[發明專利]風力渦輪機、操作其的方法、風力渦輪機的布置及風電場

在審

• 申請號: 202010553653.8
• 申請日: 2020-06-17
• 公開（公告）號: CN112112759A
• 公開（公告）日: 2020-12-22
• 發明（設計）人: 安德烈亞斯·萊恩;迪米特里奧斯·貝基羅普洛斯
• 申請（專利權）人: 烏本產權有限公司
• 主分類號: F03D7/04
• 分類號: F03D7/04;F03D1/06;F03D9/25
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 王萍;楊林森

本發明涉及風力渦輪機、操作風力渦輪機的方法、風力渦輪機的布置及風電場，風力渦輪機包括能夠以可變轉子速度操作的轉子，轉子具有有著可調槳距角的轉子葉片，并且可調槳距角由共同槳距角表示，其中，風力渦輪機由風產生電功率，風使轉子推力取決于轉子速度以及取決于共同槳距角作用在轉子上，在風低于額定風速時的部分負載情況下，借助于轉子速度曲線來控制風力渦輪機，轉子速度曲線限定風力渦輪機的每個操作點的轉子速度，其中，在風力渦輪機的操作不被節流時的正常操作模式下，使用與正常共同槳距角組合的正常轉子速度曲線，以及在轉子推力要被限制時的節流的操作模式下，使用與節流的共同槳距角組合的節流的轉子速度曲線以便減小轉子推力。

技術領域

本發明涉及用于操作風力渦輪機的方法。本發明還涉及對應的風力渦輪機。本發明還涉及風力渦輪機的布置。本發明還涉及風電場。

背景技術

風力渦輪機是眾所周知的，其由風產生電功率。在正常操作模式下，風力渦輪機根據盛行風況產生盡可能多的多至最大功率的功率。這樣的最大功率可以由風力渦輪機限定，并且可以是風力渦輪機的標稱功率。如果沒有足夠的風來達到這樣的最大功率，即，如果風速低于額定風速，則風力渦輪機在部分負載情況下操作。

在這樣的部分負載情況下，借助于轉子速度曲線來控制風力渦輪機，該轉子速度曲線限定風力渦輪機的每個操作點的轉子速度。實現這樣的轉子速度曲線存在不同的可能，但是一般而言，根據這樣的轉子速度曲線的轉子速度隨著風速的增加而增加。

即使在這樣的部分負載情況下，也可能存在迫使風力渦輪機限制轉子推力的情況和/或規定。這樣的轉子推力正作用在風力渦輪機的轉子上。通常，風力渦輪機不僅作為單個風力渦輪機來操作，而是在具有多個風力渦輪機的風電場內操作。取決于風向，可以將第一風力渦輪機布置在第二風力渦輪機的正前方，即，第二風力渦輪機在第一風力渦輪機的背風處。

在這樣的情況下，第一風力渦輪機的轉子產生湍流，該湍流作用在第二風力渦輪機的轉子上。取決于風速，這樣的湍流可能很高，以至于湍流使第二風力渦輪機的轉子受力。在這樣的情況下，第一風力渦輪機將減少其操作，使得其轉子推力減小，并且因此，由第一風力渦輪機的轉子產生的湍流也減小。因此，可以減小第二風力渦輪機的轉子上的應力。

然而，還可行的是，為了增加第一風力渦輪機和第二風力渦輪機的總功率，減小第一風力渦輪機的轉子推力是有意義的。如果由第一風力渦輪機產生的湍流顯著降低了可以由第二風力渦輪機產生的功率，并且在該情況下，減小第一風力渦輪機的推力可以將由第一風力渦輪機產生的功率降低一定量，該量小于由第二風力渦輪機產生的功率可以增加的量，那就是這種情況。

然而，如果需要減小風力渦輪機的轉子推力，則風力渦輪機的轉子的轉子葉片例如部分地偏離風而變槳(pitched out of the wind)幾度或更多度。轉子葉片的該變槳導致所述減小的轉子推力，并且因此轉子速度根據轉子速度曲線而降低。這是由于轉子葉片的變槳減小了轉子推力，并且轉子推力的這樣的減小具有類似于風速降低的效果。因此，根據轉子速度曲線可以產生新的轉子速度，就好像風速降低一樣。

然而，實際風速沒有降低，并且因此根據轉子速度曲線的新的轉子速度實際上不適應于實際風速。特別地，可能導致不如最初計劃的轉子速度曲線之下的葉尖速度比那樣為最優化的葉尖速度比。

還可能的結果是，即使減小了轉子推力，產生的功率也可能更小。

發明內容

因此，本發明的一個目的是提出解決以上提及的問題中的至少一個問題的解決方案。特別地，將提出這樣的解決方案，該解決方案使得能夠減小轉子推力，但是仍然提供相對于減小的轉子推力產生盡可能多的功率的可能性。至少將提出相對于已知解決方案的替選解決方案。