[发明专利]风力涡轮机的操作方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种风力涡轮机的操作方法，其中该风力涡轮机具有：转子，其具有至少一个其叶片浆距角可调节的转子叶片；与所述转子连接的发电机，用于产生电能；以及至少一个测量装置，用于获取代表发电机转速的变量的实际值。为了控制风力涡轮机，根据发电机的转速来提供发电机转矩的设定值，为此能够得到代表发电机转速的变量的实际值。另外，还根据空气密度参数来校正发电机转矩的设定值。

背景技术

EP1918581A2披露了一种用于风力涡轮机的操作方法，其中测量出周围环境温度并且在所测量出的周围环境温度低于预定的温度限值时减小风力涡轮机的输出功率。通过该方法，将确保降低了在低温下施加在风力涡轮机上的负载。

US2008/0001409A1披露了一种用于风力涡轮机的操作方法，其中通过自学习型控制器来优化风力涡轮机的控制参数以便实现最大功率。自学习型控制器依赖于条件参数，这些参数例如风速、风向、涡流强度、温度、空气压力或距最后一次降雨的时间。

US2008/0140263A1披露了用于风力涡轮机的功率曲线预测方法。该已知的方法计算出安置在海平面以上的高海拔位置处的风力涡轮机的功率曲线。在该方法中，针对规定的叶片浆距角计算出C_P-λ-曲线。随后，从C_P-λ-曲线中计算出没有功率限制的第一功率曲线。然后从具有相应功率限制的第一功率曲线中根据空气密度计算出在高海拔地方处的风力涡轮机的功率曲线。

DE10011393A1披露了用于风力涡轮机的控制系统，其中获取用于与位置相关和与气候相关的风力涡轮机负载和/或应变的测量值。下游的电信号处理系统在标称风速的区域中实施功率降低，并且在高风速下将这限制于与当前操作条件对应的效率最佳值。

发明内容

本发明的任务在于提供一种用于风力涡轮机的操作方法，其中校正与空气密度相关的功率减小操作以便在风力涡轮机的稳定操作期间实现最大功率。

根据本发明，该任务是通过具有权利要求1所述的技术特征的方法来解决的。优选实施方案构成了从属权利要求的主题。

本发明的方法提供并且限定风力涡轮机的操作，其中风力涡轮机具有：转子，其具有叶片浆距角可调的至少一个转子叶片；与所述转子连接的发电机，用于产生电能；以及至少一个测量装置，用于获取代表发电机转速的变量的实际值和所述叶片浆距角的实际值或者设定值。通过根据转速的实际值提供发电机转矩的设定值来实施风力涡轮机的操作。另外，对于风力涡轮机的操作而言，根据空气密度的参数来校正发电机转矩的设定值。具体地说，在空气密度正在降低时，降低发电机转矩的设定值以便使得风力涡轮机能够稳定操作。根据本发明的方法包括其中获取叶片浆距角的数值的方法步骤。叶片浆距角的数值可以为测量出的实际值或者读出的设定值。另外，根据本发明的方法，在所获取的叶片浆距角数值超过预定的最小值时，增大发电机转矩的设定值。尤其是在根据空气密度的参数校正预先给出的发电机转矩的设定值时，增大发电机转矩的设定值。本发明的基本原理在于，在风力涡轮机由于空气密度而进行功率减小操作的情况下，只是应该针对预定的风速减小发电机转矩的设定值。如果风力涡轮机在更低的空气密度下但是在更高的风速下操作，则可能在更小程度上降低发电机转矩的设定值。因此，在根据本发明的方法中，根据叶片浆距角的数值来进行在功率减小操作中校正发电机转矩的设定值。

在优选实施方案中，在一定时间段上将所获取的叶片浆距角的数值取平均值。在时间上取平均值时，在叶片浆距角的数值超过最小值时。在根据本发明的方法中因此出现对发电机转矩的设定值的变化。将叶片浆距角的数值取平均值的时间段按照这样的方式选择，从而它大于控制回路尤其是用于叶片浆距角的控制回路的时间常数。

在根据本发明的方法的优选实施方案中，按照这样的方式确定风力涡轮机的附加功率，从而风力涡轮机的附加功率与所获取的叶片浆距角的数值或者叶片浆距角的平均值成正比。然后在功率减小操作期间，根据发电机转矩的设定值使得发电机转矩增加该附加的发电机转矩。在可选实施方案中，附加发电机转矩被确定为使得该附加发电机转矩与所获取的叶片浆距角的数值或者叶片浆距角的平均值成正比。在这两个可选方案中，功率的设定值或发电机转矩的设定值与所获取的叶片浆距角的数值或者叶片浆距角的平均值成比例地增大。由于在功率、发电机转矩和转速之间的关系，所以可以将这些数值进行相互转换。