用于控制风能设施的方法，风能设施和风电厂技术

本发明专利技术涉及一种用于运行风能设施的方法(200)，以及一种所属的风能设施(100)和一种所属的风电厂。风能设施(100)具有：塔(102)，所述塔具有在其上作用的塔负载；和空气动力学转子(106)，所述空气动力学转子产生转子推力。所述方法(200)包括降低(220)转子推力的步骤。降低转子推力在考虑(210)转子推力的降低对塔负荷的影响的条件下进行。因此，在造成对塔负荷的不期望的或甚至不利的影响的情况下，避免转子推力的降低。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于控制风能设施的方法，风能设施和风电厂
本专利技术涉及一种用于运行风能设施的方法，一种所属的风能设施以及一种所属的风电厂。本专利技术尤其涉及一种用于运行风能设施的方法，所述风能设施具有：塔，所述塔具有在其上作用的塔负载；和空气动力学转子，所述空气动力学转子产生转子推力。用于运行风能设施的方法尤其具有降低转子推力的步骤。
技术介绍
在控制或运行风能设施时已知的是，存在风能设施的如下环境和运行状态，对所述环境和运行状态有意义的是，空气动力学转子的一个或多个转子叶片快速地移回，这就是说，转子叶片的设定角与转速调控无关地提高。这通常在如下情况下是有意义的：风能设施的机械负荷、也就是说负载应降低，或者避免超载。在这种极端情形下，例如为了避免转子叶片上的极限负载，存在保护功能，所述保护功能产生降低转子推力、例如移回或向外调节转子叶片的指示。结果是，通过快速地移回转子叶片，转子推力突然降低。然而能够考虑如下情形，在所述情形中，所造成的转子推力的降低对于降低塔负载而言是不需要的或者甚至是适得其反的。这种情况之一是，过度降低转子推力，这与情形相关地会造成负面的或甚至危险的后果。
技术实现思路
在所述背景下，本专利技术的目的是，能够实现风能设施的改进的运行。德国专利商标局在本PCT申请的优先权申请中检索到如下现有技术：US2017/0152835A1和CN106194580A。根据本专利技术，所述目的在开始提到类型的方法中通过如下方式来实现，在考虑转子推力的降低对塔负载的影响的条件下降低转子推力。因此，如果例如通过风能设施的控制装置以传统的方式产生用于降低转子推力的指示，那么指示并非在任意情况下，而是在检查之后才生效。换言之，原本构成用于保护设施的功能，即降低转子推力不在全部情况下实现，而是匹配于风能设施的需求。这能够理解成在保护功能之前的保护功能。尤其地，通过根据本专利技术考虑对塔负载的影响，如果例如回移对塔负载是不需要的或不利的，那么停止降低转子推力。在一个优选的实施方案中，考虑转子推力的降低对塔负载的影响包括：如果转子推力的降低引起塔负载的提高，那么停止或减弱转子推力的降低。尤其在塔向前、即朝向风的方向或朝向风出自的方向振动的情况中，转子推力对塔的振动运动产生制动力。如果转子推力在所述情形下降低，那么作用于塔的制动力减小，从而塔与其在转子推力未降低的情况下相比更快地并且更远地向前振动。由此尤其在该情况下，转子推力的降低引起塔负载的提高。通过根据本专利技术识别该情形并且例如停止转子推力的降低，那么能够降低作用于塔的极限负载。在出现极端情形时，由风能设施的保护功能例如提出降低转子推力的指示。根据本专利技术，当转子推力的降低出于其他原因、尤其在考虑对塔的影响的情况下不是有意义的或者甚至是危险时，减弱或整体上停止所述保护功能的作用。本专利技术因此是保护功能中的一类保护功能，这能够防止，第一保护功能的干涉过强地失效。第一保护功能例如是负载控制，当转子叶片上的负载或叶片负载的变化速度过大时，所述负载控制进行干涉。尤其优选的是，对塔负载的影响根据本专利技术与功率和/或转速相关地考虑。在一个优选的实施方案中，考虑转子推力的降低对塔负载的影响包括：当转子推力的降低引起作用于塔的负载的不需要的降低时，停止或减弱转子推力的降低。如果例如产生用于降低转子推力的指示，那么根据该实施方案确定，在考虑对塔负载的影响的条件下，转子推力的降低是否是必需的。那么如果不管是否降低转子推力都没有极限负载在塔上出现，那么在观察负载的条件下不存在降低的必要性。然而如果降低转子推力，那么这会造成不必要的收益损失。通过根据该实施方案在该情况下停止转子推力的降低，那么风能设施的收益会优化。在一个优选的实施方案中，该方法还包括确定塔负载的步骤，其中考虑转子推力的降低对塔负载的影响包括：将塔负载的变化与阈值进行比较。塔负载的变化的确定优选地通过直接的或间接的测量进行。塔负载的确定的不同形式是本领域技术人员已知的。变化能够理解成塔负载的梯度。变化的方向优选对于塔的向后或向前振动是指示性的。借此，通过确定塔负载和/或塔负载的变化，能够确定塔的当前位置，并且根据变化是否超过阈值，能够降低或不降低转子推力。在一个优选的实施方案中，考虑转子推力的降低对塔负载的影响包括：确定塔顶速度或吊舱速度。因此，在该实施方案中，塔负载的确定不通过直接测量、而是间接地经由确定塔顶速度来实现。从塔顶速度中那么能够推断出占优的负载和尤其转子推力的降低的影响。在一个优选的实施方案中，塔顶速度根据塔顶的加速度来确定。因此，塔顶速度也不是直接地、而是以推导的方式经由作用于塔顶的加速度来确定。这是尤其简单的，例如通过将加速度测量仪安置在塔顶中或安置在吊舱的区域中是可行的。简单地测量加速度因此通过简单的变形对于对塔负载的预期的影响是指示性的。作为塔顶在本文中优选理解成风能设施的塔的高度的上部50％。尤其优选地，塔顶涉及塔的上部的20％和尤其上部的10％。尤其地，在本公开的范围中，在上下文中负载/负载变化速度、吊舱速度/塔顶速度主要观察塔顶沿纵向方向垂直于塔的高度方向的运动。更特别地，平行于风向的纵向运动是重要的。在一个优选的实施方案中，只要沿风向的塔顶速度超过预定的阈值，那么停止转子推力的降低。在该实施方案中，如果塔顶速度具有沿风向的分量，使得转子推力的降低会向前增强塔弯曲，那么能够避免尤其不利的情形。预定的阈值也可以是负值，使得与风向相反的少量的振动分量会引起转子推力的降低。然而，该实施方案尤其引起：刚好塔以高的速度向前振动的情形由转子推力的降低所排除。在一个优选的实施方案中，转子推力的降低包括提高空气动力学转子的至少一个转子叶片的桨距角。一个或多个转子叶片的桨距角的提高直接引起转子推力的降低，如此外已知的那样。转子叶片能够经历相同的桨距角提高，或者转子叶片能够单独地或分组地控制。附加地或替选地，也能够控制一个或多个转子叶片、例如动态表面形状或配件、如盖的形状改变，以便实现转子推力的降低。结果引起转子推力的降低的其他适合的控制装置也能够以相同的方式使用。在一个优选的实施方案中，转子推力的降低包括提高最小桨距角。已知的是，对于最小桨距角，所谓的αmin调节控制至少施加在叶片上的桨距角。借此确保，一个或多个转子叶片的一个或多个桨距角不设定成低于特定的桨距角，所述特定的桨距角例如引起对转子的过大的负载。转子推力的降低因此能够不复杂地并且以少量耗费集成到现有的αmin调节中，或者在其上叠加。该实施方案因此特征在于用于设立和控制的小的多重耗费。在一个优选的实施方案中，转子推力的降低包括减小期望转速。期望转速的减小能够对提升最小桨距角替选地或附加地进行。也可以设想对控制的其他干预，结果得出转子推力的降低。在一个优选的实施方案中，在考虑转子推力的降低对塔负载的影响的条件下降低转子推力，其方式为：空气动力学转子的转子叶片中的至少一个转子叶片的桨距角的最大允许的变化作为塔负载的复合函数、尤其作为塔顶速度的函数来本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于运行风能设施的方法，其中所述风能设施(100)具有：塔(102)，所述塔具有作用在其上的塔负载；和空气动力学转子(106)，所述空气动力学转子产生转子推力，其中所述方法(200)包括降低(220)所述转子推力的步骤，/n其特征在于，/n所述转子推力的降低在考虑(210)所述转子推力的降低对所述塔负载的影响下进行。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180608 DE 102018113705.21.一种用于运行风能设施的方法，其中所述风能设施(100)具有：塔(102)，所述塔具有作用在其上的塔负载；和空气动力学转子(106)，所述空气动力学转子产生转子推力，其中所述方法(200)包括降低(220)所述转子推力的步骤，
其特征在于，
所述转子推力的降低在考虑(210)所述转子推力的降低对所述塔负载的影响下进行。


2.根据权利要求1所述的方法，
其中考虑(210)所述转子推力的降低对所述塔负载的影响包括：当所述转子推力的降低引起所述塔负载的提高、尤其导致所述塔的极限负载时，停止或减弱所述转子推力的降低(220)。


3.根据上述权利要求中任一项所述的方法，
其中考虑(210)所述转子推力的降低对所述塔负载的影响包括：当所述转子推力的降低引起作用于所述塔的负载的不需要的降低时，停止或减弱所述转子推力的降低(220)。


4.根据上述权利要求中任一项所述的方法，
所述方法还包括确定所述塔负载的步骤，其中考虑(210)所述转子推力的降低对所述塔负载的影响包括：将所述塔负载的变化与阈值进行比较。


5.根据上述权利要求中任一项所述的方法，
其中考虑(210)所述转子推力的降低对所述塔负载的影响包括：确定塔顶速度或吊舱速度。


6.根据权利要求5所述的方法，
其中根据所述风能设施的塔顶...

【专利技术属性】
技术研发人员：恩诺·冯阿斯韦格，
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