[发明专利]用于监测风力涡轮机的静态和/或动态稳定性的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于监测风力涡轮机的静态和/或动态稳定性的方法。

背景技术

DE 202 21 562 U1公开了一种带有塔摆动监测的风力涡轮机。该风力涡轮机配备有用于风力涡轮机的控制系统的控制装置以及用于检测塔的摆动运动的装置。该风力涡轮机配备有用于检测塔的摆动的部件。如果发现塔的摆动和/或塔的绝对偏斜超过预定的第一阈值，则改变所述控制系统以防止进一步激励塔摆动。还公知的是借助于用于检测塔摆动的部件来测量塔的第一固有频率。

EP 2 103 915 A1公开了一种用于确定第一塔固有频率的方法。为此，借助于傅立叶变换评估所测量的加速度值，并且利用光谱向量确定塔的固有频率。

EP 2063 110 A1公开了一种用于衰减风力涡轮机的塔的摆动的方法。为此，通过根据塔的摆动改变叶片桨距角(blade pitch angle)改变转子转速。

DE 10 2007 063 082 A1公开了一种用于操作风力涡轮机的方法，其中根据塔的横向摆动来改变每个转子叶片的叶片桨距角，以衰减由外部风力运动引起的塔的横向摆动。

DE 28 23 525 B1公开了一种安装风力涡轮机的方法，其中在安装过程中通过拉索支撑塔，使得在装配机舱的同时不会激励塔的第一固有摆动频率。

DE 197 39 164 B4公开了一种具有转子的风力涡轮机，其中检测施加在转子上的实偏航和/或俯仰力矩，并通过调节叶片桨距角减小偏航和/或俯仰力矩。

EP 1959 134 A2公开了一种用于识别塔的横向加速度的方法，该方法用于识别转子叶片上的冰雪的不对称积累。为此，将塔的横向加速度与转子叶片的频率相比较。

EP 1 643 122 A2公开了一种用于衰减风力涡轮机的摆动的方法，其中根据发动机转速和共振频率来调节发动机转矩。

US 7,400,055 B2公开了一种风力涡轮机，其中测量塔的横向加速度并通过调节发动机的转矩和叶片桨距角来衰减塔的横向摆动。

US 6,891,280 B1公开了一种近海风力涡轮机的操作方法，其中通过风力涡轮机的开环控制防止会导致激励塔的临界固有频率的转速。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于监测风力涡轮机的静态和/或动态稳定性的方法，该方法使用尽可能简单的手段可靠地识别稳定性中的故障和变化。

根据本发明，所述目的通过具有权利要求1的特征方法实现。有利的改进形成了从属权利要求的主题内容。

根据本发明的方法用于监测风力涡轮机的静态和/或动态稳定性。所述风力涡轮机具有塔、由所述塔支撑的机舱、以及转子，所述转子安装在所述机舱中或所述机舱上并且具有转子叶片，所述转子叶片能够被围绕其纵向轴线调节。根据本发明，提供了如下步骤：

在第一步骤中，使所述风力涡轮机沿着至少一个方向摆动。在随后的第二步骤中，检测在所述风力涡轮机中引起的摆动的频率。在第三步骤中，将所检测到的频率与预定频率相比较。在第四步骤中，如果所检测到的频率与所述预定频率相差大于一差值，则产生警报信号。本发明基于这样的认识，即改变风力涡轮机的静态和/或动态稳定性导致风力涡轮机的固有频率发生变化。根据本发明的方法因此提供了在摆动过程中测量风力涡轮机的固有频率以及将所测量到的频率与预定频率比较。这使得可以确定风力涡轮机特别是其塔的稳定性是否发生改变。风力涡轮机的稳定性发生变化必然导致风力涡轮机对引起的摆动的反作用的频率发生变化。与现有技术已知的方法不同(现有技术方法使用所测量的固有频率用于风力涡轮机的控制系统)，根据本发明的方法涉及所测量到的用于检查风力涡轮机的稳定性的频率和警报信号，该警报信号与风力涡轮机的控制系统和由该控制系统预定的参数相独立地显示所述风力涡轮机的稳定性的正在产生的变化。

在根据本发明的一个优选改型中，调节至少一个转子的叶片桨距角，因此改变作用在风力涡轮机上的推力，并因此使塔摆动。所述摆动因此主要在相对于由转子叶片覆盖的区域呈直角的方向上发生。在根据本发明的方法中检测并评估以这种方式引起的风力涡轮机的摆动的频率。

在一个优选改型中，将所述叶片桨距角调节通过至少一个预定角度，例如45°，以便引起所述摆动。所述转子叶片优选完全调节至其顺浆位置。

优选地，不仅调节一个转子叶片的叶片桨距角，而且同时调节所有转子叶片的叶片桨距角，以便以可重复产生的方式使风力涡轮机摆动。