[发明专利]用于测量风力涡轮的操作参数的方法以及测量装置

说明书

技术领域

本公开大体涉及适合于测量风力涡轮的操作参数的测量装置。风力涡轮的操作参数可包括在风力涡轮的位置处的环境参数，诸如例如风速、风向、温度、环境湿度等，以及指示风力涡轮的操作状态的参数，诸如例如在塔架或转子叶片结构处的弯矩、旋转构件(诸如风力涡轮的轮毂、主轴和变速箱轴等)的转速。

除此之外，本公开涉及用于测量在风力涡轮的操作期间风力涡轮的操作参数的方法。

背景技术

对提供环保的和可靠的能源的迫切需要推动现代风力涡轮的发展。作为这种能源，风力涡轮越来越重要。风力涡轮典型地包括转子，其具有至少一个转子叶片和轮毂，用于将进来的风能转化为旋转的机械能。风力涡轮的轮毂的旋转传递到驱动发电机的主转子轴。多个单独的机械的和电的构件在风力涡轮内相互作用使得将风能转化为电能的效率成为问题。

在风力涡轮的操作期间，典型地多个操作参数被监控。操作参数的检测典型地不仅在风力涡轮的轮毂内执行，而且参数检测可在遥感位置处执行，诸如在风力涡轮的至少一个转子叶片的尖端处的测量位置或沿转子叶片的长度的不同的测量位置。

虽然许多测量系统仅仅消耗非常少量的电能，但是电能典型地经由电线从电源向测量的位置/测量系统的位置传输。

关于电磁兼容性和潜在的雷击区域，暴露的测量位置(诸如在风力涡轮的转子叶片处的位置)成为待考虑的问题。另一个问题是测量系统相对于它的导电构件的尺寸。

发明内容

鉴于上面所述，提供适合于测量至少一个操作参数的测量装置，所述测量装置包括包含适合于发射光的光源的控制单元、连接到控制单元并且适合于将从光源发射的光传输到传感器装置的光波导以及适合于检测该至少一个操作参数的所述传感器装置，传感器装置包括光到电的功率转换单元，其适合于接收由光源发射的并且经由光波导传输的光和将接收到的光转换成提供给传感器装置的电操作功率。

根据另一个方面，提供适合于测量至少一个操作参数的测量装置，所述测量装置包括包含适合于发射射频波的射频功率传输器的控制单元、连接到控制单元并且适合于将从射频功率传输器发射的射频波传输到传感器装置的天线以及适合于检测该至少一个操作参数的所述传感器装置，传感器装置包括射频到电的功率转换单元，其适合于接收由射频功率传输器发射的并且经由天线传输的射频波和将接收到的射频波转换成提供给传感器装置的电操作功率。

根据又一个方面，提供风力涡轮，其包括至少一个转子叶片和轮毂以及至少一个测量装置，所述测量装置包括包含适合于发射光的光源的控制单元、连接到控制单元并且适合于将从光源发射的光传输到传感器装置的光波导以及适合于检测至少一个操作参数的所述传感器装置，传感器装置包括光到电的功率转换单元，其适合于接收由光源发射的并且经由光波导传输的光和将接收到的光转换成提供给传感器装置的电操作功率。

本发明的另外的方面、优点和特征从从属权利要求、说明书以及附图中是显而易见的。

附图说明

在包括参考附图的说明书的余下部分中更具体地提出对于本领域技术人员完全的和能够实现的公开，包括它的最佳实施方式，在附图中：

图1示出根据典型实施例的包括具有至少一个转子叶片的转子的风力涡轮的侧视图，其中，转子叶片设置有传感器单元；

图2是根据典型实施例的安装在轮毂处的转子叶片的前视图，示出沿转子叶片的长度的传感器单元和传感器控制器装置的布置；

图3是根据另一个典型实施例的安装在轮毂处的转子叶片的前视图，其中，若干传感器单元示出与一个传感器控制器装置相互作用用于沿风力涡轮的转子叶片的长度的操作参数的测量；

图4是示出根据典型实施例的经由光链路单元连接的传感器装置和控制单元的构件的方框图；

图5是示出根据另一个典型实施例的经由射频链路单元连接的传感器装置和控制单元的构件的方框图；

图6描绘示出用于光功率供应辐射和光数据链路辐射的作为波长的函数的光辐射强度的曲线图；以及

图7是示出根据典型实施例的用于测量风力涡轮的至少一个操作参数的方法的流程图。

部件列表

100    风力涡轮

101    转子叶片

102    塔架

103    机舱

104    轮毂

105    风向

106    偏航角

107    竖直塔架轴线

108    桨距角

200    传感器装置

201    传感器单元