[发明专利]用于运行风能设备的方法，风能设备和风电场

说明书

本发明涉及一种用于运行风能设备(100)的方法、一种所属的风能设备(100)和一种风电场。所述方法包括：a)提供表示在风能设备(100)的转子(106)的转子叶片(108)的压力侧上出现流动分离的指示器，以及b)利用该指示器改变风能设备(100)的运行管理，其中指示器包括转子叶片(108)的桨距角。通过使用桨距角用作指示器，能够有效地防止在转子叶片(108)的压力侧上的流动分离。

技术领域

本发明涉及一种用于运行风能设备的方法、一种所属的风能设备和一种风电场。

背景技术

风能设备是已知的，其借助于具有至少一个转子叶片的空气动力学转子从风中提取能量并将其转换为电能。电能随后例如被馈入到供电网中。

就这一点而言，还已知的是，由于供电网的电网运营商的要求，仅要求或需要风能设备的经节流的馈入功率，以便防止电网过载。

根据现有技术，在这种情况下，在功率优化的运行模式的运行特性曲线上，尤其在转速-功率特性曲线上将转速降低，直至出现所期望的或所要求的降低的额定功率水平。于是这不可避免地导致：功率降低的运行模式总是比功率优化的运行模式具有更低的额定转速。

额定功率在所谓的额定风速中实现，并且针对功率降低的运行模式的额定风速低于针对功率最佳模式的额定风速，这是很容易理解的。在风速高于额定风速的情况下，所述设备例如通过使转子叶片变桨而与风速无关地调节至额定转速N_soll。在自预定义的风速开始的示例性的暴风运行中，所述设备调节至与风速有关的转速，所述转速在暴风运行中从额定转速下降至自由旋转转速。

已知的是，在转子叶片处的功率转换减少而风速增加时，在转子叶片上出现如下迎角分布，所述迎角分布设计为，使得在内部叶片区域中的迎角相对于正常运行增加而在外部叶片区域中的迎角减小。风的随着风速增加而积累的动能必须在下调运行中转换成转子叶片的转动能量中的变得越来越小的份额。

在高风速和低额定功率的情况中，驱动力矩仅在内部叶片中产生，而在外部叶片上没有功率转换或发生小的功率转换。在此，在外部叶片上可能出现数值上大的(负)迎角，使得在压力侧上存在流动分离的危险。

一旦低于一定的极限迎角，这种压力侧的流动分离可能会突然出现。在此，这会导致显著的噪音生成，并且可能导致气弹的不稳定性，这两种现象都必须避免。

因此致力于使所述设备不运行为，使得在转子叶片轮廓的压力侧上发生流动分离，也称为负失速。在转子叶片上是否存在如下轮廓剖面，在所述轮廓剖面中在设备运行时在额定功率降低和高风速的情况下有负失速危险，一方面自然与所使用的转子叶片轮廓的特征性性质相关，而另一方面也与转子叶片设计相关。因此，例如使用所谓的向后扭转显著提高了在下调的运行点中产生负失速的风险。将向后扭转理解为在转子叶片的朝向叶片尖端的最后5％上转子叶片扭曲的显着增加，该转子叶片扭曲根据设计程序为直至大约7°。这种设计程序通常用于减少设备负荷。但是，叶片尖端区域的负荷减少于是不可避免地导致在叶片尖端区域中强烈减小的迎角，并且在下调运行中导致不期望地出现负失速。因此，转子叶片研发者在其设计自由度中受到限制，并且可能会仅在有限的范围内使用减轻负荷的措施，例如向后扭转。替选地，所述设备在下调运行中可能就已经必须过早地关闭，这又以不可接受的方式降低了强风情况下设备的可用性。

发明内容

因此，本发明的目的是提出一种风能设备和一种所属的用于运行风能设备的方法，所述风能设备和所述方法确保安静且空气动力学稳定的运行，尤其在额定功率减小的情况下。

根据一个方面，提出一种用于运行风能设备的方法，所述方法包括：a)提供用于在风能设备的转子的转子叶片的压力侧上出现流动分离的指示器；以及b)利用所述指示器改变风能设备的运行管理，其中所述指示器包括转子叶片的桨距角。