[发明专利]风力发电机及其操作方法

说明书

技术领域

本发明大体涉及用于操作风力发电机或风场的方法和系统，确切地说，涉及在噪声管理下操作风力发电机或风场的方法和系统。

背景技术

至少一些已知的风力发电机包括塔筒和安装在塔筒上的机舱。转子以可旋转方式安装到机舱并通过轴连接到发电机。从所述转子延伸出多片叶片。所述叶片经过定向，以使通过叶片的风使转子转动并使轴旋转，从而驱动发电机发电。

在此类已知的风力发电机操作期间，叶片旋转穿过空气会以可闻噪声的形式生成气动声发射。这些声发射可产生噪声，该噪声的分贝(dB)值可能接近或甚至超出本地的监管标准。因此，存在至少一些方法用于对风力发电机或包括多个风力发电机在内的风力发电机安装(即，风场)产生的噪声进行控制。具体而言，风力发电机的操作可使得所产生的噪声低于预定的dB参数。用于减少声发射的此类风力发电机操作也称为降噪操作(NRO)，或声功率管理(SPM)下的操作。

NRO通常表明，风力发电机生成的电力低于风力发电机的最大可能发电量。因此，在降噪操作下，风力发电机的操作状态通常并不涉及达到最大功率输出，而是符合适用于风力发电机的噪声规则。但在SPM期间，重要的是，仍产生在规定的规则下有可能达到的最大电量。

但实际上，SPM下的操作并不能始终产生期望的结果。在某些情况下，给定所允许的噪声功率级时，所产生的电力低于可预期的电力。在其他情况下，所得的噪声仍超出所允许的标准，即使不应超出。因此，需要改进SPM下的操作，具体而言，需要提高在SPM下操作的风力发电机或风场的功率输出。而且，尤其需要在SPM下进行的操作期间满足噪声规则。

发明内容

一方面，本发明提供一种用于操作风力发电机的方法。所述风力发电机产生一定的声级。所述方法包括：选择期望声级；通过将所述期望声级输入模型来计算至少一个操作参数；以及根据所述至少一个操作参数来操作所述风力发电机。所述方法进一步包括：测量所述声级；以及基于所测量的声级，计算重新定义的期望声级和修正模型中的至少一者。此外，所述方法包括通过以下操作中的至少一者来计算至少一个重新定义的操作参数：将所述重新定义的期望声级输入到所述模型，以及将所述期望声级输入到所述修正模型。

根据各方面，所述方法按照所述顺序执行。

其中计算所述重新定义的期望声级和所述修正模型中的至少一者仅包括计算所述重新定义的期望声级；以及计算至少一个重新定义的操作参数通过将所述重新定义的期望声级输入到所述模型来完成。

在所述操作风力发电机的方法中，允许所述重新定义的期望声级高于所述期望声级。

在所述操作风力发电机的方法中，所述期望声级对应于风力发电机操作规则所规定的声级。

在所述操作风力发电机的方法中，重新定义的期望声级的计算方法为所述期望声级减去声级重新定义因数。

在所述操作风力发电机的方法中，所述声级重新定义因数的计算方法为所述所测量的声级减去模型化的声级。

所述操作风力发电机的方法进一步包括根据所述重新定义的操作参数来操作所述风力发电机。

在所述操作风力发电机的方法中，将所述方法作为一个循环来执行。

在所述操作风力发电机的方法中，所述循环连续执行。

在所述操作风力发电机的方法中，所述循环按所选的时间间隔重复执行。

在所述操作风力发电机的方法中，期望声级根据白昼时间、风向和风速中的至少一者进行选择。

在所述操作风力发电机的方法中，用于操作所述风力发电机的所述操作参数和用于操作所述风力发电机的所述重新定义的操作参数中的至少一者从桨距角、叶尖速度、转矩和功率中进行选择。

所述操作风力发电机的方法进一步包括将所述期望声级与所述所测量的声级进行比较。

在所述操作风力发电机的方法中，如果所述期望声级与所述所测量的声级相同，则不计算重新定义的期望声级和修正模型中的至少一者。