CN101907062B - 用于风力涡轮机噪声控制和损坏探测的系统和方法 - Google Patents

用于风力涡轮机噪声控制和损坏探测的系统和方法 Download PDF

Info

Publication number
CN101907062B
CN101907062B CN201010201006.7A CN201010201006A CN101907062B CN 101907062 B CN101907062 B CN 101907062B CN 201010201006 A CN201010201006 A CN 201010201006A CN 101907062 B CN101907062 B CN 101907062B
Authority
CN
China
Prior art keywords
wind turbine
blade
noise
sensor
acoustic
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201010201006.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN101907062A (zh
Inventor
熊伟
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
General Electric Renovables Espana SL
Original Assignee
General Electric Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by General Electric Co filed Critical General Electric Co
Publication of CN101907062A publication Critical patent/CN101907062A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101907062B publication Critical patent/CN101907062B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D7/00—Controlling wind motors 
    • F03D7/02—Controlling wind motors  the wind motors having rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor
    • F03D7/0296—Controlling wind motors  the wind motors having rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor to prevent, counteract or reduce noise emissions
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D17/00—Monitoring or testing of wind motors, e.g. diagnostics
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2270/00—Control
    • F05B2270/30—Control parameters, e.g. input parameters
    • F05B2270/333—Noise or sound levels
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70—Wind energy
    • Y02E10/72—Wind turbines with rotation axis in wind direction

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Wind Motors (AREA)

Abstract

本发明涉及用于风力涡轮机噪声控制和损坏探测的系统和方法。具体而言，提供了为风力涡轮机(10)提供噪声控制的系统和方法。该系统包括可操作地安装在风力涡轮机上的至少一个叶片(24)和用于接收与风力涡轮机的运行特性有关的一个或多个信号的一个或多个传感器(410)。控制器(40)构造成用于评估信号，以判定它们是否处在预定范围外。系统构造成如果信号处在预定范围外，则调整运行特性和/或发出警报。该方法包括如下步骤：从一个或多个传感器接收一个或多个信号；判定信号是否处在预定范围外；以及响应于从传感器接收的信号而调整风力涡轮机的操作参数或发出警报。可调整操作参数以改变由风力涡轮机产生的噪声的量。

Description

用于风力涡轮机噪声控制和损坏探测的系统和方法
技术领域
本发明一般地涉及用于在风力涡轮机中的噪声控制和损坏探测的系统和方法。特别地，本发明涉及控制由风力涡轮机产生的噪声或通过感测声学发射探测损坏的系统和方法。
背景技术
近来，作为环境安全并且相对廉价的备选能源，风力涡轮机已经受到增加的关注。由于该增长的注意，已经做出相当大的努力以开发可靠且有效的风力涡轮机。
通常，风力涡轮机可包括通过轮毂联接到发电机转子上的多个叶片。发电机转子可安装在外壳或外罩内，外壳或外罩可定位在管形塔架或底座的顶部上。轮毂和叶片可形成风力涡轮机转子。公用级的风力涡轮机(例如设计成向公共电网提供电能的风力涡轮机)可具有大的风力涡轮机转子(例如直径为大约30米或更大)。这些风力涡轮机转子上的叶片能够将风能转换成旋转扭矩或力，其驱动一个或多个发电机的转子，发电机转子旋转地联接到涡轮机转子上。然而，叶片的转动会产生不希望的噪声。
降低由风力涡轮机产生的噪声的一个已知方法是停止或减载运行整个系统，从而防止或减轻噪声的产生。然而，停止或减载运行整个系统也阻碍系统产生希望量的能量。降低系统中的噪声的另一种已知的技术是通过对系统的机械改造。例如，可在系统以及包围此类构件的任何外壳上应用噪声隔离涂层，以降低产生的噪声。备选地，可将系统制造成带有噪声吸收或噪声减弱的特征。然而，使用噪声隔离涂层、噪声吸收特征和/或噪声减弱特征是昂贵的，并且给系统增加了显著的复杂性和花费，还不允许响应于变化的外部条件而降低噪声。此外，噪声隔离涂层、噪声吸收特征和/或噪声减弱特征并不充分地屏蔽由叶片的转动产生的噪声。
发明内容
在本发明的一个实施例中，为风力涡轮机提供了一种控制噪声的方法。该方法包括以下步骤：从一个或多个传感器接收一个或多个信号；判定信号是否在预定范围外；以及响应于接收一个或多个信号的步骤，调整风力涡轮机的操作参数。调整操作参数以改变由风力涡轮机产生的噪声的量。
在本发明的另一个实施例中，提供了一种探测风力涡轮机的损坏的方法。该方法包括以下步骤：从一个或多个传感器接收一个或多个信号；判定信号是否在预定范围外；以及响应于判定步骤发出警报。
在本发明的又一个实施例中，提供了一种用于控制噪声或探测损坏的风力涡轮机系统。该系统包括可操作地安装在风力涡轮机上的至少一个叶片。一个或多个传感器附接到风力涡轮机上，并且构造成接收与风力涡轮机的运行特性有关的一个或多个信号。控制器构造成评估一个或多个信号，以判定信号是否在预定范围外。该系统构造成如果信号在预定范围外，则调整风力涡轮机的运行特性和/或发出警报。
联系通过示例图示了本发明的原理的附图，根据以下的优选实施例的具体实施方式，本发明的其它特征和优点将变得清楚。
附图说明
图1图示了根据本发明的一个实施例的风力涡轮机的侧视图；
图2图示了根据本发明的一个实施例的风力涡轮机的一部分的局部剖视图；
图3图示了根据本发明的一个实施例的控制器的示意图；
图4图示了具有根据本发明的一个实施例用于探测声学发射的传感器的风力涡轮机叶片的透视图；
图5是图示了根据本发明的一个实施例的一种方法的流程图；以及
图6是图示了根据本发明的一个实施例的另一种方法的流程图。
贯穿这些附图，在任何可能处，使用相同标号代表相同部件。
部件列表
10  风力涡轮机
14  塔架
16  外罩
18  转子
22  轮毂
24  叶片
26  发电机
30  转子轴
36  齿轮箱
40  控制器
42  偏航系统
46  风速计
48  传感器
50  传感器
52  传感器
62  总线
64  处理器
66  随机存储器
68  存储装置
70  只读存储器
72  I/O装置
74  传感器接口
410 传感器
510 接收信号
520 判定步骤
530 正常运行模式步骤
540 调整操作参数步骤
610 接收信号
620 判定步骤
630 正常运行模式步骤
640 发出警报步骤
具体实施方式
如在图1中所示，风力涡轮机系统10通常包含容纳发电机26(参见图2)的外罩16。外罩16可以是安装在塔架14的顶上的外壳。风力涡轮机系统10可以安装在各种类型的地形上，这些地形提供到具有希望的风力条件的区域的通道。地形可极大地变化并且可包括，但不限于山地地形或近岸位置。风力涡轮机系统10还可包括附接到旋转轮毂22上的一个或多个转子叶片24。系统10可包括用于将转子叶片24的旋转转换成电能的发电机26。
图2显示了通过齿轮箱36连接到转子18上的发电机26，齿轮箱36与旋转轮毂22成旋转连通，一个或多个转子叶片24可围绕旋转轮毂22转动。在一些实施例中，风力涡轮机10可包括盘式制动器(未显示)，用于制动转子18的旋转，从而例如减慢转子18的旋转、逆着满风扭矩制动转子18和/或降低由发电机26产生的电能。此外，在一些实施例中，风力涡轮机10可包括偏航系统42，用于使外罩16围绕旋转轴线(未显示)旋转以改变转子18的偏航，且更具体地，用于改变转子18面向的方向，从而例如调整转子18面向的方向和风的方向之间的角度。偏航系统42可联接到用于控制的控制器40上。在一些实施例中，风力涡轮机10可包括风速计46，用于测量风速和/或风向。在一些实施例中，风速计46可联接到控制器40上，用于向控制器40发送在控制器40中处理的测量结果。例如，尽管风速计46可联接到控制器40上，用于向控制器40发送测量结果以控制风力涡轮机10的其它操作，但风速计46也可向控制器40发送测量结果以使用偏航系统42控制和/或改变转子18的偏航。备选地，风速计46可直接联接到偏航系统42上，用于控制和/或改变转子18的偏航。在其它实施例中，控制器40可控制一个风力涡轮机10或多个风力涡轮机10，控制器40可与其它控制器协同运行，控制器40可以是控制多个风力涡轮机10的中央控制器和/或控制器40可另外操作其它系统。
参考附图3，可提供控制器40以监视和控制风力涡轮机10和/或发电机26的运行。控制器40可包括构造成接收噪声控制信号的微处理器或控制器。响应于接收噪声控制信号，控制器40可控制风力涡轮机系统10和/或发电机26的运行。通过控制系统10和/或发电机26，控制器40可维持或调整转子叶片24的运行速度或变桨、发电机26的运行条件和/或其它系统操作参数。在具有多个风力涡轮机系统10的一个实施例中，控制器40可选择性地启动或停用各个发电机26，并且可选择性地维持和/或调整转子叶片24的运行速度和/或变桨。
在一些实施例中，控制器40可包括传达信息的总线62或其它通信装置。一个或多个处理器64可联接到总线62上以处理信息，包括来自风速计46、传感器48、50、52和/或54、和/或其它传感器的信息。控制器40还可包括一个或多个随机存储器(RAM)66和/或其它存储装置68。RAM 66和存储装置68联接到总线62上，以存储和传递信息以及由处理器64执行的指令。
在处理器64执行指令期间，RAM 66(和/或如果包括，以及存储装置68)还可用来存储临时变量或其它中间信息。控制器40还可包括联接到总线62上的一个或多个只读存储器(ROM)70和/或其它静态存储装置，以存储并且向处理器64提供静态(即不变化的)信息和指令。输入/输出装置72可包括在本领域中已知的任何装置，以向控制器40提供输入数据和/或提供输出，例如但不限于偏航控制和/或变桨控制输出。可从存储装置(例如但不限于磁盘、只读存储器(ROM)集成电路、CD-ROM和/或DVD)向内存提供指令，通过有线或者无线的远程连接，向一个或多个电可存取媒介提供存取等。在一些实施例中，可使用硬接线电路代替软件指令或与软件指令结合。因此，执行指令序列并不限于硬接线电路和软件指令的任何具体结合，不管是在本文中所描述和/或所图示的。控制器40还可包括传感器接口74，该传感器接口74允许控制器40与风速计46、传感器48、50、52和/或54、和/或其它传感器通信。传感器接口74可以是或者可包括，例如一个或多个模数转换器，模数转换器将模拟信号转换成处理器64可以使用的数字信号。
在控制器40响应于外部条件而接收噪声控制信号启动噪声控制模式后，控制器40可控制风力涡轮机系统10和/或发电机26以更高、更低或者一致的速度工作。控制器40可执行控制算法或可包括软件，以控制风力涡轮机系统10的运行并且判定和实现用于风力涡轮机系统10和/或发电机26的运行配置。控制器40的控制算法或软件可判定、实现、分析、测量和/或控制转子24的速度，以便响应于接收噪声控制信号而维持或调整由风力涡轮机系统10产生的噪声。控制算法可以是储存在控制器40的永久存储器中的计算机程序或软件，并且可包括可由控制器40的微处理器执行的一系列指令。控制算法可以以计算机程序实施并且可由微处理器执行，或者可使用数字和/或模拟硬件实现和执行该控制算法。
在噪声控制模式期间，降低或限制由风力涡轮机系统10产生的噪声的控制过程可根据来自系统控制程序的预先编程的指令和/或响应于对一个或多个预定的外部条件的探测而自动启动。如本文所用，用语“噪声”包括由风力涡轮机或其构件和/或外部条件(包括但不限于风速、压力、温度、湿度或邻近单个建筑或多个建筑(例如住宅)的居住习惯(habitation))产生的声压级。可基于预编程的条件(例如希望在24小时期间或其它期间中的某些时间避免产生处在或高于预定水平的噪声)而接收噪声控制信号。在一个示例性实施例中，可响应于用户输入而启动噪声控制模式，提供控制信号。控制信号可响应于用户输入而产生，用户输入指示用户的噪声探测、或用户希望避免产生处在或高于预定水平的噪声、或用户希望感测像在附近住宅的居民不在的外部条件并且在居民回家前允许更高的噪声水平。另外地或者备选地，通过确定具体的分贝限度或其它合适的限度，用户输入可确定需要避免的预先选择的水平。控制过程可以是独立的过程或程序，或者该控制过程可结合在更大的控制过程或程序中，例如关注于系统效率的控制程序。在带有多个风力涡轮机系统10的一个示例性实施例中，该控制过程可为每一个风力涡轮机系统10生成噪声控制信号，以避免一个或多个风力涡轮机系统10在预定速度下的运行。
可使用由微处理器或控制器40执行的控制程序或算法，以判定由风力涡轮机系统10产生的噪声的水平(例如，测得的分贝读数或测得的变桨)和/或由外部条件产生的噪声的水平。判定的噪声的水平可包括由在风力涡轮机系统10中的具体构件产生的噪声，例如，通过测量由叶片24产生的噪声。控制程序可接收指示外部条件的多种输入，外部条件包括但不限于风速、压力、温度、降雨量、环境噪声、当地道路交通噪声、湿度或附近建筑物和/或住宅的居住习惯。例如温度、湿度、压力、降雨量、环境噪声、当地公路交通噪声、和/或附近建筑(例如住宅)的未入住率。该输入可在做出如下判定中使用：何时调整或维持风力涡轮机10、发电机26的速度；和/或何时调整影响产生的噪声量的操作参数(操作参数从而影响功率产生)。
参考附图4，根据本发明的多个方面，该系统可包括一个或多个传感器410，用于探测和测量叶片24的声学发射。传感器可包括麦克风、声学探测器/传感器、或能够探测噪声或声学发射的任何其它合适的装置。可向控制器40提供来自传感器410的信号，以控制风力涡轮机10的运行。传感器410还可包括压力传感器、温度传感器、流量传感器、噪声传感器、动作传感器、光传感器、振动传感器或任何其它合适类型的传感器，用于评估风力涡轮机10的性能及其运行条件。传感器410可定位在叶片24内，并且用来探测和/或测量处在或高于预定水平和/或频率范围(例如，大约20Hz到大约20000Hz)的噪声。传感器410还可构造成监视并且探测振动。传感器410可与控制器40成有线通信，和/或与控制器40成无线通信。
为了探测和/或测量噪声，传感器410可定位在叶片24内的不同位置上，以在判定噪声是否超过预定量中减轻环境噪声影响。例如，一个传感器410可定位在叶片24的基部或轮毂接合部位附近，而第二个传感器410可定位在叶片24的末梢附近。另外，两个或更多传感器可定位在叶片24内的多个位置处，并且一个或多个传感器还可定位在轮毂22内。
可使用由传感器410接收的信号来调整风力涡轮机的操作参数，从而将噪声水平降低至预定水平以下。例如，传感器410可向控制器40传达在叶片24和/或轮毂22内接收到的噪声水平。控制器40可分析噪声水平，并且如果需要，可调整操作参数(例如叶片24的桨距角)以降低噪声水平。
还可使用由传感器410接收的信号以探测对叶片24或其它风力涡轮机构件的损坏。例如，传感器410可向控制器40传达在叶片24和/或轮毂22内接收到的噪声水平。控制器40可分析噪声水平并且判定是否已经出现损坏。例如，高频噪声的变化可指示在叶片24内的裂纹。如果探测出在预定频率范围和/或量级内的噪声，则可向远程或当地的监视站传输通知或警报。
在噪声控制模式或损坏探测模式中，可维持或调整风力涡轮机的操作参数。操作参数可包括发电机26(在图2中显示)的控制扭矩，从而控制转子轴30(在图2中显示)的扭矩，控制一个或多个转子叶片24(在图1中显示)的桨距角以帮助控制转子24的速度、控制发电机26的其它操作参数和/或控制系统10的其它合适的操作参数。
控制发电机26扭矩可包括但不限于，选择发电机扭矩、改变发电机扭矩和/或控制改变发电机扭矩的速率。选择、改变和/或控制的发电机扭矩的值可以是发电机扭矩的任何合适的值或范围，例如但不限于预定额定扭矩的+/-20％。可使用任何合适的结构、方法和/或机构控制发电机扭矩。在该示例性实施例中，频率转换器控制在发电机转子18和转子轴30之间联接的扭矩，从而控制转子轴30的扭矩。
改变叶片24的桨距角可包括控制改变一个或多个叶片24的桨距角的速率。调整和/或维持的叶片桨距角的值可以是桨距角的任何合适的值或范围，例如但不限于在大约-5度和大约+30度之间。
图5显示了根据本发明的一个方面降低噪声的方法的实施例的流程图。该方法以在步骤510处接收一个或多个噪声信号开始。在步骤520中判定噪声信号是否处在预定范围外。如果不是，则继续正常的运行模式(步骤530)。如果噪声信号处在预定范围外，则可在步骤540中调整操作参数。接着，该方法返回至起点以继续监视噪声信号。
图6显示了根据本发明的一个方面探测损坏的方法的实施例的流程图。该方法以在步骤610处接收一个或多个噪声信号开始。在步骤620中判定噪声信号是否处在预定范围外。如果不是，则继续正常的运行模式(步骤630)。如果噪声信号处在预定范围外，则可在步骤640中发出警报。接着，该方法返回至起点以继续监视噪声信号。
噪声信号可由声学传感器从叶片24和/或轮毂22内获得。传感器也可设置在风力涡轮机10的其它部件内(例如在外罩16内)。另外，传感器还可设置在风力涡轮机10的外部。可校准噪声信号以移除环境噪声或因为周围条件引起的噪声(例如外部的风隙噪声等)。在本文描述的方法还可寻找在具体频率范围内和/或在预定振幅以上的噪声。
感测的噪声信号还可与符合国际电工委员会(IEC)要求的噪声水平比较。IEC标准为在变化的风速下测量风力涡轮机的噪声发射提供了统一的方法论，以帮助风力涡轮机之间的比较。风力涡轮机制造商经常使用该标准以规定声学发射，而终端使用客户经常使用该标准以测试规格是否符合。这些测试可要求在各种风速下的声功率水平、三分之一倍频程带级(octave band level)和音调的测量。在公式1中，给出了一个等式，其可用来根据最大末梢速度(Vtip)[m/s]和转子直径(D)[m]计算声功率水平(SPL)[dB(A)]。X是修正因素，并且典型地在4到10之间。
SPL＝50log10(Vtip)+10log10(D)-X  (等式1)
根据本发明的多个方面，一个方法可从在叶片内的声学传感器接收噪声信号，并且根据转子速度计算叶片末梢速度。符合IEC要求的噪声可使用等式1计算并且可将此结果传输至风力涡轮机控制器。基于该结果，可调整风力涡轮机的运行特性或者可发出警报。
虽然已经参考一个或多个优选的实施例描述了本公开，但本领域技术人员将理解的是可做出各种变型并且用等同物代替其中的部件而不脱离本公开的范围。另外，可不脱离本发明的实质范围而做出许多改型以使具体情形或材料适应于本公开的教导。因此，本公开意图不限于作为用于执行本公开而考虑的最佳模式而公开的特定的实施例，而是本公开将包括落入所附权利要求书的范围内的全部实施例。

Claims (16)

1.一种为风力涡轮机提供噪声控制的方法，包括：
从风力涡轮机叶片内的一个或多个声学传感器接收一个或多个声学信号；
判定所述一个或多个声学信号是否处在预定范围外；
在所述风力涡轮机的运行期间，如果所述一个或多个声学信号处在所述预定范围外，则响应于从一个或多个声学传感器接收一个或多个声学信号调整所述风力涡轮机的操作参数；
其中，调整所述操作参数以减少由所述风力涡轮机产生的噪声的量。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，从包括以下传感器的组选择附加的传感器：压力传感器，温度传感器，流量传感器，动作传感器以及光传感器或它们的组合，从而检测压力、温度、流量、动作和光的至少其中一种。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预定范围选自包括如下范围的组：频率范围、振幅范围或它们的组合。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述操作参数选自由所述叶片的运行速度、扭矩要求、桨距角、转子速度、扭矩或它们的结合所组成的组。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述一个或多个传感器也位于所述风力涡轮机的轮毂内。
6.一种探测风力涡轮机损坏的方法，包括：
从风力涡轮机叶片内的一个或多个声学传感器接收一个或多个声学信号，所述一个或多个声学信号在所述风力涡轮机的运行期间接收；
判定所述一个或多个声学信号是否处在预定范围外；
如果所述一个或多个声学信号处在预定范围外，则响应于所述判定而发出警报。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，从包括以下传感器的组选择附加的传感器：压力传感器，温度传感器，流量传感器，动作传感器以及光传感器或它们的组合，从而检测压力、温度、流量、动作和光的至少其中一种。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述预定范围选自包括如下范围的组：频率范围、振幅范围或它们的组合。
9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述一个或多个声学传感器也位于所述风力涡轮机的轮毂内。
10.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述警报指示在所述风力涡轮机的叶片中已经出现裂纹。
11.一种用于提供噪声控制和损坏探测中的至少一个的风力涡轮机系统，所述风力涡轮机系统包括：
至少一个叶片，其可操作地安装在风力涡轮机上；
一个或多个声学传感器，其附接到所述风力涡轮机上，所述一个或多个声学传感器用于接收在所述风力涡轮机的运行期间与所述风力涡轮机系统的运行特性有关的一个或多个声学信号，所述一个或多个声学传感器的至少一部分位于所述至少一个叶片内；
控制器，其构造成用于评估所述一个或多个声学信号，以判定所述一个或多个声学信号是否处在预定范围外；
其中，如果所述一个或多个声学信号处在预定范围外，所述风力涡轮机系统构造成至少调整所述风力涡轮机的运行特性或发出警报。
12.根据权利要求11所述的风力涡轮机系统，其特征在于，还包括从包括以下传感器的组选择附加的传感器：压力传感器，温度传感器，流量传感器，动作传感器以及光传感器或它们的组合，从而检测压力、温度、流量、动作和光的至少其中一种。
13.根据权利要求11所述的风力涡轮机系统，其特征在于，所述一个或多个声学传感器也位于所述风力涡轮机的叶片和轮毂的至少其中一个内。
14.根据权利要求11所述的风力涡轮机系统，其特征在于，所述预定范围选自由频率范围、振幅范围或它们的结合所组成的组。
15.根据权利要求11所述的风力涡轮机系统，其特征在于，所述操作参数选自由所述叶片的运行速度、扭矩要求、桨距角、转子速度、扭矩或它们的结合所组成的组。
16.根据权利要求11所述的风力涡轮机系统，其特征在于，所述警报指示在所述风力涡轮机的叶片中已经出现裂纹。
CN201010201006.7A 2009-06-03 2010-06-02 用于风力涡轮机噪声控制和损坏探测的系统和方法 Active CN101907062B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US12/477437 2009-06-03
US12/477,437 US7896613B2 (en) 2009-06-03 2009-06-03 System and method for wind turbine noise control and damage detection

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101907062A CN101907062A (zh) 2010-12-08
CN101907062B true CN101907062B (zh) 2014-06-04

Family

ID=42231269

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201010201006.7A Active CN101907062B (zh) 2009-06-03 2010-06-02 用于风力涡轮机噪声控制和损坏探测的系统和方法

Country Status (5)

Country Link
US (1) US7896613B2 (zh)
EP (1) EP2258942B1 (zh)
CN (1) CN101907062B (zh)
DK (1) DK2258942T3 (zh)
ES (1) ES2546950T3 (zh)

Families Citing this family (38)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8427333B2 (en) * 2009-06-29 2013-04-23 General Electric Company System and method for detecting lightning
US7948103B2 (en) * 2009-09-03 2011-05-24 General Electric Company Method and system for verifying wind turbine operation
US8041540B2 (en) * 2009-12-09 2011-10-18 General Electric Company System, device, and method for acoustic and visual monitoring of a wind turbine
US8180480B2 (en) * 2009-12-16 2012-05-15 Pro-Cut Licensing Company, Llc Tool bit monitoring for on-vehicle brake lathe
US8043054B2 (en) * 2010-08-25 2011-10-25 General Electric Company Method and system for monitoring wind turbine
US20110223018A1 (en) * 2010-12-21 2011-09-15 Prashant Srinivasan Control System, Wind Farm, And Methods Of Optimizing The Operation Of A Wind Turbine
US9909564B2 (en) * 2010-12-23 2018-03-06 Vestas Wind Systems A/S Supervision of controller instability in a wind turbine
BRPI1100019A2 (pt) * 2011-02-10 2019-09-24 Mitsubishi Heavy Ind Ltd instalação de energia eólica, e , método de controle de instalação de energia eólica
US8232663B2 (en) * 2011-06-30 2012-07-31 General Electric Company Controlling noise generated by wind turbines in a wind farm by de-synchronization of wind turbine rotors
US9683554B2 (en) * 2011-08-16 2017-06-20 Vestas Wind Systems A/S Acoustic noise monitoring system for a wind turbine
US8454311B2 (en) 2011-09-29 2013-06-04 General Electric Company Wind turbine blade edge monitoring system
US9051897B2 (en) 2011-11-04 2015-06-09 United Technologies Corporation System for optimizing power usage from damaged fan blades
EP2599996B1 (en) * 2011-12-02 2016-06-29 Vestas Wind Systems A/S Controlling of noise emission of a wind park
DE202011108836U1 (de) 2011-12-08 2011-12-29 Grenzebach Maschinenbau Gmbh Vorrichtung zur industriellen Herstellung von photovoltaischen Konzentratormodulen
US9014861B2 (en) * 2011-12-20 2015-04-21 General Electric Company Method and system for noise-controlled operation of a wind turbine
US9435320B2 (en) * 2012-11-19 2016-09-06 Elwha Llc Mitigating wind turbine blade noise generation in view of a minimum power generation requirement
WO2014078773A1 (en) * 2012-11-19 2014-05-22 Elwha Llc Mitigating wind turbine blade noise generation in response to an atmospheric variation
US9759196B2 (en) * 2012-11-19 2017-09-12 Elwha Llc Mitigating wind turbine blade noise generation in response to an atmospheric variation
WO2015065873A2 (en) * 2013-10-28 2015-05-07 University Of Massachusetts Structural health monitoring of wind turbine blades using wireless acoustic sensing
CN103758696B (zh) * 2014-01-09 2016-05-25 华北电力大学 基于scada温度参数的风电机组安全状况评价方法
US9995277B2 (en) 2014-07-31 2018-06-12 General Electric Company System and method for controlling the operation of wind turbines
CA2898915C (en) 2014-07-31 2022-10-25 General Electric Company System and method for optimal operation of wind farms
US10156224B2 (en) * 2015-03-13 2018-12-18 General Electric Company System and method for controlling a wind turbine
ES2763074T3 (es) * 2015-03-27 2020-05-27 Siemens Gamesa Renewable Energy As Control para una turbina eólica
US10024304B2 (en) 2015-05-21 2018-07-17 General Electric Company System and methods for controlling noise propagation of wind turbines
DE102015117032A1 (de) * 2015-10-07 2017-04-13 Wobben Properties Gmbh Verfahren zum Überwachen einer Windenergieanlage
EP3249216A1 (en) 2016-05-27 2017-11-29 Siemens Aktiengesellschaft Rotor blade with noise reduction means
US10266278B2 (en) 2016-10-11 2019-04-23 Unison Industries, Llc Starter issue detection
EP3551879B1 (en) * 2016-12-09 2020-10-28 Vestas Wind Systems A/S Adaptive noise control for wind turbine
CN110100091A (zh) * 2016-12-23 2019-08-06 维斯塔斯风力系统集团公司 依赖于风力涡轮机温度的降噪
US11119071B1 (en) 2017-03-10 2021-09-14 Oceangate, Inc. Systems and methods for curing, testing, validating, rating, and monitoring the integrity of composite structures
US10495693B2 (en) 2017-06-01 2019-12-03 General Electric Company Wind turbine fault detection using acoustic, vibration, and electrical signals
US10539119B2 (en) 2017-07-10 2020-01-21 WindESCo, Inc. System and method for augmenting control of a wind turbine assembly
EP3732361B1 (en) * 2017-12-29 2022-03-02 Vestas Wind Systems A/S Wind turbine design method
CN110500234B (zh) 2018-05-18 2020-07-03 北京金风科创风电设备有限公司 用于风力发电机组的噪声控制的方法和装置
CN110500233B (zh) 2018-05-18 2020-07-07 北京金风科创风电设备有限公司 用于多个风力发电机组的噪声控制的方法和装置
US10823146B2 (en) * 2018-06-14 2020-11-03 General Electric Company System and method for controlling a wind turbine to minimize rotor blade damage
GB2584111A (en) * 2019-05-21 2020-11-25 Renewal Energy Systems Ltd System and method for controlling the noise emission of one or more wind turbines

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4524620A (en) * 1983-02-07 1985-06-25 Hughes Helicopters, Inc. In-flight monitoring of composite structural components such as helicopter rotor blades
US6525518B1 (en) * 1998-01-14 2003-02-25 Dan-Contol Engineering A/S Method for measuring and controlling oscillations in a wind turbine

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DK58998A (da) * 1998-04-30 1999-10-31 Lm Glasfiber As Vindmølle
DE19948194C2 (de) * 1999-10-06 2001-11-08 Aloys Wobben Verfahren zur Überwachung von Windenergieanlagen
US6386038B1 (en) 1999-11-24 2002-05-14 Lewis, Iii Carl Edwin Acoustic apparatus and inspection methods
JP2001349775A (ja) * 2000-06-07 2001-12-21 Hitachi Ltd 風車翼破損検知装置
DE10065314B4 (de) 2000-12-30 2007-08-16 Igus - Innovative Technische Systeme Gmbh Verfahren und Einrichtung zur Überwachung des Zustandes von Rotorblättern an Windkraftanlagen
US7080555B2 (en) 2004-06-04 2006-07-25 Texas Research International, Inc. Distributed mode system for real time acoustic emission monitoring
US7075424B1 (en) 2004-07-08 2006-07-11 North Carolina A&T State University System for damage location using a single channel continuous acoustic emission sensor
DE102005017054B4 (de) * 2004-07-28 2012-01-05 Igus - Innovative Technische Systeme Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Überwachung des Zustandes von Rotorblättern an Windkraftanlagen
US7400054B2 (en) 2006-01-10 2008-07-15 General Electric Company Method and assembly for detecting blade status in a wind turbine
JP4814644B2 (ja) * 2006-02-01 2011-11-16 富士重工業株式会社 風力発電装置
US8021110B2 (en) 2007-01-05 2011-09-20 General Electric Company Tonal emission control for wind turbines
US7883317B2 (en) 2007-02-02 2011-02-08 General Electric Company Method for optimizing the operation of a wind turbine
EP2130009A2 (en) 2007-03-29 2009-12-09 Vestas Wind Systems A/S Method for inspecting at least one rotor blade of a wind turbine and inspection system for at least one rotor blade of a wind turbine
US7895018B2 (en) * 2007-08-10 2011-02-22 General Electric Company Event monitoring via combination of signals
US8277185B2 (en) * 2007-12-28 2012-10-02 General Electric Company Wind turbine, wind turbine controller and method for controlling a wind turbine

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4524620A (en) * 1983-02-07 1985-06-25 Hughes Helicopters, Inc. In-flight monitoring of composite structural components such as helicopter rotor blades
US6525518B1 (en) * 1998-01-14 2003-02-25 Dan-Contol Engineering A/S Method for measuring and controlling oscillations in a wind turbine

Also Published As

Publication number Publication date
EP2258942A2 (en) 2010-12-08
EP2258942B1 (en) 2015-08-05
US20100143117A1 (en) 2010-06-10
ES2546950T3 (es) 2015-09-30
DK2258942T3 (en) 2015-08-31
US7896613B2 (en) 2011-03-01
EP2258942A3 (en) 2014-03-12
CN101907062A (zh) 2010-12-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101907062B (zh) 用于风力涡轮机噪声控制和损坏探测的系统和方法
US9638171B2 (en) System and methods for controlling wind turbine
US8210811B2 (en) Apparatus and method for operation of a wind turbine
EP2216549A2 (en) Wind turbine noise control
EP2745006B1 (en) Acoustic noise monitoring system for a wind turbine
US20100133819A1 (en) Wind turbine acoustic emission control system and method
CN102483038B (zh) 基于探测湍流的转子叶片控制
EP3181897B1 (en) Operating a wind turbine
EP2461025A2 (en) System, device, and method for noise-based operation of wind turbines
US8178989B2 (en) System and methods for adjusting a yaw angle of a wind turbine
CN101476538B (zh) 用于风力涡轮机的单个叶片噪声测量系统和方法
DK178811B1 (en) Methods and systems for reducing amplitude modulation in wind turbines
CN109477461A (zh) 风力涡轮机噪声的分析
CN109964029A (zh) 在低侵蚀条件期间高于额定的风力涡轮机操作
EP3502463A1 (en) System and method for protecting wind turbines during wind gusts
CN107781105B (zh) 风力发电机的变桨控制方法及装置
WO2018204447A1 (en) Adjustment factor for aerodynamic performance map
KR101342856B1 (ko) 풍력발전기 로터블레이드의 얼음 감시 방법
CN113757050B (zh) 一种风电场噪声监测控制系统及方法
KR101365573B1 (ko) 풍력발전기 날개의 크랙감지 시스템 및 방법
EP3816436A1 (en) Wind speed estimation arrangement
GB2584111A (en) System and method for controlling the noise emission of one or more wind turbines
Mouzakis et al. Sounding techniques in wind energy applications

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20240102

Address after: Barcelona, Spain

Patentee after: Ge renewable energy Spain Ltd.

Address before: New York, United States

Patentee before: General Electric Co.

TR01 Transfer of patent right