[发明专利]风力涡轮机以及操作架设在水体中的风力涡轮机的方法

权利要求书

1.一种用于操作架设在水体中的风力涡轮机的方法，其包括：

在运行期间测量所述风力涡轮机的振动；

识别所述测得的振动中的至少一个周期性分量，其中所述周期性分量与所述水体和所述风力涡轮机的相互作用相关联；以及，

操作所述风力涡轮机的至少一个控制器使得水致振动减小，

其中识别所述至少一个周期性分量的步骤包括识别与所述风力涡轮机相互作用的水波的频率、到来的方向、波长或者峰值高度。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述风力涡轮机包括机舱和安装在所述机舱上的风转子，所述机舱安装在从支撑结构延伸的塔架上，并且，测量频谱包括测量所述机舱、所述风转子、所述塔架或者所述支撑结构的振动。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述至少一个周期性分量是塔架本征频率、支撑结构本征频率或者所述支撑结构的卡门涡街的漩涡脱落频率。

4.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其特征在于，所述至少一个控制器是变桨控制器，并且，对所述变桨控制器进行操作以将所述风力涡轮机的至少两个转子叶片调节成不同的桨距角，以便减小所述水致振动；并且/或者所述至少一个控制器是偏航控制器，且所述偏航控制器适于调节所述风力涡轮机的偏航角，以便减小所述水致振动；并且/或者所述至少一个控制器是发电机控制器，且所述发电机控制器适于调节所述风力涡轮机的发电机的电转矩，以便减小所述水致振动。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在架设所述风力涡轮机之前，模拟在工程场地与所述风力涡轮机相互作用的波和水流，并且在所述风力涡轮机运行之前，将所述模拟数据至少部分地存储在所述至少一个控制器中。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括在风速或者风向与波频率、波方向、波高度、平均波动量、平均波功率密度、水流频率或者水流流量中的至少一个之间建立经验相关性，其中，所述至少一个控制器的操作基于所述经验相关性。

7.一种风力涡轮机(10)，其包括：

一个用于支撑所述风力涡轮机(10)的支撑结构(14)；

一个安装在所述支撑结构(14)上的塔架(12)；

一个安装在所述塔架(12)的顶部上的机舱(16)；

一个安装在所述机舱(16)上的转子毂(20)，其中至少两个转子叶片(22)连接在所述转子毂(20)上；

一个允许对所述至少两个转子叶片(22)的各桨距角进行调节的浆距驱动系统(32)；

一个用于调节偏航角度的偏航驱动系统；

至少一个用于测量所述风力涡轮机的振动的传感器(301、302、303、304、305)；以及，

一个风力涡轮机控制系统(36)，所述风力涡轮机控制系统适于从所述至少一个传感器(301、302、303、304、305)接收测量数据，并且适于对所述测量数据进行分析以识别水致振动形式，其中所述控制系统还适于控制所述浆距驱动系统(32)以调节至少一个转子叶片(22)的至少一个桨距角，使得所述水致振动形式减小，以及控制偏航驱动系统以调节风力涡轮机的偏航角度，从而使得所述水致振动形式减小，

其中所述风力涡轮机控制系统配置为识别所述测得的振动中的至少一个周期性分量，其中所述周期性分量与水体和所述风力涡轮机的相互作用相关联，识别所述至少一个周期性分量的步骤包括识别与所述风力涡轮机相互作用的水波的频率、到来的方向、波长或者峰值高度。

8.根据权利要求7所述的风力涡轮机，其特征在于，所述至少一个传感器(301、302、303、304、305)是加速度计或者应变计。

9.根据权利要求7或8所述的风力涡轮机，其特征在于，所述至少一个传感器被定位在所述支撑结构(14)、所述机舱(16)、所述塔架(12)、所述支撑结构(14)与所述塔架(12)之间的界面或者平均水位(4)处。