[發明專利]通過檢測失速來改善或優化風力發電設備的產出

在審

• 申請號: 201980073066.4
• 申請日: 2019-11-07
• 公開（公告）號: CN113330211A
• 公開（公告）日: 2021-08-31
• 發明（設計）人: 奧努爾·基米利;馬庫斯·施密德;路易斯·維拉-圖德拉
• 申請（專利權）人: 德國普利泰克風能技術股份有限公司
• 主分類號: F03D7/02
• 分類號: F03D7/02;F03D17/00
• 代理公司: 北京柏杉松知識產權代理事務所(普通合伙) 11413
• 代理人: 邰鳳珠;程強

描述了一種用于控制風力發電設備的方法。該方法包括：借助于固定到轉子葉片的至少一個壓力傳感器來測量聲音發射；基于聲音發射來檢測至少一種失速的特征性氣動聲學聲音；以及基于對失速的特征性氣動聲學聲音的檢測來控制或調節風力發電設備的一個或多個部件。

技術領域

總體上，本發明涉及對風力發電設備的控制或調節，特別地涉及用于改善風力發電設備的產出的測量。特別地，實施例涉及例如相對于失速而言，用于改善具有較大厚度的轉子葉片的操作的測量。特別地，本發明涉及一種用于控制風力發電設備的方法以及一種風力發電設備。

背景技術

風力發電設備的轉子直徑越來越大。特別是在其建造期間，這在結構穩定性方面帶來了重大挑戰。為了也能夠承受極端的風況，轉子葉片具有特定的剛度是有利的。

一種有助于提供剛度的可行方式涉及增加轉子葉片的材料厚度。但是，這導致轉子葉片的重量增加以及風力發電設備的成本上升。另一種可行方式在于增加轉子葉片輪廓的厚度。這使得同樣可以增加剛度，同時這樣做不必增加材料的使用量。這導致更便宜的轉子葉片。

能夠通過在保持相對輪廓厚度的同時增加輪廓深度來增加輪廓厚度。輪廓深度是輪廓的前緣與后緣之間的距離。通過對轉子葉片使用較厚的輪廓，即通過增加相對厚度，能夠進一步增加輪廓的厚度。通常，輪廓厚度受轉子葉片上的載荷限制。通常，增加輪廓深度導致較高的疲勞載荷。由于運輸風力發電設備的原因，輪廓深度會進一步受到限制。另外，不期望將輪廓深度增加到特定極限以上，因為這能夠導致屈曲問題。

基于對輪廓深度的限制，趨勢是增加轉子葉片的絕對輪廓厚度。即使這在結構上是有利的，但是仍導致空氣動力學上的缺點。例如，輪廓在表面粗糙度方面敏感，干凈的轉子葉片與骯臟的轉子葉片之間的產出差異增加，并且轉子葉片的阻力也增加。這些空氣動力學上的缺點降低了風力發電設備的產出。因此，在設計和建造期間要進行折衷。

為了抵消機翼結構的較厚輪廓所造成的負面的空氣動力學效應，能夠在風力發電設備的轉子葉片上使用渦流發生器(或湍流器)。渦流發生器用于減少或最小化干凈的機翼結構與骯臟的機翼結構之間的性能差異，并通過增加失速角來防止失速。然而，渦流發生器產生了高的空氣阻力。因此，減小了翼型的升力-空氣阻力比。因此，與沒有渦流發生器的干凈的轉子葉片相比，風力發電設備的產出降低。渦流發生器通常產生介于沒有渦流發生器的干凈的轉子葉片與沒有渦流發生器的骯臟的轉子葉片的產出之間的產出。在建造設計期間通?？紤]多種折衷。

例如，在航空中使用可伸縮的渦流發生器(例如，參見US2007/0018056A1)。

進一步改善或優化風力發電設備的產出將是期望的。

發明內容

本發明的實施例提供了一種根據權利要求1的用于控制風力發電設備的方法、一種根據權利要求10的用于控制具有轉子的風力發電設備的裝置、以及一種根據權利要求12的風力發電設備?？梢詮膹膶贆嗬?、說明書以及附圖中得到其他細節、實施例、特征以及方面。

一個方面提供了一種用于控制風力發電設備的方法。該方法包括：借助于固定到轉子葉片的至少一個壓力傳感器來測量聲音發射；基于聲音發射來檢測至少一種失速的特征性氣動聲學聲音；以及基于對失速的特征性氣動聲學聲音的檢測來控制或調節風力發電設備的一個或多個部件。

一個方面提供了一種用于控制具有轉子的風力發電設備的裝置。該裝置包括：固定到轉子葉片的至少一個壓力傳感器；和評估單元，其用于基于聲音發射來檢測至少一種失速的特征性氣動聲學聲音，并且基于對特征性氣動聲學聲音的檢測來控制或調節風力發電設備的一個或多個部件。

另一個方面提供了具有根據本文描述的實施例的裝置的風力發電設備。

另一個實施例提供了一種包括計算機程序的硬件模塊，該計算機程序被設計為實現本文描述的實施例的方法。

附圖說明