[发明专利]用于风力涡轮功率系统的能源审核工具

说明书

一种用于风力涡轮功率系统(200)的能量审核工具(300)包括数据收集器模块(302)，数据收集器模块(302)配置用于临时连接至现有风力涡轮功率系统(200)的现有涡轮控制器(202)。数据收集器模块(302)配置成收集现有风力涡轮功率系统(200)的操作数据(305)。能量审核工具(300)还包括模型仿真器模块(304)，该模型仿真器模块(304)配置用于分析收集的操作数据(305)，基于收集的操作数据(305)生成现有风力涡轮功率系统(200)的模型(306)，并且从现有风力涡轮功率系统的模型(306)确定现有风力涡轮功率系统(200)的能量损失。

相关申请

本申请要求于2018年9月10日提交的美国序列No.:16/126,408的优先权，美国序列No.:16/126,408通过引用以其整体并入本文中。

技术领域

本公开大体上涉及风力涡轮，并且更具体而言，涉及用于风力涡轮功率系统的能量审核工具。

背景技术

风力被认为是目前可用的最清洁、最环保的能源之一，并且风力涡轮在这方面获得增加的关注。现代风力涡轮典型地包括塔架、发生器、齿轮箱、机舱，以及一个或多个转子叶片。转子叶片使用已知的翼型原理来捕获风的动能。例如，转子叶片典型地具有翼型件的截面轮廓，使得在操作期间，空气在叶片之上流动，在侧部之间产生压力差。因此，从压力侧朝向吸入侧指向的升力作用在叶片上。升力在主转子轴上生成扭矩，该主转子轴用齿轮连接于发生器用于产生电。

常规风力涡轮的操作可导致未知或隐藏的能量损失。此外，常规的风力涡轮未能获得与此类损失有关的细节。风力涡轮的示例性能量损失区域可包括不正确的变压器抽头地点、未优化的扭矩表，未优化的桨距表、过度偏航、过度冷却、过度加热、常见故障(其经常在没有关于原因、类型等的进一步调查的情况下重置)，和/或安装不佳的传感器。

因此，解决以上提及的问题的系统和方法将为有利的。因此，本公开涉及用于风力涡轮功率系统的能量审核工具，其能够监测功率系统的某些输入部/输出部(I/O)以断定能量损失。

发明内容

本发明的方面和优点将在以下描述中部分地阐述，或者可从描述为明显的，或者可通过本发明的实践学习。

在一个方面中，本公开涉及一种用于风力涡轮功率系统的能量审核工具。能量审核工具包括数据收集器模块，其配置用于临时连接至现有风力涡轮功率系统的现有涡轮控制器。数据收集器模块配置成收集现有风力涡轮功率系统的操作数据。能量审核工具还包括模型仿真器模块，其配置用于分析收集的操作数据，基于收集的操作数据生成现有风力涡轮功率系统的模型，并且从现有风力涡轮功率系统的模型确定现有风力涡轮功率系统的能量损失。

在一个实施例中，模型仿真器模块可进一步配置成生成现有风力涡轮功率系统的能量损失的报告。在此类实施例中，报告可包括多个操作状态对能量损失有多少贡献的百分比。

在特定实施例中，操作数据可包括电压、电流、转子速度、桨距角、有功功率、无功功率、偏航角、风向、风速、机舱方向、温度、气压、故障、机械应变，和/或它们的组合。更具体而言，在某些实施例中，操作数据可包括时序操作数据。如本文中使用的，时序操作数据大体上是指在连续的时间段内以设定的时间间隔收集的数据点序列。

在另一实施例中，数据收集器模块可进一步配置成接收现有风力涡轮功率系统的辅助功率总线的辅助功率水平，并且将辅助功率水平发送至模型仿真器模块。在此类实施例中，模型仿真器模块配置成基于收集的操作数据和辅助功率水平来生成现有风力涡轮功率系统的模型。在另外的实施例中，数据收集器模块可进一步配置成将现有风力涡轮功率系统的操作数据和辅助功率水平发送至云服务器。