[发明专利]多台风力发电机的控制系统和运行方法

说明书

一种用于运行第一风力发电机（14）和第二风力发电机（15）的方法，其中，第二风力发电机（15）布置在第一风力发电机（14）的尾流（30）中。预测模型（28）接收第一风力发电机（14）的当前风值以便预测未来时刻（25），在该未来时刻，第二风力发电机（15）的转子所扫过的区域与第一风力发电机（14）的尾流（30）局部叠覆。第二风力发电机（15）如此对所述预测做出反应，即产生一个控制信号以便相对于该第二风力发电机（15）的另一个转子叶片的俯仰角改变该第二风力发电机（15）的一个转子叶片的俯仰角。本发明还涉及适于执行所述方法的控制系统。利用本发明的方法，可以减小第二风力发电机（15）的载荷。

技术领域

本发明涉及用于运行第一风力发电机和第二风力发电机的方法，其中，第二风力发电机布置在第一风力发电机的尾流中。本发明还涉及用于风力发电机的控制系统。

背景技术

如果两台风力发电机彼此相邻地运行，则出现以下问题，在第一风力发电机的尾流中可能存在无序的风力状况，第二风力发电机由此可能承受更高载荷，见EP 2 063 108A2、EP 1 790 851 A2、WO 2015/039 665 A1、WO 2011/160 634A1。

发明内容

本发明基于以下目的，提出一种控制系统和一种用于运行多台风力发电机的方法，从而布置在第一风力发电机的尾流中的第二风力发电机的载荷被减小。从所述的现有技术出发，该目的通过独立权利要求所述的特征实现。在从属权利要求中给出了有利的实施方式。

在本发明的方法中，给预测模型提供第一风力发电机的当前风值以便预测未来时刻，在该未来时刻，第二风力发电机转子覆盖的区域与第一风力发电机的尾流出现部分重合。第二风力发电机如此响应于所述预测，即产生一个控制信号以便相对于第二风力发电机的另一个转子叶片的俯仰角来改变第二风力发电机的一个转子叶片的俯仰角。在一个实施方式中，该控制信号在所述未来时刻之前产生。

如果第一风力发电机的尾流仅部分吹到第二风力发电机的转子，则第二风力发电机的转子非对称地承受载荷。本发明构想在于，按如下方式抵制非对称转子载荷：相对于其它转子叶片调节中的一个转子叶片，其中，预防性地进行所述调节，即在有更高载荷作用于转子之前的时刻进行所述调节（预控制）。

预测模型可以基于如下假定，即尾流在第一风力发电机的转子轴线延长区中延伸。第一风力发电机转子所覆盖的区域可以被认为是尾流横截面的起点。预测模型可以基于如下假定，尾流从该起点起以圆柱形横截面沿着转子轴线方向传播。预测模型可以基于如下假定，尾流随着至第一风力发电机转子的距离增大而径向扩大。预测模型可以基于如下假定，尾流中的风速相比于未被第一风力发电机干扰的风场被减小。该预测模型可以基于如下假定，尾流中的风速具有径向分布，根据该径向分布，在尾流中心处的风速低于在尾流周边的风速。预测模型可以基于如下假定，尾流中的紊流强度相比于未被第一风力发电机干扰的风场被增大。

该预测模型可以基于如下假定，尾流从第一风力发电机起以对应于风速的速度传播。该预测模型可以被供以：“根据尾流的传播速度求出的风速值”。

该预测模型可以基于如下假定，尾流在风向上传播。预测模型可以被供以：“从尾流传播方向中求出的风向值”。

当前风速值和/或当前风向值可以是测量值。测量值可以借助风速计来获得。风速计例如可以布置在风力发电机的舱室上。