[发明专利]寒冷天气环境中降低风力涡轮机载荷的系统、装置和方法

说明书

技术领域

本文描述的主题大体涉及运行风力涡轮机，并且更具体而言，涉及在寒冷天气环境中减小风力涡轮机上的结构载荷。

背景技术

风力涡轮机站点包括一个或多个风力涡轮机，该一个或多个风力涡轮机利用风能来产生或生产电功率。已知的风力涡轮机包括控制系统，以用于以安全和高效的方式来运行风力涡轮机。诸如运行阈值的控制参数用来限定风力涡轮机的行为。例如，如果当前风速超过最大风速阈值，则风力涡轮机的控制器可停用风力涡轮机。

停用风力涡轮机消除了来自风力涡轮机的所有功率生产量，直到风力涡轮机重新启用为止。风场的高效运行需要最大程度地提高风力涡轮机在安全条件下运行的时间量，同时避免在可能有害的条件(例如极端风速)下运行风力涡轮机，可能有害的条件可引起危险的结构载荷。但是，由于影响结构载荷的因素(例如环境空气密度)在温暖的运行环境和寒冷的运行环境之间的变化的原因，可能难以限定适于所有运行条件的单个运行阈值。

发明内容

在一方面，提供了一种用于控制风力涡轮机的运行的系统。该系统包括气象传感器和风力涡轮机控制器。气象传感器配置成以便传递指示气象条件的气象条件信号。风力涡轮机控制器配置成以便确定计算运行阈值，其至少部分地基于连续函数和气象条件。风力涡轮机控制器还配置成以便至少部分地基于计算运行阈值来控制风力涡轮机的运行。

在另一方面，提供了一种用于控制风力涡轮机的运行的装置。该装置包括配置成以便存储表示气象条件的至少一个气象参数的存储器区域。该装置还包括处理器，该处理器联接到存储器区域上，并且编程成以便至少部分地通过对气象参数应用连续函数来计算运行阈值。该装置进一步包括风力涡轮机控制接口，该风力涡轮机控制接口配置成以便至少部分地基于计算运行阈值来控制风力涡轮机的运行。

在又一方面，提供了一种用于控制风力涡轮机的方法。该方法包括从第一传感器接收指示气象条件的气象条件信号。处理器至少部分地通过对气象条件应用连续函数来计算运行阈值。基于接收自第二传感器的风力涡轮机条件信号所指示的风力涡轮机条件来产生运行参数。风力涡轮机条件表示风力涡轮机上的结构载荷。当运行参数超过计算运行阈值时，调节风力涡轮机的运行。

附图说明

图1是示例性风力涡轮机的透视图。

图2是显示了示例性风力涡轮机控制器的简图。

图3是描绘了用于基于环境空气温度来确定最大运行风速的示例性连续函数的曲线图。

图4是显示了用于运行图1所示的一个或多个风力涡轮机的示例性系统的简图。

图5是用于控制图1所示的风力涡轮机的示例性方法的流程图。

部件列表

100风力涡轮机

102机舱

104塔架

106转子

108转子叶片

110旋转轮毂

120风力涡轮机控制装置

125传感器

205风力涡轮机控制器

210存储器区域

215处理器

220风力涡轮机控制接口

225传感器接口

230通讯接口

300曲线图

305第一线条

310第二线条

400系统

405风力涡轮机站点

410站点控制器

415通讯接口

420第一风力涡轮机控制器

425第一风力涡轮机

430第二风力涡轮机控制器

435第二风力涡轮机

440存储器区域

445处理器

450传感器接口

500方法

505接收第一气象条件信号

510使用第一连续函数来计算第一运行阈值

515使用第二连续函数来计算第二运行阈值

520基于表示结构载荷的风力涡轮机条件来产生运行参数

525调节风力涡轮机的运行。

具体实施方式

本文描述的实施例有利于使用随气象条件(例如空气温度、空气压力和/或空气密度)不断变化的运行阈值来运行一个或多个风力涡轮机(例如在风力涡轮机站点中)。运行阈值可包括但不限于运行风速阈值(也已知为最大运行风速)。在一个实施例中，通过对环境空气温度和/或环境空气密度应用连续函数来计算最大运行风速。在当前风速超过计算最大运行风速时，停用风力涡轮机。这种实施例有利于最大程度地提高风力涡轮机的功率生产，同时避免使风力涡轮机暴露于可能有害的结构载荷。