專利名稱：用于運(yùn)行風(fēng)輪機(jī)的方法、構(gòu)造和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于運(yùn)行風(fēng)輪機(jī)的方法以及一種具有這種風(fēng)輪機(jī)的、設(shè)計(jì)用于實(shí)施該方法的構(gòu)造。本發(fā)明還涉及一種系統(tǒng)，其具有這種構(gòu)造和雷達(dá)系統(tǒng)，尤其是氣象雷達(dá)系統(tǒng)或者空管雷達(dá)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
氣象雷達(dá)系統(tǒng)用于探測(cè)降水、降水系統(tǒng)的強(qiáng)度和運(yùn)動(dòng)，確定降水類型(例如雨、雪、冰雹)，以及在空間上和時(shí)間上預(yù)報(bào)降水系統(tǒng)的進(jìn)展。空管雷達(dá)系統(tǒng)用于監(jiān)控空中交通。雷達(dá)系統(tǒng)發(fā)射在微波范圍中的S帶和/或L帶中的脈沖電磁輻射的定向的初級(jí)信號(hào)。該初級(jí)信號(hào)借助脈沖磁控管或速調(diào)管產(chǎn)生，其通過(guò)波導(dǎo)與拋物面天線連接，該拋物面天線既設(shè)置為發(fā)射裝置也設(shè)置為接收裝置。電磁脈沖從雷達(dá)站在徑向上以立體角Θ定向地傳播并且在位于該立體角中的例如降水系統(tǒng)、升起的地貌特征、飛機(jī)的物體上或者其他人為的物體上反射。在各個(gè)脈沖之間，雷達(dá)站用作為用于反射的次級(jí)信號(hào)的接收器。反射物體的水平距離可由被反射的、以光速在脈量中傳播的電磁波的傳播時(shí)間來(lái)確定。此外，由相繼的脈沖的散射回的次級(jí)信號(hào)的相位偏移導(dǎo)出反射物體的速度((脈沖)多普勒雷達(dá))。在此，散射體的徑向多普勒速度由相繼被探測(cè)的次級(jí)脈沖的強(qiáng)度的相互關(guān)系產(chǎn)生。散射體的相對(duì)于雷達(dá)站的切向速度由在相鄰角范圍內(nèi)檢測(cè)到的散射信號(hào)的切向速度的徑向投影導(dǎo)出。風(fēng)輪機(jī)可以不利地影響雷達(dá)系統(tǒng)的探測(cè)精度。由于轉(zhuǎn)子葉片的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和風(fēng)輪機(jī)的根據(jù)風(fēng)變化的外形，風(fēng)輪機(jī)產(chǎn)生散射信號(hào)，所述散射信號(hào)能夠由雷達(dá)系統(tǒng)誤釋。如果風(fēng)輪機(jī)根據(jù)相對(duì)于雷達(dá)脈沖的入射方向大約呈90°的風(fēng)向定向，那么在運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)子葉片上的散射能夠產(chǎn)生速度標(biāo)記的副本，這些副本類似于自然的氣象狀況并且在關(guān)鍵的氣象情況下能夠?qū)е抡`釋和不精確的短期的氣象預(yù)報(bào)。同樣，這種干擾信號(hào)不利地影響飛機(jī)的識(shí)別和其飛行軌跡的確定。此外，相對(duì)于入射方向位于下風(fēng)向的氣象系統(tǒng)由風(fēng)輪機(jī)遮蓋，這導(dǎo)致這樣的氣象系統(tǒng)的次級(jí)信號(hào)的強(qiáng)度減弱并且使得很難評(píng)估這樣的氣象系統(tǒng)的降水強(qiáng)度。WO 2010/122350A1和WO 2010/109174A1描述了一種轉(zhuǎn)子葉片的使用或者一種使用電磁吸收的織物來(lái)制造用于風(fēng)輪機(jī)的轉(zhuǎn)子葉片的方法，其具有的目的是，減少風(fēng)輪機(jī)的雷達(dá)標(biāo)記。制造過(guò)程需要附加的加工步驟和材料，這導(dǎo)致用于在轉(zhuǎn)子葉片結(jié)構(gòu)的制造成本的增加。 WO 2010/099773 Al描述了一種使用雷達(dá)系統(tǒng)來(lái)探測(cè)風(fēng)輪機(jī)的方法。在此，風(fēng)輪機(jī)僅被識(shí)別和定位為干擾源。

發(fā)明內(nèi)容
因此期望的是，提供一種用于運(yùn)行風(fēng)輪機(jī)的方法，以允許有效地運(yùn)行風(fēng)輪機(jī)并且同時(shí)僅有限地影響雷達(dá)系統(tǒng)的運(yùn)行。也期待的是，提供一種具有這種風(fēng)輪機(jī)的、設(shè)定用于實(shí)施該方法的構(gòu)造。此外，期望的是，提供一種系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括這種構(gòu)造和雷達(dá)系統(tǒng)，使得該構(gòu)造很少地影響雷達(dá)系統(tǒng)。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中，用于運(yùn)行風(fēng)輪機(jī)的方法包括提供一種風(fēng)輪機(jī)。該風(fēng)輪機(jī)具有細(xì)長(zhǎng)的立架裝置，尤其是塔，例如鋼管形式的塔、鋼筋混凝土形式的塔、桁架形式的塔或夾層形式的塔；以及可旋轉(zhuǎn)地安裝在立架裝置的頂部上的發(fā)電機(jī)。該發(fā)電機(jī)通過(guò)轉(zhuǎn)子輪轂與轉(zhuǎn)子耦聯(lián)。該轉(zhuǎn)子具有至少一個(gè)細(xì)長(zhǎng)的轉(zhuǎn)子葉片。雷達(dá)系統(tǒng)的位置相對(duì)于風(fēng)輪機(jī)來(lái)確定。用于轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)軸線的朝向發(fā)電機(jī)的方向的區(qū)域依據(jù)確定的位置來(lái)確定，該區(qū)域在轉(zhuǎn)子軸圍繞立架裝置的縱軸線定向時(shí)不應(yīng)被持久地占據(jù)。當(dāng)轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)軸線繞著立架裝置的縱軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，尤其是為了依據(jù)所測(cè)量的風(fēng)向盡可能最優(yōu)地定向轉(zhuǎn)子時(shí)，避免了如下區(qū)域，在該區(qū)域中轉(zhuǎn)子的運(yùn)動(dòng)強(qiáng)烈地影響雷達(dá)系統(tǒng)。當(dāng)轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)軸線繞著立架裝置的縱軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，尤其是為了依據(jù)所測(cè)量的風(fēng)向盡可能最優(yōu)地定向轉(zhuǎn)子時(shí)，不應(yīng)持久地占據(jù)如下區(qū)域，在該區(qū)域中轉(zhuǎn)子的運(yùn)動(dòng)強(qiáng)烈地影響雷達(dá)系統(tǒng)。被避免的區(qū)域相應(yīng)于不應(yīng)被持久占據(jù)的區(qū)域。在轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)軸線依據(jù)風(fēng)向定向時(shí)，可通過(guò)不應(yīng)被持久占據(jù)的區(qū)域。預(yù)先確定轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)軸線可在該區(qū)域中定向的時(shí)間間隔。在該區(qū)域內(nèi)部的位置不應(yīng)被占據(jù)長(zhǎng)于預(yù)先確定的時(shí)間間隔。該時(shí)間間隔例如依據(jù)速度預(yù)先確定，轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)軸線能夠以該速度定向。轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)軸線尤其相應(yīng)于轉(zhuǎn)子軸的縱軸線。該雷達(dá)系統(tǒng)尤其是一種用于探測(cè)氣象系統(tǒng)的氣象雷達(dá)系統(tǒng)或者用于空中交通管制的雷達(dá)系統(tǒng)。尤其避免至少兩個(gè)區(qū)域，在所述兩個(gè)區(qū)域中，轉(zhuǎn)子的運(yùn)動(dòng)在雷達(dá)系統(tǒng)中觸發(fā)類似于天氣現(xiàn)象的感知。由此，在同時(shí)可靠地運(yùn)行雷達(dá)系統(tǒng)時(shí)，風(fēng)輪機(jī)可在一個(gè)或多個(gè)雷達(dá)系統(tǒng)的作用范圍內(nèi)運(yùn)行。在一些實(shí)施方式中，在轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)軸線定向時(shí)不應(yīng)被持久地占據(jù)的區(qū)域依據(jù)雷達(dá)系統(tǒng)和轉(zhuǎn)子輪轂所在的直線來(lái)確定。該直線是在雷達(dá)系統(tǒng)和轉(zhuǎn)子輪轂之間的虛構(gòu)的直接的連接線。雷達(dá)系統(tǒng)的作用范圍尤其是圍繞該直線的區(qū)域。在一些實(shí)施方式中預(yù)先確定絕對(duì)的地理坐標(biāo)，例如在風(fēng)輪機(jī)的位置處的北方。依據(jù)絕對(duì)的地理坐標(biāo)確定在定向時(shí)不應(yīng)被持久地占據(jù)的區(qū)域。這里注意到，通常沒(méi)有用于風(fēng)輪機(jī)的偏航系統(tǒng)的基準(zhǔn)的絕對(duì)角度。因此每個(gè)風(fēng)輪機(jī)的偏航系統(tǒng)的零位置依據(jù)安裝可不同。因此在每個(gè)風(fēng)輪機(jī)的零偏航位置之間的角度可不同，并且因此在零位置和例如地理上的北方的絕對(duì)基準(zhǔn)之間的角度可不同。如果確定了風(fēng)向，——在該風(fēng)向的情況下最優(yōu)的定向位于要避免的區(qū)域中——，那么在一些實(shí)施方式中，轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)軸線在要避免的區(qū)域的邊緣上定向。通常應(yīng)盡可能地避免以斜向迎流運(yùn)行，——在該情況下，轉(zhuǎn)子軸沒(méi)有盡可能最優(yōu)地沿風(fēng)向定向——，因?yàn)橐孕毕蛴鬟\(yùn)行期間，在風(fēng)輪機(jī)上的，尤其在軸承和變速箱上的機(jī)械負(fù)荷比盡可能最優(yōu)地沿風(fēng)向定向時(shí)更高。 如果在一些實(shí)施方式中，轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)軸線在要避免的區(qū)域的邊緣上定向，那么風(fēng)輪機(jī)以斜向迎流運(yùn)行。為了盡可能有效地運(yùn)行風(fēng)輪機(jī)，轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)軸線在該區(qū)域的邊緣上定向，在該邊緣上，斜向迎流尤其相比于該區(qū)域的其他邊緣是最小的。因此，在同時(shí)較小地影響雷達(dá)系統(tǒng)的情況下可以允許風(fēng)輪機(jī)盡可能有效地運(yùn)行。尤其地，在定向期間可能經(jīng)過(guò)要避免的區(qū)域，然而應(yīng)避免在要避免的區(qū)域內(nèi)部長(zhǎng)效地運(yùn)行。在一些實(shí)施方式中，通過(guò)控制裝置為轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速指定第一值作為設(shè)定點(diǎn)值，并且為轉(zhuǎn)子的實(shí)際轉(zhuǎn)速確定第二值，尤其是直接在通過(guò)要避免的區(qū)域之前。用于轉(zhuǎn)速的第一值尤其取決于雷達(dá)系統(tǒng)并且選擇為，使得轉(zhuǎn)子以小于或等于第一值的轉(zhuǎn)速的旋轉(zhuǎn)沒(méi)有不利地或者僅不顯著地影響雷達(dá)系統(tǒng)。第一值尤其相應(yīng)于風(fēng)輪機(jī)的空轉(zhuǎn)運(yùn)行，使得轉(zhuǎn)子在通過(guò)不應(yīng)被持久占據(jù)的區(qū)域時(shí)僅以低轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)子的該轉(zhuǎn)速例如在使用轉(zhuǎn)子葉片變槳系統(tǒng)的情況下調(diào)節(jié)為采用預(yù)先確定的第一值。隨后通過(guò)要避免的區(qū)域。一但轉(zhuǎn)子軸的縱軸線通過(guò)要避免的區(qū)域，那么轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速可根據(jù)風(fēng)速調(diào)節(jié)，并且該轉(zhuǎn)速升高。由此附加地避免了由于通過(guò)要避免的區(qū)域而造成的對(duì)雷達(dá)系統(tǒng)的影響。尤其避免了如下區(qū)域，在該區(qū)域中轉(zhuǎn)子葉片的縱軸線朝向在雷達(dá)系統(tǒng)和轉(zhuǎn)子輪轂之間的連接線，也就是說(shuō)轉(zhuǎn)子軸相對(duì)于連接線橫向地，尤其是呈直角地定向。在其他實(shí)施方式中，避免了這些區(qū)域，在所述區(qū)域中轉(zhuǎn)子葉片的縱向方向橫向于連接線定向，也就是說(shuō)轉(zhuǎn)子軸朝向連接線定向。尤其避免了這些區(qū)域，在所述區(qū)域中轉(zhuǎn)子葉片的縱向方向相對(duì)于連接線呈直角地定向。因此避免了這些區(qū)域，在所述區(qū)域中轉(zhuǎn)子的運(yùn)動(dòng)強(qiáng)烈地影響雷達(dá)系統(tǒng)。在其他實(shí)施方式中，當(dāng)轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)軸線位于在轉(zhuǎn)子軸圍繞立架裝置的縱軸線定向時(shí)不應(yīng)被持久地占據(jù)的區(qū)域中時(shí)，為雷達(dá)系統(tǒng)提供了信息。在一些實(shí)施方式中，該信息通過(guò)風(fēng)輪機(jī)的控制裝置提供。在其他實(shí)施方式中，該信息通過(guò)中央系統(tǒng)提供。例如，該中央系統(tǒng)是用于風(fēng)力田的控制系統(tǒng)，該控制系統(tǒng)收集并且提供有關(guān)風(fēng)力田的相應(yīng)的風(fēng)輪機(jī)的信息。在其他實(shí)施方式中，風(fēng)輪機(jī)設(shè)定用于確定雷達(dá)系統(tǒng)是否是處于運(yùn)轉(zhuǎn)。僅當(dāng)雷達(dá)系統(tǒng)處于運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，不應(yīng)被占據(jù)的區(qū)域才實(shí)際上沒(méi)有被持久地占據(jù)。在一些實(shí)施方式中，雷達(dá)系統(tǒng)的信息通過(guò)雷達(dá)系統(tǒng)提供給風(fēng)輪機(jī)的控制裝置。在其他實(shí)施方式中，該信息通過(guò)雷達(dá)系統(tǒng)提供給中央系統(tǒng)。該中央系統(tǒng)例如是用于風(fēng)力田的控制系統(tǒng)，該控制系統(tǒng)將信息提供給在風(fēng)力田中的多個(gè)風(fēng)輪機(jī)。在一個(gè)實(shí)施方式中，構(gòu)造包括風(fēng)輪機(jī)。此外，該構(gòu)造包括設(shè)定用于實(shí)施用于運(yùn)行根據(jù)實(shí)施方式的風(fēng)輪機(jī)的方法步驟的控制裝置。在一個(gè)實(shí)施方式中，系統(tǒng)包括這種構(gòu)造。此外，該系統(tǒng)包括雷達(dá)系統(tǒng)，其中，風(fēng)輪機(jī)設(shè)置在雷達(dá)系統(tǒng)的作用范圍內(nèi)。該雷達(dá)系統(tǒng)尤其是氣象雷達(dá)系統(tǒng)或者用于空中交通管制的雷達(dá)系統(tǒng)。


示出的元件和它們的相互的尺寸關(guān)系原則上不視為是真實(shí)比例，并且實(shí)際上，為了幫助理解，單個(gè)元件，例如區(qū)域，能夠以過(guò)厚或過(guò)大的尺寸示出。
現(xiàn)在參考附圖描述本發(fā)明，其中圖I示出風(fēng)輪機(jī)的一個(gè)實(shí)施方式示意圖；圖2示出圖I的風(fēng)輪機(jī)的俯視圖以及根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式的雷達(dá)系統(tǒng)；以及圖3示出圖I的風(fēng)輪機(jī)的俯視圖以及根據(jù)另一實(shí)施方式的雷達(dá)系統(tǒng)。
具體實(shí)施例方式圖I示出風(fēng)輪機(jī)100。該風(fēng)輪機(jī)具有基座101，風(fēng)輪機(jī)借助該基座安裝在地基上。立架裝置102與該基座耦聯(lián)。立架裝置102在圖I的Z方向上伸長(zhǎng)。該立架裝置102尤其是塔，例如鋼管形式的塔、鋼筋混凝土形式的塔、桁架形式的塔或夾層形式的塔。吊艙103設(shè)置在立架裝置102的與基座101相對(duì)置的端部108上。該吊艙包括發(fā)電機(jī)104，該發(fā)電機(jī)通過(guò)轉(zhuǎn)子軸105與轉(zhuǎn)子109耦聯(lián)。轉(zhuǎn)子軸105尤其與轉(zhuǎn)子109的轉(zhuǎn)子輪轂106耦聯(lián)。此外，轉(zhuǎn)子109具有與轉(zhuǎn)子輪轂106耦聯(lián)的一個(gè)轉(zhuǎn)子葉片107或者多個(gè)轉(zhuǎn)子葉片107。在運(yùn)行期間，轉(zhuǎn)子109由于風(fēng)而引起旋轉(zhuǎn)，并且該旋轉(zhuǎn)通過(guò)轉(zhuǎn)子軸105傳遞到發(fā)電機(jī)104，該發(fā)電機(jī)將轉(zhuǎn)子109的動(dòng)能轉(zhuǎn)換成電能。
吊艙103與立架裝置102耦聯(lián)成，使得吊艙能夠與轉(zhuǎn)子圍繞立架裝置102的縱軸線轉(zhuǎn)動(dòng)。該吊艙103通過(guò)偏航軸承可轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝在立架裝置102上，使得吊艙103并且由此轉(zhuǎn)子軸105且尤其是轉(zhuǎn)子軸105的縱軸線能夠調(diào)節(jié)成沿風(fēng)向的水平方向。由此可能的是，吊艙103并且尤其是轉(zhuǎn)子109依據(jù)所測(cè)量到的風(fēng)向127定向，使得在借助發(fā)電機(jī)104將風(fēng)的動(dòng)能轉(zhuǎn)換成電能時(shí)獲得高的效率。吊艙103尤其定向成，使得轉(zhuǎn)子軸105朝向所測(cè)得的風(fēng)向定向。為了定向轉(zhuǎn)子，設(shè)有控制裝置113，該控制裝置設(shè)定用于依據(jù)所測(cè)得的風(fēng)向127使轉(zhuǎn)子定向。在一些實(shí)施方式中，控制裝置113是構(gòu)造112的部分，該構(gòu)造包括控制裝置113和風(fēng)輪機(jī)100。例如，在風(fēng)輪機(jī)正常運(yùn)行期間，持續(xù)10分鐘的時(shí)間間隔對(duì)風(fēng)向127進(jìn)行測(cè)量并求平均值，并且用于確定轉(zhuǎn)子輪轂106如何與風(fēng)向?qū)?zhǔn)。該時(shí)間間隔在其他實(shí)施方式中長(zhǎng)于10分鐘，在另外的其他實(shí)施方式中短于10分鐘。在正常運(yùn)行期間，風(fēng)輪機(jī)定向成，以避免或盡可能最小化斜向迎流。為此，風(fēng)輪機(jī)具有用于確定風(fēng)向的裝置，例如用于借助風(fēng)向標(biāo)或者借助用于確定風(fēng)速的和風(fēng)向的水平分量的二維超聲波風(fēng)速計(jì)確定風(fēng)向的傳感器裝置。用于確定風(fēng)向的裝置至少檢測(cè)風(fēng)向127的測(cè)量值并且將這些測(cè)量值傳送到控制裝置113。為了再調(diào)整，控制裝置113將控制信號(hào)繼續(xù)傳送到偏航驅(qū)動(dòng)裝置(沒(méi)有示出)。例如，該信號(hào)可直接繼續(xù)傳送到變頻器，通過(guò)該變頻器提供偏航驅(qū)動(dòng)。圖2示出根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式的具有風(fēng)輪機(jī)100和雷達(dá)系統(tǒng)111的系統(tǒng)110。該圖示出風(fēng)輪機(jī)100的俯視圖。該雷達(dá)系統(tǒng)111尤其是氣象雷達(dá)系統(tǒng)或者是用于監(jiān)控空中交通的空管雷達(dá)系統(tǒng)，該氣象雷達(dá)系統(tǒng)設(shè)計(jì)用于探測(cè)降水、氣象系統(tǒng)的強(qiáng)度和運(yùn)動(dòng)。風(fēng)輪機(jī)100設(shè)置在系統(tǒng)110中的雷達(dá)系統(tǒng)111的作用范圍中。從雷達(dá)系統(tǒng)的發(fā)射和接收天線發(fā)出的電磁波到達(dá)風(fēng)輪機(jī)100。轉(zhuǎn)子109的并且尤其是轉(zhuǎn)子葉片107的運(yùn)動(dòng)由雷達(dá)系統(tǒng)111探測(cè)。轉(zhuǎn)子葉片的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)例如具有由雷達(dá)系統(tǒng)識(shí)別為例如降水的天氣現(xiàn)象的樣式。為了運(yùn)行風(fēng)輪機(jī)100，確定雷達(dá)系統(tǒng)的相對(duì)于風(fēng)輪機(jī)110的位置125。尤其確定直線126，雷達(dá)系統(tǒng)111和轉(zhuǎn)子輪轂106位于該直線上。雷達(dá)系統(tǒng)111的作用范圍在直線126的范圍中。雷達(dá)系統(tǒng)的作用范圍尤其包圍直線126。為了運(yùn)行風(fēng)輪機(jī)100，使得盡可能小影響雷達(dá)系統(tǒng)111的運(yùn)行，更具體地說(shuō)，轉(zhuǎn)子109的運(yùn)動(dòng)在雷達(dá)系統(tǒng)111中造成盡可能少的干擾彳目號(hào)，依據(jù)風(fēng)輪機(jī)100的和雷達(dá)系統(tǒng)111的位置，相互間確定區(qū)域121、122和123、124 (圖3)，在這些區(qū)域中，在轉(zhuǎn)子依據(jù)確定的風(fēng)向127定向時(shí)，轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)軸線的定向，尤其是轉(zhuǎn)子軸105的定向不應(yīng)被持久地占據(jù)。這些區(qū)域121、122和123、124尤其依據(jù)直線126來(lái)確定。在其他實(shí)施方式中，確定少于4個(gè)的區(qū)域，例如2個(gè)區(qū)域，這些區(qū)域在轉(zhuǎn)子軸105依據(jù)確定的風(fēng)向127定向時(shí)被避免。在其他實(shí)施方式中,確定多于4個(gè)的區(qū)域,例如6個(gè)區(qū)域，這些區(qū)域在轉(zhuǎn)子軸105依據(jù)確定的風(fēng)向127定向時(shí)被避免。尤其當(dāng)風(fēng)輪機(jī)設(shè)置在兩個(gè)或者多個(gè)雷達(dá)系統(tǒng)的作用范圍內(nèi)時(shí)是這種情況。此外，在一些實(shí)施方式中通過(guò)測(cè)量確定其他區(qū)域，在這些區(qū)域內(nèi)部，風(fēng)輪機(jī)的運(yùn)行證實(shí)是對(duì)雷達(dá)系統(tǒng)的干擾。例如，依據(jù)在轉(zhuǎn)子軸和直線126之間的角度A來(lái)確定區(qū)域122。角度A對(duì)于區(qū)域122而言是90°。圍繞轉(zhuǎn)子軸的縱向方向的區(qū)域的大小由另一角度C預(yù)先確定。該角度C是在轉(zhuǎn)子軸105圍繞立架裝置102的縱軸線定向時(shí)不應(yīng)被持久占據(jù)的區(qū)域的張角。在一些實(shí)施方式中，這些區(qū)域的張角的大小分別相同。在其他實(shí)施方式中，這些區(qū)域的張角分別不同。角度C表明區(qū)域122的寬度。角度C尤其取決于雷達(dá)系統(tǒng)111以及風(fēng)輪機(jī)100的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，尤其是轉(zhuǎn)子葉片107的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)。角度C被預(yù)先確定為，使得區(qū)域122足夠地大，使得避免了相對(duì)長(zhǎng)時(shí)間間隔地嚴(yán)重干擾雷達(dá)系統(tǒng)。與此類似地確定區(qū)域121和123以及124，為此，角度A的值分別為180° (區(qū)域121)、270° (區(qū)域123)和0° (區(qū)域124)。在其他實(shí)施方式中預(yù)先確定絕對(duì)的地理坐標(biāo)128，例如北方。絕對(duì)的地理坐標(biāo)128例如在裝配風(fēng)輪機(jī)時(shí)確定并且儲(chǔ)存在控制裝置113中。在這些實(shí)施方式中，區(qū)域121、122、123和124依據(jù)絕對(duì)的地理坐標(biāo)128確定。在此，在絕對(duì)的地理坐標(biāo)128和直線126之間確定角度B。由角度B-90。獲得區(qū)域122，使得在轉(zhuǎn)子軸105的縱向方向和絕對(duì)的地理坐標(biāo)128的方向之間構(gòu)成角度D。相應(yīng)地由角度B+90°獲得區(qū)域121，使得在絕對(duì)的地理坐標(biāo)128和區(qū)域121的中心之間構(gòu)成角度E。區(qū)域124的中心與絕對(duì)的地理坐標(biāo)128構(gòu)成角度B。區(qū)域123的中心由角度B+180。獲得。因此區(qū)域121和122確定為，使得轉(zhuǎn)子輪轂105沒(méi)有經(jīng)更長(zhǎng)的時(shí)間間隔定向，以致轉(zhuǎn)子葉片107的縱向方向指向直線126的方向。在此，較長(zhǎng)的時(shí)間間隔涉及不顯著地長(zhǎng)于用于定向風(fēng)輪機(jī)的偏航位置所需的時(shí)間間隔。這些區(qū)域確定為，使得直線126沒(méi)有經(jīng)更長(zhǎng)的時(shí)間間隔在轉(zhuǎn)子葉片的旋轉(zhuǎn)平面中定向。區(qū)域121和122預(yù)先確定了用于轉(zhuǎn)子軸105的要避免的定向，在該定向中轉(zhuǎn)子葉片107的縱向方向朝向直線126的方向。圖3示出在圖2中所示的系統(tǒng)110的經(jīng)旋轉(zhuǎn)的俯視圖。區(qū)域123和124分別預(yù)先確定用于轉(zhuǎn)子軸105的定向的區(qū)域，在這些區(qū)域中轉(zhuǎn)子葉片107的縱向方向橫向于直線126。避免了轉(zhuǎn)子軸105在區(qū)域123和124中的定向，從而避免了轉(zhuǎn)子109的定向，在該定向中轉(zhuǎn)子葉片的縱向方向橫向于直線126。這避免轉(zhuǎn)子軸的持久的定向，在該定向中風(fēng)輪機(jī)的立架裝置102周期地由于轉(zhuǎn)子葉片107的運(yùn)動(dòng)相對(duì)于雷達(dá)系統(tǒng)111的撞到風(fēng)輪機(jī)100上的雷達(dá)信號(hào)被遮蔽，并且由此散射的次級(jí)信號(hào)隨時(shí)間強(qiáng)烈地變化，由此強(qiáng)烈地影響雷達(dá)系統(tǒng)111。如果依據(jù)風(fēng)向127確定風(fēng)輪機(jī)的最優(yōu)的定向，——在該定向中轉(zhuǎn)子軸105在區(qū)域121、122、123或124中的一個(gè)中定向——，那么控制裝置113使轉(zhuǎn)子軸105在相應(yīng)的區(qū)域的邊緣上，例如在區(qū)域122的邊緣129上定向。因此，風(fēng)輪機(jī)盡可能接近最優(yōu)定向地并且因此有效地運(yùn)行。同時(shí)風(fēng)輪機(jī)較少地影響該雷達(dá)系統(tǒng)111。
在一些實(shí)施方式中，當(dāng)在轉(zhuǎn)子軸105定向期間通過(guò)要避免的區(qū)域121、122、123或124中的一個(gè)時(shí)，風(fēng)輪機(jī)，尤其是控制裝置113，設(shè)定用于為雷達(dá)系統(tǒng)111提供信息。在轉(zhuǎn)子107的旋轉(zhuǎn)平面橫向于風(fēng)向127定向時(shí)，可能的是，轉(zhuǎn)子軸105可以暫時(shí)地位于要避免的區(qū)域121、122、123或124中的一個(gè)中。雷達(dá)系統(tǒng)在這段時(shí)間依據(jù)可獲得的信息考慮由于風(fēng)輪機(jī)造成的干擾。雷達(dá)系統(tǒng)111例如在轉(zhuǎn)子輪轂105位于要避免的區(qū)域中的一個(gè)中時(shí)不評(píng)估雷達(dá)信號(hào)。
例如，如果區(qū)域122的張角C為16°，也就是說(shuō)從_8°到+8°，并且風(fēng)輪機(jī)如此地運(yùn)行，使得它沿相對(duì)于區(qū)域122的中心+9°的方向定向，并且如果經(jīng)10分鐘的時(shí)間間隔確定風(fēng)向平均地調(diào)節(jié)到相對(duì)于區(qū)域122的中心的-9°，那么允許再調(diào)整轉(zhuǎn)子輪轂105穿過(guò)要避免的區(qū)域122。例如，如果確定風(fēng)向平均地調(diào)節(jié)到相對(duì)于區(qū)域122的中心的-2°，那么將渦輪機(jī)的定向再調(diào)整到-8°，也就是說(shuō)再調(diào)整到區(qū)域122的最靠近的邊緣129。在考慮到要避免的區(qū)域的情況下，這使斜向迎流最小化。避免轉(zhuǎn)子軸105至少在區(qū)域121、122、123和124中定向允許風(fēng)輪機(jī)100以盡可能小地影響雷達(dá)系統(tǒng)111的方式運(yùn)行。由于避免了轉(zhuǎn)子的這些定向，——在這些定向中轉(zhuǎn)子葉片的運(yùn)動(dòng)強(qiáng)烈地干擾雷達(dá)系統(tǒng)111的運(yùn)行——，因此實(shí)現(xiàn)了雷達(dá)系統(tǒng)111的可靠的運(yùn)行和風(fēng)輪機(jī)100的同時(shí)有效的運(yùn)行。應(yīng)理解的是，前面的描述是本發(fā)明的優(yōu)選的實(shí)施方式，并且不同的變化和變型沒(méi)有背離在本申請(qǐng)中限定的本發(fā)明的精神和范圍。
權(quán)利要求
1.一種用于運(yùn)行風(fēng)輪機(jī)的方法，包括步驟 -提供風(fēng)輪機(jī)，所述風(fēng)輪機(jī)包括細(xì)長(zhǎng)的立架裝置、能旋轉(zhuǎn)地安裝在所述立架裝置上的發(fā)電機(jī)和通過(guò)轉(zhuǎn)子輪轂與所述發(fā)電機(jī)耦聯(lián)的具有細(xì)長(zhǎng)的轉(zhuǎn)子葉片的轉(zhuǎn)子； -確定雷達(dá)系統(tǒng)相對(duì)于所述風(fēng)輪機(jī)的位置； -依據(jù)確定的所述位置確定用于所述轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)軸線的朝向所述發(fā)電機(jī)的方向的定向的至少一個(gè)區(qū)域，所述區(qū)域在所述旋轉(zhuǎn)軸線圍繞所述細(xì)長(zhǎng)的立架裝置的縱軸線定向時(shí)不應(yīng)被持久地占據(jù)；以及 -運(yùn)行所述風(fēng)輪機(jī)，其中，在所述轉(zhuǎn)子的所述旋轉(zhuǎn)軸線圍繞所述細(xì)長(zhǎng)的立架裝置的所述縱軸線定向時(shí)，至少一個(gè)確定的所述區(qū)域不被持久地占據(jù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I的方法，還包括 -依據(jù)在所述轉(zhuǎn)子的所述旋轉(zhuǎn)軸線和所述雷達(dá)系統(tǒng)及所述轉(zhuǎn)子輪轂所位于的直線之間的角度(A)，確定在定向時(shí)不應(yīng)被持久地占據(jù)的所述區(qū)域。
3.根據(jù)權(quán)利要求I的方法，還包括 -預(yù)先確定絕對(duì)的地理坐標(biāo)；以及 -依據(jù)在所述絕對(duì)的地理坐標(biāo)和所述雷達(dá)系統(tǒng)及所述轉(zhuǎn)子輪轂所位于的直線之間的角度(B)，確定在定向時(shí)不應(yīng)被持久地占據(jù)的所述區(qū)域。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的方法，還包括 -依據(jù)在所述絕對(duì)的地理坐標(biāo)和所述雷達(dá)系統(tǒng)及所述轉(zhuǎn)子輪轂所位于的所述直線之間的角度(B)，確定在所述絕對(duì)的地理坐標(biāo)和所述轉(zhuǎn)子的所述旋轉(zhuǎn)軸線之間的角度(F);以及 -依據(jù)在所述絕對(duì)的地理坐標(biāo)和所述轉(zhuǎn)子的所述旋轉(zhuǎn)軸線之間的所述角度(F)，確定在定向時(shí)不應(yīng)被持久地占據(jù)的所述區(qū)域。
5.根據(jù)權(quán)利要求2的方法，還包括步驟確定另一區(qū)域，所述另一區(qū)域在所述轉(zhuǎn)子的所述旋轉(zhuǎn)軸線圍繞所述立架裝置的所述縱軸線定向時(shí)不應(yīng)被持久地占據(jù)，所述區(qū)域和所述另一區(qū)域分別確定為，使得所述轉(zhuǎn)子葉片的縱向方向朝向所述雷達(dá)系統(tǒng)和所述轉(zhuǎn)子輪轂所位于的所述直線的方向定向。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的方法，其中，確定另外的兩個(gè)區(qū)域，所述兩個(gè)區(qū)域在所述轉(zhuǎn)子的所述旋轉(zhuǎn)軸線圍繞所述立架裝置的所述縱軸線定向時(shí)被避免，所述兩個(gè)區(qū)域確定為，使得所述轉(zhuǎn)子葉片的所述縱向方向橫向于所述雷達(dá)系統(tǒng)和所述轉(zhuǎn)子輪轂所位于的所述直線定向。
7.根據(jù)權(quán)利要求I的方法，還包括步驟 -確定在所述風(fēng)輪機(jī)上流過(guò)的風(fēng)的風(fēng)向； -依據(jù)確定的風(fēng)向確定用于所述轉(zhuǎn)子的所述旋轉(zhuǎn)軸線的定向的值；以及 -當(dāng)確定的所述值位于在所述轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)軸線圍繞所述立架裝置的縱軸線定向時(shí)不應(yīng)被持久地占據(jù)的所述區(qū)域中時(shí)，將所述轉(zhuǎn)子的所述旋轉(zhuǎn)軸線定向在所述轉(zhuǎn)子的所述旋轉(zhuǎn)軸線圍繞所述立架裝置的所述縱軸線定向時(shí)不應(yīng)被持久地占據(jù)的所述區(qū)域的邊緣上。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的方法，其中，將所述轉(zhuǎn)子的所述旋轉(zhuǎn)軸線定向在所述區(qū)域的所述邊緣上，在所述邊緣上斜向迎流最小。
9.根據(jù)權(quán)利要求7的方法，還包括步驟當(dāng)所述轉(zhuǎn)子的所述旋轉(zhuǎn)軸線位于在所述轉(zhuǎn)子的所述旋轉(zhuǎn)軸線圍繞所述立架裝置的所述縱軸線定向時(shí)不應(yīng)被持久地占據(jù)所述區(qū)域中時(shí)，為所述雷達(dá)系統(tǒng)提供信息。
10.根據(jù)權(quán)利要求7的方法，還包括步驟 -通過(guò)控制裝置指定所述轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速的第一值作為設(shè)定點(diǎn)值； -通過(guò)所述控制裝置確定用于所述轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速的第二值作為實(shí)際值； -將所述轉(zhuǎn)子的所述轉(zhuǎn)速的所述第二值與用于所述轉(zhuǎn)子的所述轉(zhuǎn)速的所述第一值比較； -如果所述轉(zhuǎn)子的所述轉(zhuǎn)速的所述第二值大于或等于所述轉(zhuǎn)子的所述轉(zhuǎn)速的所述第一值，那么改變所述轉(zhuǎn)子的所述轉(zhuǎn)速。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的方法，還包括步驟將所述轉(zhuǎn)子的所述轉(zhuǎn)速改變成小于或等于所述轉(zhuǎn)速的所述第一值。
12.根據(jù)權(quán)利要求10的方法，其中所述轉(zhuǎn)速的所述第一值相應(yīng)于空轉(zhuǎn)運(yùn)行期間所述轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速。
13.根據(jù)權(quán)利要求12的方法，還包括步驟當(dāng)在改變所述轉(zhuǎn)子的所述轉(zhuǎn)速之后，所述轉(zhuǎn)子的所述旋轉(zhuǎn)軸線在所述旋轉(zhuǎn)軸線圍繞所述立架裝置的所述縱軸線定向時(shí)不應(yīng)被持久地占據(jù)的至少一個(gè)所述區(qū)域外部定向時(shí)，依據(jù)包括所測(cè)量的風(fēng)速和/或所述轉(zhuǎn)子的所述轉(zhuǎn)速的操作變量來(lái)調(diào)節(jié)所述轉(zhuǎn)子的所述轉(zhuǎn)速。
14.一種構(gòu)造，包括 -風(fēng)輪機(jī)，所述風(fēng)輪機(jī)具有細(xì)長(zhǎng)的立架裝置、轉(zhuǎn)子輪轂、能旋轉(zhuǎn)地安裝在所述立架裝置上的發(fā)電機(jī)和通過(guò)所述轉(zhuǎn)子輪轂與所述發(fā)電機(jī)耦聯(lián)的轉(zhuǎn)子；以及 -用于所述風(fēng)輪機(jī)的控制裝置，所述控制裝置設(shè)定用于確定雷達(dá)系統(tǒng)相對(duì)于所述風(fēng)輪機(jī)的位置；依據(jù)確定的位置確定用于所述轉(zhuǎn)子的所述旋轉(zhuǎn)軸線朝向所述發(fā)電機(jī)的方向的定向的至少一個(gè)區(qū)域，所述區(qū)域在所述轉(zhuǎn)子的所述旋轉(zhuǎn)軸線圍繞所述立架裝置的所述縱軸線定向時(shí)不應(yīng)被持久地占據(jù)；以及控制所述風(fēng)輪機(jī)，使得至少一個(gè)確定的所述區(qū)域在所述轉(zhuǎn)子的所述旋轉(zhuǎn)軸線圍繞所述立架裝置的所述縱軸線定向時(shí)不被持久地占據(jù)。
15.—種系統(tǒng),具有 -包括風(fēng)輪機(jī)的構(gòu)造，所述風(fēng)輪機(jī)具有細(xì)長(zhǎng)的立架裝置、轉(zhuǎn)子輪轂、能旋轉(zhuǎn)地安裝在所述立架裝置上的發(fā)電機(jī)和通過(guò)所述轉(zhuǎn)子輪轂與所述發(fā)電機(jī)耦聯(lián)的轉(zhuǎn)子； -用于所述風(fēng)輪機(jī)的控制裝置，所述控制裝置設(shè)定用于確定雷達(dá)系統(tǒng)相對(duì)于所述風(fēng)輪機(jī)的位置；依據(jù)確定的位置確定用于所述轉(zhuǎn)子的所述旋轉(zhuǎn)軸線朝向所述發(fā)電機(jī)的方向的定向的至少一個(gè)區(qū)域，所述區(qū)域在所述轉(zhuǎn)子的所述旋轉(zhuǎn)軸線圍繞所述立架裝置的所述縱軸線定向時(shí)不應(yīng)被持久地占據(jù)；以及控制所述風(fēng)輪機(jī)，使得至少一個(gè)確定的所述區(qū)域在所述轉(zhuǎn)子的所述旋轉(zhuǎn)軸線圍繞所述立架裝置的所述縱軸線定向時(shí)不被持久地占據(jù)；以及， -雷達(dá)系統(tǒng)，其中，所述風(fēng)輪機(jī)設(shè)置在所述雷達(dá)系統(tǒng)的作用范圍內(nèi)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于運(yùn)行風(fēng)輪機(jī)(100)的方法，其中，提供風(fēng)輪機(jī)，其具有細(xì)長(zhǎng)的立架裝置(102)；可旋轉(zhuǎn)地安裝在立架裝置上的發(fā)電機(jī)(104)；通過(guò)轉(zhuǎn)子輪轂(106)與發(fā)電機(jī)耦聯(lián)的轉(zhuǎn)子(109)，以及一種具有細(xì)長(zhǎng)的轉(zhuǎn)子葉片(107)的風(fēng)輪機(jī)。確定雷達(dá)系統(tǒng)(111)相對(duì)于風(fēng)輪機(jī)的位置(125)，并且依據(jù)確定的位置為轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)軸線確定至少一個(gè)區(qū)域(121，122，123，124)，所述區(qū)域在轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)軸線圍繞立架裝置的縱軸線定向時(shí)不應(yīng)被持久地占據(jù)。風(fēng)輪機(jī)以至少一個(gè)確定的區(qū)域(121，122，123，124)運(yùn)行，所述區(qū)域在轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)軸線圍繞立架裝置的縱軸線定向時(shí)不被持久地占據(jù)。
文檔編號(hào)G01S13/91GK102619689SQ20121002027
公開(kāi)日2012年8月1日 申請(qǐng)日期2012年1月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月28日
發(fā)明者烏爾里?！す匪? 格爾德·霍斯, 沃爾克·阿爾特, 紀(jì)堯姆·斯坦梅茨 申請(qǐng)人:德國(guó)恩德能源有限公司