与风轮机转子角感测系统有关的改进技术方案

本申请描述了一种用于检测风力涡轮机的转子角感测系统中的误差的方法，其中风力涡轮机包括：包含多个风力涡轮机叶片的转子；与风力涡轮机叶片中的相应一个风力涡轮机叶片相关联的叶片负载传感器；以及被构造为输出转子角信号的转子角感测系统。叶片负载传感器被构造为输出测得的叶片负载信号。所述方法包括：至少基于转子角信号来生成估算的叶片负载信号；将估算的叶片负载信号与测得的叶片负载信号进行比较，以确定它们之间的相位差；以及，如果估算的叶片负载信号与测得的叶片负载信号之间的相位差超过预定阈值，则识别误差。

Improvement related to rotor angle sensing system of wind turbine

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】与风轮机转子角感测系统有关的改进
本专利技术涉及一种风力涡轮机中的转子角感测系统，并且更具体地涉及一种用于验证转子角感测系统的准确性的方法，从而确保基于这些感测系统的准确性的风力涡轮机子系统的可靠运行。
技术介绍
风力涡轮机被设计为在宽范围的风力条件下可靠且安全地运行。为此，感测系统和控制系统必须正确地运行、并且被准确地安装和设置。一个系统的安装或设置中的误差可能会在风力涡轮机内的后续相关系统中产生影响。例如，转子角感测系统生成指示转子的角位置的测量信号。通常，将风力涡轮机叶片之一识别为参考叶片，并且当参考叶片处于预定的参考位置时，例如当指向竖直向下时，将认为转子角处于零角度。注意，转子角感测系统有时也被称为方位角位置感测系统。在现代风力涡轮机中，存在依赖于转子角位置的准确测量的若干个运行的子系统。例如，主动塔架减振系统负责通过控制叶片的周期性桨距位置来产生反推力和侧向力从而减少机舱的摇摆运动。如果转子位置信号不正确，则会降低这种控制功能的有效性。依赖于准确的转子角位置测量的其它控制功能是倾斜偏航控制系统、转子升程控制、叶片负载校准等。设计出本专利技术以减轻或克服至少一些上述问题。
技术实现思路
根据本专利技术的一个方面，提供了一种用于检测风力涡轮机的转子角感测系统中的误差的方法。风力涡轮机包括：包含多个风力涡轮机叶片的转子；与风力涡轮机叶片中的相应一个风力涡轮机叶片相关联的叶片负载传感器；以及转子角感测系统。叶片负载传感器被构造为输出测得的叶片负载信号，并且转子角感测系统被构造为输出转子角信号。该方法包括基于转子角信号生成估算的叶片负载信号，将估算的叶片负载信号与测得的叶片负载信号进行比较以确定它们之间的相位差，并且如果估算的叶片负载信号与测得的叶片负载信号之间的相位差超过预定阈值，则识别误差。该方法提供了一种快速且方便的测试，以确保风力涡轮机的转子角感测系统的正确安装和运行，而以前，除了监测风力涡轮机的日常运行、识别异常行为和手动检查各个风力涡轮机中的每个系统之外，不存在这种测试。该方法也是特别有用的，因为它可以在风力涡轮机的调试期间、在风力涡轮机被视为完全运行之前执行。这减小了当风力涡轮机受到完全运行的应力时对风力涡轮机造成损坏的可能性。此外，由于仅仅比较两个信号的相位，因此该方法仅需要设置和操作叶片负载传感器。换句话说，对于要执行的测试方法而言，叶片负载传感器的校准不是必需的，因为仅需要相位来进行比较。在叶片负载传感器的校准基于对相应叶片的转子角的感测的情况下，这是特别有利的，因为该测试方法消除了叶片负载传感器的校准中的一个潜在的误差源。该方法的另一个好处是它能够被远程激活。换句话说，该方法允许工程师或其它受过培训的用户在远离现场执行该方法并实施所需的任何更改而无需检查各个涡轮机。这进而大大减少了验证正确安装和排除现有涡轮机上的疑似误差所需的时间和成本。该方法可以包括以空转模式操作风力涡轮机。空转模式可以包括使风力涡轮机叶片中的一个或多个风力涡轮机叶片的桨距改为采用顺桨位置。例如，空转模式可以包括使风力涡轮机的所有风力涡轮机叶片的桨距改为采用顺桨位置，或者可以包括仅将其中一个叶片调整为采用顺桨位置，而将其余叶片的桨距调整为维持转子的旋转。使至少一个叶片顺桨对减少施加在转子上的负载特别有用，从而可以改进估算的叶片负载与测得的叶片负载之间的比较。可以在估算至少一个叶片负载传感器的输出之前执行以空转模式操作风力涡轮机的步骤。估算的叶片负载信号可以指的是在相关转子角处的叶片自重力矩。估算的叶片负载信号可以基于叶片桨距角、转子速度和风速中的至少一种。通过基于这些参数中的至少一个，估算可以更加精确，该方法可以包括，如果识别出误差，则调整风力涡轮机的运行。调整风力涡轮机的运行可以包括基于修改后的转子角信号来生成控制信号。修改后的转子角信号可以通过将相移应用到转子角信号来确定，并且该相移可以等于所确定的相位差。转子角信号可以是相对于指定的参考叶片测量的。调整风力涡轮机的运行的步骤可以包括重新指定参考叶片。上述比较可以针对转子的至少一圈旋转进行。该方法可以包括，如果估算的叶片负载信号与测得的叶片负载信号之间的相位差在预定的数值范围内，则识别误差的类型。该方法可以包括，基于识别出的误差的类型来调整风力涡轮机的运行。风力涡轮机可以包括多个叶片负载传感器。每个叶片负载传感器可以对应于相应的风力涡轮机叶片，并且可以被构造为输出其相应风力涡轮机叶片的测得的叶片负载信号。根据本专利技术的另一个方面，提供了一种风力涡轮机，其包括：转子，其包括安装至轮毂的多个风力涡轮机叶片，该转子可围绕中心轴线旋转；以及至少一个叶片负载传感器，叶片负载传感器与其中一个风力涡轮机叶片中相对应；被构造为输出转子角信号的转子角感测系统；以及被构造为执行上述方法的处理单元。根据本专利技术的另一个方面，提供了一种发电厂控制器，其用于具有多个风力涡轮机的发电厂，该发电厂控制器包括被构造为执行上述方法的处理单元。根据本专利技术的另一个方面，提供了一种可从通信网络下载和/或存储在机器可读介质上的计算机程序产品，其包括用于实施根据上述方法的方法的程序代码指令。在本申请的范围内，明确意指的是，以单独使用或以任何组合使用在前述段落、权利要求和/或以下描述和附图中阐述的各个方面、实施方式、示例和替代方案，尤其是它们单独的特征。也就是说，所有实施方式和/或任何实施方式的特征可以以任何方式和/或组合方式来组合，除非这些特征不兼容。申请人保留更改任何原始提交的权利要求或相应地提交任何新的权利要求的权利，包括修改任何原始提交的权利要求以引用和/或结合任何其它权利要求的任何特征的权利，尽管该权利要求最初不是以这种方式提出的。附图说明现在将参考附图以示例的方式描述本专利技术，其中：图1是根据本专利技术实施方式的风力涡轮机的示意图；图2是风力涡轮机轮毂组件和风力涡轮机叶片的简化后视图，其包括形成图1的风力涡轮机的一部分的转子角感测系统；图3是图1中的风力涡轮机的示意性系统视图；图4是流程图，其示出了根据本专利技术实施方式的涡轮机测试功能过程，其用于确定图1的风力涡轮机的转子角感测系统是否被正确地安装；图5是示出使用图4的涡轮机测试功能生成的具有大的相位差的输出的图；以及图6是示出使用图4的涡轮机测试功能生成的具有小的相位差的输出的另一个图。具体实施方式图1示出了风力涡轮机10，其包括支撑机舱14的塔架12，转子16安装到机舱14上。转子16包括多个风力涡轮机叶片18a、18b、18c，其中多个风力涡轮机叶片18a、18b、18中的每一个风力涡轮机叶片从中心轮毂20径向延伸。在该示例中，转子16包括三个叶片18a、18b、18c，虽然其它布置结构也是可能的。转子16通过安装部分(图1中未示出)可旋转地安装到主转子轴(未示出)，如本领域中已知的，该安装部分呈圆形凸缘的形式。图2中本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于检测风力涡轮机的转子角感测系统中的误差的方法，所述风力涡轮机包括：/n包含多个风力涡轮机叶片的转子；/n与所述风力涡轮机叶片中的相应一个风力涡轮机叶片相关联的叶片负载传感器，其中所述叶片负载传感器被构造为输出测得的叶片负载信号；以及/n被构造为输出转子角信号的转子角感测系统；/n其中所述方法包括：/n至少基于所述转子角信号来生成估算的叶片负载信号；/n将所述估算的叶片负载信号与所述测得的叶片负载信号进行比较，以确定它们之间的相位差；以及/n如果所述估算的叶片负载信号与所述测得的叶片负载信号之间的所述相位差超过预定阈值，则识别误差。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170526 DK PA2017703851.一种用于检测风力涡轮机的转子角感测系统中的误差的方法，所述风力涡轮机包括：
包含多个风力涡轮机叶片的转子；
与所述风力涡轮机叶片中的相应一个风力涡轮机叶片相关联的叶片负载传感器，其中所述叶片负载传感器被构造为输出测得的叶片负载信号；以及
被构造为输出转子角信号的转子角感测系统；
其中所述方法包括：
至少基于所述转子角信号来生成估算的叶片负载信号；
将所述估算的叶片负载信号与所述测得的叶片负载信号进行比较，以确定它们之间的相位差；以及
如果所述估算的叶片负载信号与所述测得的叶片负载信号之间的所述相位差超过预定阈值，则识别误差。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法包括以空转模式操作所述风力涡轮机。


3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述空转模式包括使所述风力涡轮机叶片中的一个或多个风力涡轮机叶片的桨距改为采用顺桨位置。


4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，在估算至少一个叶片负载传感器的输出之前，执行以空转模式操作所述风力涡轮机的步骤。


5.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其特征在于，所述估算的叶片负载信号指的是在相关转子角处的叶片自重力矩。


6.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其特征在于，所述估算的叶片负载信号基于叶片桨距角、转子速度和风速中的至少一种。


7.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其特征在于，所述方法包括如果识别出误差，则调整所述风力涡轮机的运行。


8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，调整所述风力涡轮机的运行包括：基于修改...

【专利技术属性】
技术研发人员：F·卡波内蒂，K·基布，D·希尔顿，
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