專利名稱：用于對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)生成的噪聲的調(diào)幅進(jìn)行控制的系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明大體上涉及風(fēng)力發(fā)電機(jī)，確切地說，涉及一種用于對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)生成的噪聲的調(diào)幅進(jìn)行控制的系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
風(fēng)能被認(rèn)為是目前可用的最清潔、最環(huán)保的能源之一，在這一方面，風(fēng)力發(fā)電機(jī)已獲得廣泛關(guān)注?，F(xiàn)代風(fēng)力發(fā)電機(jī)通常包括塔筒、發(fā)電機(jī)、齒輪箱、機(jī)艙，以及一片或多片轉(zhuǎn)子葉片。轉(zhuǎn)子葉片使用已知的翼原理來捕獲風(fēng)的動(dòng)能。轉(zhuǎn)子葉片以轉(zhuǎn)動(dòng)能的形式傳輸動(dòng)能，以使軸轉(zhuǎn)動(dòng)，所述軸將轉(zhuǎn)子葉片連接到齒輪箱，或者，如果未使用齒輪箱，則直接連接到發(fā)電機(jī)。之后，發(fā)電機(jī)將機(jī)械能轉(zhuǎn)化成電能，從而輸送到公用設(shè)施電網(wǎng)中。在風(fēng)力發(fā)電機(jī)運(yùn)行期間，轉(zhuǎn)子葉片通過空氣進(jìn)行旋轉(zhuǎn)會(huì)生成氣動(dòng)噪聲。由于氣動(dòng)噪聲的調(diào)幅(即，峰峰變化)，因此，通?？稍陲L(fēng)力發(fā)電機(jī)的附近區(qū)域(即，正好在風(fēng)力發(fā)電機(jī)周圍的區(qū)域)聽到“嗖嗖聲”或周期性的脈沖聲。在一定程度上，此調(diào)幅始終出現(xiàn)，因此，被認(rèn)為是風(fēng)力發(fā)電機(jī)運(yùn)行的正常和預(yù)期結(jié)果。但是，在某些情況下，可在遠(yuǎn)地(即，離風(fēng)力發(fā)電機(jī)一定距離(例如，I至4千米)的位置)聽到產(chǎn)生“枰枰”聲或“拍打”聲的異常調(diào)幅效應(yīng)。此異常調(diào)幅被描述成具有比通常在風(fēng)力發(fā)電機(jī)的運(yùn)行過程中產(chǎn)生的“嗖嗖聲”更強(qiáng)的脈沖聲特性，因此被視作更為噪擾周圍住宅、居民小區(qū)，和/其他居住區(qū)。但是，目前還沒有可用于解決此異常調(diào)幅效應(yīng)的系統(tǒng)和/或方法。因此，需要一種用于對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)生成的噪聲的異常調(diào)幅進(jìn)行控制的系統(tǒng)和方法。

發(fā)明內(nèi)容
以下說明將部分闡明本發(fā)明的各方面內(nèi)容和優(yōu)點(diǎn)，或者，這些方面和優(yōu)點(diǎn)在說明中可能是顯而易見的，或者通過實(shí)踐本發(fā)明能夠推導(dǎo)出。一方面，本發(fā)明揭示一種用于對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)生成的噪聲的調(diào)幅進(jìn)行控制的方法。所述方法通?？砂ù_定風(fēng)力發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子葉片的攻角；以及在所述轉(zhuǎn)子葉片旋轉(zhuǎn)期間，將所述攻角維持在大體固定值，以便減少所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)生成的所述噪聲的所述調(diào)幅。所述的方法，包括將所述攻角與基線攻角進(jìn)行比較。其中所述基線攻角小于約10度，優(yōu)選地所述基線攻角在約I度到約6度的范圍內(nèi)。所述的方法進(jìn)一步包括當(dāng)所述攻角超出所述基線攻角的預(yù)定公差時(shí)，使所述轉(zhuǎn)子葉片變槳。所述預(yù)定公差等于所述小于約10度的基線攻角的總變化。所述的方法進(jìn)一步包括在所述轉(zhuǎn)子葉片上大于所述轉(zhuǎn)子葉片翼展的約75%的徑向位置處，將所述攻角維持在大體固定值。所述的方法，其中在所述轉(zhuǎn)子葉片旋轉(zhuǎn)期間將所述攻角維持在大體固定值，以便減少所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)生成的所述噪聲的所述調(diào)幅包括使用所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)的變槳調(diào)整機(jī)構(gòu)來使所述轉(zhuǎn)子葉片變槳。
所述的方法，其中確定所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子葉片的攻角包括通過所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)的控制器從安裝到或嵌入所述轉(zhuǎn)子葉片的至少一個(gè)傳感器接收與所述攻角相關(guān)的信號(hào)。其中在所述轉(zhuǎn)子葉片旋轉(zhuǎn)期間將所述攻角維持在大體固定值，以便減少所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)生成的所述噪聲的所述調(diào)幅包括調(diào)整所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子速度。另一方面，本發(fā)明揭示一種用于對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)生成的噪聲的調(diào)幅進(jìn)行控制的方法。所述方法通?？砂ù_定風(fēng)力發(fā)電機(jī)的多片轉(zhuǎn)子葉片的攻角；以及在所述多片轉(zhuǎn)子葉片旋轉(zhuǎn)期間，將每片轉(zhuǎn)子葉片的所述攻角維持在大體固定值，以便減少所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)生成的所述噪聲的所述調(diào)幅。又一方面，本發(fā)明揭示一種用于對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)生成的噪聲的調(diào)幅進(jìn)行控制的系統(tǒng)。所述系統(tǒng)通常可包括變槳調(diào)整機(jī)構(gòu)，其經(jīng)配置以調(diào)整所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子葉片的攻角；以及控制器，其以通信方式連接到所述變槳調(diào)整機(jī)構(gòu)。所述控制器可經(jīng)配置以控制所述變槳調(diào)整機(jī)構(gòu)，從而在所述轉(zhuǎn)子葉片旋轉(zhuǎn)期間將所述攻角維持在大體固定值。所述的系統(tǒng)，其中所述控制器經(jīng)配置以控制所述變槳調(diào)整機(jī)構(gòu)，從而將所述攻角維持在為所述轉(zhuǎn)子葉片界定的基線攻角的預(yù)定公差內(nèi)。其中所述基線攻角小于約10度或者在約I度到約6度的范圍內(nèi)。所述的系統(tǒng)，其中所述預(yù)定公差等于所述小于約10度的基線攻角的總變化。所述的系統(tǒng)，其中所述預(yù)定公差等于所述小于約3度的基線攻角的總變化。所述的系統(tǒng)，其進(jìn)一步包括以通信方式連接到所述控制器的至少一個(gè)傳感器，所述至少一個(gè)傳感器經(jīng)配置以測(cè)量所述轉(zhuǎn)子葉片的所述攻角。所述的系統(tǒng)，其中所述至少一個(gè)傳感器包括安裝到或嵌入所述轉(zhuǎn)子葉片的至少一個(gè)傳感器探針。所述的系統(tǒng)，其中所述至少一個(gè)傳感器包括安裝到或嵌入所述轉(zhuǎn)子葉片的多個(gè)壓力傳感器。參考以下具體說明和所附權(quán)利要求書可以更深入地了解本發(fā)明的這些以及其他特征、方面和優(yōu)點(diǎn)。附圖并入本說明書中并構(gòu)成本說明書的一部分，展示了本發(fā)明的各實(shí)施例，并與具體實(shí)施方式
一起解釋本發(fā)明的原理。


本說明書參考附圖，針對(duì)所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員，完整且可實(shí)現(xiàn)地詳細(xì)揭示了本發(fā)明，包括其最佳模式，其中圖1所示為風(fēng)力發(fā)電機(jī)的一項(xiàng)實(shí)施例的透視圖；圖2所示為沿線2-2截得的圖1所示風(fēng)力發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子葉片的一項(xiàng)實(shí)施例的截面圖；圖3所示為風(fēng)力發(fā)電機(jī)機(jī)艙的一項(xiàng)實(shí)施例的簡(jiǎn)化內(nèi)部視圖；圖4所示為可包括在風(fēng)力發(fā)電機(jī)的渦輪控制器內(nèi)的合適部件的一項(xiàng)實(shí)施例的示意圖；圖5所示為用于對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)生成的噪聲的調(diào)幅進(jìn)行控制的方法的一項(xiàng)實(shí)施例的流程圖；圖6所示為可用于確定風(fēng)力發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子葉片的攻角的傳感器布置的一項(xiàng)實(shí)施例；以及
圖7所示為可用于確定風(fēng)力發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子葉片的攻角的傳感器布置的另一項(xiàng)實(shí)施例。兀件符號(hào)列表
權(quán)利要求
1.一種用于對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)(10)生成的噪聲的調(diào)幅進(jìn)行控制的方法(100)，所述方法(100)包括 確定風(fēng)力發(fā)電機(jī)(10)的轉(zhuǎn)子葉片(12)的攻角(54);以及 在所述轉(zhuǎn)子葉片(12)旋轉(zhuǎn)期間將所述攻角(54)維持在大體固定值，以便減少所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)(10)生成的所述噪聲的所述調(diào)幅。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法(100)，其中在所述轉(zhuǎn)子葉片(12)旋轉(zhuǎn)期間將所述攻角(54)維持在大體固定值，以便減少所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)(10)生成的所述噪聲的所述調(diào)幅包括將所述攻角(54)與基線攻角進(jìn)行比較。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法(100)，其中所述基線攻角小于約10度。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法(100)，其中在所述轉(zhuǎn)子葉片(12)旋轉(zhuǎn)期間將所述攻角(54)維持在大體固定值，以便減少所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)(10)生成的所述噪聲的所述調(diào)幅進(jìn)一步包括當(dāng)所述攻角(54)超出所述基線攻角的預(yù)定公差時(shí)，使所述轉(zhuǎn)子葉片(12)變槳。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法(100)，其中所述預(yù)定公差等于所述小于約10度的基線攻角的總變化。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法(100)，其中在所述轉(zhuǎn)子葉片(12)旋轉(zhuǎn)期間將所述攻角(54)維持在大體固定值，以便減少所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)(10)生成的所述噪聲的所述調(diào)幅包括在所述轉(zhuǎn)子葉片(12)上大于所述轉(zhuǎn)子葉片(12)的翼展(42)的約75%的徑向位置處，將所述攻角(54)維持在大體固定值。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法(100)，其中在所述轉(zhuǎn)子葉片(12)旋轉(zhuǎn)期間將所述攻角(54)維持在大體固定值，以便減少所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)(10)生成的所述噪聲的所述調(diào)幅包括使用所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)(10)的變槳調(diào)整機(jī)構(gòu)(52)來使所述轉(zhuǎn)子葉片(12)變槳。
8.一種用于對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)(10)生成的噪聲的調(diào)幅進(jìn)行控制的方法(100)，所述方法(100)包括 確定風(fēng)力發(fā)電機(jī)(10)的多片轉(zhuǎn)子葉片(12)的攻角(54);以及 在所述多片轉(zhuǎn)子葉片(12)旋轉(zhuǎn)期間，將每片轉(zhuǎn)子葉片(12)的所述攻角(54)維持在大體固定值，以便減少所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)(10)生成的所述噪聲的所述調(diào)幅。
9.一種用于對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)(10)生成的噪聲的調(diào)幅進(jìn)行控制的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括 變槳調(diào)整機(jī)構(gòu)(52)，其經(jīng)配置以調(diào)整所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)(10)的轉(zhuǎn)子葉片(12)的攻角(54);以及 控制器(46)，其以通信方式連接到所述變槳調(diào)整機(jī)構(gòu)(52)，所述控制器(46)經(jīng)配置以控制所述變槳調(diào)整機(jī)構(gòu)(52)，從而在所述轉(zhuǎn)子葉片(12)旋轉(zhuǎn)期間將所述攻角(54)維持在大體固定值。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其中所述控制器(46)經(jīng)配置以控制所述變槳調(diào)整機(jī)構(gòu)(52)，從而將所述攻角(54)維持在為所述轉(zhuǎn)子葉片(12)界定的基線攻角的預(yù)定公差內(nèi)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)，其中所述基線攻角小于約10度。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)，其中所述預(yù)定公差等于所述小于約10度的基線攻角的總變化。
13.根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其進(jìn)一步包括以通信方式連接到所述控制器(46)的至少一個(gè)傳感器(110、114)，所述至少一個(gè)傳感器(110、114)經(jīng)配置以測(cè)量所述轉(zhuǎn)子葉片(12)的所述攻角(54)。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其中所述至少一個(gè)傳感器(110、114)包括安裝到或嵌入所述轉(zhuǎn)子葉片(12)的至少一個(gè)傳感器探針(110)。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其中所述至少一個(gè)傳感器(110、114)包括安裝到或嵌入所述轉(zhuǎn)子葉片(12)的多個(gè)壓力傳感器(114)。
全文摘要
本發(fā)明涉及并公開了一種用于對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)生成的噪聲的調(diào)幅進(jìn)行控制的方法。所述方法通?？砂ù_定風(fēng)力發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子葉片的攻角；以及在所述轉(zhuǎn)子葉片旋轉(zhuǎn)期間，將所述攻角維持在大體固定值，以便減少所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)生成的所述噪聲的所述調(diào)幅；還進(jìn)一步公開了一種用于對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)生成的噪聲的調(diào)幅進(jìn)行控制的系統(tǒng)。
文檔編號(hào)F03D1/06GK103061965SQ20121023221
公開日2013年4月24日 申請(qǐng)日期2012年7月5日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月5日
發(fā)明者B.珀蒂讓, R.德羅比茨, K.W.金茲, T.J.費(fèi)謝蒂, S.赫爾 申請(qǐng)人:通用電氣公司