[发明专利]风力涡轮发电机和控制风力涡轮发电机的方法

说明书

一种控制风力涡轮(1)的方法，包括：累计在整个评估周期内的单位周期中风力涡轮(1)的每个评估点的累积损伤度Du，以计算在每个评估点处的整个评估周期的总累积损伤度Dt；将在每个评估点处的Dt与第一阈值(P*Q)进行比较，并将在每个评估点处的Dt的增加率dDt/dt与第二阈值进行比较，以评估每个评估点所属的部件的疲劳；和基于评估结果将运行模式确定为正常运行模式或低负荷运行模式，在低负荷运行模式下，与正常模式相比，输出被抑制。这可以用于延长风力涡轮(1)的有效寿命，以在风力涡轮(1)的寿命期间产生更多的电力。

技术领域

本公开涉及风力涡轮发电机和控制风力涡轮发电机的方法。

背景技术

常规地，从环境保护的观点来看，通过使用风作为再生能量来发电的风力发电机正在激增。通常，风力发电机包括：包括用于接收风能的多个转子叶片的转子；包括转子毂的转子；发电机，转子的旋转力经由传动系传递到该发电机；机舱，该机舱能够旋转地支撑转子并容纳发电机；以及塔架，该塔架支撑机舱。

欧洲专利申请公开No.2302207(以下称为专利文献1)描述了评估风力发电机的疲劳寿命并且基于评估结果以不同的运行模式运行风力发电机。

然而，上述专利文献1没有具体公开考虑到使用寿命的风力发电机的运行，因此即使通过基于疲劳寿命评估结果地驱动，仍存在风力发电机是否可以适应设定的使用寿命的问题。此外，使用寿命可能超过最初的风力涡轮设计寿命年限。

发明内容

鉴于上述问题做出了本发明，并且本发明的至少一个实施例的目的是根据当前驱动情况和使用寿命来确定风力发电机的运行水平。

(1)根据本公开的至少一个实施例，提供了一种控制风力涡轮发电机的方法，其包括：

在整个评估周期内累计单位周期中风力涡轮发电机的每个评估点的累积损伤度Du，以计算在每个评估点处的整个评估周期的总累积损伤度Dt；

将通过计算步骤计算出的在每个评估点处的总累积损伤度Dt与预定的第一阈值(P*Q)进行比较，并将在每个评估点处的总累积损伤度Dt的增加率dDt/dt与第二阈值进行比较，以评估风力涡轮发电机中每个评估点所属的部件的疲劳；和

当总累积损伤度Dt小于第一阈值(P*Q)并且增加率dDt/dt小于第二阈值时，基于评估步骤的评估结果将风力涡轮发电机的运行模式确定为正常运行模式，并且如果总累积损伤度Dt等于或大于第一阈值(P*Q)或者增加率dDt/dt等于或大于第二阈值，则将运行模式确定为低负荷运行模式，在低负荷运行模式下，与正常运行模式相比，输出被抑制，

其中，如果总累积损伤度Dt增加到高于第一阈值(P*Q)，则运行模式改变到低负荷运行模式，直到总累积损伤度Dt再次低于第一阈值(P*Q)为止。

根据上述方法(1)，当在每个评估点处的总累积损伤度Dt小于第一阈值(P*Q)并且在每个评估点处的总累积损伤度Dt的增加率dDt/dt小于第二阈值时，决定以正常运行模式运行。另一方面，当总累积损伤度Dt及其增加率dDt/dt等于或大于第一阈值(P*Q)或第二阈值时，决定以低负荷运行模式运行。因此，在任何评估点处，不仅当当前总累积损伤度Dt等于或大于第一阈值(P*Q)时而且当总累积损伤度Dt的增加率dDt/dt等于或大于第二阈值时，都决定以低负荷运行模式运行。然后，风力涡轮发电机可以运行，使得例如在风力涡轮发电机中出现的高应力区域中的负荷被抑制，以转移到在中应力区域或低应力区域中的负荷，和/或在中应力区域中的负荷被抑制，以转移到在低应力区域中的负荷。因此，除了确定当前的驱动和负荷情况之外，估计所用的使用寿命，并且可以在总累积损伤度Dt超过1(对应于全部使用寿命)之前调节风力涡轮的运行。

(2)在一些实施例中，在以上方法(1)中，在运行模式确定步骤中，当评估点属于风力涡轮发电机的塔架的顶部、塔架的底部、转子毂或转子叶片中的任一个时，与正常运行模式相比，风力涡轮叶片的桨距角可以被设定为顺桨侧。