[发明专利]风致振动的主动偏航缓解

说明书

本发明涉及一种减轻、防止或缓解由于风致振动引起的振动的方法和风力涡轮机系统。风力涡轮机系统包括风力涡轮机塔架102、用于感测风力涡轮机塔架的振动的传感器装置304、经由偏航轴承310安装至风力涡轮机塔架的机舱104以及用于控制机舱相对于风力涡轮机塔架的偏航的控制系统306。该系统适于使用传感器装置感测402风力涡轮机塔架的振动、响应于由传感器装置感测的风力涡轮机塔架的振动，为控制系统提供404输入，并且基于输入由控制系统提供406输出，并且基于来自控制系统的输出使风力涡轮机机舱偏航408，并且由此减轻塔架和机舱的风致振动，尤其是涡激振动和/或由于驰振引起的振动。

技术领域

本发明涉及一种减轻风力涡轮机系统的风力涡轮机塔架的风致振动(windinduced vibrations)的方法，并且还涉及相应的风力涡轮机系统。具体而言，该方法和系统用于缓解涡激振动(vortex induced vibrations)和/或由于驰振(galloping)引起的振动。

背景技术

在风力涡轮机的塔架中，由于各种风致振动可能引起振动。一种现象被称为涡旋脱落(vortex shedding)，其也被称为冯·卡尔曼(von Karman)振动。产生的振动被称为涡激振动。

涡激振动起源于由于围绕塔架和/或安装在塔架顶部的机舱流动的风引起的涡流。这尤其可以在特定风速下发生，并且除其它之外，可以根据塔架和机舱的设计而变化。振动可以在风力涡轮机的寿命期间以及在安装阶段期间以任何形态发生。

另一种不需要的振动是由于称为驰振的风现象而产生的振动。

通常希望阻尼或减轻塔架的振动，并且已经发现一种减轻风力涡轮机系统的风力涡轮机塔架的风致振动的改进方法，和相应的改进的风力涡轮机系统是有益的。

发明内容

本发明的目的可以看作是提供一种方法和风力涡轮机系统，其尤其解决了由于风致振动引起的上述问题。

通过提供一种减轻风力涡轮机系统的风力涡轮机塔架的风致振动的方法，上述目的旨在本发明的第一方面中实现，其中风力涡轮机系统包括：

-风力涡轮机塔架，

-用于感测风力涡轮机塔架的振动的传感器装置，

-经由偏航轴承安装至风力涡轮机塔架的机舱，

-用于控制机舱相对于风力涡轮机塔架的偏航的控制系统，并且其中该方法包括：

-使用传感器装置检测风力涡轮机塔架的振动，

-响应于由传感器装置感测到的风力涡轮机塔架的振动，为控制系统提供输入，

-基于输入由控制系统提供输出，和

-基于来自控制系统的输出使风力涡轮机机舱偏航，并且由此减轻风力涡轮机塔架的风致振动。

因此，提供了一种减轻、缓解或甚至防止风力涡轮机系统的风力涡轮机塔架的风致振动的改进方法。在此公开的见解是，即使在-或者如果-机舱上没有叶片，则可能也没有转子的情况下，将机舱偏航到不同的偏航位置可以减轻、缓解或防止风致振动。

此外，已经发现通过将机舱偏航到不同的偏航位置，可以将风致振动减小到非常低的水平或甚至防止风致振动并至少持续一段时间，并且还可以在已经感测到振动高于振动阈值时偏航。因此，根据该方法，偏航位置的改变可以是由于感测到的振动引起的，并且不必是由于某个风向和/或某个风速引起的。因此，可以提供一种简单但有效的方法和系统。