本發(fā)明涉及在風力渦輪機中使用的電力備用系統(tǒng)的實現(xiàn)。特別地，本發(fā)明涉及提高電力備用系統(tǒng)的測量的可靠性。

背景

風力渦輪機一般包括電氣備用系統(tǒng)，其被提供以增加安全性并在緊急情況期間(例如，在正常電源的失去期間)將渦輪機置于空閑模式。備用系統(tǒng)采取常常由電池或超高電容電容器供電的備用電源的形式。在主電源被失去或不能夠使轉(zhuǎn)子葉片俯仰的情況下，備用電源給轉(zhuǎn)子葉片俯仰電機提供足夠的能量以使轉(zhuǎn)子葉片俯仰到所謂的“順槳位置”。一旦在順槳位置上，轉(zhuǎn)子葉片就起作用來阻滯渦輪機的旋轉(zhuǎn)，使得最終轉(zhuǎn)子停住且沒有另外的電力被生成以及渦輪機被置于空閑模式。

定期地驗證備用系統(tǒng)的功能很重要。2010版本的對風力渦輪機的指導方針以及對風力渦輪機的設計要求的國際標準(IEC 61400-1)要求每星期測試風力渦輪機的備用和安全系統(tǒng)。

可在歐洲專利申請EP2824321A1中找到用于執(zhí)行測試過程的方法。這樣的方法需要在測試期間測量備用電源的放電電流和電壓。當測試備用電源時，保證在這樣的測量中的可接受的置信水平是重要的考慮因素，這是由于它提供測量可被信任的指示，且因此提供測試結(jié)果可被信任的指示。

發(fā)明概述

為了至少部分地處理上面的問題，本發(fā)明提供了如由所附權(quán)利要求定義的裝置、方法。特別地，本發(fā)明提供了一種風力渦輪機，其包括：備用電源；以及配置成測量電壓值和電流值中的至少一個的第一傳感器單元和第二傳感器單元，其中電壓值和電流值指示備用電源的狀況；其中第一傳感器單元配置成測量在風力渦輪機中的第一位置處的電壓值和電流值中的至少一個；以及其中第二傳感器單元配置成測量在風力渦輪機中的不同于第一位置的第二位置處的電壓值和電流值中的至少一個。

在一些實施方式中，風力渦輪機還包括處理器，其配置成：比較由第一傳感器單元測量的電壓值和電流值中的至少一個與由第二傳感器單元測量的電壓值和電流值中的至少一個；以及基于該比較將置信度水平分配到由第一傳感器單元測量的電壓值和電流值中的至少一個。

有利地，本發(fā)明提供了用于評估如由第一傳感器單元進行的備用電源的充電電流/電壓的測量的似真性的裝置。因此，本發(fā)明提供實例的識別，在該實例中備用電源的特性的測量可以潛在地更不可信賴且因此備用電源的狀況更不是良好已知的，允許采取適當?shù)拇胧Ｒ虼?，本發(fā)明提高了風力渦輪機的安全性。

可選地，第一位置接近備用電源，以及第二位置遠離備用電源。在一個例子中，第一位置在控制單元處，而第二位置在至少一個俯仰驅(qū)動單元處。這提供了在允許傳感器中的一個被放置在適合于最大測量準確度的位置上而另一傳感器放置在環(huán)境條件(例如溫度)對設備完整性更好的位置上或在容易得到維修/改裝的位置上等方面上的優(yōu)點。在一些例子中，渦輪機每轉(zhuǎn)子葉片包括一個俯仰驅(qū)動單元，每個俯仰驅(qū)動單元具有備用電源，且優(yōu)選地在俯仰驅(qū)動單元的每個處提供不同的傳感器。有利地，在控制單元處的一個傳感器允許對由在俯仰驅(qū)動單元中的傳感器的每個所進行的測量被評估。

可選地，處理器還被配置成確定俯仰電機電壓、俯仰電機電流、由制動斬波器消耗的電流和與制動斬波器相關(guān)聯(lián)的電壓、由平滑電容器消耗的電流和與平滑電容器相關(guān)聯(lián)的電壓中的至少一個；以及基于俯仰電機電壓、俯仰電機電流、由制動斬波器消耗的電流和與制動斬波器相關(guān)聯(lián)的電壓、由平滑電容器消耗的電流和與平滑電容器相關(guān)聯(lián)的電壓中的至少一個，比較由第一傳感器單元測量的電壓值和電流值中的至少一個與由第二傳感器單元測量的電壓值和電流值中的至少一個。因此，處理器被配置成考慮到存在于俯仰驅(qū)動單元處的所消耗的電流和與其它電氣部件相關(guān)聯(lián)的電壓降。有利地，這允許俯仰驅(qū)動電機被操作，同時充電電流/電壓的測量被進行，這又允許與俯仰驅(qū)動單元相關(guān)聯(lián)的轉(zhuǎn)子被操作，同時備用電源特性被量化。因此，可以增加風力渦輪機可在備用電源的測試期間生成的電力。

可選地，風力渦輪機還包括在第一位置和第二位置之間的二極管(諸如去耦二極管)，其中二極管被提供以實質(zhì)上允許電流在第一方向上朝著備用電源流動并實質(zhì)上防止電流在與第一方向相反的第二方向上流動；其中處理器還被配置成基于由第一傳感器單元測量的電壓值和電流值中的至少一個與由第二傳感器單元測量的電壓值和電流值中的至少一個的比較來確定二極管是否正確地操作。因此有利地，在遠程位置處的兩個傳感器的布置也允許去耦二極管的操作被驗證。

在一些實施方式中，傳感器單元中的一個被改裝在風力渦輪機處。例如，所改裝的傳感器單元可具有魯棒類型，和/或具有比預先存在的傳感器單元更高的SIL，提高與風力渦輪機相關(guān)聯(lián)的安全完整性水平。在一些實施方式中，與預先存在的傳感器單元比較，所改裝的傳感器單元減小了復雜度，因而減小維修要求并提高預先存在的傳感器的似真性檢查的可靠性。

附圖的簡要說明

現(xiàn)在將參考附圖僅作為例子描述本發(fā)明的實施方式，其中：

圖1A示出根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施方式的風力渦輪機的示意圖。

圖1B示出根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施方式的風力渦輪機的示意圖。

圖2示出用于在備用電源條件的測量中分配置信度水平的方法的流程圖。

詳細描述

本發(fā)明提供一種魯棒系統(tǒng)，其中可提高備用電源的特性的測量的可靠性。通過提高測量中的置信度，可以按更大的置信度獲知備用電源的操作特性，因而提高風力渦輪機本身的安全。假如在所檢測到的置信度水平很低使得風力渦輪機應被考慮為不再在安全狀態(tài)中(即，不再在風力渦輪機例如可在任何時間停止的狀態(tài)中)時，可進行適當?shù)臏y量。適當?shù)臏y量例如是在順槳位置上運輸風力渦輪機并將它保持在這個狀態(tài)中，直到例如技術(shù)人員巡視風力渦輪機并更換引起低置信度水平的有故障的零件為止。比較在不同位置處生成的值更可靠，然后如果傳感器仍然被定位成靠近彼此，則僅僅使傳感器的數(shù)量加倍?？拷舜说膬蓚€傳感器可能遭受相同的故障，即太高的溫度。比較在彼此附近的兩個傳感器的測量將它們的置信度水平提高到某個程度。本發(fā)明確保測量盡可能獨立于彼此，且因此提高似真檢查的可靠性。

這樣的規(guī)定可導致風力渦輪機具有更高的安全完整性水平(SIL)。而且，本發(fā)明允許第二傳感器單元的容易改裝和維修以提高預先存在的風力渦輪機的安全性。

圖1A示出在本發(fā)明的優(yōu)選實施方式中的風力渦輪機100的某些內(nèi)部部件的示意圖。風力渦輪機100包括：包括中央電路103的中央單元102和包括俯仰驅(qū)動電路105的俯仰驅(qū)動單元104。中央單元連接到主電源106，并經(jīng)由總線107(也被稱為現(xiàn)場總線)和電源接頭108而連接到俯仰驅(qū)動單元104。風力渦輪機還包括位于中央單元102和俯仰驅(qū)動單元104之間的去耦二極管118，其配置成允許從中央單元102到俯仰驅(qū)動單元104的電源電流的流動，但反之則不然。主電源106可以是到電網(wǎng)的連接。俯仰驅(qū)動單元104連接到俯仰電機110。在優(yōu)選實施方式中，中央單元位于風力渦輪機100的旋轉(zhuǎn)輪轂(未示出)中。在另一實施方式中，中央單元位于風力渦輪機100的發(fā)動機短艙(未示出)中。

在正常操作期間，主電源106向中央單元102供應電力。中央單元經(jīng)由電源接頭108向俯仰驅(qū)動單元104提供電力并經(jīng)由總線107向俯仰驅(qū)動單元104提供控制信號。俯仰驅(qū)動單元104向俯仰驅(qū)動電機110提供電力，且控制信號由俯仰驅(qū)動單元電路105解譯并用于控制俯仰驅(qū)動電機，從而控制風力渦輪機的轉(zhuǎn)子葉片(未示出)的俯仰。

風力渦輪機還包括備用電源112。備用電源可以是電化學電池，或更優(yōu)選地是高電容電容器(諸如超級電容器)。備用電源112連接到俯仰驅(qū)動單元104，并配置成向俯仰驅(qū)動電機提供足夠的電力以允許轉(zhuǎn)子葉片(未示出)在緊急情況中俯仰到順槳位置。這樣的緊急情況可以是例如在主電源106中的故障，或?qū)е略诟┭隹刂茊卧幍碾娏Φ膿p失的其它事件。

圖1A示出單個俯仰驅(qū)動單元104和單個俯仰驅(qū)動電機110。將認識到，風力渦輪機100可包含另外的俯仰驅(qū)動單元和電機。實際上，風力渦輪機將一般包括每轉(zhuǎn)子葉片一個俯仰驅(qū)動器電機。此外，在優(yōu)選實施方式中，為每個轉(zhuǎn)子葉片提供不同的俯仰驅(qū)動單元。例如，具有三個轉(zhuǎn)子葉片的風力渦輪機優(yōu)選地具有三個俯仰驅(qū)動單元，其中每個俯仰驅(qū)動單元控制用于轉(zhuǎn)子葉片之一的俯仰驅(qū)動電機。俯仰驅(qū)動單元優(yōu)選地由分離的總線連接到中央單元102。備用電源112可連接到所有的俯仰驅(qū)動單元，但是優(yōu)選地，不同的備用電源被提供用于每個俯仰控制單元。有利地，這提高了風力渦輪機的安全性，這是由于在一個備用電源不正確地起作用的情況下，其余備用電源可用于在使渦輪機安全地停止時將其余葉片置于順槳位置中。

可以如在EP2824321 A1中描述的測試備用電源112的操作。這個測試過程涉及通過操作連接到電源接頭108的開關(guān)(未示出)來隔離俯仰驅(qū)動單元104與中央單元102，以便防止電力被提供到俯仰驅(qū)動單元104并執(zhí)行與俯仰驅(qū)動單元104相關(guān)聯(lián)的備用電源112的壓力測試。在壓力測試期間，備用電源112被放電，以便將電流輸送到俯仰驅(qū)動單元104，電流優(yōu)選地是將相關(guān)聯(lián)的轉(zhuǎn)子葉片俯仰到順槳位置中所需的電流或更大的電流。在一些實施方式中，電流供應使俯仰驅(qū)動電機110能夠在壓力測試期間繼續(xù)正常操作，因而使在壓力測試期間風力渦輪機能夠生成比在俯仰驅(qū)動電機在壓力測試期間不再正常操作中時更大的電力。在執(zhí)行壓力測試之后，俯仰驅(qū)動單元104使用開關(guān)重新連接到中央單元102，且備用電源112被重新充電。在重新充電期間，備用電源112消耗充電電流并具有相關(guān)聯(lián)的充電電壓。充電電流和充電電壓指示備用電源112的狀況，且因此充電電壓/電流的測量結(jié)果提供關(guān)于備用電源112是否正確地起作用的指示?？蛇x地，當渦輪機100在空閑位置上時，壓力測試被執(zhí)行，在這種情況下，沒有電力被生成。例如，當有很少或沒有風時壓力測試可被執(zhí)行，以便最小化執(zhí)行壓力測試對電力生成具有的影響。

在本發(fā)明中，提供第一傳感器單元114以在備用電源112的測試期間測量備用電源112的充電電流、備用電源112的充電電壓或這兩者。技術(shù)人員將認識到，第一傳感器單元114可包括用于電流的測量和電壓的測量的單獨元件。例如，第一傳感器單元114可包括多個傳感器，其中一個或多個傳感器被配置成測量電流，且一個或多個傳感器被配置成測量電壓。優(yōu)選地，第一傳感器單元位于如圖1A所示的俯仰驅(qū)動單元104處或備用電源112處。優(yōu)選地，第一傳感器單元114在接近備用電源112的位置處進行測量，即充電電流/電壓的測量被直接進行。有利地，這個定位減小了由于在風力渦輪機中的其它部件導致的任何電阻損耗具有的對測量的任何消極影響，換句話說，由于考慮到在渦輪機內(nèi)的電路的其它部分中的電流損耗，在優(yōu)選位置處的測量結(jié)果更準確。因此，優(yōu)選定位有利地允許充電電流和電壓的準確測量。在遠離彼此的不同的兩個位置處進行測量增加在兩個測量結(jié)果彼此比較時的可靠性。在一些實施方式中，當?shù)谝粋鞲衅鲉卧?14被選擇為基于與第二傳感器單元相比對測量的不同物理效應的利用的傳感器時，實現(xiàn)另一多樣性效應。例如對于第一傳感器單元114，可選擇包括霍爾元件的電流傳感器，其此外還有利地提供高度準確的電流測量。對于包括多于一個俯仰驅(qū)動單元的風力渦輪機，優(yōu)選地為每個俯仰驅(qū)動單元提供第一傳感器單元114。

優(yōu)選地，風力渦輪機包括另一第二傳感器單元116。第二傳感器單元還配置成在備用電源的測試期間測量備用電源112的充電電流、備用電源112的充電電壓或這兩者。如同第一傳感器單元114一樣，第二傳感器單元可包括用于電流的測量和電壓的測量的單獨元件，例如用于測量電流的一個或多個傳感器和用于測量電壓的一個或多個傳感器。

優(yōu)選地，第一傳感器單元114和第二傳感器單元116被配置成將測量數(shù)據(jù)發(fā)送到遠程計算系統(tǒng)(未示出)。例如，中央電路103可包括到通信鏈路(未示出)的連接，數(shù)據(jù)可經(jīng)由該通信鏈路被發(fā)送到遠程計算系統(tǒng)。第一傳感器單元114優(yōu)選地例如經(jīng)由總線107將測量數(shù)據(jù)發(fā)送到中央單元電路103，其中中央單元電路103接著將數(shù)據(jù)發(fā)送到遠程計算系統(tǒng)。類似地，根據(jù)第二傳感器單元116在風力渦輪機100內(nèi)的位置，第二傳感器單元116將數(shù)據(jù)發(fā)送到中央單元電路103以用于例如經(jīng)由總線107或經(jīng)由另一連接轉(zhuǎn)發(fā)到遠程計算系統(tǒng)。

在可選的實施方式中，來自第一傳感器單元114和第二傳感器單元116的測量數(shù)據(jù)被本地存儲在風力渦輪機處。

有利地，第二傳感器單元116的設置提供了用于確定由第一傳感器單元114進行的測量是否可被信任的裝置。優(yōu)選地，由第二傳感器單元116進行的測量與由第一傳感器單元114進行的測量比較，并基于該比較分配置信度水平。置信度水平是來自第一傳感器單元114和/或第二傳感器單元116的測量是否可被信任的指示。當比較由第一傳感器單元114和第二傳感器單元116所測量的值時，在值之間的差異可與閾值比較，且根據(jù)閾值是否被超過，置信度水平、即來自第一傳感器單元114和/或第二傳感器單元116的測量是否可被信任為準確的(即，測量是否是似真的)指示。例如，如果由第一傳感器單元114和第二傳感器單元116進行的充電電流/電壓的測量是相同或類似的，則高置信度水平可被分配到由第一傳感器單元114(或第二傳感器單元116，或這兩者)進行的測量，而如果結(jié)果明顯不同，則在第一傳感器單元(或第二傳感器單元116，或這兩者)的測量中的低置信度水平可被分配。相應地，第二傳感器單元116驗證由第一傳感器單元114進行的測量的似真性。在一個實施方式中，遠程計算系統(tǒng)被配置成比較由第一傳感器單元114和第二傳感器單元116提供的測量數(shù)據(jù)，并基于該比較來分配在第一傳感器單元114、第二傳感器單元116或這兩者的測量中的置信度水平?？蛇x地，例如使用處理電路(未示出)在風力渦輪機處在本地執(zhí)行該比較。優(yōu)選地，這樣的處理電路位于中央單元102處，且例如可包括具有高SIL額定值的安全卡，其中安全卡是可被改裝到風力渦輪機的額外硬件設備。

在一些實施方式中，在來自第一傳感器單元114和第二傳感器單元116的測量值中的10％或更小的差異可被分配高置信度水平，而大于10％的差異可被分配低置信度水平?？蛇x地，在高置信度水平和低置信度水平之間的差別可與不同的閾值相關(guān)聯(lián)，例如，在測量值之間的5％或15％或20％的差異?？蛇x地，可利用多于兩個置信度水平，例如10％或更小的差異可被分配高置信度水平，在10％和20％之間的差異可被分配中間置信度水平，以及大于20％的差異可被分配低置信度水平，在這樣的情況下，高置信度水平將指示第一傳感器單元114的測量被信任，且沒有行動需要被采取，中間水平可提供指示更多的測量應被進行以確定第一傳感器單元的可靠性的警告，以及低水平指示第一傳感器單元116不能被信任并需要更換或維修。雖然上文描述了比較在測量之間的相對差異(諸如，百分比差異)，但是在測量之間的絕對差異也可用于與閾值比較以確定置信度水平。

優(yōu)選地，響應于確定低置信度水平，風力渦輪機被置于安全模式(即，空閑模式)中，其中在風力渦輪機中的俯仰驅(qū)動電機110被配置成使轉(zhuǎn)子葉片俯仰到順槳位置上，使得渦輪機的旋轉(zhuǎn)停止。換句話說，如果測量的可信度不夠，即如果在測量中的差異高于預定閾值，則渦輪機被制成安全的。因此，對風力渦輪機、對人或?qū)Νh(huán)境的損壞的風險在不可靠地已知備用電源112是否正確地運行的情況下減小了。

優(yōu)選地，第二傳感器單元116具有與第一傳感器單元114不同的類型，即它使用不同的硬件設置、測量技術(shù)和/或分析技術(shù)。在一些實施方式中，第一和第二傳感器單元由不同的供應商提供。通過利用第一傳感器單元114和第二傳感器單元116的各種裝置，在測量值中的置信度可被調(diào)高。特別地，這樣的第一傳感器單元114和第二傳感器單元116較不可能遭受系統(tǒng)化誤差的相同可能的源。因此，如果來自這兩個傳感器單元的測量值一致且兩個測量值不可能受到相同的系統(tǒng)化誤差，則較大的置信度可被施加于測量的準確性。

在一些實施方式中，第二傳感器單元116與第一傳感器單元114比較具有減小的復雜度的類型，且因此第二傳感器單元116可能較不昂貴，同時能夠充分驗證由第一傳感器單元114進行的測量的似真性。較不復雜的傳感器單元也可以是魯棒的，且因此需要不頻繁的維修。

因此可遠程地確定第一傳感器單元114和/或第二傳感器單元116是否可能需要被修理、重新校準或更換，(即，當確定傳感器單元不一致時)而不需要首先派遣工程師評估第一傳感器單元114和第二傳感器單元116的功能。如將認識到的，由于在圖1A中所示的部件一般位于難以接近的風力渦輪機的輪轂中，特別是在近海的風力渦輪機的背景中。相應地，減小對派遣工程師測試在風力渦輪機中的部件的需要減小了與這樣的測試相關(guān)聯(lián)的成本。

優(yōu)選地，第二傳感器單元116位于在風力渦輪機內(nèi)的遠離第一傳感器單元114的位置處，即，第一和第二傳感器單元位于在風力渦輪機內(nèi)的在空間上分離的不同硬件部件處(例如，第一傳感器單元114和第二傳感器單元116可分開1m或更多)。優(yōu)選地，第二傳感器單元116在遠離備用電源112的位置處進行測量，即可間接進行充電電流/電壓的測量。優(yōu)選地，第二傳感器單元116位于中央單元102處，而第一傳感器單元114位于如圖1所示的俯仰控制單元104處。有利地，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，充電電流和電壓在中央單元102和俯仰驅(qū)動單元104中的位置處實質(zhì)上是相同的，除了與去耦二極管118相關(guān)聯(lián)的較小損耗以外。與去耦二極管118相關(guān)聯(lián)的預期損耗可使用在本領(lǐng)域中已知的技術(shù)來估計，并在測量值的比較中以適當?shù)姆绞奖豢紤]。有利地，如果在考慮到去耦二極管118中的預期損耗之后，由第一傳感器單元114和第二傳感器單元116測量的值一致，則該比較也提供去耦二極管118正確地運行的指示。如果測量值不同，則可以有在去耦二極管118上的損耗不同于預期值的指示，指示在去耦二極管118中的可能故障。可選地，第二傳感器單元116可定位于電源接頭器108上的位置或任何其它位置處，在該任何其他位置處備用電源112的充電電流和/或電壓可在遠離第一傳感器單元114的位置的備用電源壓力測試的執(zhí)行期間被測量。

第一傳感器單元114和第二傳感器單元116的這樣的定位提供多個優(yōu)點。首先，第一傳感器單元114和第二傳感器單元116的行為可由溫度或其它環(huán)境條件影響。定位于俯仰驅(qū)動單元104處或附近的第一傳感器單元114可受到由于俯仰驅(qū)動電機110的操作而引起的增加的溫度。通過將第二傳感器單元116定位在渦輪機內(nèi)的更遠離俯仰驅(qū)動電機的不同位置處，第二傳感器單元116可定位于具有更穩(wěn)定的溫度的環(huán)境中，因而允許其中溫度可不利地影響第一傳感器單元114的性能的實例的識別。其次，第二傳感器單元116可安裝在渦輪機內(nèi)的可容易接近的位置上，而在俯仰驅(qū)動單元處或附近的第一傳感器單元可能更難以接近。因此，第二傳感器單元116的定位實現(xiàn)對于第二傳感器單元116的維修或修理的容易接近。而且，第二傳感器單元116的定位對只有第一傳感器單元114的預先存在的風力渦輪機實現(xiàn)第二傳感器單元116的容易改裝，因此以前只有第一傳感器單元114的預先存在的風力渦輪機的充電電壓/電流的測量可被驗證，且因此提高了測量中的置信度。

可選地，第二傳感器單元116具有比第一傳感器單元114更高的安全完整性水平(SIL)額定值。因此當對只有一個或多個第一傳感器單元114的預先存在的風力渦輪機改裝第二傳感器單元116時，風力渦輪機的SIL額定值提高了。

可選地，第二傳感器單元116包括故障安全指示器，其中故障安全指示器包括配置成確定第二傳感器單元116是否正確地運行的診斷電路。優(yōu)選地，故障安全指示器被配置成將指示傳輸?shù)竭h程計算系統(tǒng)，其中該指示指示了第二傳感器單元116是否正確地起作用。有利地，這允許遠程計算系統(tǒng)確定來自第二傳感器單元116的測量是否是可靠的，并因此允許在其中第一傳感器單元114或第二傳感器單元116均不可正確地運行但由這兩個傳感器單元返回的量值是一致的情況的識別。因此，故障安全的提供進一步提高了測量值的可靠性。

圖1B示出圖1A的風力渦輪機100的不同示意圖，其示出根據(jù)優(yōu)選實施方式的風力渦輪機100的部件的另外的細節(jié)。相似的參考數(shù)字表示相似的部件。圖1B示出連接到俯仰驅(qū)動單元104并連接到兩個另外的俯仰驅(qū)動單元104a、104b的中央單元102。優(yōu)選地，單獨的俯仰驅(qū)動單元104、104a、104b被提供用于風力渦輪機100的每個轉(zhuǎn)子葉片，從而允許每個葉片的俯仰被單獨地控制。中央單元102包括中央電路103，其優(yōu)選地包括AC/DC轉(zhuǎn)換器120和DC/DC轉(zhuǎn)換器122，其中AC/DC轉(zhuǎn)換器120和DC/DC轉(zhuǎn)換器122起作用來將來自主電源106的AC電力轉(zhuǎn)換成適合于給俯仰驅(qū)動電機110和需要電力的其它部件供電的DC電力。例如，AC/DC轉(zhuǎn)換器120和DC/DC轉(zhuǎn)換器122優(yōu)選地還提供適合于第一傳感器單元114和第二傳感器單元116的DC電力，有利地除去對第一傳感器單元114和第二傳感器單元116的單獨電源的需要?？蛇x地，可為第一傳感器單元114和第二傳感器單元116提供不同的電源。

優(yōu)選地，第二傳感器單元116被配置成測量對于與每個俯仰驅(qū)動單元104、104a、104b相關(guān)聯(lián)的備用電源的電流和電壓特性。例如，第二傳感器連接到用于俯仰驅(qū)動單元104、104a、104b中的每一個的電源接頭。第二傳感器單元116可接著對于每個俯仰驅(qū)動單元104、104a、104b經(jīng)由測量連接130、130a、130b測量電流并經(jīng)由另一個測量連接132、132a、132b測量電壓。有利地，這允許單個第二傳感器單元116被用于驗證與不同的備用電源112相關(guān)聯(lián)的每個第一傳感器114的測量的似真性。

俯仰驅(qū)動電路105優(yōu)選地包括制動斬波器124，其被配置成在必要的時候通過選擇性地使電機的繞組短路使俯仰驅(qū)動電機110制動，使得由電機的旋轉(zhuǎn)生成的電動勢逆著旋轉(zhuǎn)的方向起作用。俯仰驅(qū)動電路優(yōu)選地還包括平滑電容器126，其被配置成使由AC/DC轉(zhuǎn)換器120和DC/DC轉(zhuǎn)換器122提供到俯仰電機110的電流平滑，從而確保電機110的更有效操作。俯仰驅(qū)動電路還優(yōu)選地包括用于控制電機110的電機驅(qū)動單元128。圖1B示出位于俯仰驅(qū)動單元104處的去耦二極管118，但是將認識到，二極管118可位于中央單元102處或沿著電源接頭108的位置處。在優(yōu)選實施方式中，備用電源112包括超級電容器113?？蛇x地，可提供電池。

在本發(fā)明的一些方面中，每個第一傳感器單元114連接到備用電源112，并被配置成經(jīng)由第一連接134直接測量流進/流出備用電源112的電流。每個第一傳感器單元114也被配置成經(jīng)由另一連接136直接測量與備用電源112相關(guān)聯(lián)的電壓。

在如圖1B所示的系統(tǒng)中，由第二傳感器116測量的在中央單元1022處的總電流可由下面的等式描述：

I＝I_ch+I_sm+I_b+I_m+I_log；

其中，I_ch是由制動斬波器124消耗的第一電流，I_sm是由平滑電容器126消耗的第二電流，I_b是由備用電源112消耗的第三電流，I_m是由電機消耗的第四電流，以及I_log是由俯仰驅(qū)動單元104處的任何邏輯消耗的第五電流(包括由第一傳感器單元114消耗的任何電流)。如果當風力渦輪機在空閑模式中的同時進行測量，則第一電流I_ch、第二電流I_sm和第四電流I_m將為零。

如上面提到的，在一些實施方式中，本地處理電路被配置成執(zhí)行由第一傳感器單元114和第二傳感器單元116進行的測量的比較?？蛇x地，處理電路被配置成考慮到當執(zhí)行比較時由制動斬波器124使用的第一電流I_ch、由平滑電容器126消耗的第二電流I_sm和由俯仰電機110消耗的第四電流I_m。例如，處理電路可從由第一傳感器114在俯仰驅(qū)動單元104處測量的電流中減去由制動斬波器124使用的第一電流I_ch、由平滑電容器126消耗的第二電流I_sm和由俯仰電機110消耗的第四電流I_m，以確定由備用電源112在它重新充電時消耗的第三電流I_b。在一個實施方式中，與制動斬波器124、平滑電容器126和俯仰電機110相關(guān)聯(lián)的電流/電壓使用風力渦輪機的操作的預定模型來估計，和/或基于指示由俯仰電機110執(zhí)行的當前操作的來自俯仰電機控制器(未示出)的信息來估計?？蛇x地，與制動斬波器124、平滑電容器126和俯仰電機110相關(guān)聯(lián)的電流/電壓直接由另外的感測單元(未示出)測量。有利地，通過提供用于考慮到與這些部件相關(guān)聯(lián)的電流/電壓損耗的裝置，可在俯仰電機110在使用中的同時進行備用電源的充電電流/電壓的測量，相應地，所有轉(zhuǎn)子葉片可在測量被進行的同時被正常地使用，增加(或至少維持)風力渦輪機100在測量正發(fā)生時能夠生成的電力。雖然上文描述在風力渦輪機100處的用于執(zhí)行比較并考慮俯仰驅(qū)動電路105的元件的特性的處理電路的使用，但是將認識到，這些功能可由上面討論的遠程計算系統(tǒng)執(zhí)行。

作為另一可選方案，由第一傳感器單元114和第二傳感器單元116進行的測量當風力渦輪機是空閑的時被進行，使得沒有第四電流I_m由俯仰單擊110消耗。有利地，這避免了對用于測量在俯仰驅(qū)動單元104中的其它部件的電流/電壓使用的另外的傳感器或?qū)τ糜诠烙嬰娏?電壓使用的模型的需要。因此，需要更少的部件/需要更少的計算分析，這又減小了風力渦輪機的成本和復雜度。在這個實施方式中，優(yōu)選地，在沒有風或低風力的時期期間進行測量，其中風力渦輪機無論如何將不生成電力，有利地允許風力渦輪機在存在用于電力生成的足夠的風力時繼續(xù)生成電力，而不將它置于空閑模式中，用于使用第一傳感器單元114和第二傳感器單元116來執(zhí)行似真性檢查。

由第一傳感器單元114和/或第二傳感器單元116提供的測量的絕對值也可用于決定是否將風力渦輪機置于安全的空閑模式中，其中轉(zhuǎn)子葉片被俯仰到順槳位置中。例如，如果所測量的充電電壓低于預定水平，或如果充電電流和電壓指示備用電源112能夠存儲小于預定量的最大量的能量，則有利地確定備用電源112需要修理或更換?？稍陲L力渦輪機處例如在存在于中央單元102處的處理電路(未示出)中在本地做出這樣的確定。響應于該確定，俯仰驅(qū)動單元104操作俯仰驅(qū)動電機110以將轉(zhuǎn)子葉片置于順槳位置中。

在另一實施方式中，由與特定的俯仰驅(qū)動單元104相關(guān)聯(lián)的第一傳感器單元114進行的測量可與由與其它俯仰驅(qū)動單元相關(guān)聯(lián)的其它第一傳感器單元進行的測量比較。例如，可比較對于每個俯仰驅(qū)動單元的充電電流/電壓的相應測量。有利地，這個比較可提供與每個俯仰驅(qū)動單元相關(guān)聯(lián)的備用電源以類似的方式執(zhí)行的確認，如果對于一個俯仰驅(qū)動單元104的測量指示對于那個俯仰驅(qū)動單元的備用電源112具有與在風力渦輪機100中的其它備用電源的特性不同的特性，則它可指示所述備用電源112的故障和/或指示備用電源112與其它備用電源不同地老化。因此，可識別出，特定的備用電源可能需要修理或更換。例如使用存在于中央單元102處的處理電路優(yōu)選地在風力渦輪機處在本地做出這個比較。在較不優(yōu)選的實施方式中，來自每個俯仰驅(qū)動單元的第一傳感器的數(shù)據(jù)被發(fā)送到遠程計算系統(tǒng)，且在遠程計算系統(tǒng)處執(zhí)行比較。

圖2示出用于分配在備用電源狀況的測量中的置信度水平的方法200的流程圖。可使用上面關(guān)于圖1A和圖1B所討論的裝置來執(zhí)行圖2的方法。

在步驟S202處，在諸如上面討論的備用電源112的備用電源上執(zhí)行壓力測試。壓力測試可根據(jù)例如在專利申請EP2824321中討論的已知的方法繼續(xù)進行。壓力測試可涉及經(jīng)由如上討論的隔離開關(guān)將俯仰驅(qū)動單元從干線電源斷開。在步驟S204處，如果俯仰驅(qū)動單元從中央單元斷開，則它被重新連接，使得電流可由備用電源消耗。

在步驟S208處，在第一位置處測量備用電源的充電特性。充電特性優(yōu)選地包括備用電源的充電電流、備用電源的充電電壓或這兩者。優(yōu)選地，由諸如上面討論的第一傳感器單元114的第一傳感器單元執(zhí)行測量。優(yōu)選地，第一位置是在相應于如上所述被評估的備用電源的俯仰驅(qū)動單元內(nèi)的點。

在步驟S210處，在第二位置處測量備用電源的充電特性。優(yōu)選地，由諸如上面討論的第二傳感器單元116的第二傳感器單元執(zhí)行測量。優(yōu)選地，第二位置是在遠離第一傳感器單元的風力渦輪機內(nèi)、例如在如上所述的中央單元內(nèi)的點。

注意，步驟S208可在步驟S210之前執(zhí)行，反之亦然。更優(yōu)選地，步驟S208和S210同時被執(zhí)行，從而允許在充電電流和/或電壓隨著時間的過去而改變的情況下的測量可靠性的準確確定。此外，優(yōu)選地，步驟S208和S210在某個時間間隔上重復，使得可測量隨著時間的過去的充電電流和/或電壓的分布圖，并可確定相應于分布圖的不同部分的測量的可靠性。

在步驟S212處，比較在步驟S208和S210中進行的測量。例如，由第一傳感器單元測量的充電電流與由第二傳感器單元測量的充電電流比較。在一些實施方式中，該比較涉及計算在值之間的百分比差異。在其它實施方式中，該比較涉及在測量值之間的絕對差異?？墒褂糜糜诒容^值的其它方法，如在本領(lǐng)域中已知的。

基于在步驟S212中執(zhí)行的比較，置信度水平在步驟S214中被分配到在第一位置處的測量和/或在第二位置處的測量。置信度水平提供由第一和/或第二傳感器單元進行的測量是否是可靠的、即似真的指示，如上面關(guān)于圖1A和圖1B所述的。在一些實施方式中，置信度水平被分配到由位于俯仰驅(qū)動單元處的第一傳感器單元測量的值。在一些實施方式中，在10％或更小的測量值中的差異可被分配高置信度水平，而大于10％的差異可被分配低置信度水平。可選地，在高置信度水平和低置信度水平之間的差別可與除了10％以外的不同閾值(例如，在5％或15％或20％的測量值之間的差異)相關(guān)聯(lián)?？蛇x地，可利用多于兩個置信度水平，其中多于一個閾值用于定義置信度水平，例如10％或更小的差異可被分配高置信度水平，在10％和20％之間的差異可被分配中間置信度水平，以及大于20％的差異可被分配低置信度水平，在這樣的情況下，高置信度水平將指示第一(和/或第二)位置處的測量被信任，且沒有行動需要被采取，中間水平可提供指示更多的測量應被進行以確定進行測量的一個或多個傳感器單元的可靠性的警告，以及低水平指示一個或多個傳感器單元不能被信任并需要更換或維修。類似地，諸如絕對差異的其他比較值可用于分配置信度水平(例如，如果絕對差異低于閾值則可分配高置信度水平，以及如果差異高于閾值則分配低置信度水平)。

在步驟S216處，基于在步驟S214中分配的置信度水平來選擇行動的方針。

如果置信度水平不低(即，高置信度水平或在一些實施方式中中間置信度水平被分配)，則該方法繼續(xù)進行到步驟S218，其中風力渦輪機的正常操作可繼續(xù)。在一些實施方式中，可在步驟S218處向用戶提供測量被信任的指示。如上面提到的，在一些實施方式中，當風力渦輪機在空閑模式中時，測量可由第一和第二傳感器進行。在這種情況下，在步驟S218處，風力渦輪機可離開它的空閑模式，使得轉(zhuǎn)子葉片從它們的順槳位置俯仰并開始正常操作。

如果置信度水平低，則該方法繼續(xù)進行到步驟S220，其中風力渦輪機被置于安全狀態(tài)中。優(yōu)選地，這涉及使用存在于風力渦輪機中的俯仰驅(qū)動電機將轉(zhuǎn)子葉片置于順槳位置中，從而使葉片起作用來阻滯渦輪機的旋轉(zhuǎn)，使得沒有另外的電力被生成且渦輪機被置于空閑模式中。有利地，這起作用來減小在不能驗證緊急備用電源正確地工作的情況下對環(huán)境、人或設備的損壞的風險。優(yōu)選地，在步驟S220處，備用電源的功能不能被驗證的指示被自動提供給維修人員，其可接著做出視情況更換或修理傳感器單元中的一個或兩個的安排。在一些實施方式中，當風力渦輪機已經(jīng)如上面討論的在空閑模式中時，可由第一和第二傳感器進行測量。在這種情況下，在步驟220處，風力渦輪機保持在空閑狀態(tài)中，其中葉片保持在順槳位置上。

換句話說，響應于基于在由第一和第二傳感器單元測量的值中的差異是否超過預定閾值的似真性檢查而做出關(guān)于是否使風力渦輪機的轉(zhuǎn)子葉片順槳并將它置于安全的空閑模式中(或?qū)L力渦輪機維持在空閑模式中，如果已經(jīng)在空閑模式中的話)的決定。

上面的討論描述了本發(fā)明的特定實施方式。如上面注意到的，在圖1B中所示的風力渦輪機100優(yōu)選地是如圖1A所示的相同風力渦輪機100，且相應地，當實現(xiàn)本發(fā)明時，關(guān)于圖1A或圖1B討論的特征是可兼容的。此外，圖2的方法200可優(yōu)選地應用于如圖1A和1B所示的風力渦輪機100。從所附權(quán)利要求中將理解的本發(fā)明的另外的方面。