运行风力涡轮机的方法和风力涡轮机技术

一种运行风力涡轮机的方法，具有以下步骤：接收（13）指示风力涡轮机（19）状态的多个传感器信号；分析（14）多个传感器信号从而确定是否满足如在多个不同预定警报方案（30）之一中那样预定的特定警报条件；根据在特定警报条件被满足的警报方案（30）中那样预定的分析步骤进一步分析（15）多个传感器信号中的至少一个，从而确定（16）是否将风力涡轮机（19）设为预定的安全模式、停机模式、或者连续运行模式。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种运行风力涡轮机的方法，并且特别涉及一种在特定情况下运行风力涡轮机的方法。
技术介绍
当今，风力涡轮机是复杂且昂贵的电力设备。为了以低廉有效的方式运行风力涡轮机，重要的是停机时间阶段要尽可能地短。然而，这种需求并不能容易地满足，原因是风力涡轮机必须得到保护，免受由高风速引起的重负载所导致的损坏，或者避免风力涡轮机自身的失效。为了在大风状况下保护风力涡轮机，通常公知的是在风速超过特定极限的时候使风力涡轮机停机。此外，通过US7，476，985B2,已知的是在风速超过特定极限的情况下在安全模式下运行风力涡轮机。在安全模式下，风力涡轮机的输出功率被降低。通过EP2026160A1，已知的是基于存在的事件(例如结冰、风力涡轮机部件的结构完整性等)而决定风力涡轮机的停转。此外，通过EP1531376B1，已知的是一种预见性维护系统，该系统基于振动分析而产生关于风力涡轮机机械部件失效或故障的警报。本专利技术的目标是提供一种运行风力涡轮机的方法以及一种风力涡轮机，能够提供风力涡轮机的改良有效性。
技术实现思路
根据本专利技术的第一方面，提供一种运行风力涡轮机的方法，包括以下步骤:接收作为风力涡轮机状态的指示的多个传感器信号；分析多个传感器信号从而确定是否满足如在多个不同预定警报方案之一中那样预定的特定警报条件；根据如在特定警报条件被满足的警报方案中那样预定的分析步骤进一步分析多个传感器信号中的至少一个，从而确定是否将风力涡轮机设为预定的安全模式、停机模式、或者连续运行模式。根据第二方面，本专利技术提供一种风力涡轮机。风力涡轮机包括塔架、机舱、具有至少一个叶片的转子、以及控制器。该控制器布置成控制风力涡轮机的运行，其中控制器包括存储器，用于存储多个预定警报方案。控制器联接到多个传感器，所述传感器被布置成输出作为至少所述风力涡轮机状态的指示的传感器信号。控制器进一步布置成分析多个传感器信号，从而确定是否满足如在多个不同预定警报方案之一中那样预定的特定警报条件；以及根据如在特定警报条件被满足的警报方案中那样预定的分析步骤进一步分析多个传感器信号中的至少一个，从而确定是否将风力涡轮机设为预定的安全模式、停机模式、或者连续运行模式。本专利技术的其它方面在从属权利要求、接下来的描述以及附图中提出。附图说明通过参考附图的示例来说明本专利技术的实施例，其中:图1显示了根据本专利技术、使用容错控制的风力涡轮机中过程变量的典型曲线；图2显示了根据本专利技术、用于运行风力涡轮机的方法实施例的流程图3示意性地显示了根据本专利技术的风力涡轮机的实施例；图4示意性地显示了控制器，用于控制图3中的风力涡轮机；以及图5示意性地显示了本专利技术部分实施例中使用的警报方案。具体实施方式图1显示了根据本专利技术实施例的安全模式运行的示例。在实施例的详细描述之前，先进行一般性说明。如开篇所提到，风力涡轮机是昂贵的电力设备并且目的是以总体停机时间尽可能短的方式来运行风力涡轮机。然而，风力涡轮机必须受到保护，免受例如高风速所引起的重负载而导致的损坏，或者免受风力涡轮机自身的失效，例如传动系、发电机、液压系统等的缺陷。同样如开篇所指出的，通常公知的是，在风速超过特定数值的情况下关闭或者停止风力涡轮机。然而，这项简单的技术并非在任何情况下都是可靠的。例如，风速传感器会存在缺陷，从而使得风力涡轮机在允许的天气状况下也会停机。此外，当风速超过特定数值的时候，风力涡轮机的完全停机并非在任何情况下都是必需的。开篇提到的US7，476，985B2在“安全模式”下运行风力涡轮机，即在降低的功率输出的模式下运行。风力涡轮机在风速超过特定极限(例如25m/s)的情况下和/或例如与风相关的其它变量也超过预定数值的情况下在安全模式下运行。然而，如专利技术人所认识到，单纯地确定变量是否超过预定数值并没有考虑到例如变量没有反映出风力涡轮机的“真实”状态，例如由于传感器故障。此外，不能评价出风力涡轮机具有何种运行状态以及运行状态如何发展。风力涡轮机停机的决定同样基于所发生的事件，例如结冰、风力涡轮机部件的结构完整性、风力涡轮机转子叶片的污垢或腐蚀、连接件的松动、温度控制的问题，如开篇提到的EP2026160A1中所公开。这些事件是通过对测量的信号模式(例如风力涡轮机发出的噪音、风力涡轮机的功率输出等)进行分析而被探测出来。开篇提到的EP1531376B1涉及一种预见性维护系统，该系统基于振动分析而产生与风力涡轮机机械部件的失效或故障相关的警报。专利技术人认识到，例如当风力涡轮机的状态根据多个预定的不同警报方案而进行分析以及运行的时候，风力涡轮机的运行时间能够增加，根据所述警报方案风力涡轮机会发生损坏以及根据所述警报方案现有技术中风力涡轮机通常停机，例如在高风速时。在实施例中，例如风力涡轮机的控制器接收多个传感器信号，所述信号是风力涡轮机状态的指示。多个传感器信号被分析，从而确定是否满足如在多个不同预定警报方案中的至少一个中那样预定的特定警报条件。警报条件例如可以是传感器信号满足预定数值，例如超过预定极限的风速。传感器信号(例如风速)能够通过风速传感器信号或者其它信号而确定，风速能够通过所述其它信号(例如转子速度或者类似的)而被推导出来。在满足特定警报条件的情况下，警报条件被满足的警报方案中的进一步预定“规则”被进行处理。这种规则可包括例如预定分析步骤形式的规则，多个传感器信号中的至少一个可以根据该规则而进行分析。多个传感器信号中至少一个的分析是根据特定警报条件被满足的警报方案中预定的分析步骤被执行的，从而确定风力涡轮机是否被设为预定的安全模式、停机模式、或者连续运行模式。警报方案中预定的其它规则包括例如用于决定风力涡轮机应当在何种模式下进一步运行的规则和/或限定了安全模式自身的规则，例如以控制策略的形式，风力涡轮机在安全模式期间应当根据所述控制策略运行。安全模式可以是风力涡轮机以降低的功率输出来运行的模式，但是它还可以是其中例如执行另外的分析步骤(例如传感器失效分析等)并且风力涡轮机运行以全功率输出而继续的模式。安全模式还可以包括:执行解缆操作、执行冷却操作、监测用于探测是否超过阈值的至少一个传感器信号等。停机模式可以例如通过将叶片设定到它们不产生任何提升力的位置、通过将叶片设定到堵转位置、和/或开启制动和/或使机舱偏航到风力之外等等而得以实现。在部分实施例中，决定风力涡轮机在何种模式下运行(在安全、停机或者连续运行模式下运行)是在两个阶段过程中进行的。在第一阶段分析出是否满足警报条件，以及在第二阶段、由接收到的传感器信号所代表的风力涡轮机状态根据在相应警报方案中预定的分析步骤而进一步分析。通过这种进一步分析，能够以一种灵活的方式对风力涡轮机的运行状态做出反应，这对于可能导致损坏而言是关键性的。此外，在部分实施例中，在根据现有技术的解决方案风力涡轮机需要停机或者设为安全模式的情况下，甚至能够在正常运行模式下运行风力涡轮机，而不需要降低功率。此外，在部分实施例中，通过提供多种预定的不同警报方案，能够处理风力涡轮机任意种类的特定状态以及预见到用于这种特定状态的特定分析及安全模式策略，所述警报方案通常会导致损坏。由此，在部分实施例中，运行期间风力涡轮机停机的数目能够减少，这会导致整体停机时间的减少以及由此使功率输出达本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.08.23 DK PA201000741;2010.08.23 US 61/376,0801.一种运行风力涡轮机(19)的方法，包括以下步骤: 接收(13)表示所述风力涡轮机的状态的多个传感器信号； 分析(14)所述多个传感器信号，从而确定是否满足如在多个不同的预定警报方案(30)中的一个预定警报方案中那样预定的特定警报条件； 根据如在所述特定警报条件被满足的预定警报方案(30)中那样预定的分析步骤进一步分析(15)所述多个传感器信号中的至少一个传感器信号，从而确定(16)是否将所述风力涡轮机(19)设为预定的安全模式、停机模式、或者连续运行模式。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述进一步分析(15)的步骤中被分析的所述多个传感器信号中的所述至少一个传感器信号与导致确定满足所述特定警报条件的传感器信号不同。3.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述分析步骤包括传感器故障的确定。4.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述分析步骤包括所述风力涡轮机(19)的理论状态的模拟。5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括基于所述风力涡轮机(19)的模拟理论状态而在所述安全模式下控制所述风力涡轮机(19)的步骤。6.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述安全模式取决于所述预定警报方案。7.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述预定警报方案(30)均至少包括:针对满足所述特定警报条件的传感器信号分析结果限定的特定警报条件信息(31)；关于所述分析步骤的信息(32);所述风力涡轮机将在何种情况下被设为所述安全模式、所述停机模式或者所述连续运行模式的信息(33);以及关于被所述风力涡轮机(19)执行的所述安全模式的信息(34)。8.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述多个预定警报方案(30)包括以下警报方案中的至少一个:风力涡轮机环境高温警报方案、风力涡轮机发电机高温警报方案、风力涡轮机传动系高温警报方案、高风速停机警报方案、风力涡轮机叶片桨距偏离错误警报方案、风力涡轮机所有风力传感器错误警报方案、风力涡轮机叶片桨距位置错误警报方案、风力涡轮机液压系统高温警...

【专利技术属性】
技术研发人员：P·布拉特，
申请(专利权)人：维斯塔斯风力系统集团公司，
类型：
国别省市：