[发明专利]验证传感器的方法、风场、控制器以及控制机舱偏航系统的方法

说明书

验证传感器的方法、风场、控制器以及控制机舱偏航系统的方法。本发明涉及用于验证安装在风力涡轮机上的机舱偏航位置传感器并且用于采取复位动作以控制机舱偏航位置的技术。本发明涉及一种方法，该方法执行包括以下的步骤：确定与第一风力涡轮机相关的第一绝对风向信号；确定与多个其它风力涡轮机相关的第二绝对风向信号；将两个风向信号进行比较；并且如果第一信号超过第二信号的预定误差范围，则发出机舱偏航位置传感器故障信号。本发明的益处是能够在不直接测量或检查的情况下检测不准确机舱偏航传感器。

技术领域

本发明涉及用于验证安装在风力涡轮机上的机舱偏航(yaw)位置传感器并且用于采取复位动作以控制机舱偏航位置的技术。

背景技术

市场上存在各种类型的风力涡轮机。当然，水平轴风力涡轮机或“HAWT”大概是最常见的，并且包括在垂直塔架顶部上的机舱。机舱支承具有绕水平轴转动的一组叶片的转子。

由于性能原因，转子与风向对准是很重要的。在一些HAWT设计中，转子被设计为面向风进行操作，并且在其它情况下，转子被设计为面向“顺风”方向进行操作。

在这些配置中，风力涡轮机包括机舱偏航控制系统，机舱偏航控制系统可围绕塔架轴线使机舱偏航。偏航控制系统使用例如来自机舱安装的风速计和方向传感器的风向信息，来确定风强度和其相对于机舱的偏航位置的方向。然后，偏航控制系统能够使机舱偏航以使其面向风，从而能够使风力涡轮机从风提取的电力最大化。

在执行机舱的偏航控制中，偏航控制系统必须被提供有关于机舱的准确位置信息。如果没有准确信息，则会存在偏航控制系统无法将机舱与风向对准的风险，这可能会导致发电效率降低。另外，与相对于机舱的方向相比，风力涡轮机能够确定绝对风向现在是很重要的，这是因为该参数可以用于特定控制策略，诸如例如唤醒减少技术。绝对风向通常通过将相对风向相加到机舱偏航位置来确定。

在典型偏航控制系统中，机舱位置从监测塔架安装偏航齿圈的运动的传感器得出，偏航齿圈通过一个或多个电机驱动偏航小齿轮旋转。通常，光或磁编码器传感器可用于此目的。也可以测量偏航驱动小齿轮之一的旋转运动。

偏航测量系统中的误差在特定情况下可累积为显著偏航误差，这会造成严重的影响，特别是对风力涡轮机的绝对风向值的确定。从以上论述中应当想到，将期望至少检测偏航传感器何时提供不准确数据，使得可以采取合适动作。还期望减少不准确数据的出现，以使在风场中的给定风力涡轮机总是具有其可用的绝对风向的可接受准确测量，从而可以实现控制目标。

正是在这种背景下构思了本发明。

发明内容

第一方面，本发明提供一种验证与第一风力涡轮机相关的机舱偏航位置传感器的方法，第一风力涡轮机在包括多个其它风力涡轮机的风场中，该方法包括：

确定与第一风力涡轮机相关的第一绝对风向信号；

确定与多个其它风力涡轮机相关的第二绝对风向信号；

将第一绝对风向信号与第二风向信号进行比较；以及

如果第一绝对风向信号超过第二风向信号的预定误差范围，则发出机舱偏航位置传感器故障信号。

需要注意的是，当被应用至风场中的风力涡轮机时，术语“多个”不应该被理解为是指风场中的所有其它风力涡轮机。

本发明的益处是，其能够在不直接测量或检查的情况下检测不准确机舱偏航传感器。相反，贯穿风场从风力涡轮机收集的数据被用于拾取测量异常。由于不准确机舱偏航传感器可以被及时地发现，这使得能够迅速采取补救动作，从而改进精确绝对风向数据的可用性。这将改进风场的潜在风向报告功能的准确性。