多转子风力涡轮机系统的性能监测技术方案

本发明专利技术涉及一种用于监测多转子风力涡轮机的性能的方法。根据该方法，获得多转子风力涡轮机的每个风力涡轮机模块的参数。每个风力涡轮机模块的参数例如借助于根据各个参数确定的对照参数进行比较。取决于比较的结果，启动性能动作，例如用于进一步表征或验证经由比较确定的偏离参数。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】多转子风力涡轮机系统的性能监测
本专利技术涉及一种具有多个转子的风力涡轮机系统，尤其涉及一种用于监测这种风力涡轮机系统的性能的方法。
技术介绍
为了进一步改进风力涡轮机的开发，已经开发一种新的风力涡轮机系统。新的风力涡轮机系统包括多个风力涡轮机模块或机舱，因此包括多个转子。风力涡轮机模块可以安装在由单一塔架承载的支撑结构上。为了确保风力涡轮机系统的稳定和经济操作，需要用于监测风力涡轮机系统的操作的监测系统。这种监测系统能够监测风力涡轮机的性能参数，例如用于检测故障或其他性能问题。已经为传统的单转子风力涡轮机开发监测系统，但是可能不是最佳的或适合于监测多转子风力涡轮机。因此，需要适用于多转子风力涡轮机的新的监测系统。
技术实现思路
本专利技术的目的是改进多转子风力涡轮机，尤其是改进能够监测多转子风力涡轮机的性能的监测系统。在本专利技术的第一方面，提供一种用于监测风力涡轮机系统的性能的方法，该风力涡轮机系统包括安装到公共支撑结构的多个风力涡轮机模块，其中每个风力涡轮机模块包括转子、由转子驱动的发电系统、以及用于将转子叶片变桨的转子叶片桨距调节系统，该方法包括：-获得每个涡轮机模块的参数，其中每个参数与获得该参数的风力涡轮机模块的操作有关，-基于至少一个参数确定对照参数，-将一个风力涡轮机模块的参数与对照参数进行比较，以及-根据比较结果调用性能操作。由于风力涡轮机系统包括多个位于彼此附近的风力涡轮机模块，因此每个风力涡轮机模块暴露于类似的环境条件，诸如类似的温度和风速。因此，可以预期每个风力涡轮机模块具有类似的性能，因此还可以预期每个涡轮机模块的参数是相似的。因此，如果其中一个风力涡轮机模块的参数显著偏离另一个风力涡轮机模块的参数或对照参数，则这可能指示出其中一个风力涡轮机模块存在问题。取决于比较和参数类型，可以启动后续操作以进一步调查偏离的原因。因此，可以有利地利用在相同风力涡轮机系统中存在更多风力涡轮机模块来检测不规则性。这对于传统风力涡轮机通常是不可能的，因为相邻风力涡轮机之间的距离较大。基于至少一个参数确定对照参数可以包括基于为所有风力涡轮机模块确定的所有参数或者所有参数的一部分的选择(诸如排除当前与对照参数比较的参数的选择)确定对照参数。替代地，对照参数可以与其中一个参数相同，用于将每个参数与每个其他参数进行比较。根据一个实施方式，确定对照参数包括基于为所有风力涡轮机模块确定的所有参数确定对照参数。根据一个实施方式，确定对照参数包括基于所有参数的一部分确定对照参数，诸如其中所有参数的所述部分不包括所有参数。根据一个实施方式，确定对照参数包括基于所有参数的一部分确定对照参数，其(所有参数的所述一部分)排除与对照参数进行比较的那一个参数。例如对于风力涡轮机模块获得一参数，并且所述参数与基于对于一个或多个其他风力涡轮机模块获得的一个或多个其他参数的对照参数进行比较。根据一个实施方式，确定对照参数包括基于至少一个参数确定对照参数，该参数至少一个参数不同于与对照参数进行比较的那一个参数。例如对于风力涡轮机模块获得一参数，并且将所述参数与基于对于一个或多个风力涡轮机模块获得的一个或多个参数的对照参数进行比较，其中对于一个或多个风力涡轮机模块获得的该一个或多个参数中的至少一个是不同于与对照参数进行比较的参数的另一个参数(诸如对于另一个风力涡轮机模块获得的参数)。这可能的优点在于，其确保在对于一个风力涡轮机模块获得的一个参数与基于来自至少一个其他风力涡轮机模块的至少一个其他参数的对照参数之间进行比较。这样的优点又可以是，其允许将从不同风力涡轮机模块获得的参数进行比较，这可以揭示各风力涡轮机模块之间的相关差异。根据一个实施方式，基于至少一个参数确定对照参数包括将对照参数确定为至少一个参数的函数(诸如数学函数)。根据一个实施方式，对照参数的值取决于至少一个参数的值，诸如对照参数的值随着(对照参数所基于的)该至少一个参数的值的改变而改变。根据一个实施方式，获得每个风力涡轮机模块的参数的步骤包括确定取决于相应风力涡轮机模块的风速的参数，以便补偿安装在不同高度以取决于不同高度处的不同风速的风力涡轮机模块的参数。有利地，通过基于风速(例如作为风速的函数)确定参数，其中风速对于确定参数的风力涡轮机是有效的，可以对于在不同高度处存在不同的风速(例如由于风切变)对参数进行补偿。以这种方式，位于第一高度处的第一风力涡轮机模块的参数变得与位于第二高度的第二风力涡轮机模块的参数可比较。参数可以根据在一段时间内获得的值(例如风力涡轮机模块的桨距、功率、加速度或风力涡轮机系统的其他操作值，可能与风力涡轮机模块的风速值一起)的历史来确定。参数例如可以基于值的历史的统计来获得。值的历史可以在几个小时或几天的时间内获得。根据一个实施方式，每个参数取决于获得该参数的风力涡轮机模块的功率产出来确定。有利地，通过确定参数使得其反映功率产出，具有功率产出问题的风力涡轮机模块可以通过比较这些功率参数来检测。如果检测到功率产出问题，则可以调用性能动作，其包括获得用于控制安装在相同或基本相同高度的风力涡轮机模块的风速。低功率产出可能由取决于风速确定的不正确的桨距设置引起。因此，如果同一高度处的各风力涡轮机模块的所获得的风速差异过大，则可能存在例如风速信号的问题。因此，所获得的风速可以用于检测风速信号的故障或问题。根据一个实施方式，例如结合检测到的功率性能问题，性能动作可以包括获得至少两个风力涡轮机模块的叶片的桨距位置。例如可以比较所获得的桨距位置，例如对于同一高度处的风力涡轮机模块。尤其是，在高风速下(例如在全负荷范围内)的桨距位置可以进行比较，因为效率低的叶片将会导致在高风速下以较低的桨距角操作。因此，所获得的桨距位置可以用于检测由于损坏、磨损或其他原因而效率低的叶片。根据一个实施方式，每个参数取决于获得该参数的风力涡轮机模块的叶片的桨距活动来确定。有利地，检测其中一个风力涡轮机模块的高桨距活动可以允许校正高桨距活动的原因，从而降低早期叶片轴承损坏的风险。根据一个实施方式，例如结合检测到的偏离桨距活动，性能动作可以包括对至少两个风力涡轮机模块执行桨距测试，其中桨距测试包括确定所应用的桨距基准与该至少两个风力涡轮机模块中的每个的叶片的所测量的桨距位置之间的差异。有利地，桨距测试可以用于检测桨距系统性能的问题，例如由于阻止桨距系统正常运动的磨损。例如桨距测试可以包括将同相振荡桨距基准(例如正弦基准)应用于安装在相同或基本相同高度处的至少两个风力涡轮机模块。根据一个实施方式，每个参数取决于获得该参数的风力涡轮机模块的加速度来确定。有利地，检测风力涡轮机模块中的一个或多个的偏离的加速度值(例如高加速度值)可以用于检测相关联的问题，例如转子上的质量不平衡、叶片桨距不对中或可能导致不稳定的其他问题。根据其他实施方式，每个参数取决于获得该参数的风力涡轮机模块的叶片的叶片载荷，或取决于获得该参数的风力涡轮机模块的发电机速度来确定。有利地，可以监测不同参数的组合，以便检测各风力涡轮机模块之间的性能偏离。根据一个实施方式，每个参数取决于由获得该参数的风力涡轮机模块产生的警报的数量来确定。警报数量偏离(诸如大量警报)的原因可能是由于功能失常的传感器系统，例如由于调节错误或位置错误的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于监测风力涡轮机系统(100)的性能的方法，风力涡轮机系统包括安装到公共支撑结构(102)的多个风力涡轮机模块(101)，其中每个风力涡轮机模块包括转子(111)、由转子驱动的发电系统、以及用于将转子叶片(112)变桨的转子叶片桨距调节系统，所述方法包括：‑获得每个风力涡轮机模块的参数(201‑204)，其中每个参数与获得所述参数的风力涡轮机模块的操作有关，‑基于至少一个参数确定对照参数(211，311)，‑将对于其中一个风力涡轮机模块获得的其中一个参数(201)与对照参数(211，311)进行比较，以及‑根据比较结果调用性能操作。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2017.03.01 DK PA2017701501.一种用于监测风力涡轮机系统(100)的性能的方法，风力涡轮机系统包括安装到公共支撑结构(102)的多个风力涡轮机模块(101)，其中每个风力涡轮机模块包括转子(111)、由转子驱动的发电系统、以及用于将转子叶片(112)变桨的转子叶片桨距调节系统，所述方法包括：-获得每个风力涡轮机模块的参数(201-204)，其中每个参数与获得所述参数的风力涡轮机模块的操作有关，-基于至少一个参数确定对照参数(211，311)，-将对于其中一个风力涡轮机模块获得的其中一个参数(201)与对照参数(211，311)进行比较，以及-根据比较结果调用性能操作。2.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中确定对照参数(211，311)包括基于为所有风力涡轮机模块确定的所有参数来确定对照参数。3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中确定对照参数(211，311)包括基于所有参数的一部分来确定对照参数。4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中确定对照参数(211，311)包括基于所有参数的一部分来确定对照参数，所述部分排除与对照参数进行比较的那一个参数。5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中确定对照参数(211，311)包括基于至少一个参数来确定对照参数，所述至少一个参数不同于与对照参数进行比较的那一个参数。6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中基于至少一个参数来确定对照参数(211，311)包括将对照参数确定为至少一个参数的函数。7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中获得每个风力涡轮机模块的参数(201-204)包括确定取决于相应风力涡轮机模块(101)的风速(X)的参数，以便取决于不同高度处的不同风速对安装在不同高度处的风力涡轮机模块的参数进行补偿。8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中每个参数(201-204)取决于在一段时间内获得的值的历史来确定。9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中每个参数(201-204)取决于获得所述参数的风力涡轮机模块(101)的功率产出来确定。10.根据权利要求9所述的方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：E·C·L·米兰达，
申请(专利权)人：维斯塔斯风力系统集团公司，
类型：发明
国别省市：丹麦,DK