CN103348133A - 具有主风轮机和至少一个从风轮机的风轮机设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种风轮机设备（1）。所述风轮机设备（1）包括主风轮机（2）和至少一个从风轮机（7、7a、7b、7c）。所述主风轮机（2）被布置成用于产生电能并将所产生的电能供送至外部电能接收者，例如电网（10）。所述主风轮机（2）包括一个或多个内部功率消耗系统，例如偏航系统（16）、控制系统、加热系统（13）、润滑系统（15）等。所述从风轮机（7、7a、7b、7c）被布置成用于产生电能并将所产生的电能供送至主风轮机（2）的至少某些内部功率消耗系统。所述从风轮机（7、7a、7b、7c）与外部电能接收者电断开。所述从风轮机（7、7a、7b、7c）可构成用于内部系统的备用供电装置。因此，不需要为备用供电装置补给燃料，且备用供电装置是环保的。这在海上风轮机设备（1）中尤其有用。

Description

具有主风轮机和至少一个从风轮机的风轮机设备

技术领域

本发明涉及一种包括主风轮机和至少一个从风轮机的风轮机设备，所述主风轮机被布置成产生用于外部电能接收者、例如电网的电能，所述至少一个从风轮机被布置成产生用于主风轮机的一个或多个内部功率消耗系统的电能。从风轮机优选充当备用供电装置，以在用于内部功率消耗系统的主要供电装置失效或被中断的情况下用于向主风轮机的至少某些内部功率消耗系统供电。本发明的风轮机设备尤其适合在海上风力发电设备中使用。

背景技术

在现代风轮机中需要多个内部功率消耗系统，以便保证风轮机的正确和安全的操作。这种系统包括但不限于：偏航系统，其用于旋转风轮机的机舱，以便使由机舱承载的风轮机叶片相对于风向以期望的方式定位；润滑系统，其用于风轮机的运动部件、例如齿轮系统；变桨距系统，其用于使风轮机叶片绕着叶片的纵向轴线旋转；温度控制系统，例如冷却系统和加热系统；电光源；各种监测系统；各种传感器；控制系统等。

内部功率消耗系统通常通过外部供电装置、例如电网供电。然而，在外部供电装置失效或被中断的情况下，内部功率消耗系统不再能操作。由于某些内部功率消耗系统的正确操作对于风轮机是至关重要的，因此需要提供备用供电装置，以便能够在外部供电装置失效或被中断的情况下向所述系统供电。例如，将风轮机的叶片布置在如下位置是非常重要的：在该位置，当风速超过给定的阈值风速时，风轮机上的载荷、尤其是风轮机叶片上的在旋转平面内的载荷被减到最小。这例如可以是逆风位置。如果不能保证这样，就有引起风轮机叶片损坏的风险。

在某些现有技术的风轮机中，备用供电装置通过在风轮机处或邻近风轮机布置柴油发电机来提供，所述柴油发电机产生电能并将所产生的电能供送至风轮机的内部功率消耗系统。为了这个目的使用柴油发电机的一个缺点是，用于柴油发电机的燃料不合乎环境要求。另外，需要经常向柴油发电机补给燃料。为了这样做，人员必须接近风轮机。这在风轮机是海上风轮机的情况下尤其不利，因为在这种情况下接近风轮机是非常困难和昂贵的。

在其他现有技术的风轮机中，备用供电装置通过使风电场的邻近的风轮机能够彼此供电来提供。WO2010/031575A2公开了一种风轮机电场，其包括均具有辅助器件电路的多个单独的风轮机。所述电场还包括主变压器，所述主变压器被布置成在所述多个单独的风轮机中的每个与电网之间联接。所述电场还包括辅助变压器，所述辅助变压器在变电站变压器与所述单独的风轮机中的每个中的辅助器件电路之间联接。在使用中，电能从变电站变压器传输回到每个辅助器件电路。

发明内容

本发明的实施例的目的是提供这样一种风轮机设备，其中，在不需要人员接近风轮机设备的场所的情况下保证备用供电装置向内部功率消耗系统供电。

本发明的实施例的另一目的是提供这样一种风轮机设备，其包括用于向内部功率消耗系统供电的不依靠燃料供送的备用供电装置。

本发明的实施例的又一目的是提供一种用于实施风轮机的偏航操作的方法，其中，保证了风轮机叶片即使在用于偏航系统的主要供电装置失效或被中断的情况下也能够移动至安全位置。

根据第一方面，本发明提供了一种风轮机设备，包括：

-被布置成用于产生电能的主风轮机，所述主风轮机适于向外部电能接收者供送所产生的电能，且所述主风轮机包括一个或多个内部功率消耗系统，

-被布置成用于产生电能的至少一个从风轮机，所述从风轮机适于向主风轮机的至少某些内部功率消耗系统供送所产生的电能，且所述从风轮机与外部电能接收者电断开。

在本文中，术语“风轮机设备”应解释为是指这样一种设备，该设备包括被布置成用于为外部电能接收者、例如电网产生电能的风轮机，还包括其他部件或构件，所述其他部件或构件在操作过程中与产生电能的风轮机配合和/或对于产生电能的风轮机的正确操作是必不可少的。

因此，所述风轮机设备包括主风轮机和至少一个从风轮机。主风轮机被布置成用于以本身已知的方式产生电能，且主风轮机适于向外部电能接收者供送所产生的电能。因此，主风轮机是风轮机设备的产生电能的风轮机。

主风轮机包括一个或多个内部功率消耗系统。这种系统可包括但不限于偏航系统、用于运动部件（例如齿轮系统）的润滑系统、加热系统、冷却系统、电光源、控制系统、监测系统等。如上所述，这些系统中的某些的正确操作对于最小化损坏主风轮机的风险是必不可少的。例如，在高风速过程中必不可少的是，偏航系统能够操作，以便保证风轮机叶片相对于风向一直定位在最佳位置、例如正好逆风或正好顺风，以便防止风轮机叶片在旋转平面内的振动。

在主风轮机的正常操作过程中，内部功率消耗系统可通过外部主要供电装置、例如电网供电。然而，在例如因为风轮机设备（例如由于电缆故障）与电网断开而使主要供电装置失效或被中断的情况下，需要用于至少某些内部功率消耗系统的备用供电装置。

所述风轮机设备包括至少一个从风轮机。类似于主风轮机，从风轮机被布置成用于以本身已知的方式产生电能。通过从风轮机产生的电能被供送至主风轮机的至少某些内部功率消耗系统，且从风轮机与外部电能接收者电断开。因此，从风轮机不产生用于外部电能接收者的电能。所产生的电能而是被供送至主风轮机的至少某些内部功率消耗系统。因此，从风轮机可充当用于主风轮机的至少某些内部功率消耗系统的备用供电装置。

从风轮机优选是一种不需要电能来产生电能的风轮机。例如，从风轮机可以是不具有偏航或变桨距功能、或具有被动偏航功能的永磁风轮机。

从风轮机充当用于主风轮机的内部功率消耗系统的备用供电装置由于以下原因具有优点。备用供电装置完全不依靠外部电源、例如电网或电缆供电。备用供电装置不需要补给燃料，因而能够在无需人员接近风轮机设备的情况下持续地操作。备用供电装置不依赖矿物燃料，因而有益于环境。由于在最需要备用供电装置时、即在大风条件下，风总是可获得的，因此备用供电装置是可靠的。

外部电能接收者可以是或包括电网、例如形成公共供电系统的一部分的大型电网。作为替代方案，外部电能接收者可以是或包括较小的本地系统或需要自身供电的大型设备。

如上所述，内部功率消耗系统可包括偏航系统。风轮机的偏航系统用于使承载一组风轮机叶片的机舱绕着基本上垂直的轴线旋转，以便使风轮机叶片相对于风向定位。为了使电能的产生最大化，且为了最小化损坏风轮机、尤其是（例如由于叶片在旋转平面内的振动）损坏风轮机叶片的风险，风轮机叶片通常应当定位成正好逆风或正好顺风。因此，在强风条件过程中、例如在高的风速下向偏航系统供送电能是必不可少的。由于电网在强风条件过程中很可能失效或断开，因此在偏航系统通常通过电网供电的情况下，需要用于偏航系统的备用供电装置。

替代性地或附加地，内部功率消耗系统可包括用于主风轮机的一个或多个运动部件的一个或多个润滑系统。所述运动部件例如可构成主风轮机的齿轮系统或轴承系统的一部分。根据该实施例，保证了运动部件即使在润滑系统的主要供电装置失效或被中断的情况下也被适当地润滑。

另外，对于某些运动部件、例如风轮机的大型齿轮系统的运动部件，润滑系统还为所述运动部件提供冷却。在这种情况下，还保证了运动部件即使在主要供电装置失效或被中断的情况下也被冷却。

如上所述，主风轮机的内部功率消耗系统可替代性地或附加地包括任何其他合适类型的功率消耗系统，例如加热系统、冷却系统、电光源、控制系统、监测系统等。

替代性地或附加地，内部功率消耗系统可包括一个或多个电能储存装置，例如可再充电的电池、不间断电源（UPS）、电容器、机械式电能储存装置（例如弹簧或可变形的材料）等。根据该实施例，通过从风轮机产生的至少部分电能可储存在电能储存装置中，所储存的电能随后可用于向主风轮机的至少某些内部功率消耗系统进行备用供电。在电能储存装置是或包括电容器的情况下，所述电容器可直接耦合到主风轮机中的齿轮润滑泵的驱动机构。在从满幅的风轮机发电到停机的过渡过程中或在短的电网失电直至电网恢复的过程中，每当电网失电影响向齿轮润滑泵的驱动机构的输入时，电容器将提供所需要的电能来继续润滑和冷却齿轮箱。

电能储存装置将仅在电网可用或（例如源自从风轮机）其他辅助备用供电装置可用时充电。

如上所述，从风轮机可为用于内部功率消耗系统的主要供电装置形成备用供电装置。主要供电装置例如可以是电网，或可以是另一类型的本地电源。从风轮机可仅充当备用供电装置，在这种情况下它/它们在风轮机设备的正常操作过程中和/或在主要供电装置正确地操作时是不可用的。作为替代方案，除了充当备用供电装置之外，从风轮机还可被布置成用于在风轮机设备的正常操作过程中向主风轮机的至少某些内部功率消耗系统供电。因此，向风轮机设备的外部供电的需要可被最小化。最后，可想到，从风轮机可构成用于主风轮机的内部功率消耗系统的唯一的供电装置。

从风轮机中的每个可包括制动机构，所述制动机构被布置成用于在所述制动机构处于启用状态时防止从风轮机产生电能，从风轮机的制动机构在主风轮机的正常操作过程中可处于启用状态，且制动机构在用于内部功率消耗系统的主要供电装置被中断的情况下可移动至停用状态。

根据该实施例，在主风轮机的正常操作过程中、且只要用于内部功率消耗系统的主要供电装置有效地供电，从风轮机就被防止产生电能。因此，主要供电装置在风轮机设备的正常操作过程中是用于内部功率消耗系统的唯一供电装置。然而，在主要供电装置失效或被中断的情况下，从风轮机中的每个的制动机构移动至停用状态，因而使从风轮机能够产生电能。因此，备用供电装置在主要供电装置失效或被中断的情况下、即在需要备用供电装置的情况下自动地启用。

制动机构可例如是这种类型的电制动器：只要电能被供送至制动机构，所述电制动器就夹持住从风轮机的可移动部件，且当电能不再被供送至制动机构时自动地释放。

根据一个实施例，通过从风轮机产生的电能可能不足以向主风轮机的内部功率消耗系统中的每个供电。在这种情况下，需要将可用电能的使用按优先次序排列，以便保证必不可少的功能能够操作，而次要的功能是不可用的。例如，主风轮机的控制系统和/或监测系统、例如风传感器、风向标、偏航监测器等可被认为是主风轮机的最必不可少的内部功率消耗系统，因为它们提供了关于主风轮机是否正确地操作和/或主风轮机的一个或多个构件是否有损坏的风险的信息。因此，电能可首先被供送至这种系统。如果已经保证了为控制系统和有关的监测系统提供了足够的电能，另外可用的电能可有益地被供送至偏航系统，以便使风轮机叶片能够移动至期望位置，从而最小化损坏风轮机叶片的风险。然而，一旦机舱已经偏航至期望位置，且风向不变，偏航系统就不再需要电能，可用的电能可被引导至其他内部功率消耗系统、例如如上所述的润滑系统、加热系统、冷却系统等。替代性地或附加地，可用的电能可如上所述被储存在电能储存装置中，且可在以后当主风轮机的内部功率消耗系统的电能要求超过由从风轮机产生的电能时使用。

主风轮机和从风轮机可安装在共用的安装结构上。所述共用的安装结构可例如是或包括连接至海上地基并承载主风轮机和从风轮机的海上平台。替代性地或附加地，所述共用的安装结构可例如是或包括共用的地基。根据该实施例，至少从风轮机可预先安装到所述共用的安装结构上，在这种情况下，所述共用的安装结构与从风轮机一起作为一个单元被运送到风轮机设备的作业场所。作为替代方案，从风轮机可靠近主风轮机布置，或从风轮机可安装在主风轮机上。

所述风轮机设备可包括至少两个从风轮机。根据该实施例，通过从风轮机建立的电能供送在某种意义上是过剩的，即：如果从风轮机中的一个失效或失灵、或者由于某些其他原因不能从可用的风中获取电能，其他从风轮机中的一个将最大可能地能够向主风轮机的内部功率消耗系统提供所需的电能。

从风轮机可相对于主风轮机并相对于彼此被布置成：在任何风向下，使至少一个从风轮机布置在主风轮机的尾流或背风处之外。在主风轮机明显大于从风轮机的情况下，当盛行的风沿着特定方向时，从风轮机可非常好地布置在主风轮机的塔架的背风中。主风轮机的其他部件可替代性地或附加地相对于从风轮机产生尾流或背风。然而，通过使从风轮机相对于主风轮机的塔架在圆周方向上分布，可保证从风轮机中的至少一个无论风向如何都将布置在主风轮机的尾流或背风处之外，从而能够从风中获取能量并产生所需的电能。

根据一个优选的实施例，所述风轮机设备包括相对于主风轮机的塔架在圆周方向上均匀分布的四个从风轮机。根据该实施例，保证了无论风向如何都有至少两个从风轮机将布置在能够从风中获取能量的位置中。因此在任何风向下都提供了冗余度，从而保证了即使在从风轮机中的一个失效或失灵的情况下也能够通过从风轮机产生电能。

从风轮机中的至少一个可以是垂直轴风轮机（VAWT）。垂直轴风轮机是转子响应作用在风轮机上的风绕着基本上垂直的轴线旋转的风轮机。使用垂直轴风轮机作为用于根据本发明的风轮机设备的从风轮机的一个优点是，垂直轴风轮机通常能够在不需要偏航操作的情况下从任意方向的风中获取能量。

替代性地或附加地，从风轮机中的至少一个可以是水平轴风轮机（HAWT）。水平轴风轮机是转子响应作用在风轮机上的风绕着基本上水平的轴线旋转的风轮机。水平轴风轮机通常包括被布置成用于从风中获取能量的一组风轮机叶片、通常是三个风轮机叶片。在水平轴风轮机中，风轮机叶片如上所述需要相对于风向定位。因此，偏航操作是必需的。

所有从风轮机都可以是垂直轴风轮机。作为替代方案，所有从风轮机都可以是水平轴风轮机。作为另一替代方案，从风轮机中的一些可以是垂直轴风轮机，且从风轮机中的一些可以是水平轴风轮机。

从风轮机中的至少一个可被布置成用于充当风传感器。根据该实施例，至少当所述风轮机设备以使从风轮机为主风轮机的内部功率消耗系统提供备用电能的方式操作时，不需要采用用于测量风速和/或风向的单独的风传感器。因此，在这些情况下不需要产生用于操作这种单独的风传感器的电能。

主风轮机的额定功率可明显高于从风轮机中的每个的额定功率。根据该实施例，主风轮机在电能产生方面以及物理尺寸方面都明显大于从风轮机。

根据第二方面，本发明提供了一种用于在根据本发明的第一方面的风轮机设备的主风轮机上实施偏航操作的方法，该方法包括如下步骤：

-探测向风轮机的内部功率消耗系统的主要供电装置的中断，

-使从风轮机能够响应探测到的主要供电装置的中断向主风轮机的内部功率消耗系统供电，以及

-使用通过从风轮机产生的电能实施主风轮机的偏航操作，以便将主风轮机定位在安全位置。

应当指出，本领域技术人员将容易地认识到，结合本发明的第一方面描述的任何特征也可结合本发明的第二方面来描述，反之亦然。

应当指出，不排除将通过从风轮机产生的电能附加地用于向主风轮机的其他内部功率消耗系统供电，如以上参照本发明的第一方面所述。

使从风轮机向内部功率消耗系统供电的步骤可包括：停用从风轮机中的每个的制动机构，从而使从风轮机能够产生电能。根据该实施例，只要主要供电装置向主风轮机的内部功率消耗系统供电，从风轮机就被防止产生电能；从风轮机在探测到主要供电装置已经被中断时开始产生电能。制动机构可以是那种在启用和停用状态之间手动切换的、或响应由探测机构产生的信号在状态之间切换的制动机构。作为替代方案，制动机构可以是那种当主要供电装置被中断时自动地并直接地切换至停用状态的制动机构。这例如通过使用电制动机构来实现。

所述方法还可包括借助于从风轮机中的一个或多个来测量风速的步骤。根据该实施例，从风轮机中的至少一个如上所述充当风传感器。

附图说明

现在将参照附图来进一步详细地描述本发明，在附图中：

图1是根据本发明的第一实施例的风轮机设备的透视图；

图2是图1的风轮机设备从不同的角度观看的透视图；

图3示出了图1和图2的风轮机设备的细节；

图4是用于图1-3的风轮机设备的平台；

图5示出了根据本发明的第二实施例的风轮机设备的细节；

图6是用于图5的风轮机设备的平台；以及

图7是描述根据本发明的一个实施例的风轮机设备的内部功率消耗电系统的简图。

具体实施方式

图1是根据本发明的第一实施例的风轮机设备1的透视图。风轮机设备1包括主风轮机2，所述主风轮机2包括塔架3和机舱4，所述机舱4承载具有三个风轮机叶片5的转子。主风轮机2的塔架3安装在平台6上，所述平台6上还安装有四个从风轮机7a、7b，其中三个是可见的。两个从风轮机7a是水平轴风轮机（HAWT），两个从风轮机7b（其中一个是可见的）是垂直轴风轮机（VAWT）。平台6布置在海上地基8上。因此，风轮机设备1布置在海上。

主风轮机2适于向电网产生电能。从风轮机7a、7b与电网断开。反而，通过从风轮机7a、7b产生的电能被供送至主风轮机2的一个或多个内部功率消耗系统，例如偏航系统、控制系统、监测系统、加热系统、冷却系统、润滑系统、电光源等。

图1的风轮机设备1可以以如下方式操作。在正常操作过程中，主风轮机2将风能转换为被供送至电网的电能。主风轮机2的内部功率消耗系统通过外部主要供电装置、例如电网供电。从风轮机7a、7b可设有处于启用状态的电制动器，即从风轮机7a、7b被防止产生电能。替代性地，可使从风轮机7a、7b中的一个或多个为主风轮机2的某些内部功率消耗系统和/或为电能储存装置（例如可再充电的电池、UPS或电容器）产生电能。

在失去与电网的连接的情况下，向主风轮机2的内部功率消耗系统的供电被中断。供电的中断使得从风轮机7a、7b的电制动器被释放，也就是使从风轮机7a、7b能够产生电能。因此，从风轮机7a、7b充当主风轮机2的内部功率消耗系统的主要供电装置的备用供电装置。

从风轮机7a、7b绕着主风轮机2的塔架3在圆周方向上基本上均匀地分布。从而保证了，无论风向如何，从风轮机7a、7b中的至少两个将在主风轮机2的塔架3的背风处之外，并由此能够捕获风并产生电能。更特别地，至少一个水平轴风轮机7a和至少一个垂直轴风轮机7b将处于塔架3的背风处之外。因此，保证了，无论风向如何，且即使在从风轮机7a、7b中的一个失效或失灵的情况下也能够产生备用电能。

使用垂直轴风轮机作为从风轮机7b的一个优点是，垂直轴风轮机能够捕获任何方向的风，即不需要偏航操作来使风轮机7b产生电能。

从风轮机7a、7b中的一个或多个还可充当风传感器。在这种情况下，风轮机设备1可以以如下方式操作。在正常操作过程中，主风轮机2如上所述产生电能。在与电网的连接被中断的情况下，从风轮机7a、7b的制动机构被停用。在风速很低的情况下，从风轮机7a、7b将不立即开始向内部功率消耗系统供送电能。然而，由于制动机构被停用，因此从风轮机7a、7b可旋转。通过由从风轮机7a、7b产生的电能，可得出风速。当风速达到指定的阈值时，通过从风轮机7a、7b产生的电能被供送至主风轮机2的至少一些内部功率消耗系统。如上所述，电能的供送可以以如下方式按优先次序排列：使最重要的功能在次要的功能之前接收电能。

应当指出，尽管图1的风轮机设备1包括两个水平轴风轮机7a和两个垂直轴风轮机7b，但是所有从风轮机7a、7b都是水平轴风轮机或所有从风轮机7a、7b都是垂直轴风轮机的情况也落入本发明的范围。风轮机设备1包括更少或更多的从风轮机7a、7b的情况也落入本发明的范围。

图2是图1的风轮机设备1从不同的角度观看的透视图。因此，在图2中，可清楚地看见海上地基8。

图3是图1和图2的风轮机设备1的细节。在图3中，清楚地示出了平台6和从风轮机7a、7b。另外，全部四个从风轮机7a、7b都是可见的，且可以看见它们在平台6上的位置。

图4是用于图1-3的风轮机设备的平台6的透视图。如上所述，平台6承载所述四个从风轮机7a、7b。另外，连接件9安装在平台6上。连接件9用于将主风轮机的塔架安装到平台6上。

从风轮机7a、7b和连接件9可在制造场所处安装在平台6上，平台与从风轮机7a、7b和连接件9一起可作为一个单元被运送至风轮机设备的作业场所。在这种情况下，从风轮机7a、7b在制造场所处组装，有关的电缆布线可在从风轮机7a、7b与连接件9之间设置。因此，在作业场所处组装风轮机设备是较容易的，且可在平台6被运送至作业场所之前测试从风轮机7和电缆布线。

图5示出了根据本发明的第二实施例的风轮机设备1的细节。图5的风轮机设备1非常类似于图1-3的风轮机设备1，因而在此不作详细描述。因此，图5的风轮机设备1包括主风轮机（其中，仅塔架3是可见的）和四个从风轮机7a、7c。从风轮机7a、7c和主风轮机的塔架3安装在平台6上，所述平台6又安装在海上地基8上。

在图5的风轮机设备1中，其中两个从风轮机7a是与图1-3的风轮机设备1的水平轴风轮机相同的水平轴风轮机（HAWT）。另外两个从风轮机7c是垂直轴风轮机（VAWT），但是与图1-3的风轮机设备1中使用的垂直轴风轮机是不同的类型。

图6是用于图5的风轮机设备1的平台6的透视图。类似于图4的平台6，图6的平台6上安装有所述四个从风轮机7a、7c和连接件9。因此，从风轮机7a、7c和连接件9可在制造场所处安装到平台6上，平台6可与从风轮机7a、7c和连接件9一起作为单个单元被运送至风轮机设备的作业场所，如以上参照图4所述。

图7是描述根据本发明的一个实施例的风轮机设备的内部功率消耗电系统的简图。所述风轮机设备包括主风轮机和一个或多个从风轮机7，该风轮机设备可例如是图1-3示出的那种类型的风轮机设备或图5中示出的那种类型的风轮机设备。

主风轮机包括发电机11，所述发电机11连接至电网10，且多个其他风轮机发电机11'也连接至电网10。因此，主风轮机借助于发电机11产生电能，并将所产生的电能供送至电网10。

主风轮机包括多个内部功率消耗系统，所述内部功率消耗系统在图7中成不间断电源（UPS）12、机箱加热系统13、转动齿轮（turner gear）14、润滑系统15和偏航系统16的形式。内部功率消耗系统12、13、14、15、16中的每个可经由相应的开关18、19、20、21、22连接至或断开于配电系统17。从而可控制给定的内部功率消耗系统12、13、14、15、16是否接收电能。

在正常操作条件下，配电系统17经由开关23连接至电网10。因此，内部功率消耗系统12、13、14、15、16从电网10接收电能。在这种情况下，从风轮机7的制动机构如上所述可处于启用状态。

在风轮机设备与电网10断开、示出为开关23处于打开状态的情况下，从风轮机7如上所述被启用。因此，配电系统17接收通过从风轮机7产生的电能，且内部功率消耗系统12、13、14、15、16借助于从风轮机7来供电，所述从风轮机7由此充当备用供电装置。

在与电网10的连接被中断的过程中，风轮机设备的操作的一个示例如下。

无风或风速很低：所有开关18、19、20、21、22都处于打开状态、即内部功率消耗系统12、13、14、15、16中的每个都不操作，而从风轮机的制动机构已经被释放。

风速增加：从风轮机7开始产生有限的电能。开关18移动至闭合状态，从而使UPS12能够充电。

风速进一步增加：通过从风轮机7产生的电能增加。风轮控制器起动有限的功能、例如风力感测和偏航控制器。

风速达到从风轮机7的满负荷生产极限：主风轮机将能够偏航至正确位置。因此，开关22移动至闭合位置，使偏航系统16能够接收电能。

当主风轮机已经相对于风向偏航至正确位置时，其他内部功率消耗系统将遵循以下次序被供电：

1.UPS/备用电源12充电

2.机箱电加热系统13

3.转动齿轮/发电机14

4.齿轮/发电机润滑系统15

5.机舱加热

6.桨距泵压力建立

Claims (17)

1.一种风轮机设备，包括：

-被布置成用于产生电能的主风轮机，所述主风轮机适于向外部电能接收者供送所产生的电能，且所述主风轮机包括一个或多个内部功率消耗系统，

-被布置成用于产生电能的至少一个从风轮机，所述从风轮机适于向主风轮机的至少某些内部功率消耗系统供送所产生的电能，且所述从风轮机与外部电能接收者电断开。

2.如权利要求1所述的风轮机设备，其特征在于，所述外部电能接收者是电网或包括电网。

3.如权利要求1或2所述的风轮机设备，其特征在于，所述内部功率消耗系统包括偏航系统。

4.如前面权利要求中任一所述的风轮机设备，其特征在于，所述内部功率消耗系统包括用于主风轮机的一个或多个运动部件的一个或多个润滑系统。

5.如前面权利要求中任一所述的风轮机设备，其特征在于，所述内部功率消耗系统包括一个或多个电能储存装置。

6.如前面权利要求中任一所述的风轮机设备，其特征在于，所述从风轮机为内部功率消耗系统的主要供电装置形成备用供电装置。

7.如权利要求6所述的风轮机设备，其特征在于，从风轮机中的每个包括制动机构，所述制动机构被布置成用于当所述制动机构处于启用状态时防止从风轮机产生电能，其中，从风轮机的所述制动机构在主风轮机的正常操作过程中处于启用状态，在内部功率消耗系统的主要供电装置被中断的情况下，所述制动机构移动至停用状态。

8.如前面权利要求中任一所述的风轮机设备，其特征在于，所述主风轮机和所述从风轮机安装在共用的安装结构上。

9.如前面权利要求中任一所述的风轮机设备，其特征在于，所述风轮机设备包括至少两个从风轮机。

10.如权利要求9所述的风轮机设备，其特征在于，所述从风轮机相对于主风轮机并相对于彼此被布置成：在任何风向下，使至少一个从风轮机布置在主风轮机的尾流或背风之外。

11.如前面权利要求中任一所述的风轮机设备，其特征在于，所述从风轮机中的至少一个是垂直轴风轮机（VAWT）。

12.如前面权利要求中任一所述的风轮机设备，其特征在于，所述从风轮机中的至少一个是水平轴风轮机（HAWT）。

13.如前面权利要求中任一所述的风轮机设备，其特征在于，所述从风轮机中的至少一个被布置成用于充当风传感器。

14.如前面权利要求中任一所述的风轮机设备，其特征在于，所述主风轮机的额定功率明显高于所述从风轮机中的每个的额定功率。

15.一种用于在如前面权利要求中任一所述的风轮机设备的主风轮机上实施偏航操作的方法，所述方法包括以下步骤：

-探测主风轮机的内部功率消耗系统的主要供电装置的中断，

-使从风轮机能够响应探测到的主要供电装置的中断向主风轮机的内部功率消耗系统供电，以及

-使用通过从风轮机产生的电能实施主风轮机的偏航操作，以便将主风轮机定位在安全位置。

16.如权利要求15所述的方法，其特征在于，使从风轮机向内部功率消耗系统供电的步骤包括：停用所述从风轮机中的每个的制动机构，从而使从风轮机能够产生电能。

17.如权利要求15或16所述的方法，其特征在于，所述方法还包括借助于所述从风轮机中的一个或多个来测量风速的步骤。

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