[發明專利]風力渦輪發電機和控制風力渦輪發電機的方法

在審

• 申請號: 201980020717.3
• 申請日: 2019-03-25
• 公開（公告）號: CN111886412A
• 公開（公告）日: 2020-11-03
• 發明（設計）人: 石光桂太
• 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
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司 11219
• 代理人: 沈同全;車文

1.一種控制風力渦輪發電機的方法，包括：

在整個評估周期內累計單位周期中所述風力渦輪發電機的每個評估點的累積損傷度Du，以計算在每個評估點處的所述整個評估周期的總累積損傷度Dt；

將通過計算步驟計算出的在所述評估點中的每個評估點處的總累積損傷度Dt與預定的第一閾值(P*Q)進行比較并將在每個評估點處的所述總累積損傷度Dt的增加率dDt/dt與第二閾值進行比較，以評估在所述風力渦輪發電機中的每個評估點所屬的部件的疲勞；和

當所述總累積損傷度Dt小于所述第一閾值(P*Q)并且所述增加率dDt/dt小于所述第二閾值時，基于評估步驟的評估結果將所述風力渦輪發電機的運行模式確定為正常運行模式，并且如果所述總累積損傷度Dt等于或大于所述第一閾值(P*Q)或者所述增加率dDt/dt等于或大于所述第二閾值，則將所述運行模式確定為低負荷運行模式，在所述低負荷運行模式下，與所述正常運行模式相比輸出被抑制，

其中，如果所述總累積損傷度Dt增加到高于所述第一閾值(P*Q)，則所述運行模式被改變到所述低負荷運行模式，直到所述總累積損傷度Dt再次低于所述第一閾值(P*Q)為止。

2.根據權利要求1所述的控制風力渦輪發電機的方法，

其中，在運行模式確定步驟中，當所述評估點屬于所述風力渦輪發電機的塔架的頂部、所述塔架的底部、轉子轂或轉子葉片中的任一個時，與所述正常運行模式相比，風力渦輪葉片的槳距角被設定為順槳側。

3.根據權利要求1或2所述的控制風力渦輪發電機的方法，

其中，當所述評估點屬于所述風力渦輪發電機中的傳動系時，與所述正常運行模式相比，轉子的旋轉速度被限制為較低。

4.根據權利要求1至3中的任一項所述的控制風力渦輪發電機的方法，還包括：

采集步驟，所述采集步驟采集應力變化信息，所述應力變化信息指示在所述單位周期內每個評估點處出現的應力的時間序列變化；

第一計算步驟，所述第一計算步驟基于在所述采集步驟中采集到的所述應力變化信息，計算在所述單位周期中在每個評估點中產生的應力的應力幅度Fi和所述應力幅度Fi的重復次數ni；和

第二計算步驟，所述第二計算步驟基于所述第一計算步驟的計算結果和與每個評估點的材料對應的SN圖的信息，計算在所述單位周期中每個評估點的累積損傷度Du。

5.根據權利要求4所述的控制風力渦輪發電機的方法，

其中，在所述第二計算步驟中的所述累積損傷度Du基于以下公式(i)來計算：

其中，Ni是與所述應力幅度Fi對應的斷裂重復次數。

6.根據權利要求1至5中的任一項所述的控制風力渦輪發電機的方法，

其中，在所述預定的第一閾值(P*Q)中，P是評估所述風力渦輪發電機時的使用壽命的比重，并且Q根據所述風力發電設備的累積運行在0.05至0.95的范圍內增加。

7.根據權利要求1至6中的任一項所述的控制風力渦輪發電機的方法，還包括：

旋轉速度確定步驟，所述旋轉速度確定步驟在當轉子旋轉速度(rpm)在噪聲要求水平范圍內時將所述風力渦輪發電機的運行模式設定為所述正常運行模式，并且當所述轉子旋轉速度超過所述噪聲要求水平范圍時將所述轉子旋轉速度降低為落入所述噪聲要求水平范圍內的轉子旋轉速度。

8.根據權利要求1至6中的任一項所述的控制風力渦輪發電機的方法，

其中，所述累積損傷度Du針對與每個評估點的材料對應的所述SN圖中的所述應力幅度的每個范圍而被累計。