[發(fā)明專利]對風(fēng)力渦輪機(jī)的最大功率輸出的模擬

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810446007.4
• 申請日: 2014-07-16
• 公開（公告）號: CN108691731B
• 公開（公告）日: 2020-05-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: C·斯普魯斯;K·黑爾斯
• 申請（專利權(quán)）人: 維斯塔斯風(fēng)力系統(tǒng)集團(tuán)公司
• 主分類號: F03D7/02
• 分類號: F03D7/02
• 代理公司: 永新專利商標(biāo)代理有限公司 72002
• 代理人: 舒雄文;蹇煒

本發(fā)明涉及確定并設(shè)置用于進(jìn)行過額定值控制的風(fēng)力渦輪機(jī)類型最大功率水平(301)和個體風(fēng)力渦輪機(jī)最大功率水平(308)。

本申請是申請日為2014年7月16日，名稱為“對風(fēng)力渦輪機(jī)的最大功率輸出的模擬”，申請?zhí)枮?01480053651.5的發(fā)明專利申請的分案申請。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及風(fēng)力渦輪機(jī)的最大功率水平，并且具體而言，涉及設(shè)置用于過額定值控制的風(fēng)力渦輪機(jī)類型最大功率水平和個體風(fēng)力渦輪機(jī)最大功率水平。

背景技術(shù)

風(fēng)力渦輪機(jī)通過經(jīng)由發(fā)電機(jī)將來自風(fēng)力的動能轉(zhuǎn)化成電能來發(fā)電。風(fēng)力渦輪機(jī)生成的電能的量通常是由風(fēng)力渦輪機(jī)的標(biāo)稱額定功率或額定功率水平和風(fēng)力渦輪機(jī)所處地點的風(fēng)力狀況(例如，地形、風(fēng)速等)來確定的。往往有多臺風(fēng)力渦輪機(jī)共同處于風(fēng)力發(fā)電廠中，以生成足以供應(yīng)到電網(wǎng)的電能。

風(fēng)力發(fā)電廠的年發(fā)電量(AEP)與形成風(fēng)力發(fā)電廠的風(fēng)力渦輪機(jī)的生產(chǎn)率有關(guān)，并且通常取決于風(fēng)力發(fā)電廠所在位置的年風(fēng)速。對于給定的風(fēng)力發(fā)電廠而言，AEP越大，風(fēng)力發(fā)電廠的經(jīng)營者的利潤就越大，供應(yīng)給電網(wǎng)的電能的量就越大。

因而，風(fēng)力渦輪機(jī)制造商和風(fēng)力發(fā)電廠經(jīng)營者不斷嘗試提高給定風(fēng)力發(fā)電廠的AEP。

一種這樣的方法可以是使風(fēng)力渦輪機(jī)在某些情況下過額定值運轉(zhuǎn)，即，允許風(fēng)力渦輪機(jī)以最高高于風(fēng)力渦輪機(jī)的額定或銘牌功率水平的功率水平運轉(zhuǎn)一段時間，以便在風(fēng)力大的時候生成更多的電能并相應(yīng)地提高風(fēng)力發(fā)電廠的AEP。

但是，存在與過額定值風(fēng)力渦輪機(jī)相關(guān)聯(lián)的幾個問題和缺陷。風(fēng)力渦輪機(jī)通常被設(shè)計為在給定標(biāo)稱額定功率水平或銘牌功率水平下運轉(zhuǎn)并且運轉(zhuǎn)給定年數(shù)，例如，20年。因此，如果風(fēng)力渦輪機(jī)過額定值運轉(zhuǎn)，那么風(fēng)力渦輪機(jī)的壽命將縮短。

本發(fā)明尋求至少部分地解決上文描述的問題和缺陷中的一些或全部。

發(fā)明內(nèi)容

根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種用于設(shè)置風(fēng)力渦輪機(jī)類型的風(fēng)力渦輪機(jī)類型最大功率水平的方法，其包括：針對兩個或更多測試功率水平模擬載荷譜，以針對所述兩個或更多測試功率水平中的每個測試功率水平來確定所述風(fēng)力渦輪機(jī)類型上的載荷；將針對每個測試功率水平確定的載荷與所述風(fēng)力渦輪機(jī)類型的設(shè)計載荷進(jìn)行比較；以及將所述風(fēng)力渦輪機(jī)類型的風(fēng)力渦輪機(jī)類型最大功率水平設(shè)置為使得所確定的載荷不超過所述風(fēng)力渦輪機(jī)類型的設(shè)計載荷的最大測試功率水平。

相應(yīng)地，能夠針對一種或多種風(fēng)力渦輪機(jī)類型來確定風(fēng)力渦輪機(jī)類型最大功率水平。

可以將一種風(fēng)力渦輪機(jī)類型理解為具有相同的電氣系統(tǒng)、機(jī)械系統(tǒng)、發(fā)電機(jī)、齒輪箱、渦輪機(jī)槳葉、渦輪機(jī)槳葉長度、輪轂高度等的風(fēng)力渦輪機(jī)。相應(yīng)地，相對于風(fēng)力渦輪機(jī)的主要結(jié)構(gòu)或部件的任何差異都可以實際上產(chǎn)生新的風(fēng)力渦輪機(jī)類型。例如，除了輪轂高度(例如，塔架高度)不同之外的相同風(fēng)力渦輪機(jī)可以被看作是兩種不同的風(fēng)力渦輪機(jī)類型。類似地，除了渦輪機(jī)槳葉長度不同之外的相同風(fēng)力渦輪機(jī)也可以被看作是兩種不同的風(fēng)力渦輪機(jī)類型。同樣，50Hz和60Hz的風(fēng)力渦輪機(jī)可以被看作是不同的風(fēng)力渦輪機(jī)類型，如針對冷氣候和熱氣候設(shè)計的風(fēng)力渦輪機(jī)。

因此，所述風(fēng)力渦輪機(jī)類型未必對應(yīng)于風(fēng)力渦輪機(jī)的國際電工委員會(IEC)類別，因為不同的風(fēng)力渦輪機(jī)類型可以處于相同的風(fēng)力渦輪機(jī)IEC類別中，其中，每種風(fēng)力渦輪機(jī)類型可以基于風(fēng)力渦輪機(jī)的設(shè)計和其中的部件而具有不同的風(fēng)力渦輪機(jī)類型最大功率水平。

可以通過將給定功率水平的預(yù)期載荷與給定的風(fēng)力渦輪機(jī)類型的設(shè)計載荷進(jìn)行比較并確認(rèn)不會使風(fēng)力渦輪機(jī)上的載荷超過設(shè)計載荷的最大功率水平，來確定風(fēng)力渦輪機(jī)類型最大功率水平。載荷可以是機(jī)械載荷、疲勞載荷、或者可以在給定功率水平處為風(fēng)力渦輪機(jī)確定的任何其它載荷。

確定所述風(fēng)力渦輪機(jī)類型上的載荷可以包括確定所述風(fēng)力渦輪機(jī)類型的一個或多個機(jī)械部件的載荷。可以針對所述風(fēng)力渦輪機(jī)類型中的所有機(jī)械部件或者針對主要或關(guān)鍵機(jī)械部件中的一者或多者來確定載荷。