[發明專利]多臺風力發電機的控制系統和運行方法

有效

• 申請號: 201811230550.7
• 申請日: 2018-10-22
• 公開（公告）號: CN109695539B
• 公開（公告）日: 2021-04-20
• 發明（設計）人: J.蓋斯勒;J.B.B.施姆克
• 申請（專利權）人: 森維安有限公司
• 主分類號: F03D7/02
• 分類號: F03D7/02;F03D17/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 宣力偉;李雪瑩

一種用于運行第一風力發電機（14）和第二風力發電機（15）的方法，其中，第二風力發電機（15）布置在第一風力發電機（14）的尾流（30）中。預測模型（28）接收第一風力發電機（14）的當前風值以便預測未來時刻（25），在該未來時刻，第二風力發電機（15）的轉子所掃過的區域與第一風力發電機（14）的尾流（30）局部疊覆。第二風力發電機（15）如此對所述預測做出反應，即產生一個控制信號以便相對于該第二風力發電機（15）的另一個轉子葉片的俯仰角改變該第二風力發電機（15）的一個轉子葉片的俯仰角。本發明還涉及適于執行所述方法的控制系統。利用本發明的方法，可以減小第二風力發電機（15）的載荷。

技術領域

本發明涉及用于運行第一風力發電機和第二風力發電機的方法，其中，第二風力發電機布置在第一風力發電機的尾流中。本發明還涉及用于風力發電機的控制系統。

背景技術

如果兩臺風力發電機彼此相鄰地運行，則出現以下問題，在第一風力發電機的尾流中可能存在無序的風力狀況，第二風力發電機由此可能承受更高載荷，見EP 2 063 108A2、EP 1 790 851 A2、WO 2015/039 665 A1、WO 2011/160 634A1。

發明內容

本發明基于以下目的，提出一種控制系統和一種用于運行多臺風力發電機的方法，從而布置在第一風力發電機的尾流中的第二風力發電機的載荷被減小。從所述的現有技術出發，該目的通過獨立權利要求所述的特征實現。在從屬權利要求中給出了有利的實施方式。

在本發明的方法中，給預測模型提供第一風力發電機的當前風值以便預測未來時刻，在該未來時刻，第二風力發電機轉子覆蓋的區域與第一風力發電機的尾流出現部分重合。第二風力發電機如此響應于所述預測，即產生一個控制信號以便相對于第二風力發電機的另一個轉子葉片的俯仰角來改變第二風力發電機的一個轉子葉片的俯仰角。在一個實施方式中，該控制信號在所述未來時刻之前產生。

如果第一風力發電機的尾流僅部分吹到第二風力發電機的轉子，則第二風力發電機的轉子非對稱地承受載荷。本發明構想在于，按如下方式抵制非對稱轉子載荷：相對于其它轉子葉片調節中的一個轉子葉片，其中，預防性地進行所述調節，即在有更高載荷作用于轉子之前的時刻進行所述調節（預控制）。

預測模型可以基于如下假定，即尾流在第一風力發電機的轉子軸線延長區中延伸。第一風力發電機轉子所覆蓋的區域可以被認為是尾流橫截面的起點。預測模型可以基于如下假定，尾流從該起點起以圓柱形橫截面沿著轉子軸線方向傳播。預測模型可以基于如下假定，尾流隨著至第一風力發電機轉子的距離增大而徑向擴大。預測模型可以基于如下假定，尾流中的風速相比于未被第一風力發電機干擾的風場被減小。該預測模型可以基于如下假定，尾流中的風速具有徑向分布，根據該徑向分布，在尾流中心處的風速低于在尾流周邊的風速。預測模型可以基于如下假定，尾流中的紊流強度相比于未被第一風力發電機干擾的風場被增大。

該預測模型可以基于如下假定，尾流從第一風力發電機起以對應于風速的速度傳播。該預測模型可以被供以：“根據尾流的傳播速度求出的風速值”。

該預測模型可以基于如下假定，尾流在風向上傳播。預測模型可以被供以：“從尾流傳播方向中求出的風向值”。

當前風速值和/或當前風向值可以是測量值。測量值可以借助風速計來獲得。風速計例如可以布置在風力發電機的艙室上。