用于基于操作使用情况来优化辅助负荷的系统和方法技术方案

本发明专利技术涉及用于基于操作使用情况来优化辅助负荷的系统和方法。一种用于优化具有多个风力涡轮的风电场的辅助负荷的方法包括经由风电场的场级控制器跟踪针对风电场中的风力涡轮中的至少一个的一个或多个辅助构件的操作使用情况，因为针对一个或多个辅助构件的操作使用情况在(多个)辅助构件上引起负荷。方法还包括经由场级控制器基于操作使用情况来确定在一个或多个辅助构件上引起的负荷的功率消耗。此外，方法包括经由场级控制器接收风电场的至少一个附加参数。此外，方法包括经由场级控制器基于功率消耗和至少一个附加参数来实施用于一个或多个辅助构件中的一个或多个的控制命令。

【技术实现步骤摘要】
用于基于操作使用情况来优化辅助负荷的系统和方法
本公开大体上涉及风力涡轮，并且更特别地涉及一种用于基于操作使用情况来优化辅助负荷的系统和方法。
技术介绍
风力被认为是目前可用的最清洁、对环境最友好的能源之一，并且在这方面，风力涡轮已得到越来越多的关注。现代风力涡轮典型地包括塔架、发电机、齿轮箱、机舱以及一个或多个转子叶片。转子叶片为用于将风能转换成电能的主要元件。叶片典型地具有翼型件的横截面轮廓，使得在操作期间，空气在叶片上流动，从而在叶片的侧部之间产生压力差。因此，从压力侧朝向吸力侧引导的升力作用在叶片上。升力在主转子轴上生成扭矩，该主转子轴连接到用于产生电的发电机。典型地，风力涡轮设计成在预确定或预期的操作寿命期间以额定功率输出操作。例如，典型的风力涡轮设计达20年寿命。然而，在许多情况下，该预期的总体操作寿命被限制或者基于风力涡轮构件中的一个或多个的预期的疲劳寿命。如本文中使用的，风力涡轮的寿命消耗或操作使用情况(其可包括疲劳或极限负荷、磨损和/或其它寿命参数)大体上指代已由先前的操作消耗或耗尽的风力涡轮或其构件的寿命。此外，辅助负荷在风力涡轮中还起着重要作用，因为大多数功能和构件的操作通过辅助接口来提供功率。例如，辅助负荷的总额定功率大体上代表风力涡轮的额定功率的大约3%或更多。因此，用于跟踪不同种类负荷的实时操作的改进的系统和方法对于优化辅助负荷而言可为有益的。因此，本公开涉及用于基于跟踪的操作使用情况来优化辅助负荷的系统和方法。
技术实现思路
本专利技术的方面和优点将在以下描述中得到部分阐述，或可根据描述而为显然的，或可通过实践本专利技术而了解。在一个方面，本公开涉及一种用于优化包括多个风力涡轮的风电场的辅助负荷的方法。方法包括经由风电场的场级控制器跟踪针对风电场中的风力涡轮中的至少一个的一个或多个辅助构件的操作使用情况，因为针对一个或多个辅助构件的操作使用情况在(多个)辅助构件上引起负荷。方法还包括经由场级控制器基于操作使用情况来确定在一个或多个辅助构件上引起的负荷的功率消耗。此外，方法包括经由场级控制器接收风电场的至少一个附加参数。此外，方法包括经由场级控制器基于功率消耗和至少一个附加参数来实施用于一个或多个辅助构件中的一个或多个的控制命令。在实施例中，方法还可包括实时在线跟踪针对(多个)辅助构件的操作使用情况。在另一实施例中，基于操作使用情况来确定在(多个)辅助构件上引起的负荷的功率消耗可包括：跟踪由场级控制器发送至(多个)辅助构件的上升和下降控制命令以及来自(多个)辅助构件的铭牌的额定功率。在另外的实施例中，(多个)附加参数可包括站点位置、风能的现货价格、温度、湿度、空气压力、风速、风向或类似参数或它们的组合。在附加的实施例中，方法可包括跟踪风能的现货价格并且在现货价格高于预确定的阈值时减小(多个)辅助构件中的一个或多个的负荷和/或安排维护动作。在若干实施例中，(多个)辅助构件可包括顶箱辅助负荷、转换器辅助负荷和/或下塔架辅助负荷。更具体地，在这样的实施例中，顶箱辅助负荷可包括例如偏航系统、变桨系统、一个或多个泵、加热系统或冷却系统。在特定的实施例中，基于功率消耗和(多个)附加参数来实施用于(多个)辅助构件中的一个或多个的控制命令可包括：关闭用于多个风力涡轮中不产生功率的任何风力涡轮的(多个)辅助构件中的一个或多个。在另一实施例中，例如，关闭用于多个风力涡轮中不产生功率的任何风力涡轮的(多个)辅助构件中的一个或多个可包括：至少关闭用于多个风力涡轮中不产生功率的任何风力涡轮的顶箱辅助负荷。在另外的实施例中，基于功率消耗和(多个)附加参数来实施用于(多个)辅助构件中的一个或多个的控制命令可包括：当多个风力涡轮中的至少一个以额定功率操作时，减小在(多个)辅助构件上引起的负荷。在再一实施例中，如果在(多个)辅助构件上引起的负荷偏离达某个阈值，则方法可包括：确定在偏离的负荷处的至少一个操作状况；随着时间的推移使(多个)操作状况趋势化；以及将趋势化的(多个)操作状况存储在存储器装置中，以用于在风电场的未来设计中使用。在另一方面，本公开涉及一种用于优化风力涡轮的辅助负荷的系统。系统包括配置成实施多个操作的控制器，该多个操作包括但不限于：跟踪针对风力涡轮的一个或多个辅助构件的操作使用情况，针对(多个)辅助构件的操作使用情况在一个或多个辅助构件上设置负荷；基于操作使用情况来确定在(多个)辅助构件上引起的负荷的功率消耗；接收风力涡轮的至少一个附加参数；以及基于功率消耗和(多个)附加参数来实施用于(多个)辅助构件中的一个或多个的控制命令。应当理解的是，系统可进一步配置有本文中描述的特征中的任何特征。在又一方面，本公开涉及一种用于优化包括多个风力涡轮的风电场的功率输出的方法。方法包括经由风电场的场级控制器跟踪针对风电场中的多个风力涡轮中的至少一个的一个或多个辅助构件的操作使用情况，因为针对(多个)辅助构件的操作使用情况在(多个)辅助构件上引起负荷。方法还包括经由场级控制器基于操作使用情况来确定在(多个)辅助构件上引起的负荷的功率消耗。此外，方法包括经由场级控制器基于功率消耗来实施用于(多个)辅助构件中的一个或多个的控制命令。应当理解的是，方法可进一步包括本文中描述的特征和/或步骤中的任何特征和/或步骤。技术方案1.一种用于优化包括多个风力涡轮的风电场的辅助负荷的方法，所述方法包括：经由所述风电场的场级控制器跟踪针对所述风电场中的所述多个风力涡轮中的至少一个的一个或多个辅助构件的操作使用情况，针对所述一个或多个辅助构件的所述操作使用情况在所述一个或多个辅助构件上设置负荷；经由所述场级控制器基于所述操作使用情况来确定在所述一个或多个辅助构件上引起的所述负荷的功率消耗；经由所述场级控制器接收所述风电场的至少一个附加参数；以及，经由所述场级控制器基于所述功率消耗和所述至少一个附加参数来实施用于所述一个或多个辅助构件中的一个或多个的控制命令。技术方案2.根据技术方案1所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括实时在线跟踪针对所述一个或多个辅助构件的所述操作使用情况。技术方案3.根据技术方案1所述的方法，其特征在于，基于所述操作使用情况来确定在所述一个或多个辅助构件上引起的所述负荷的所述功率消耗进一步包括：跟踪由所述场级控制器发送至所述一个或多个辅助构件的上升和下降控制命令以及来自所述一个或多个辅助构件的铭牌的额定功率。技术方案4.根据技术方案1所述的方法，其特征在于，所述至少一个附加参数包括站点位置、风能的现货价格、温度、湿度、空气压力、风速或风向中的至少一个。技术方案5.根据技术方案4所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括跟踪所述风能的所述现货价格并且在所述现货价格高于预确定的阈值时减小所述一个或多个辅助构件中的一个或多个的所述负荷或者安排维护动作。技术方案6.根据技术方案1所述的方法，其特征在于，所述一个或多个辅助构件包括顶箱辅助负荷、转换器辅助负荷或下本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于优化包括多个风力涡轮的风电场的辅助负荷的方法，所述方法包括：/n经由所述风电场的场级控制器跟踪针对所述风电场中的所述多个风力涡轮中的至少一个的一个或多个辅助构件的操作使用情况，针对所述一个或多个辅助构件的所述操作使用情况在所述一个或多个辅助构件上设置负荷；/n经由所述场级控制器基于所述操作使用情况来确定在所述一个或多个辅助构件上引起的所述负荷的功率消耗；/n经由所述场级控制器接收所述风电场的至少一个附加参数；以及，/n经由所述场级控制器基于所述功率消耗和所述至少一个附加参数来实施用于所述一个或多个辅助构件中的一个或多个的控制命令。/n

【技术特征摘要】
20200116 US 16/7443251.一种用于优化包括多个风力涡轮的风电场的辅助负荷的方法，所述方法包括：
经由所述风电场的场级控制器跟踪针对所述风电场中的所述多个风力涡轮中的至少一个的一个或多个辅助构件的操作使用情况，针对所述一个或多个辅助构件的所述操作使用情况在所述一个或多个辅助构件上设置负荷；
经由所述场级控制器基于所述操作使用情况来确定在所述一个或多个辅助构件上引起的所述负荷的功率消耗；
经由所述场级控制器接收所述风电场的至少一个附加参数；以及，
经由所述场级控制器基于所述功率消耗和所述至少一个附加参数来实施用于所述一个或多个辅助构件中的一个或多个的控制命令。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括实时在线跟踪针对所述一个或多个辅助构件的所述操作使用情况。


3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于所述操作使用情况来确定在所述一个或多个辅助构件上引起的所述负荷的所述功率消耗进一步包括：
跟踪由所述场级控制器发送至所述一个或多个辅助构件的上升和下降控制命令以及来自所述一个或多个辅助构件的铭牌的额定功率。


4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述至少一个附加参数包括站点位置、风能的现货价格、温度、湿度、空气压力、风速或风向中的至少一个。


5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括跟踪所述风能的所述现货价格并且在所述现货价格高于预确定的阈值时减小所述一个或多个辅助构件中的一个...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·佩雷斯桑迭戈，H·艾哈迈德，D·S·丹格，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：美国;US