[發(fā)明專利]從監(jiān)測和控制風(fēng)力渦輪機(jī)中選擇的至少一者的組件及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201880046270.2
• 申請日: 2018-07-13
• 公開（公告）號: CN110892148B
• 公開（公告）日: 2022-08-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馬庫斯·施密德;托馬斯·紹斯
• 申請（專利權(quán)）人: 福斯4X股份有限公司
• 主分類號: F03D1/06
• 分類號: F03D1/06;F03D17/00
• 代理公司: 北京柏杉松知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11413
• 代理人: 侯麗英;劉繼富

本發(fā)明涉及一種用于監(jiān)測和/或控制風(fēng)力渦輪機(jī)的組件。該組件包括：第一應(yīng)變傳感器，其用于在第一空間方向上測量風(fēng)力渦輪機(jī)的轉(zhuǎn)子葉片的第一葉片彎矩；第二應(yīng)變傳感器，其用于在不同于第一空間方向的第二空間方向上測量風(fēng)力渦輪機(jī)的轉(zhuǎn)子葉片的第二葉片彎矩；用于確定設(shè)置在風(fēng)力渦輪機(jī)中的轉(zhuǎn)子葉片的力和力矩的恒定分量的裝置；以及控制器，其用于組合第一葉片彎矩、第二葉片彎矩和恒定分量。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明的實(shí)施方式總體上涉及控制和/或調(diào)節(jié)或監(jiān)測風(fēng)力渦輪機(jī)的操作。實(shí)施例尤其涉及包括應(yīng)變測量系統(tǒng)的設(shè)備和方法，所述應(yīng)變測量系統(tǒng)考慮轉(zhuǎn)子數(shù)據(jù)或?qū)ζ溥M(jìn)行測量。

背景技術(shù)

風(fēng)力渦輪機(jī)受到復(fù)雜的控制或調(diào)節(jié)，其例如由于變化的操作條件是必要的。此外，測量對于監(jiān)測風(fēng)力渦輪機(jī)的狀態(tài)是必要的。由于與風(fēng)力渦輪機(jī)的運(yùn)行相關(guān)的條件，例如溫度變化、天氣和氣象條件、特別是劇烈變化的風(fēng)力條件，以及由法律所規(guī)定的多種安全措施，監(jiān)測以及監(jiān)測所必需的傳感器受到多種約束。

轉(zhuǎn)子葉片可以配備有應(yīng)變傳感器、加速度傳感器或其他傳感器，以檢測葉片負(fù)載、加速度或其他物理測量參數(shù)。迄今為止，葉片彎矩通過在轉(zhuǎn)子葉片中設(shè)置的負(fù)載傳感器進(jìn)行測量。通常，四個(gè)應(yīng)變傳感器以半橋形式成對互連在葉根中。在此應(yīng)注意的是，旨在通過附加的傳感器(超過兩個(gè)傳感器)將測量不確定性降至最小。為此，系統(tǒng)配備了兩個(gè)以上的負(fù)載傳感器。例如，US 2009/0246019描述了一種由葉根中的四個(gè)應(yīng)變傳感器組成的用于結(jié)冰檢測的測量系統(tǒng)。IEC61400-13標(biāo)準(zhǔn)是對于測量風(fēng)力渦輪機(jī)中的轉(zhuǎn)子葉片彎矩的基礎(chǔ)。在此描述了如何通過葉根中的應(yīng)變傳感器的直接測量和相應(yīng)的校準(zhǔn)來推斷葉片彎矩的間接測量值。為此，利用以方位角相對成對的四個(gè)應(yīng)變傳感器來確定力矩。這種布置抑制了轉(zhuǎn)子葉片作用在測量上的不期望的恒定分量(向心力、溫度膨脹等)。此外，通過這種布置補(bǔ)償了傳感器的(例如對溫度的)寄生敏感度。

在WO 2017/000960A1中描述了一種測量系統(tǒng)，該測量系統(tǒng)能夠通過每個(gè)轉(zhuǎn)子葉片僅使用三個(gè)應(yīng)變傳感器來確定葉片彎矩。在這種情況下，發(fā)明人認(rèn)為傳感器彼此獨(dú)立，其中不形成任何對，這允許傳感器自由地以方位角定位。在這種情況下，布置三個(gè)傳感器使得不存在相對于彼此以0°或180°的角度的傳感器對。因此，每個(gè)傳感器分別覆蓋相鄰傳感器的彎矩的一部分。

光纖傳感器是有望在未來應(yīng)用中有前景的一組傳感器。因此，期望進(jìn)一步改進(jìn)用于監(jiān)測具有光纖傳感器的風(fēng)力渦輪機(jī)的測量。

因此，總體上，期望實(shí)現(xiàn)在控制和監(jiān)測方面、在風(fēng)力渦輪機(jī)的轉(zhuǎn)子葉片的傳感器方面、在風(fēng)力渦輪機(jī)的轉(zhuǎn)子葉片方面、以及在風(fēng)力渦輪機(jī)本身方面的改進(jìn)。

發(fā)明內(nèi)容

根據(jù)一種實(shí)施方式，提供了一種用于監(jiān)測和/或控制風(fēng)力渦輪機(jī)的組件。該組件包括第一應(yīng)變傳感器，其用于在第一空間方向上測量風(fēng)力渦輪機(jī)的轉(zhuǎn)子葉片的第一葉片彎矩；第二應(yīng)變傳感器，其用于在不同于第一空間方向的第二空間方向上測量風(fēng)力渦輪機(jī)的轉(zhuǎn)子葉片的第二葉片彎矩；用于確定設(shè)置在風(fēng)力渦輪機(jī)中的轉(zhuǎn)子葉片的力和力矩的恒定分量的裝置；以及控制器，其用于組合第一葉片彎矩、第二葉片彎矩和恒定分量。

根據(jù)另一實(shí)施方式，提供了一種用于監(jiān)測和/或控制風(fēng)力渦輪機(jī)的方法。該方法包括在至少兩個(gè)不同的空間方向上測量風(fēng)力渦輪機(jī)的轉(zhuǎn)子葉片的彎矩；并且測量設(shè)置在風(fēng)力渦輪機(jī)上的轉(zhuǎn)子葉片的力和力矩的恒定分量；并且通過結(jié)合葉片彎矩和恒定分量來監(jiān)測和/或控制風(fēng)力渦輪機(jī)。

附圖說明

實(shí)施例在附圖中示出，并且在下面的描述中更詳細(xì)地解釋。在附圖中：

圖1示意性地示出了根據(jù)本文所描述的實(shí)施方式的具有傳感器的風(fēng)力渦輪機(jī)的轉(zhuǎn)子葉片；

圖2示意性地示出了根據(jù)本文所描述的實(shí)施方式的具有轉(zhuǎn)子葉片和傳感器的風(fēng)力渦輪機(jī)的一部分；

圖3示意性地示出了根據(jù)本文所描述的實(shí)施方式的具有傳感器的風(fēng)力渦輪機(jī)的轉(zhuǎn)子葉片；