[发明专利]优化风力涡轮机的运行的控制系统、风场和方法

说明书

技术领域

本文描述的主题大体涉及风力涡轮机，并且更具体而言，涉及优化风力涡轮机的运行的控制系统、风场和方法。

背景技术

一般而言，风力涡轮机包括转子，转子包括具有多个转子叶片的可旋转毂组件。转子叶片将风能转换成机械旋转扭矩，该机械旋转扭矩通过转子来驱动一个或多个发电机。发电机有时(但不总是)通过齿轮箱来旋转地联接到转子上。齿轮箱提高转子的固有的低旋转速度，以便发电机将旋转机械能高效地转换成电能，电能通过至少一个电气连接件来馈送到公用电网中。无齿轮直驱式风力涡轮机也是存在的。转子、发电机、齿轮箱和其它构件典型地安装在定位在塔架的顶部上的壳体或机舱内。

至少一些已知的风力涡轮机布置成逻辑组或地理组，这称为风场。此外，在这样的风场内的至少一些风力涡轮机在运行期间产生声排放或噪声。例如在风速增大时和/或在转子的旋转速度提高时，这样的声排放可增加。在风场内的各个风力涡轮机运行时，来自风力涡轮机的联合声排放可不合需要地影响周围区域，例如居民点。

为了解决这样的排放的影响，至少一些已知的风场包括至少一个声传感器。一般，已知的声传感器测量声排放，并且如果实测声排放超过阈值，则该声传感器征收经济惩罚或另一种适当的惩罚。可将这样的惩罚传达给风场运营商或运营或拥有风场的另一个实体，并且对它们征收这样的惩罚。因此，由于这样的声排放惩罚的原因，风力涡轮机和风场的经济利益可不合需要地减少。

发明内容

在一个实施例中，提供了一种用于构造成在运行期间产生声排放的风力涡轮机的控制系统，其包括通讯装置。该通讯装置构造成接收基于产生的声排放来标识待征收的惩罚的至少一个惩罚通知。该控制系统还包括联接到通讯装置上的处理器。该处理器构造成基于惩罚以及基于风力涡轮机产生的功率和归因于风力涡轮机的经济价值中的至少一个来计算待由风力涡轮机产生的声排放水平，以及调节风力涡轮机的至少一个特性，以使风力涡轮机以计算声排放水平运行。

在另一个实施例中，提供了一种风场，其包括构造成测量风场内产生的声排放以及基于实测声排放来产生标识待征收的惩罚的惩罚通知的至少一个声接受器。该风场还包括多个风力涡轮机，其中，该多个风力涡轮机中的第一风力涡轮机包括构造成接收惩罚通知的通讯装置和联接到该通讯装置上的处理器。该处理器构造成基于惩罚以及基于第一风力涡轮机产生的功率和归因于第一风力涡轮机的经济价值中的至少一个来计算待由第一风力涡轮机产生的声排放水平，以及调节第一风力涡轮机的至少一个特性，以使第一风力涡轮机产生计算声排放水平。

在又一个实施例中，提供了一种优化至少一个风力涡轮机的运行的方法，其包括接收基于该至少一个风力涡轮机产生的声排放来标识征收的惩罚的至少一个惩罚通知。该方法还包括基于惩罚以及基于该至少一个风力涡轮机产生的功率和归因于该至少一个风力涡轮机的经济价值中的至少一个来计算待由该至少一个风力涡轮机产生的声排放水平，以及调节该至少一个风力涡轮机的至少一个特性，以使该至少一个风力涡轮机以计算声排放水平运行。

附图说明

图1是一个示例性风力涡轮机的透视图。

图2是适于用于图1中显示的风力涡轮机的一个示例性机舱的局部截面图。

图3是适于用于图1中显示的风力涡轮机的一个示例性涡轮控制系统的框图。

图4是可包括图1中显示的风力涡轮机的一个示例性风场的示意图。

图5是优化至少一个风力涡轮机的运行的、适于用于图1中显示的风力涡轮机和/或用于图4中显示的风场内的一个示例性方法的流程图。

图6是优化至少一个风力涡轮机的运行的、适于用于图1中显示的风力涡轮机和/或用于图4中显示的风场内的另一个示例性方法的流程图

部件列表：

100风力涡轮机

102塔架

104支承表面

106机舱

108转子

110毂

112转子叶片

114风

116偏航轴线

118转子叶片根部部分

120载荷传递区

122转子叶片尖部部分

124旋转轴线

126转子叶片表面区域

128变桨轴线

130变桨组件

131变桨驱动马达

132发电机

134转子轴

136齿轮箱

138高速轴

140联接件

142支承件