用于确定风能设备的方位角的方法技术

本发明专利技术涉及一种用于确定风能设备(100)的方位角的方法，所述方法具有如下步骤：将至少两个GNSS接收器(300)安置在吊舱(104)上，将GNSS接收器的接收信号进行比较，从比较结果中导出方位角，其中将至少两个GNSS接收器安置在测风承载支架上；本发明专利技术涉及具有如下步骤的方法，将瞄准望远镜(700)安置在吊舱上，借助瞄准望远镜以测向角(β)测定测向物体(710)的方位，从测向角(β)与测向物体和/或风能设备的真实坐标的比较中导出方位角，其中瞄准望远镜安置在测风承载支架上；和涉及具有如下步骤的方法：将GNSS接收器安置在吊舱上，围绕吊舱的自身轴线转动吊舱，并且将不同的转动位置的GNSS接收器的接收信号进行比较，从比较结果中导出方位角，其中至少一个GNSS接收器安置在测风承载支架上。本发明专利技术还涉及一种风能设备。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于确定风能设备的方位角的方法
本专利技术涉及一种用于确定风能设备的方位角的方法。此外，本专利技术涉及一种风能设备，其具有塔、吊舱和转子。
技术介绍
在风能设施中、尤其在其安装和投入运行时以及在确定样机系列尺寸中测定风能设备的方位角是重要的。风能设备的方位角也称作为“设备视向”并且以度数或角度值说明风能设备的整流罩或转子毂所指着的方位。为了确定方位角，在风能设备投入运行时通常远距离地经由罗盘测向来对风能设备、通常转子毂或整流罩的方位测向，并且据此导出方位角。在本申请的优先权申请中，德国专利和商标局检索到以下现有技术：DE202007008066U1，EP2333316A2和KR1020140054680A。
技术实现思路
本专利技术的目的是：改进在测定方位角时的精度。根据本专利技术的第一方面，所述目的通过用于确定风能设备的方位角的方法来实现，其具有如下步骤：将至少两个GNSS接收器安置在风能设备的吊舱上，将GNSS接收器的接收信号进行比较，从比较结果中导出方位角。还提出：将至少两个GNSS接收器安置在测风承载支架上、尤其安置在风测量设备上。此外，本专利技术基于如下知识：通过如下方式能够提高在确定风能设备的方位角时的精度：即从所述风能设备起、尤其从吊舱起执行用于确定方位角的方法，而不如常规的那样，从远处对风能设备测向。此外，这也适用于根据如下文深入描述的第二方面的解决方案。通过将至少两个GNSS接收器或如下文深入描述的那样将瞄准望远镜安置在风能设备的吊舱上，和基于GNSS接收器的接收信号或基于借助于瞄准望远镜执行的测向确定方位角，能够提高精度，因为GNSS接收器或瞄准望远镜在风能设备的吊舱上的位置是已知的。借助根据本专利技术的方法，不仅在安装和投入运行时并且例如在确定样机系列尺寸中能够更精确地确定方位角，而且例如在现有的风能设备中也可以用于校正或再校准方位角。尤其在优化样机的功率曲线时，精确地确定风能设备的方位角是重要的。将风向校正特征曲线设计成，使得“设备视向”尽可能直接地面向风，因为在风能设备偏斜迎流的情况下从风中会提取较少功率。在风能设备中通常在设置在吊舱上的测风承载支架上测定关于风特性的数据，更确切地说通常经由风速计和风向仪测定关于风速和/或风向的数据。尤其是，为了风向传感器或风向仪不提供关于风向的错误数据，风向传感器或风向仪通常在吊舱上定向成，使得风向传感器精确地指着设备视向，即风能设备的设备视向直接面向风。然而，这只有当风能设备的转子不转动时才适用。在风能设备运行时，通过转子叶片置于涡旋中的空气流动引起：在风向传感器或风向仪之前出现流动的影响，并且因此风向传感器或风向仪没有测量到真实风向。该影响的强度还取决于有效(gefahrenen)的尖速比。为了补偿该影响，在优化功率曲线时，通常在样机上优化功率曲线时，测定校正函数，所述校正函数又将风能设备直接面向风。在此情况下，在测风塔处测定的风向用作为基准。基准风向和设备视向(方位角)之间的差得出校正函数的值。所述风向校正函数存储在风能设备控制装置中并且是尖速比的函数。风向校正函数的目标是：为整个批次的风能设备，优化功率曲线和千瓦时为单位的产出。风向校正函数的测定通常在风能设备的样机的测试阶段中进行。为了确定风向校正函数，在测风塔处测量的基准风向和方位角这两者必须是尽可能精确的。尤其方位角、即风能设备的设备视向必须可能精确地对应于风能设备的真实定向。通过可改进风能设备相对于风的定向的方式，风能设备的方位角的精度的提高能够有助于改进风向校正函数，和进而也提高风产率。随后风向校正函数在一个批次的风能设备的批次控制中执行。在风能设备制造商处，通常使用风测量设备，所述风测量设备是风速计和风向仪构成的组合，但是所述风速计和风向仪通常简称为风速计(尽管其也具有风向仪的功能)。也与风向校正函数无关地，精确地确定风能设备的方位角具有重要意义，例如在风能设备的扇形调节时。例如，根据扇区，风能设备能够以不同的运行参数运行。当风从特定的扇区中吹动时，例如能够以降低声音的方式运行风能设备，以便保护居民。此外，在风电场中，能够根据风向对定位在上游的风能设备以受节制的方式运转，由此主要降低湍流和进而降低设备负荷，以便使定位在下游的风能设备“可见更少的湍流”。因此，更精确地确定方位角随之带来各种的优点。简称GNSS代表全球导航卫星系统或者GlobalNavigationSatelliteSystem并且是现有的和未来的全球卫星系统的集合术语，所述全球卫星系统例如是GPS(GlobalPositioningSystem全球定位系统)、GLONASS(GlobalNavigationSatelliteSystem全球导航卫星系统)、伽利略或北斗或以及改进位置精度的各种(卫星辅助的)补充或附加系统，即例如DGPS(DifferentialGlobalPositioningSystem差分全球定位系统)、RTKGPS(RealTimeKinematicsGlobalPositioningSystem实时运动全球定位系统)或星基增强系统(SBAS)。其中，也将区域导航卫星系统(RegionalNavigationSatelliteSystem,RNSS)理解为共同由术语GNSS所包括。尤其是，借助系统，如DGPS/RTKGPS能够同时将两个接收器之间的相对位置精确地确定到几厘米。通过至少两个GNSS接收器的接收信号的比较，能够从比较结构中导出风能设备的方位角。尤其是，优选的是：这两个GNSS接收器以彼此间已知的、预设的间距安置在吊舱上，其中大于20cm、尤其大于50cm、优选至少1m或至少2m的间距是优选的。至少两个GNSS接收器的接收信号提供关于至少两个GNSS接收器的相应的位置的精确的数据。从这两个不同的接收信号中能够确定GNSS接收器的两个位置之间的角度，并进而确定风能设备的方位角。优选地，也能够设有三个或更多个GNSS接收器，所述GNSS接收器能够提高方法的可靠性和/或测量精度。至少两个、三个或更多个GNSS接收器优选临时地和/或能脱开地安置在吊舱上，然而替选地也能够永久地和/或不可脱开地安置在吊舱上。至少两个GNSS能够作为单独的元件彼此分开地安置在风能设备的吊舱上。接收信号的比较和从比较结果中导出方位角例如能够如下进行。从两个接收器彼此间的间距和不同的接收信号的相移中能够确定接收器-连接轴线相对于卫星的角度。经由卫星的星历表因此也能够确定GNSS接收器之间的连接轴线相对于北向的定向。因此，经由将GNSS接收器以已知的方式设置在风能设备的吊舱上和进而经由在风能设备上GNSS接收器之间的连接轴线的已知的位置也能够确定风能设备的方位角。以该方式能够实现十分之一至百分之一度范围中的测量精度。优选的是：借助该方法出现最大+/-2°、优选最大+/-1°的真实方位角的偏差。优选地，两个GNSS接收器在吊舱上定向成，使得两个GNSS接收器的连接轴线平行于设备视向定向或与设备视向相同地定向。优选地，至少两个GNSS接收器借助于固持件安置在测风承载支架上，尤其安置在风测量设备上。还优选的是，固持件构成用于：能脱开地容纳用于对测风承载支架、尤其风测量设备定向的定向设备，尤其激光设备。还优选的是：在确定方位角之后拆本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于确定风能设备(100)的方位角的方法，所述方法具有如下步骤：‑将至少两个GNSS接收器(300)安置在所述风能设备的吊舱(104)上，‑将所述GNSS接收器(300)的接收信号进行比较，‑从比较结果中导出方位角，‑其中将至少两个所述GNSS接收器(300)安置在测风承载支架上、尤其安置在风测量设备(170)上。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.12.17 DE 102015122126.81.一种用于确定风能设备(100)的方位角的方法，所述方法具有如下步骤：-将至少两个GNSS接收器(300)安置在所述风能设备的吊舱(104)上，-将所述GNSS接收器(300)的接收信号进行比较，-从比较结果中导出方位角，-其中将至少两个所述GNSS接收器(300)安置在测风承载支架上、尤其安置在风测量设备(170)上。2.根据上一项权利要求所述的方法，其特征在于，至少两个所述GNSS接收器(300)借助于固持件安置在所述测风承载支架上，尤其安置在所述风测量设备(170)上。3.根据上一项权利要求所述的方法，其特征在于，所述固持件构成用于：能脱开地容纳用于对所述风测量设备(170)定向的定向设备，尤其激光设备。4.根据上述权利要求中至少一项所述的方法，其特征在于，在确定所述方位角之后拆卸至少两个所述GNSS接收器(300)。5.根据上述权利要求中至少一项所述的方法，其特征在于，至少两个所述GNSS接收器(300)是安置在所述吊舱(104)上的位置测定设备(400，500)的、尤其GNSS罗盘的一部分。6.根据上述权利要求中至少一项所述的方法，其特征在于，在位置测定设备(400，500)中、尤其在所述GNSS罗盘中执行所述GNSS接收器(300)的接收信号的比较。7.根据上述权利要求中至少一项所述的方法，其特征在于，在位置测定设备(400，500)中、尤其在所述GNSS罗盘中执行方位角的导出。8.一种用于确定风能设备(100)的方位角的方法，所述方法具有如下步骤：-将瞄准望远镜(700)安置在所述风能设备的吊舱(104)上，-借助所述瞄准望远镜(700)以测向角(β)对测向物体(710)测向，-从所述测向角(β)与所述测向物体(710)和/或所述风能设备尤其是瞄准望远镜(700)的真实坐标的比较中导出所述方位角，-其中所述瞄准望远镜(700)安置在测风承载支架上、尤其安置在风测量设备(170...

【专利技术属性】
技术研发人员：马塞尔·韦伯，马克·扬德尔，
申请(专利权)人：乌本产权有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE