦輪機的改進方法將是有利的，并且對于能夠增加風力渦輪機的能量產(chǎn)生而同時避免增加機械損傷率或至少避免過大增加機械損傷率的方法尤其有利。

本發(fā)明可適用于離岸風力渦輪機。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的可以是提供一種用于控制風力渦輪機的方法，該方法通過使得能夠增加風力渦輪機的能量產(chǎn)生的同時避免增加機械損傷率或至少避免過大增加機械損傷率，來解決或減輕上述問題。

在本發(fā)明的第一方面，旨在通過提供一種用于控制風力渦輪機的方法獲得上述目的，其中，所述風力渦輪機包括：

-具有一個或多個葉片的風力渦輪機轉子，其中，風力渦輪機具有風力渦輪機轉子的額定角旋轉速度，所述方法包括：

-獲取關于環(huán)境條件的信息，

-基于所述信息，確定是否滿足侵蝕標準，

-如果滿足侵蝕標準，則根據(jù)擴展模式控制風力渦輪機，

其中，在擴展模式中，允許風力渦輪機轉子的角旋轉速度超過額定角旋轉速度。

本發(fā)明特別地但非排他地有利于獲得一種能夠增加角旋轉速度(并因此增加能量產(chǎn)生)的方法，而同時所述增加沒有導致侵蝕速率的不可接受的增加(這又可能導致葉片前邊緣壽命的不可接受的減少)。更具體地，本發(fā)明的方法獲取關于環(huán)境條件的信息，其能夠識別是否滿足侵蝕標準，使得可以增加角旋轉速度而不會不利地增加侵蝕速率，從而減少葉片壽命。

“(風力渦輪機轉子的)角旋轉速度”(ω)可以理解為在任何給定時刻轉子的轉數(shù)除以時間，其可以以弧度/秒(rad/s)來測量。角旋轉速度(ω)和轉子尖端速度(v)之間的關系由下式給出

v＝r*ω,

其中，r是轉子的半徑。或者，可以以每分鐘轉數(shù)(rpm)來測量角旋轉速度。