風(fēng)力發(fā)電廠及其風(fēng)輪的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型描述了一種包括至少一個第一類型的風(fēng)輪機(jī)（1A）的風(fēng)力發(fā)電廠（1），其中第一類型的風(fēng)輪機(jī)（1A）包括用于測量風(fēng)相關(guān)參數(shù)的風(fēng)參數(shù)測量系統(tǒng)（2）；至少一個第二類型的風(fēng)輪機(jī)（1B），其中第二類型的風(fēng)輪機(jī)（1B）并不包括風(fēng)參數(shù)測量系統(tǒng)（2）；和用于向所述第二類型的風(fēng)輪機(jī)（1B）提供從由所述第一類型的風(fēng)輪機(jī)（1A）收集的風(fēng)相關(guān)參數(shù)推導(dǎo)的風(fēng)相關(guān)參數(shù)的數(shù)據(jù)共享設(shè)備（3）。本實(shí)用新型還描述了一種用于在這種風(fēng)力發(fā)電廠（1）中使用的風(fēng)輪機(jī)（1A、1B）。
【專利說明】風(fēng)力發(fā)電廠及其風(fēng)輪機(jī)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明描述了一種風(fēng)力發(fā)電廠(wind park)和一種用于風(fēng)力發(fā)電廠的風(fēng)輪機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]為了能夠響應(yīng)于風(fēng)向、風(fēng)力等的變化，風(fēng)輪機(jī)通常配備有用于測量風(fēng)相關(guān)參數(shù)諸如風(fēng)速和風(fēng)向的一個或者多個傳感器。所述測量能夠直接地由風(fēng)輪機(jī)的控制器使用。例如，控制器能夠使用這些測量來計(jì)算用于偏航驅(qū)動的偏航角度校正，從而轂?zāi)軌蜣D(zhuǎn)動以面對風(fēng)。風(fēng)速測量是非常重要的，因?yàn)檫@些能夠指示是否應(yīng)該采取預(yù)防措施從而避免損壞風(fēng)輪機(jī)，例如在強(qiáng)風(fēng)的情形中，轉(zhuǎn)子葉片可以脫離(pitch out of)風(fēng)或者轉(zhuǎn)子可以停止。這種測量還被用作用于確定風(fēng)輪機(jī)的操作參數(shù)以例如最大化能量生產(chǎn)的基礎(chǔ)。
[0003]傳感器能夠包括機(jī)械傳感器。例如，風(fēng)向標(biāo)能夠被用于估計(jì)風(fēng)向。為了估計(jì)風(fēng)速，能夠使用轉(zhuǎn)杯風(fēng)速計(jì)或者風(fēng)車式風(fēng)速計(jì)。更加準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)能夠由電子傳感器例如聲學(xué)風(fēng)速計(jì)收集。每一種類型的傳感器通常配備有某種接口以如果有必要則將測量轉(zhuǎn)換成數(shù)字形式，并且將這些轉(zhuǎn)發(fā)到能夠處理或者解釋該數(shù)據(jù)的器件或者單元的輸入。為了獲得準(zhǔn)確的測量，傳感器通常在吊艙外側(cè)上被安裝在適當(dāng)?shù)奈恢锰?。這意味著，如果傳感器將失效，則維護(hù)程序是有必要的，以修理或者更換傳感器。還可能有必要關(guān)閉風(fēng)輪機(jī)，只要它沒有接收任何風(fēng)相關(guān)測量。因此，通常雙重地即帶有冗余地安裝傳感器，從而例如如果第一風(fēng)速計(jì)將要失效，則第二個工作中的風(fēng)速計(jì)能夠接管。
[0004]在當(dāng)今的風(fēng)力發(fā)電廠并且更加具體地將來的風(fēng)力發(fā)電廠中，風(fēng)輪機(jī)的數(shù)目能夠是非常大的。例如，海上風(fēng)力發(fā)電廠能夠容易地包括在成百量級的風(fēng)輪機(jī)，并且在將來風(fēng)力發(fā)電廠的規(guī)模將最可能地趨向于增加。風(fēng)測量傳感器(wind measurement sensor),特別地因?yàn)楸仨殲槊恳粋€風(fēng)輪機(jī)提供兩個風(fēng)測量傳感器，因此在現(xiàn)有技術(shù)風(fēng)力發(fā)電廠的總體成本中成為相當(dāng)大的因素。每一個測量系統(tǒng)應(yīng)該被安裝并且被連接到風(fēng)輪機(jī)的控制器，并且每一個測量系統(tǒng)必須被維護(hù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]因此本發(fā)明的一個目的在于提供風(fēng)力發(fā)電廠的、一種更加經(jīng)濟(jì)的實(shí)現(xiàn)。
[0006]利用風(fēng)力發(fā)電廠并且利用風(fēng)輪機(jī)實(shí)現(xiàn)了這個目的。
[0007]根據(jù)本發(fā)明，該風(fēng)力發(fā)電廠包括至少一個第一類型的風(fēng)輪機(jī)，其中第一類型的風(fēng)輪機(jī)包括風(fēng)參數(shù)測量系統(tǒng)；至少一個第二類型的風(fēng)輪機(jī)，其中第二類型的風(fēng)輪機(jī)并不包括風(fēng)參數(shù)測量系統(tǒng)；和用于向第二類型的風(fēng)輪機(jī)提供由第一類型的風(fēng)輪機(jī)獲得的風(fēng)數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)共享設(shè)備。
[0008]根據(jù)本發(fā)明的風(fēng)力發(fā)電廠因此能夠包括比現(xiàn)有技術(shù)風(fēng)力發(fā)電廠顯著地更少的風(fēng)參數(shù)測量系統(tǒng)，并且優(yōu)點(diǎn)在于能夠顯著地甚至急劇地降低風(fēng)參數(shù)測量系統(tǒng)的安裝和維護(hù)成本。本發(fā)明利用了以下事實(shí)，即，通過風(fēng)力發(fā)電廠的風(fēng)將至少在風(fēng)力發(fā)電廠的某些部分之上呈現(xiàn)本質(zhì)上均勻的行為。例如，可以假設(shè)在風(fēng)力發(fā)電廠的一個部分之上風(fēng)速是相對恒定的，并且這同樣適用于風(fēng)向或者其它可測量參數(shù)諸如溫度、空氣壓力等。通過使用僅僅在第一類型的風(fēng)輪機(jī)上安裝的設(shè)備在選擇點(diǎn)處收集這種信息，并且通過與第二類型的風(fēng)輪機(jī)共享這項(xiàng)信息，能夠以顯著更低的成本實(shí)現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的風(fēng)力發(fā)電廠，但是它的風(fēng)輪機(jī)仍然能夠同樣準(zhǔn)確地響應(yīng)于風(fēng)況中的任何變化。
[0009]根據(jù)本發(fā)明，利用用于測量風(fēng)相關(guān)參數(shù)的風(fēng)參數(shù)測量系統(tǒng)和用于與風(fēng)力發(fā)電廠的其它風(fēng)輪機(jī)共享風(fēng)相關(guān)參數(shù)的風(fēng)數(shù)據(jù)輸出，用于在這種風(fēng)力發(fā)電廠中使用的風(fēng)輪機(jī)被實(shí)現(xiàn)用于作為第一類型的風(fēng)輪機(jī)執(zhí)行；或者利用用于從該風(fēng)力發(fā)電廠中的遠(yuǎn)程源獲得風(fēng)相關(guān)參數(shù)的風(fēng)數(shù)據(jù)輸入被實(shí)現(xiàn)用于作為第二類型的風(fēng)輪機(jī)執(zhí)行。
[0010]能夠使用根據(jù)本發(fā)明的風(fēng)輪機(jī)計(jì)劃新的風(fēng)力發(fā)電廠，從而能夠最初不帶任何風(fēng)參數(shù)測量系統(tǒng)地構(gòu)造某些風(fēng)輪機(jī)，而其它風(fēng)輪機(jī)被構(gòu)建為包括風(fēng)參數(shù)測量系統(tǒng)。相反，第二類型的風(fēng)輪機(jī)設(shè)置有風(fēng)數(shù)據(jù)輸入從而這些風(fēng)輪機(jī)只是能夠從另一個源例如從第一類型的一個或者多個風(fēng)輪機(jī)接收風(fēng)數(shù)據(jù)。
[0011]根據(jù)本發(fā)明，這種風(fēng)力發(fā)電廠的控制包括以下步驟:利用第一類型的風(fēng)輪機(jī)的風(fēng)參數(shù)測量系統(tǒng)收集風(fēng)相關(guān)參數(shù)；在風(fēng)力發(fā)電廠的數(shù)據(jù)共享設(shè)備(data sharingarrangement)中處理風(fēng)相關(guān)參數(shù)以推導(dǎo)風(fēng)數(shù)據(jù)并且向第二類型的風(fēng)輪機(jī)提供風(fēng)數(shù)據(jù)。
[0012]本發(fā)明的一個優(yōu)點(diǎn)在于，風(fēng)數(shù)據(jù)的處理不需要如現(xiàn)有技術(shù)風(fēng)力發(fā)電廠那樣各自地由每一個風(fēng)輪機(jī)執(zhí)行，而是能夠方便地在數(shù)據(jù)共享設(shè)備中，例如在一個中心點(diǎn)處或者在僅僅幾個點(diǎn)處執(zhí)行，并且這項(xiàng)信息然后能夠被與第二類型的風(fēng)輪機(jī)共享。因此能夠以更加有效率的方式利用或者部署資源諸如分析模塊。
[0013]如在以下說明中揭示地，本發(fā)明的特別有利的實(shí)施例和特征由從屬權(quán)利要求給出。不同權(quán)利要求范疇的特征可以適當(dāng)?shù)亟M合以給出未在這里描述的、進(jìn)一步的實(shí)施例。
[0014]以下，在它的一般上下文中使用了術(shù)語“風(fēng)力發(fā)電廠”，即被相對地彼此鄰近地置放并且共同地向電力網(wǎng)中饋送的風(fēng)輪機(jī)的布置。風(fēng)力發(fā)電廠能夠是在陸上或者海上的。風(fēng)力發(fā)電廠的風(fēng)輪機(jī)通常還由通常被稱作“發(fā)電廠操縱設(shè)備(park pilot)”的普通發(fā)電廠控制器控制。
[0015]以下，在不以任何方式限制本發(fā)明的情況下，可以假設(shè)例如利用用于改變吊艙、轂和轉(zhuǎn)子的方向的偏航驅(qū)動器、利用用于改變轉(zhuǎn)子葉片的俯仰角度的俯仰系統(tǒng)等將風(fēng)輪機(jī)實(shí)現(xiàn)用于以通常的方式響應(yīng)于風(fēng)速或者風(fēng)向的變化。
[0016]第一類型的風(fēng)輪機(jī)(以下簡單地被稱作“第一類型風(fēng)輪機(jī)”)能夠經(jīng)由任何適當(dāng)?shù)耐ㄐ叛b置向數(shù)據(jù)共享設(shè)備提供它們收集的風(fēng)數(shù)據(jù)。同樣地，數(shù)據(jù)共享設(shè)備能夠使用任何適當(dāng)?shù)耐ㄐ叛b置向第二類型的風(fēng)輪機(jī)(以下簡單地被稱作“第二類型風(fēng)輪機(jī)”)提供風(fēng)數(shù)據(jù)。在本發(fā)明的一個特別優(yōu)選的實(shí)施例中，數(shù)據(jù)共享設(shè)備包括用于連接風(fēng)力發(fā)電廠的風(fēng)輪機(jī)的控制裝置的網(wǎng)絡(luò)。這種網(wǎng)絡(luò)能夠包括連接風(fēng)力發(fā)電廠的風(fēng)輪機(jī)的風(fēng)輪機(jī)控制器的局域網(wǎng)(LAN)0這是一種特別有利的實(shí)現(xiàn)，因?yàn)轱L(fēng)輪機(jī)的風(fēng)輪機(jī)控制器通常已經(jīng)被實(shí)現(xiàn)用于響應(yīng)于風(fēng)數(shù)據(jù)并且控制有關(guān)部件(偏航驅(qū)動器、俯仰控制器等)。這個實(shí)施例能夠要求最小的更改，因?yàn)轱L(fēng)力發(fā)電廠的風(fēng)輪機(jī)的風(fēng)輪機(jī)控制器通常已經(jīng)使用某種網(wǎng)絡(luò)而被連接到一起。
[0017]能夠收集并且然后使用相對于風(fēng)輪機(jī)位于某個適當(dāng)?shù)狞c(diǎn)處的專用數(shù)據(jù)共享設(shè)備分布風(fēng)數(shù)據(jù)。然而，在本發(fā)明的一個優(yōu)選實(shí)施例中，數(shù)據(jù)共享設(shè)備位于該風(fēng)力發(fā)電廠的發(fā)電廠控制器中。這可能是一種特別有利的實(shí)現(xiàn)，因?yàn)榘l(fā)電廠控制器通常已經(jīng)配備有用于處理數(shù)據(jù)的處理單元，和用于與風(fēng)力發(fā)電廠的風(fēng)輪機(jī)通信的通信裝置。
[0018]在本發(fā)明的一個優(yōu)選實(shí)施例中，數(shù)據(jù)共享設(shè)備能夠包括分布式系統(tǒng)，該分布式系統(tǒng)包括風(fēng)力發(fā)電廠的風(fēng)輪機(jī)的處理單元。例如，能夠在被傳遞之前，例如在被饋送到網(wǎng)絡(luò)中之前在第一類型風(fēng)輪機(jī)的分析單元中分析或者以其它方式處理由第一類型風(fēng)輪機(jī)遞送的風(fēng)數(shù)據(jù)。同樣地，第一類型風(fēng)輪機(jī)能夠只是將它們的風(fēng)數(shù)據(jù)饋送到網(wǎng)絡(luò)中，并且任何風(fēng)輪機(jī)控制器與它在第一類型風(fēng)輪機(jī)還是第二類型風(fēng)輪機(jī)中無關(guān)地均能夠分析該數(shù)據(jù)，以例如決定哪一個第二類型風(fēng)輪機(jī)應(yīng)該接收源自特定的第一類型風(fēng)輪機(jī)的風(fēng)數(shù)據(jù)。
[0019]然而，優(yōu)選地，數(shù)據(jù)共享設(shè)備包括用于分析風(fēng)數(shù)據(jù)并且用于將其分布到第二類型風(fēng)輪機(jī)的中央或者共享分析單元或者模塊。這種集中式數(shù)據(jù)共享設(shè)備在實(shí)現(xiàn)和維護(hù)方面能夠是更加經(jīng)濟(jì)的。
[0020]如以上指示地，有關(guān)幾個風(fēng)相關(guān)參數(shù)的信息對于風(fēng)輪機(jī)準(zhǔn)確和可靠的性能而言是關(guān)鍵性的。因此，在本發(fā)明的一個優(yōu)選實(shí)施例中，風(fēng)力發(fā)電廠的第一類型風(fēng)輪機(jī)的風(fēng)參數(shù)測量系統(tǒng)或者“測量設(shè)備”被實(shí)現(xiàn)用于收集包括包括風(fēng)速、風(fēng)向、風(fēng)溫的參數(shù)組中的一個或者多個的風(fēng)相關(guān)參數(shù)，并且可以被實(shí)現(xiàn)用于收集涉及任何其它相關(guān)參數(shù)的信息。優(yōu)選地，第一類型的風(fēng)輪機(jī)的風(fēng)參數(shù)測量系統(tǒng)包括風(fēng)速傳感器、風(fēng)向標(biāo)、溫度傳感器組中的一個或者多個，并且可以包括能夠收集并且遞送風(fēng)相關(guān)測量的任何其它適當(dāng)?shù)膫鞲衅鳌?br> [0021]風(fēng)力發(fā)電廠能夠被設(shè)置成包括特定分?jǐn)?shù)的第一類型風(fēng)輪機(jī)，而其余部分包括第二類型風(fēng)輪機(jī)。優(yōu)選地，風(fēng)力發(fā)電廠的風(fēng)輪機(jī)的至多一半是第一類型的風(fēng)輪機(jī)。這種實(shí)現(xiàn)確保了所有的風(fēng)輪機(jī)均準(zhǔn)確地響應(yīng)于瞬間的風(fēng)況，同時在建造風(fēng)力發(fā)電廠時確保相當(dāng)大的節(jié)約。第一類型風(fēng)輪機(jī)能夠在風(fēng)力發(fā)電廠之上以任何方式分布。然而，優(yōu)選地，該分布本質(zhì)上是均一的，從而第一類型風(fēng)輪機(jī)和第二類型風(fēng)輪機(jī)被相對均勻地分布。當(dāng)然，在某些情形中，稍稍“非均一的”分布可能是理想的。例如，可能優(yōu)選的是在其它風(fēng)輪機(jī)群的順風(fēng)向上安置稍微更高比例的第一類型風(fēng)輪機(jī)，因?yàn)樵谶@種風(fēng)輪機(jī)群后面的風(fēng)速和/或風(fēng)向能夠在某個程度上受到那些逆風(fēng)風(fēng)輪機(jī)影響。
[0022]來自第一類型風(fēng)輪機(jī)的風(fēng)數(shù)據(jù)能夠只是被照樣地轉(zhuǎn)發(fā)到任何其它的第二類型風(fēng)輪機(jī)，優(yōu)選地在該第一類型風(fēng)輪機(jī)的鄰居中的第二類型風(fēng)輪機(jī)。然而，為了使得對于在風(fēng)力發(fā)電廠之上的風(fēng)況的變化的響應(yīng)更加受到控制并且更加準(zhǔn)確，處理風(fēng)相關(guān)參數(shù)的步驟優(yōu)選地包括計(jì)算由一個或者多個第一類型的風(fēng)輪機(jī)提供的風(fēng)相關(guān)參數(shù)的平均值，優(yōu)選地加權(quán)平均值。加權(quán)平均數(shù)據(jù)然后以能夠由風(fēng)輪機(jī)控制器使用的形式提供給接收方的第二類型風(fēng)輪機(jī)。
[0023]在現(xiàn)有技術(shù)風(fēng)力發(fā)電廠中，風(fēng)輪機(jī)的偏航控制器的偏航方向零點(diǎn)能夠在最初被以人工方式配置。例如，能夠使用羅盤或者類似的工具在風(fēng)輪機(jī)的安裝期間校準(zhǔn)偏航方向零點(diǎn)。所有的風(fēng)輪機(jī)偏航系統(tǒng)的零點(diǎn)起初都能夠被配置為朝向磁性北極的點(diǎn)。對用于現(xiàn)有技術(shù)風(fēng)力發(fā)電廠的風(fēng)輪機(jī)的偏航方向零點(diǎn)的任何校正能夠在操作的前幾個星期或者幾個月期間各自地基于由每一個風(fēng)輪機(jī)收集的風(fēng)數(shù)據(jù)執(zhí)行。因此，在根據(jù)本發(fā)明的風(fēng)力發(fā)電廠中，處理風(fēng)相關(guān)參數(shù)的步驟優(yōu)選地包括基于在一段時期上由第一類型風(fēng)輪機(jī)收集的風(fēng)相關(guān)參數(shù)對于第二類型的風(fēng)輪機(jī)計(jì)算或者確定偏航方向零點(diǎn)。當(dāng)然，這個布置的一個優(yōu)點(diǎn)在于，第二類型風(fēng)輪機(jī)能夠免除任何偏航校正軟件，但是只是能夠利用由它的相鄰第一類型風(fēng)輪機(jī)(一個或者多個)收集的信息。甚至不需要在制造時配置第二類型風(fēng)輪機(jī)的零點(diǎn)。在相對短暫的持續(xù)時間中操作第一類型風(fēng)輪機(jī)，并且使用所收集的風(fēng)數(shù)據(jù)來粗略地估計(jì)用于相鄰的第二類型風(fēng)輪機(jī)的零點(diǎn)(該第二類型風(fēng)輪機(jī)然后能夠調(diào)節(jié)它的偏航角度并且開始操作)可能是足夠的。
[0024]當(dāng)計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品被加載到可編程器件的存儲器中例如發(fā)電廠操縱設(shè)備的計(jì)算機(jī)的存儲器中時，能夠利用計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品執(zhí)行如上所述的步驟。如果數(shù)據(jù)共享設(shè)備是分布式系統(tǒng)，則計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品能夠被實(shí)現(xiàn)為例如在各種風(fēng)輪機(jī)的主計(jì)算機(jī)上，至少在第一類型的風(fēng)輪機(jī)的主計(jì)算機(jī)上運(yùn)行。
[0025]風(fēng)的行為能夠越過風(fēng)力發(fā)電廠地呈現(xiàn)不可忽略的差異，特別地如果這是一家非常大的風(fēng)力發(fā)電廠，或者如果該位置的地理影響到風(fēng)。因此，在本發(fā)明的進(jìn)一步優(yōu)選的實(shí)施例中，風(fēng)力發(fā)電廠包括至少一組風(fēng)輪機(jī)，其中該組包括多個相鄰的風(fēng)輪機(jī)，并且其中該組中的至少一個風(fēng)輪機(jī)是第一類型的風(fēng)輪機(jī)。該組能夠是虛擬的組，并且能夠根據(jù)在風(fēng)力發(fā)電廠之上的風(fēng)行為的已知差異，或者響應(yīng)于隨著時間收集的風(fēng)數(shù)據(jù)而被組織或者編輯。
[0026]優(yōu)選地，第一類型風(fēng)輪機(jī)的測量系統(tǒng)還被實(shí)現(xiàn)為包括如果一個或者多個第一傳感器將要失效則能夠開始或者繼續(xù)遞送數(shù)據(jù)的備份傳感器的冗余系統(tǒng)。即使這樣，這種備份也可能失效。因此，在本發(fā)明的一個特別優(yōu)選的實(shí)施例中，第一類型的風(fēng)輪機(jī)被實(shí)現(xiàn)為進(jìn)行“切換”以用作第二類型風(fēng)輪機(jī)。這能夠是采取的簡單的矯正性措施從而這個風(fēng)輪機(jī)能夠繼續(xù)操作直至它的測量系統(tǒng)已被維修或者更換。只要它的測量系統(tǒng)關(guān)閉，用作第二類型風(fēng)輪機(jī)的這個第一類型風(fēng)輪機(jī)便能夠從在它的鄰居中最近的第一類型風(fēng)輪機(jī)接收風(fēng)數(shù)據(jù)，例如經(jīng)插值的(interpolated)風(fēng)數(shù)據(jù)。
[0027]同樣地，用作第二類型風(fēng)輪機(jī)的風(fēng)輪機(jī)事實(shí)上還可能配備有能夠在在鄰居中的第一類型風(fēng)輪機(jī)的測量系統(tǒng)失效的情形中接管的測量系統(tǒng)。這能夠是用于被從現(xiàn)有技術(shù)風(fēng)力發(fā)電廠升級為根據(jù)本發(fā)明的風(fēng)力發(fā)電廠的風(fēng)力發(fā)電廠的選項(xiàng)，因?yàn)樵擄L(fēng)力發(fā)電廠的風(fēng)輪機(jī)將已經(jīng)配備有測量系統(tǒng)。在這種情況中，第二類型風(fēng)輪機(jī)的測量系統(tǒng)能夠部署并且能夠開始將它的風(fēng)數(shù)據(jù)饋送到數(shù)據(jù)共享設(shè)備中，從而這個風(fēng)輪機(jī)有效地用作第一類型風(fēng)輪機(jī)。
[0028]優(yōu)選地，每一組包括多個第一類型風(fēng)輪機(jī)，而在該組中的風(fēng)輪機(jī)的其余部分是第二類型風(fēng)輪機(jī)。在本發(fā)明的一個特別優(yōu)選的實(shí)施例中，一個組包括僅僅一個第一類型的風(fēng)輪機(jī)。這允許非常經(jīng)濟(jì)地實(shí)現(xiàn)風(fēng)力發(fā)電廠。由一個組的第一類型風(fēng)輪機(jī)收集的風(fēng)數(shù)據(jù)能夠僅僅被提供給該組的第二類型風(fēng)輪機(jī)。以此方式，這些第二類型風(fēng)輪機(jī)接收最準(zhǔn)確的風(fēng)數(shù)據(jù)，即在它們緊鄰的鄰居中收集的風(fēng)數(shù)據(jù)。這種實(shí)現(xiàn)允許風(fēng)力發(fā)電廠的風(fēng)輪機(jī)的更加最佳控制。
[0029]當(dāng)風(fēng)力發(fā)電廠包括僅僅一個組，并且這個組包括最少的第一類型風(fēng)輪機(jī)時給出了一種非常經(jīng)濟(jì)的實(shí)現(xiàn)。當(dāng)然，為了在失效的情形中快速地響應(yīng)，該組的一個或者多個第二類型風(fēng)輪機(jī)能夠配備有測量系統(tǒng)從而在第一類型風(fēng)輪機(jī)的測量系統(tǒng)失效的情形中這種第二類型風(fēng)輪機(jī)能夠接管。如上所述，當(dāng)?shù)诙愋惋L(fēng)輪機(jī)被從現(xiàn)有技術(shù)風(fēng)力發(fā)電廠“繼承”并且已經(jīng)配備有測量系統(tǒng)時能夠是這種情形，但是還可能便利的是，當(dāng)建造根據(jù)本發(fā)明的風(fēng)力發(fā)電廠時，利用測量系統(tǒng)配備旨在用作第二類型風(fēng)輪機(jī)的風(fēng)輪機(jī)，從而如果有必要，則它能夠接管第一類型風(fēng)輪機(jī)的功能。
【專利附圖】

【附圖說明】[0030]根據(jù)與附圖相結(jié)合地考慮的以下詳細(xì)說明，本發(fā)明的其它目的和特征將變得清楚。然而，應(yīng)該理解，附圖僅僅被設(shè)計(jì)用于示意的目的而非限定本發(fā)明的范圍。
[0031]圖1示出根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例的風(fēng)力發(fā)電廠的框圖表示；
[0032]圖2示出根據(jù)本發(fā)明的另一個實(shí)施例的風(fēng)力發(fā)電廠的示意呈現(xiàn)。
[0033]在圖表中，類似的附圖標(biāo)記自始至終地指類似的對象。在圖中的對象并不是必要地按照比例繪制的。
【具體實(shí)施方式】
[0034]圖1示出根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例的風(fēng)力發(fā)電廠I的框圖表示。風(fēng)力發(fā)電廠I包括多個第一類型的風(fēng)輪機(jī)1A。這里僅僅指示了兩個，但是風(fēng)力發(fā)電廠I能夠包括任何數(shù)目的、第一類型的風(fēng)輪機(jī)1A。這些風(fēng)輪機(jī)每一個配備有測量設(shè)備2。測量設(shè)備布置2能夠包括例如風(fēng)速計(jì)諸如聲學(xué)風(fēng)速計(jì)20、風(fēng)向標(biāo)21、溫度計(jì)23等。測量設(shè)備2能夠?qū)τ诘谝活愋偷拿恳粋€風(fēng)輪機(jī)IA都是相同的，但是不是必須這樣，如在這里所指示的。
[0035]風(fēng)力發(fā)電廠I包括從第一類型的風(fēng)輪機(jī)IA收集風(fēng)數(shù)據(jù)輸出的數(shù)據(jù)共享設(shè)備3。為了清楚的目的，在這里例如在單一位置處諸如在用于風(fēng)力發(fā)電廠的發(fā)電廠操縱設(shè)備中作為獨(dú)立的模塊或者單元示出數(shù)據(jù)共享設(shè)備3，但是例如通過組合第一類型風(fēng)輪機(jī)IA和任何數(shù)目的第二類型風(fēng)輪機(jī)IB的處理單元10的處理能力，它能夠被實(shí)現(xiàn)為分布式系統(tǒng)。這種處理單元10可能是物理上位于風(fēng)輪機(jī)1A、1B中的風(fēng)輪機(jī)控制器、接口計(jì)算機(jī)等。數(shù)據(jù)共享設(shè)備3在這里被示為包括用于分析風(fēng)數(shù)據(jù)輸入22A并且用于計(jì)算風(fēng)數(shù)據(jù)輸出22B的分析模塊30。
[0036]數(shù)據(jù)共享設(shè)備3能夠簡單地向第二類型的風(fēng)輪機(jī)IB分布從第一類型的風(fēng)輪機(jī)IA接收的風(fēng)數(shù)據(jù)22A。例如，對于成組的十個風(fēng)輪機(jī)，其中之一是第一類型的，具有測量設(shè)備2并且遞送風(fēng)數(shù)據(jù)22A，數(shù)據(jù)共享設(shè)備3能夠簡單地向該組的其余九個風(fēng)輪機(jī)IB以本質(zhì)上未加處理的方式轉(zhuǎn)發(fā)該風(fēng)數(shù)據(jù)22A作為風(fēng)數(shù)據(jù)輸入22B?？商娲?，為了使得風(fēng)輪機(jī)更好地響應(yīng)于盛行(prevailing)天氣條件,數(shù)據(jù)共享設(shè)備3能夠分析從第一類型的風(fēng)輪機(jī)IA接收的風(fēng)數(shù)據(jù)22A。例如，它能夠計(jì)算用于風(fēng)速、風(fēng)向等的加權(quán)中值或者平均值，以減小在測量中的失常的影響并且減小對所述測量的已知的發(fā)電廠效應(yīng)(諸如尾流(wake)或者湍流(turbulence))以給出然后能夠被轉(zhuǎn)發(fā)到第二類型的風(fēng)輪機(jī)IB的、所推導(dǎo)的風(fēng)數(shù)據(jù)輸入22B。同樣地，第一類型風(fēng)輪機(jī)IA能夠“第一手”地使用它的風(fēng)數(shù)據(jù)22A，或者能夠?qū)⑵渲苯拥丶次醇邮褂玫匕l(fā)送到數(shù)據(jù)共享設(shè)備3，并且能夠從數(shù)據(jù)共享設(shè)備3接收返回的、經(jīng)處理的版本。
[0037]如以上指示地，現(xiàn)有技術(shù)風(fēng)力發(fā)電廠的風(fēng)輪機(jī)能夠使用從它們的測量設(shè)備接收的測量以確定或者校準(zhǔn)偏航方向零點(diǎn)。這個零點(diǎn)能夠被用作用于需要例如響應(yīng)于風(fēng)向的變化執(zhí)行的任何偏航調(diào)節(jié)的基準(zhǔn)。因?yàn)榈诙愋偷娘L(fēng)輪機(jī)IB并不利用任何風(fēng)向測量裝置，所以優(yōu)選地使用由第一類型的風(fēng)輪機(jī)產(chǎn)生的共享數(shù)據(jù)執(zhí)行校準(zhǔn)。為此目地，數(shù)據(jù)共享設(shè)備3在這里被示為包括用于計(jì)算偏航角度校正的偏航校準(zhǔn)模塊31，偏航角度校正例如能夠連同風(fēng)數(shù)據(jù)輸出22B—起地被發(fā)送到第二類型風(fēng)輪機(jī)1B。當(dāng)使用源自一個或者多個附近的風(fēng)輪機(jī)的風(fēng)數(shù)據(jù)22A時，對于第二類型的風(fēng)輪機(jī)1B，偏航校準(zhǔn)能夠是非常準(zhǔn)確的，因?yàn)榭梢约僭O(shè)風(fēng)向在風(fēng)力發(fā)電廠的一個部分之上本質(zhì)上是均勻的。進(jìn)而，數(shù)據(jù)共享設(shè)備3還能夠收集風(fēng)輪機(jī)性能數(shù)據(jù)并且分析該數(shù)據(jù)以檢測第二類型的風(fēng)輪機(jī)IB的偏航方向零點(diǎn)是否可能要求稍微的調(diào)節(jié)。在例如對于否則能夠預(yù)期在相同操作條件下遞送相同輸出功率的相鄰的風(fēng)輪機(jī)，輸出功率存在差異的情形中，這能夠被檢測。
[0038]數(shù)據(jù)共享設(shè)備3優(yōu)選地“了解”在風(fēng)力發(fā)電廠中的風(fēng)輪機(jī)1A、1B的相對位置，并且因此能夠?qū)囊粋€第一類型的風(fēng)輪機(jī)IA接收的風(fēng)數(shù)據(jù)與其它相鄰的、第二類型的風(fēng)輪機(jī)IB相關(guān)。這項(xiàng)知識允許數(shù)據(jù)共享設(shè)備3向特定的、第二類型的風(fēng)輪機(jī)IB發(fā)送訂做的或者定制的風(fēng)數(shù)據(jù)輸入22B。
[0039]圖2示出根據(jù)本發(fā)明的另一個實(shí)施例的風(fēng)力發(fā)電廠I的示意呈現(xiàn)。這里，風(fēng)力發(fā)電廠I包括風(fēng)輪機(jī)1A、1B的組G1、G2、G3。由第一類型的風(fēng)輪機(jī)IA收集的風(fēng)數(shù)據(jù)22k被轉(zhuǎn)發(fā)到在這里被示為在風(fēng)力發(fā)電廠I的發(fā)電廠操縱設(shè)備4中結(jié)合的數(shù)據(jù)共享設(shè)備3。數(shù)據(jù)共享設(shè)備3能夠基于群拓?fù)浞治鰯?shù)據(jù)22A，并且能夠產(chǎn)生對于每一個組Gl、G2、G3定制，或者對于在每一個組G1、G2、G3中的第二類型的風(fēng)輪機(jī)IB定制的風(fēng)數(shù)據(jù)輸出。
[0040]組G1、G2、G3能夠被以虛擬方式組織并且能夠根據(jù)需要被重新組織以給出不同的群拓?fù)?。例如，如果第一組Gl的第一類型風(fēng)輪機(jī)IA的測量設(shè)備將要失效，并且該第一組并不具有任何其它的第一類型風(fēng)輪機(jī)1A，則組Gl能夠被重新定義為包括相鄰的組的、最近的第一類型風(fēng)輪機(jī)1A，例如在組G2的右上部中示出的第一類型風(fēng)輪機(jī)1A，從而最初的第一組的第二類型風(fēng)輪機(jī)被不斷地供應(yīng)風(fēng)數(shù)據(jù)輸入。當(dāng)然，組不需要是排外性的，并且可以“交迭”，從而例如第一類型風(fēng)輪機(jī)IA為一個或者多個組遞送風(fēng)數(shù)據(jù)輸出。這里，僅僅在對風(fēng)數(shù)據(jù)共享的參考中使用術(shù)語“組”，并且這種組不需要與共同地由發(fā)電廠操縱設(shè)備控制即共同地從發(fā)電廠操縱設(shè)備接收設(shè)定點(diǎn)或者基準(zhǔn)值的風(fēng)輪機(jī)的群或者集合(還經(jīng)常被稱作組)存在任何關(guān)聯(lián)。
[0041]雖然已經(jīng)以優(yōu)選實(shí)施例及其變型的形式公開了本發(fā)明，但是將會理解，在不偏離本發(fā)明的范圍的情況下，能夠?qū)Υ藢?shí)現(xiàn)多個另外的修改和變型。
[0042]為了清楚起見，應(yīng)該理解，貫穿該申請地使用“一個”或“一”并不排除多個，并且“包括”并不排除其它步驟或者元件。“單元”或者“模塊”的提及并不排除多于一個單元或者模塊的使用。
【權(quán)利要求】
1.一種風(fēng)力發(fā)電廠(1)，包括 -至少一個第一類型的風(fēng)輪機(jī)(1A)，其中所述第一類型的風(fēng)輪機(jī)(1A)包括用于測量風(fēng)相關(guān)參數(shù)的風(fēng)參數(shù)測量系統(tǒng)(2)； -至少一個第二類型的風(fēng)輪機(jī)(1B)，其中所述第二類型的風(fēng)輪機(jī)(1B)并不包括風(fēng)參數(shù)測量系統(tǒng)(2);和 -用于向所述第二類型的風(fēng)輪機(jī)(IB)提供從由所述第一類型的風(fēng)輪機(jī)(IA)收集的風(fēng)相關(guān)參數(shù)推導(dǎo)的風(fēng)相關(guān)參數(shù)的數(shù)據(jù)共享設(shè)備(3 )。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)力發(fā)電廠，其中數(shù)據(jù)共享設(shè)備(3)被實(shí)現(xiàn)為經(jīng)由連接風(fēng)力發(fā)電廠(I)的風(fēng)輪機(jī)(1A、1B)的控制裝置(10)的網(wǎng)絡(luò)共享數(shù)據(jù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的風(fēng)力發(fā)電廠，其中數(shù)據(jù)共享設(shè)備(3)位于該風(fēng)力發(fā)電廠(I)的發(fā)電廠控制器(4)中。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或者權(quán)利要求3所述的風(fēng)力發(fā)電廠，其中數(shù)據(jù)共享設(shè)備(3)包括分布式系統(tǒng)(3)，所述分布式系統(tǒng)(3)包括風(fēng)力發(fā)電廠(I)的風(fēng)輪機(jī)(1A、1B)的處理單元(10)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)力發(fā)電廠，其中所述第一類型的風(fēng)輪機(jī)(IA)的風(fēng)參數(shù)測量系統(tǒng)(2)包括風(fēng)速計(jì)(20)、風(fēng)向標(biāo)(21)、溫度傳感器的組中的一個或者多個。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)力發(fā)電廠，其中風(fēng)力發(fā)電廠(I)的風(fēng)輪機(jī)的至多一半是所述第一類型的風(fēng)輪機(jī)(1A)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)力發(fā)電廠，包括至少一組(G1、62、63)風(fēng)輪機(jī)(認(rèn)、川)，其中組(Gl、G2、G3)包括多個相鄰的風(fēng)輪機(jī)(1A、1B)，并且其中組(Gl、G2、G3)的至少一個風(fēng)輪機(jī)是所述第一類型的風(fēng)輪機(jī)(1A)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的風(fēng)力發(fā)電廠，其中組(Gl)包括僅僅一個所述第一類型的風(fēng)輪機(jī)(IA)。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的風(fēng)力發(fā)電廠，其中風(fēng)力發(fā)電廠(I)包括僅僅一個組。
10.一種用于在風(fēng)力發(fā)電廠(I)中使用的風(fēng)輪機(jī)(1A、1B)，所述風(fēng)力發(fā)電廠(I)包括: -至少一個第一類型的風(fēng)輪機(jī)(1A)，其中所述第一類型的風(fēng)輪機(jī)(1A)包括用于測量風(fēng)相關(guān)參數(shù)的風(fēng)參數(shù)測量系統(tǒng)(2)； -至少一個第二類型的風(fēng)輪機(jī)(1B)，其中所述第二類型的風(fēng)輪機(jī)(1B)并不包括風(fēng)參數(shù)測量系統(tǒng)(2);和 -用于向所述第二類型的風(fēng)輪機(jī)(IB)提供從由所述第一類型的風(fēng)輪機(jī)(IA)收集的風(fēng)相關(guān)參數(shù)推導(dǎo)的風(fēng)相關(guān)參數(shù)的數(shù)據(jù)共享設(shè)備(3)， 其中利用用于測量風(fēng)相關(guān)參數(shù)的風(fēng)參數(shù)測量系統(tǒng)(2)和用于將風(fēng)相關(guān)參數(shù)饋送到風(fēng)力發(fā)電廠(I)的數(shù)據(jù)共享設(shè)備(3)中的風(fēng)數(shù)據(jù)輸出(22A)將風(fēng)輪機(jī)(1A、1B)實(shí)現(xiàn)為作為所述第一類型的風(fēng)輪機(jī)(IA)執(zhí)行；或者利用用于從該風(fēng)力發(fā)電廠(I)中的遠(yuǎn)程源(2)獲得風(fēng)相關(guān)參數(shù)的風(fēng)數(shù)據(jù)輸入(22B)將風(fēng)輪機(jī)(ΙΑ、1B)實(shí)現(xiàn)為作為所述第二類型的風(fēng)輪機(jī)(1B)執(zhí)行。
【文檔編號】F03D9/00GK203374430SQ201320084243
【公開日】2014年1月1日 申請日期:2013年2月25日 優(yōu)先權(quán)日:2012年2月24日
【發(fā)明者】K.湯森 申請人:西門子公司