風(fēng)能設(shè)備和用于控制風(fēng)能設(shè)備或風(fēng)力發(fā)電廠的方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種風(fēng)能設(shè)備(100)，所述風(fēng)能設(shè)備具有：吊艙(104)和轉(zhuǎn)子(106)；第一和/或第二微波技術(shù)和/或雷達(dá)技術(shù)測(cè)量單元(1100，1200)以用于發(fā)送微波和/或雷達(dá)波并且用于檢測(cè)微波和/或雷達(dá)波的反射，以便檢測(cè)風(fēng)數(shù)據(jù)和/或氣象學(xué)數(shù)據(jù)或關(guān)于在所述風(fēng)能設(shè)備(100)前方和/或后方的風(fēng)場(chǎng)的信息；和風(fēng)能設(shè)備的控制機(jī)構(gòu)，所述控制機(jī)構(gòu)根據(jù)由第一和/或第二測(cè)量單元(1100，1200)檢測(cè)到的數(shù)據(jù)來(lái)控制風(fēng)能設(shè)備(100)的運(yùn)行。
【專(zhuān)利說(shuō)明】風(fēng)能設(shè)備和用于控制風(fēng)能設(shè)備或風(fēng)力發(fā)電廠的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種風(fēng)能設(shè)備和一種用于控制或調(diào)節(jié)風(fēng)能設(shè)備或風(fēng)力發(fā)電廠的方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 為了控制或調(diào)節(jié)風(fēng)能設(shè)備有利的是，變量例如風(fēng)速或氣象學(xué)特征值是已知的。對(duì) 風(fēng)力狀況的變量的測(cè)量進(jìn)行得越好并且越準(zhǔn)確，風(fēng)能設(shè)備越能夠更好地適應(yīng)于所述變量。
[0003] EP 1 432 911 B1示出一種基于S0DAR(聲雷達(dá)）系統(tǒng)的用于風(fēng)能設(shè)備的預(yù)警系 統(tǒng)，所述S0DAR系統(tǒng)安裝在風(fēng)能設(shè)備的吊艙上并且檢測(cè)在風(fēng)能設(shè)備的轉(zhuǎn)子前方的區(qū)域。借 助于S0DAR系統(tǒng)能夠檢測(cè)在風(fēng)能設(shè)備前方的風(fēng)力狀況并且風(fēng)能設(shè)備的控制或調(diào)節(jié)能夠相 應(yīng)地進(jìn)行匹配。
[0004] JP 2002 152975 A示出一種風(fēng)能設(shè)備和單獨(dú)設(shè)置的雷達(dá)單元以用于檢測(cè)風(fēng)矢量。
[0005] EP 1 770 278 A2示出一種用于控制風(fēng)能設(shè)備的系統(tǒng)。借助于光探測(cè)與測(cè)距裝置 LIDAR通過(guò)檢測(cè)所發(fā)射的光的反射或散射來(lái)檢測(cè)在風(fēng)能設(shè)備前方的風(fēng)速并且相應(yīng)地控制風(fēng) 能設(shè)備。
[0006] US 6, 166, 661不出一種用于具有雷達(dá)系統(tǒng)的飛機(jī)的冰檢測(cè)系統(tǒng)。
[0007] US 2002/0067274 A1示出一種用于借助于雷達(dá)單元檢測(cè)冰雹的方法，其中雷達(dá)單 元用于檢測(cè)和跟蹤冰雹。如果檢測(cè)到冰雹，那么產(chǎn)生報(bào)警信號(hào)并且轉(zhuǎn)子葉片的位置能夠相 應(yīng)地改變。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本發(fā)明的目的是，提出一種風(fēng)能設(shè)備和一種用于控制或調(diào)節(jié)風(fēng)能設(shè)備或風(fēng)力發(fā)電 廠的方法，這能夠?qū)崿F(xiàn)更好地匹配于風(fēng)能設(shè)備周?chē)臍庀髮W(xué)特征值或風(fēng)力狀況。
[0009] 所述目的通過(guò)根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)能設(shè)備和根據(jù)權(quán)利要求5所所述的用于控 制風(fēng)能設(shè)備或風(fēng)力發(fā)電廠的方法得以實(shí)現(xiàn)。
[0010] 因此，設(shè)有具有吊艙、轉(zhuǎn)子、旋轉(zhuǎn)部、第一和/或第二微波技術(shù)和/或雷達(dá)技術(shù)測(cè)量 單元的風(fēng)能設(shè)備以用于發(fā)送微波和/或雷達(dá)波并且用于檢測(cè)微波和/或雷達(dá)波的反射，以 便檢測(cè)風(fēng)數(shù)據(jù)和/或氣象學(xué)數(shù)據(jù)或關(guān)于在風(fēng)能設(shè)備前方和/或后方的風(fēng)場(chǎng)的信息。風(fēng)能設(shè) 備同樣具有調(diào)節(jié)器，所述調(diào)節(jié)器根據(jù)由第一和/或第二測(cè)量單元檢測(cè)到的數(shù)據(jù)來(lái)控制風(fēng)能 設(shè)備的運(yùn)行。第一和/或第二微波技術(shù)和/或雷達(dá)技術(shù)測(cè)量單元設(shè)置在吊艙和/或旋轉(zhuǎn)部 上。
[0011] 本發(fā)明基于的思想是，在風(fēng)能設(shè)備的吊艙上或在旋轉(zhuǎn)部（風(fēng)能設(shè)備的轉(zhuǎn)動(dòng)的部 分）的區(qū)域中設(shè)有測(cè)量單元，所述測(cè)量單元借助于微波技術(shù)或雷達(dá)技術(shù)檢測(cè)在風(fēng)能設(shè)備前 方和/或后方的風(fēng)力狀況或氣象學(xué)情況。由測(cè)量單元檢測(cè)到的風(fēng)數(shù)據(jù)和/或氣象學(xué)數(shù)據(jù)能 夠轉(zhuǎn)發(fā)給風(fēng)能設(shè)備的控制機(jī)構(gòu)。風(fēng)能設(shè)備的控制機(jī)構(gòu)能夠基于前饋原理，使得風(fēng)能設(shè)備的 運(yùn)行能夠基于由測(cè)量單元檢測(cè)到的風(fēng)數(shù)據(jù)進(jìn)行匹配，例如以便最大化產(chǎn)量或最小化在風(fēng)能 設(shè)備上的負(fù)荷。
[0012] 借助于微波技術(shù)或雷達(dá)技術(shù)測(cè)量單元能夠確定渦流、斜向入流、后尾流 (]\achlaufstr6mung)、風(fēng)切變、風(fēng)改向、風(fēng)向和/或風(fēng)速。
[0013] 根據(jù)本發(fā)明能夠?qū)⒂蓽y(cè)量單元檢測(cè)到的風(fēng)數(shù)據(jù)用于風(fēng)能設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)控，并且能 夠相應(yīng)地匹配風(fēng)能設(shè)備的模型。
[0014] 根據(jù)本發(fā)明能夠?qū)⒂蓽y(cè)量單元檢測(cè)到的風(fēng)數(shù)據(jù)用于控制風(fēng)力發(fā)電廠中的風(fēng)能設(shè) 備。
[0015] 根據(jù)本發(fā)明的另一方面，風(fēng)數(shù)據(jù)能夠用于轉(zhuǎn)子葉片的結(jié)構(gòu)監(jiān)控。
[0016] 氣象學(xué)特征值例如能夠是風(fēng)速（例如具有其水平分量），推導(dǎo)出的值例如風(fēng)速分 布（風(fēng)切變）、渦流、標(biāo)準(zhǔn)方差/平均風(fēng)速、斜向入流（具有堅(jiān)直分量的風(fēng)速）、風(fēng)向、在轉(zhuǎn)子 圓面之上的風(fēng)轉(zhuǎn)動(dòng)分布（風(fēng)改向）、空氣壓力、空氣溫度、空氣濕度、空氣密度、降水種類(lèi)、云 層密度、視域和/或總輻射。
[0017] 本發(fā)明的其他設(shè)計(jì)方案是從屬權(quán)利要求的主題。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0018] 在下文中，參照附圖詳細(xì)闡述本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和實(shí)施例。
[0019] 圖1示出根據(jù)第一實(shí)施例的風(fēng)能設(shè)備的示意圖，
[0020] 圖2示出根據(jù)第二實(shí)施例的風(fēng)能設(shè)備的示意圖，
[0021] 圖3示出根據(jù)第三實(shí)施例的風(fēng)能設(shè)備的前饋控制機(jī)構(gòu)的示意圖，
[0022] 圖4示出根據(jù)第四實(shí)施例的風(fēng)能設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)控的示意圖，
[0023] 圖5示出根據(jù)第五實(shí)施例的風(fēng)能設(shè)備的模型優(yōu)化的示意圖，
[0024] 圖6示出根據(jù)第六實(shí)施例的風(fēng)力發(fā)電廠的示意方塊圖，
[0025] 圖7示出根據(jù)第七實(shí)施例的中央風(fēng)力發(fā)電廠調(diào)節(jié)裝置的示意圖，
[0026] 圖8示出根據(jù)第八實(shí)施例的風(fēng)能設(shè)備的示意圖，
[0027] 圖9示出根據(jù)第九實(shí)施例的風(fēng)能設(shè)備的示意圖，
[0028] 圖10示出根據(jù)本發(fā)明的風(fēng)能設(shè)備的示意圖，
[0029] 圖11示出根據(jù)本發(fā)明的風(fēng)能設(shè)備的另一示意圖，
[0030] 圖12示出根據(jù)本發(fā)明的風(fēng)能設(shè)備的另一示意圖，以及
[0031] 圖13示出用于根據(jù)本發(fā)明的風(fēng)能設(shè)備的多個(gè)測(cè)量場(chǎng)的示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0032] 對(duì)風(fēng)結(jié)構(gòu)的預(yù)測(cè)表示減少風(fēng)能設(shè)備的和尤其風(fēng)能設(shè)備的轉(zhuǎn)子的由風(fēng)造成的空氣 動(dòng)力學(xué)負(fù)荷的可能性。在此，轉(zhuǎn)子的迎角（俯仰角）例如能夠相應(yīng)地變化。借助于對(duì)風(fēng)結(jié) 構(gòu)的預(yù)測(cè)例如通過(guò)根據(jù)本發(fā)明的微波技術(shù)或雷達(dá)技術(shù)測(cè)量單元也能夠?qū)嵤┯糜陲L(fēng)能設(shè)備 以及多個(gè)風(fēng)能設(shè)備的風(fēng)力發(fā)電廠的產(chǎn)量?jī)?yōu)化、聲音優(yōu)化、結(jié)構(gòu)監(jiān)控等。
[0033]圖1示出根據(jù)第一實(shí)施例的風(fēng)能設(shè)備100的示意圖。在圖1中示出具有塔102和 吊艙104的風(fēng)能設(shè)備100。在吊艙104上設(shè)置有具有三個(gè)轉(zhuǎn)子葉片108和旋轉(zhuǎn)部110的轉(zhuǎn) 子106。轉(zhuǎn)子106在運(yùn)行時(shí)通過(guò)風(fēng)而處于轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)并且由此驅(qū)動(dòng)吊艙104中的發(fā)電機(jī)。轉(zhuǎn) 子葉片108的迎角（俯仰角）是能調(diào)節(jié)的。在吊艙104上能夠設(shè)有微波或雷達(dá)技術(shù)測(cè)量單 元1100和/或在旋轉(zhuǎn)部110上同樣能夠設(shè)有另一微波和/或雷達(dá)技術(shù)測(cè)量單元1200。所 述測(cè)量單元1100、1200用于檢測(cè)在風(fēng)能設(shè)備100前方的風(fēng)力狀況（在測(cè)量單元1200的情 況下）或檢測(cè)在風(fēng)能設(shè)備100前方和后方的風(fēng)力狀況（借助于測(cè)量單元1100)。
[0034] 圖2示出根據(jù)第二實(shí)施例的風(fēng)能設(shè)備的示意圖。根據(jù)圖2的風(fēng)能設(shè)備（第二實(shí)施 例）能夠?qū)?yīng)于圖1的根據(jù)第一實(shí)施例的風(fēng)能設(shè)備。在風(fēng)能設(shè)備的吊艙104上設(shè)有微波或 雷達(dá)技術(shù)測(cè)量單元1100。測(cè)量單元1100能夠發(fā)送雷達(dá)波和/或微波并且檢測(cè)所述雷達(dá)波 或微波的反射，以便由此推導(dǎo)出對(duì)在風(fēng)能設(shè)備前方和后方的風(fēng)力狀況和/或氣象學(xué)情況的 認(rèn)知。尤其，將測(cè)量單元1100設(shè)置在吊艙104上（即設(shè)備的不轉(zhuǎn)動(dòng)的部分）能夠?qū)崿F(xiàn)檢測(cè) 在風(fēng)能設(shè)備100的前方以及后方的風(fēng)力狀況。在風(fēng)能設(shè)備100后方的風(fēng)力狀況也能夠是有 意義的，因?yàn)樗鲲L(fēng)能設(shè)備能夠此外給出關(guān)于動(dòng)能轉(zhuǎn)換為轉(zhuǎn)子葉片108的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的效率 的信息。
[0035] 如果微波或雷達(dá)技術(shù)測(cè)量單元1200設(shè)置在風(fēng)能設(shè)備100的旋轉(zhuǎn)部110上，那么能 夠進(jìn)行對(duì)風(fēng)能設(shè)備前方的風(fēng)力狀況的檢測(cè)。根據(jù)第二實(shí)施例，能夠借助于測(cè)量單元1100、 1200和調(diào)節(jié)器30檢測(cè)渦流、斜向入流、后尾流、風(fēng)切變、風(fēng)改向、風(fēng)向和風(fēng)速。在此，風(fēng)改向 是關(guān)于高度的風(fēng)向轉(zhuǎn)動(dòng)并且風(fēng)切變是關(guān)于高度的風(fēng)力分布。所述測(cè)量值能夠借助于測(cè)量單 元1100U200檢測(cè)并且轉(zhuǎn)發(fā)給風(fēng)能設(shè)備的控制機(jī)構(gòu)，所述控制機(jī)構(gòu)能夠相應(yīng)地匹配風(fēng)能設(shè) 備的控制規(guī)則。
[0036] 圖3示出根據(jù)第三實(shí)施例的風(fēng)能設(shè)備的前饋調(diào)節(jié)器300的示意圖。根據(jù)第三實(shí)施 例的風(fēng)能設(shè)備100能夠基于根據(jù)第一或第二實(shí)施例的風(fēng)能設(shè)備100。尤其，在圖3中示出 風(fēng)能設(shè)備的調(diào)節(jié)器300。根據(jù)第三實(shí)施例的風(fēng)能設(shè)備100還具有微波技術(shù)或雷達(dá)技術(shù)測(cè)量 單元1100或1200。由測(cè)量單元1100、1200確定的數(shù)據(jù)能夠在調(diào)節(jié)器300的數(shù)據(jù)處理單元 320中進(jìn)行處理。風(fēng)能設(shè)備100的調(diào)節(jié)器300能夠具有前饋調(diào)節(jié)器330、路段模型單元370、 擾動(dòng)模型單元340、控制器350和轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)電路380。
[0037] 從由測(cè)量單元1200檢測(cè)到的風(fēng)場(chǎng)數(shù)據(jù)或風(fēng)數(shù)據(jù)和/或氣象學(xué)數(shù)據(jù)中能夠確定對(duì) 于在風(fēng)場(chǎng)中的擾動(dòng)效應(yīng)表征的參數(shù)。如果事先已知擾動(dòng)，那么能夠借助于前饋控制機(jī)構(gòu)抵 抗擾動(dòng)效應(yīng)。測(cè)量單元1200能夠如已經(jīng)在上文中描述的那樣確定風(fēng)速、風(fēng)向、風(fēng)切變、風(fēng)改 向、后尾流、渦流和/或斜向入流。在擾動(dòng)模型單元340中存儲(chǔ)有擾動(dòng)特性并且在路段模型 單元370中存儲(chǔ)有風(fēng)能設(shè)備的模型。
[0038] 基于測(cè)量單元1200的測(cè)量數(shù)據(jù)能夠確定調(diào)節(jié)值iGF(s)的取向。這能夠在前饋調(diào) 節(jié)器330中進(jìn)行。在擾動(dòng)模型單元340中，能夠?qū)_動(dòng)值在過(guò)程輸出端上的成像進(jìn)行模型 化。借助于擾動(dòng)模型單元340能夠進(jìn)行擾動(dòng)值補(bǔ)償。擾動(dòng)值的補(bǔ)償能夠經(jīng)由轉(zhuǎn)子葉片的迎 角通過(guò)前饋調(diào)節(jié)（向前調(diào)節(jié)）進(jìn)行。對(duì)于設(shè)定調(diào)節(jié)角替選地或附加地也能夠執(zhí)行轉(zhuǎn)子葉片 的輪廓變化（即轉(zhuǎn)子葉片的主動(dòng)變化以用于調(diào)節(jié)間距）。調(diào)節(jié)器350用于使調(diào)節(jié)規(guī)則匹配 以將優(yōu)化目的映射到調(diào)節(jié)可能性。在調(diào)節(jié)器350中能夠設(shè)有用于入流角以及其他調(diào)節(jié)值的 變化規(guī)則。
[0039] 為了改進(jìn)擾動(dòng)傳遞函數(shù)能夠援引在風(fēng)能設(shè)備的位置處的風(fēng)結(jié)構(gòu)以及氣象學(xué)特性。
[0040] 為了優(yōu)化前饋調(diào)節(jié)器330能夠可選地進(jìn)行傳遞函數(shù)F(s)的匹配。換言之，傳遞函 數(shù)F(s)的參數(shù)能夠根據(jù)測(cè)量單元1200或1100的在數(shù)據(jù)處理單元320中處理的測(cè)量數(shù)據(jù) 進(jìn)行匹配。由此，能夠?qū)崿F(xiàn)擾動(dòng)值的適應(yīng)補(bǔ)償。
[0041] 圖4示出在根據(jù)第四實(shí)施例的風(fēng)能設(shè)備中的狀態(tài)監(jiān)控的示意圖。根據(jù)第四實(shí)施例 能夠?qū)y(cè)量單元1100、1200的測(cè)量數(shù)據(jù)用于風(fēng)能設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)控單元410或其部件。風(fēng)能 設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)控單元410是必需的，以便此外減少設(shè)備停工時(shí)間。此外，狀態(tài)監(jiān)控能夠用于 進(jìn)一步開(kāi)發(fā)風(fēng)能設(shè)備。狀態(tài)監(jiān)控能夠用于風(fēng)能設(shè)備的轉(zhuǎn)子葉片、吊艙、轉(zhuǎn)子和/或塔。
[0042] 測(cè)量單元1100U200的測(cè)量數(shù)據(jù)能夠存儲(chǔ)在風(fēng)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元430中。借助于葉片 應(yīng)力測(cè)量單元470能夠檢測(cè)轉(zhuǎn)子葉片108的實(shí)際應(yīng)力。存儲(chǔ)在風(fēng)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元430中的風(fēng) 數(shù)據(jù)被輸送給風(fēng)能設(shè)備模型單元420,所述風(fēng)能設(shè)備模型單元將數(shù)據(jù)插入到模型中。在比較 單元460中將模型單元420的輸出信號(hào)與葉片應(yīng)力測(cè)量單元470的輸出信號(hào)比較。如果不 能確定差別，那么模型對(duì)應(yīng)于實(shí)際的風(fēng)能設(shè)備。然而如果存在差別，那么意味著存儲(chǔ)在模型 單元420中的模型與事實(shí)不一致。在狀態(tài)觀察單元450中能夠?qū)⒂蓽y(cè)量單元1100U200檢 測(cè)到的風(fēng)數(shù)據(jù)用于模型狀態(tài)估算。根據(jù)估算出的狀態(tài)能夠重構(gòu)所述轉(zhuǎn)子葉片108的當(dāng)前結(jié) 構(gòu)狀態(tài)。
[0043] 如果當(dāng)在檢測(cè)到的葉片應(yīng)力和由模型確定的葉片應(yīng)力之間進(jìn)行比較時(shí)確定存在 差別，那么能夠?qū)⒗碚摰呢?fù)載模型假設(shè)關(guān)于風(fēng)力發(fā)電廠位置進(jìn)行匹配。這能夠在適應(yīng)規(guī)則 單元440中進(jìn)行。匹配能夠在線(xiàn)和離線(xiàn)地進(jìn)行。
[0044] 在風(fēng)能設(shè)備開(kāi)始運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下，能夠借助于測(cè)量單元1100U200的測(cè)量結(jié)果檢查 負(fù)載假設(shè)。如果在檢測(cè)到的測(cè)量值和由模型確定的值之間的偏差過(guò)大，那么在控制規(guī)則單 元480中能夠進(jìn)行改變以用于負(fù)載優(yōu)化。這在成本、聲音優(yōu)化和產(chǎn)量?jī)?yōu)化方面能夠是有利 的。
[0045] 圖5示出根據(jù)第五實(shí)施例的風(fēng)能設(shè)備的模型優(yōu)化的示意圖。在圖5中除了監(jiān)控轉(zhuǎn) 子葉片108的應(yīng)力以外，監(jiān)控單元510也能夠?qū)崿F(xiàn)用于監(jiān)控轉(zhuǎn)子106和塔102的應(yīng)力。為 此，設(shè)有轉(zhuǎn)子和/或塔應(yīng)力監(jiān)控單元580、優(yōu)化單元520和可選地設(shè)有控制規(guī)則單元580。在 此，能夠如根據(jù)圖4描述的那樣進(jìn)行負(fù)載技術(shù)方面的優(yōu)化。
[0046] 此外，負(fù)載和/或產(chǎn)量?jī)?yōu)化或聲音優(yōu)化不僅能夠?qū)τ趩蝹€(gè)的風(fēng)能設(shè)備進(jìn)行，而且 也能夠?qū)τ诰哂卸鄠€(gè)風(fēng)能設(shè)備的風(fēng)力發(fā)電廠進(jìn)行。在此，能夠考慮本地的風(fēng)況以及風(fēng)力發(fā) 電廠拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)（風(fēng)能設(shè)備數(shù)量、風(fēng)能設(shè)備的取向、在風(fēng)能設(shè)備之間的間距）。
[0047] 圖6示出根據(jù)第六實(shí)施例的風(fēng)力發(fā)電廠的示意方塊圖。在圖6中示出的情況中， 風(fēng)力發(fā)電廠能夠具有多個(gè)風(fēng)能設(shè)備611、612、613，其中風(fēng)能設(shè)備中的至少一個(gè)具有微波技 術(shù)或雷達(dá)技術(shù)測(cè)量單元1100U200。風(fēng)測(cè)量的結(jié)果能夠轉(zhuǎn)發(fā)給中央風(fēng)力發(fā)電廠數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 620。
[0048] 風(fēng)力發(fā)電廠計(jì)算機(jī)610能夠與風(fēng)力發(fā)電廠數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器620連接。風(fēng)力發(fā)電廠計(jì)算 機(jī)610還能夠分別與風(fēng)能設(shè)備連接并且能夠控制所述風(fēng)能設(shè)備。對(duì)風(fēng)力發(fā)電廠的各個(gè)風(fēng)能 設(shè)備的控制能夠基于聲音優(yōu)化、產(chǎn)量?jī)?yōu)化和/或負(fù)載優(yōu)化。
[0049] 在根據(jù)第六實(shí)施例的相應(yīng)的風(fēng)能設(shè)備中，能夠設(shè)有根據(jù)第三實(shí)施例的前饋調(diào)節(jié) 器。對(duì)此附加或替選地，在風(fēng)力發(fā)電廠計(jì)算機(jī)610中例如也能夠?qū)崿F(xiàn)根據(jù)第三實(shí)施例的前 饋補(bǔ)償。一個(gè)風(fēng)能設(shè)備上的測(cè)量單元1100U200的至少風(fēng)數(shù)據(jù)用作為前饋補(bǔ)償?shù)妮斎胄?號(hào)。然而，優(yōu)選地，一同考慮所有風(fēng)能設(shè)備的測(cè)量單元1100U200的風(fēng)數(shù)據(jù)。風(fēng)力發(fā)電廠計(jì) 算機(jī)610還能夠設(shè)計(jì)為，控制風(fēng)能設(shè)備，使得負(fù)載均勻地分布在風(fēng)能設(shè)備100上。
[0050] 圖7示出根據(jù)第七實(shí)施例的中央風(fēng)力發(fā)電廠調(diào)節(jié)裝置的示意圖。在圖7中示出與 中央風(fēng)力發(fā)電廠計(jì)算機(jī)710連接的多個(gè)風(fēng)能設(shè)備711-726。
[0051] 風(fēng)力發(fā)電廠計(jì)算機(jī)710再與風(fēng)力發(fā)電廠數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器720耦聯(lián)。到相鄰的風(fēng)能設(shè)備 的距離為Ax或Ay。
[0052] 圖8示出根據(jù)第八實(shí)施例的風(fēng)能設(shè)備的示意圖。在圖8中示出具有塔102、吊艙 104和第一和/或第二微波或雷達(dá)測(cè)量單元1100、1200的風(fēng)能設(shè)備100。第一和/或第二 測(cè)量單元能夠用于測(cè)量轉(zhuǎn)子葉片108。在轉(zhuǎn)子葉片測(cè)量單元810中能夠從第一和/或第二 測(cè)量單元1100U200的測(cè)量數(shù)據(jù)確定轉(zhuǎn)子葉片彎曲線(xiàn)、表面侵蝕、葉片角、葉片狀態(tài)、葉片 扭轉(zhuǎn)和冰識(shí)別。
[0053] 圖9示出根據(jù)第九實(shí)施例的風(fēng)能設(shè)備的示意圖。風(fēng)能設(shè)備的轉(zhuǎn)子葉片108借助于 轉(zhuǎn)子葉片測(cè)量單元910測(cè)量。轉(zhuǎn)子葉片測(cè)量單元910的結(jié)果被輸送給算法單元920。此外， 將來(lái)自離線(xiàn)知識(shí)單元930的數(shù)據(jù)同樣輸送給算法單元920。算法單元920的輸出信號(hào)能夠 輸送給控制規(guī)則單元940。
[0054] 根據(jù)本發(fā)明能夠在風(fēng)力發(fā)電廠中減少由風(fēng)能設(shè)備產(chǎn)生的湍流，使得能夠減少到相 鄰的風(fēng)能設(shè)備的間距。
[0055] 根據(jù)本發(fā)明能夠在檢測(cè)后場(chǎng)時(shí)驅(qū)動(dòng)風(fēng)能設(shè)備100,使得優(yōu)化相鄰的或緊隨的風(fēng)能 設(shè)備的效率或使得優(yōu)化風(fēng)力發(fā)電廠的風(fēng)能設(shè)備的總功率。
[0056] 根據(jù)本發(fā)明的另一方面，能夠借助于上文所述的風(fēng)能設(shè)備100和微波技術(shù)和/或 雷達(dá)技術(shù)測(cè)量單元1100U200通過(guò)借助于微波技術(shù)和/或雷達(dá)技術(shù)測(cè)量單元測(cè)量轉(zhuǎn)子葉片 的方式來(lái)進(jìn)行葉片測(cè)量。
[0057] 根據(jù)本發(fā)明的另一方面，能夠借助于微波技術(shù)和/或雷達(dá)技術(shù)測(cè)量單元不僅檢測(cè) 和測(cè)量轉(zhuǎn)子葉片，而且還檢測(cè)和測(cè)量風(fēng)能設(shè)備的其他部件，使得風(fēng)能設(shè)備隨時(shí)了解設(shè)備的 當(dāng)前狀態(tài)。借助于微波技術(shù)和/或雷達(dá)技術(shù)測(cè)量單元能夠識(shí)別在轉(zhuǎn)子葉片上的侵蝕（與理 論狀態(tài)的差別）和/或冰附著物。借助于根據(jù)本發(fā)明的微波技術(shù)和/或雷達(dá)技術(shù)測(cè)量單元 不僅能夠確定侵蝕或冰附著物，而且也能夠確定侵蝕和冰附著物的位置。
[0058] 圖10示出根據(jù)本發(fā)明的風(fēng)能設(shè)備的示意圖。在此示出風(fēng)能設(shè)備100的吊艙104以 及兩個(gè)轉(zhuǎn)子葉片108。此外，根據(jù)本發(fā)明的測(cè)量單元1100設(shè)置在吊艙上并且放射具有開(kāi)啟 角a的測(cè)量場(chǎng)。根據(jù)與根據(jù)本發(fā)明的測(cè)量單元1100的距離xl、 X2增大測(cè)量平面的面積。
[0059] 圖11示出根據(jù)本發(fā)明的風(fēng)能設(shè)備的另一示意圖。在吊艙104上能夠例如以2m(或 更高）的高度設(shè)置根據(jù)本發(fā)明的測(cè)量單元1100。根據(jù)本發(fā)明的測(cè)量單元1100必須具有高 于吊艙104的最小高度，由此所述測(cè)量單元能夠測(cè)量風(fēng)能設(shè)備前方的風(fēng)場(chǎng)。
[0060] 可選地，另一根據(jù)本發(fā)明的測(cè)量單元1200能夠設(shè)置在風(fēng)能設(shè)備的轉(zhuǎn)子106上。在 此，轉(zhuǎn)子106的幾何形狀能夠用于安裝測(cè)量單元。如果如根據(jù)本發(fā)明所描述的那樣將測(cè)量 單元1200設(shè)置在轉(zhuǎn)子106上，那么能夠避免由于轉(zhuǎn)子葉片移動(dòng)而引起的遮暗（如在根據(jù)本 發(fā)明的測(cè)量單元1100中存在的那樣）。
[0061] 圖12示出根據(jù)本發(fā)明的風(fēng)能設(shè)備的另一示意圖。風(fēng)能設(shè)備能夠具有根據(jù)本發(fā)明 的測(cè)量單元1100和/或1200。通過(guò)選擇相應(yīng)的開(kāi)啟角a 1、a 2和a 3的相應(yīng)的開(kāi)口能夠 (如所示出地）確保，測(cè)量平面A1、A2、A3具有相同的大小或相同的面積。
[0062] 圖13示出用于根據(jù)本發(fā)明的風(fēng)能設(shè)備的多個(gè)測(cè)量場(chǎng)的示意圖。通過(guò)使用多個(gè)測(cè) 量場(chǎng)Al、A2、A3能夠確定在相應(yīng)的測(cè)量場(chǎng)Al、A2、A3之內(nèi)的測(cè)量值以及在相應(yīng)的測(cè)量點(diǎn)之 間的測(cè)量值。由此能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)風(fēng)能設(shè)備前方和后方的風(fēng)場(chǎng)的更準(zhǔn)確的檢測(cè)。根據(jù)本發(fā)明， 必須存在至少兩個(gè)測(cè)量點(diǎn)Ml、M2,以便能夠借助于開(kāi)啟角a計(jì)算風(fēng)矢量W12。借助于僅一 個(gè)測(cè)量點(diǎn)僅能夠檢測(cè)沿測(cè)量路徑的風(fēng)速。測(cè)量點(diǎn)的的間距沿朝向葉片尖部方向變小，即在 葉片外部區(qū)域中能夠?qū)崿F(xiàn)較高的分辨率。在此，要指出的是，剛好在葉片外部區(qū)域中通過(guò)到 轉(zhuǎn)子軸的間距產(chǎn)生葉片彎曲力矩，所述葉片彎曲力矩從現(xiàn)在起能夠被檢測(cè)到。
【權(quán)利要求】
1. 一種風(fēng)能設(shè)備（100)，所述風(fēng)能設(shè)備具有： 吊艙（104); 轉(zhuǎn)子（106); 旋轉(zhuǎn)部（110); 第一和/或第二微波技術(shù)和/或雷達(dá)技術(shù)測(cè)量單元（1100,1200)以用于發(fā)送微波和/ 或雷達(dá)波并且用于檢測(cè)微波和/或雷達(dá)波的反射，以便檢測(cè)風(fēng)數(shù)據(jù)和/或氣象學(xué)數(shù)據(jù)或者 關(guān)于在所述風(fēng)能設(shè)備（100)前方和/或后方的風(fēng)場(chǎng)的信息；和 調(diào)節(jié)器（300)，所述調(diào)節(jié)器根據(jù)由所述第一和/或第二測(cè)量單元（1100,1200)檢測(cè)到的 數(shù)據(jù)來(lái)控制所述風(fēng)能設(shè)備的運(yùn)行， 其中所述第一和/或第二微波技術(shù)和/或雷達(dá)技術(shù)測(cè)量單元（1100,1200)設(shè)置在所述 吊艙（104)上和/或所述旋轉(zhuǎn)部（110)上。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)能設(shè)備，其中所述調(diào)節(jié)器基于前饋調(diào)節(jié)，并且由第一和/或 第二測(cè)量單元（1100,1200)檢測(cè)到的所述風(fēng)數(shù)據(jù)用于所述前饋調(diào)節(jié)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的風(fēng)能設(shè)備，其中 所述第一和/或第二測(cè)量單元（1100,1200)設(shè)計(jì)為用于檢測(cè)在所述風(fēng)能設(shè)備前方和/ 或后方的斜向入流、后尾流、風(fēng)切變、風(fēng)改向、風(fēng)向和/或風(fēng)速。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的風(fēng)能設(shè)備，其中所述調(diào)節(jié)器（300)具有模型單 元（370)，其中將由所述第一和/或第二測(cè)量單元（1100,1200)檢測(cè)到的風(fēng)數(shù)據(jù)輸送給所述 模型單元（370)并且將在所述模型單元（370)中的建模的結(jié)果與所述風(fēng)能設(shè)備的實(shí)際檢測(cè) 到的參數(shù)進(jìn)行比較。
5. -種用于控制一個(gè)風(fēng)能設(shè)備或在風(fēng)力發(fā)電廠中的多個(gè)風(fēng)能設(shè)備（100)的方法，其中 至少一個(gè)所述風(fēng)能設(shè)備（1〇〇)具有吊艙（104)、旋轉(zhuǎn)部（110)和轉(zhuǎn)子（106)以及所述第一和 /或第二微波技術(shù)或雷達(dá)技術(shù)測(cè)量單元（1100,1200)以用于檢測(cè)在所述風(fēng)能設(shè)備前方和/ 或后方的風(fēng)數(shù)據(jù)和/或氣象學(xué)數(shù)據(jù)， 其中所述第一和/或第二微波技術(shù)和/或雷達(dá)技術(shù)測(cè)量單元（1100,1200)設(shè)置在所述 吊艙（104)和/或所述旋轉(zhuǎn)部（110)上，所述方法具有下述步驟： 基于由所述第一和/或第二測(cè)量單元（1100,1200)檢測(cè)到的風(fēng)數(shù)據(jù)控制至少一個(gè)風(fēng)能 設(shè)備（100)。
6. -種具有多個(gè)尤其根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的風(fēng)能設(shè)備的風(fēng)力發(fā)電廠，其 中所述風(fēng)能設(shè)備（100)中的一個(gè)具有第一和/或第二微波技術(shù)和/或雷達(dá)技術(shù)測(cè)量單元 (1100,1200)，其設(shè)計(jì)為執(zhí)行對(duì)所述風(fēng)能設(shè)備（100)后方的風(fēng)場(chǎng)的測(cè)量， 其中所述風(fēng)能設(shè)備（100)的控制機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)為用于優(yōu)化所述風(fēng)能設(shè)備的運(yùn)行并且在所 述風(fēng)能設(shè)備運(yùn)行時(shí)進(jìn)行干預(yù)，以便根據(jù)測(cè)量到的所述風(fēng)場(chǎng)來(lái)優(yōu)化具有多個(gè)風(fēng)能設(shè)備（100) 的整個(gè)所述風(fēng)力發(fā)電廠的功率。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的風(fēng)能設(shè)備，所述風(fēng)能設(shè)備此外具有在所述轉(zhuǎn)子 (106)上的至少兩個(gè)轉(zhuǎn)子葉片（108)，其中 所述第一和/或第二微波技術(shù)和/或雷達(dá)技術(shù)測(cè)量單元（1100,1200)設(shè)計(jì)為用于借助 于微波和/或雷達(dá)波測(cè)量所述轉(zhuǎn)子（108)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的風(fēng)能設(shè)備，其中所述第一或第二微波技術(shù)和/或雷達(dá)技術(shù)測(cè) 量單元（1100,1200)設(shè)計(jì)為用于檢測(cè)在所述轉(zhuǎn)子葉片（106)上的侵蝕和/或冰附著物。
【文檔編號(hào)】F03D11/00GK104364522SQ201380031534
【公開(kāi)日】2015年2月18日 申請(qǐng)日期:2013年6月11日 優(yōu)先權(quán)日:2012年6月15日
【發(fā)明者】于爾根·斯托爾滕約翰內(nèi)斯, 維爾納·欣里希斯·波倫, 威廉·梅利 申請(qǐng)人:烏本產(chǎn)權(quán)有限公司