CN103423085A

CN103423085A - 检测风电场中的尾流情况

Info

Publication number: CN103423085A
Application number: CN2013101033366A
Authority: CN
Inventors: S·梅里达; E·梅嫩德斯·阿尔瓦雷斯
Original assignee: Alstom Wind SL
Current assignee: Alstom Wind SL
Priority date: 2012-03-29
Filing date: 2013-03-28
Publication date: 2013-12-04
Also published as: BR102013007236A2; US20130255363A1; US9086337B2; EP2644889B1; EP2644889A1

Abstract

检测风电场中的尾流情况。在第一方面中，本发明提供一种用于检测风电场中的尾流情况的方法，所述风电场包括理论上根据理论布局分布的多个风力涡轮机，所述多个风力涡轮机中的一个或多个具有一个或多个载荷传感器。该方法包括，对于风力涡轮机中的具有载荷传感器的一个或多个风力涡轮机，在预定的时间间隔期间从载荷传感器获得载荷测量。该方法还包括，通过在布局中将已获得载荷测量的每个风力涡轮机根据其载荷测量评定为过载的或非过载的而获得评定布局。最后，所得到的评定布局用于检测尾流情况。

Description

检测风电场中的尾流情况

技术领域

本发明涉及一种用于检测风电场中的尾流情况的方法。

本发明还涉及一种适于执行这种方法的系统和包括这种系统的风电场。

背景技术

现代风力涡轮机通常用于将电力供给到电网中。这种风力涡轮机通常包括转子，所述转子具有转子毂和多个叶片。转子被设定成在风力影响叶片的情况下转动。转子轴的转动直接驱动发电机转子（“直接驱动”）或通过使用变速箱驱动发电机转子。发电机的操作产生电力，所述电力将被供给到电网中。

风力涡轮机通常包括变桨系统，所述变桨系统用于通过使每个叶片沿着其纵向轴线转动而使叶片的位置适应于变化的风况。该叶片的位置的适应用于例如在减慢或甚至停止转子的转动方面调节风力涡轮机的操作。

风力涡轮机在所谓的风电场中经常分组在一起。在风电场中，风力涡轮机之间会具有较短的距离。因而，风对一个风力涡轮机的作用会产生这样的尾流，即，所述尾流可以被另一个风力涡轮机接收。由风力涡轮机所接收的尾流会导致高载荷（尤其是振动）和/或减少该风力涡轮机中的电力产生。这些高载荷会损坏风力涡轮机的部件，并且这些损坏会降低风力涡轮机的寿命和/或性能。因此，应当尽可能避免风电场中的尾流。

目前，已知的是通过模拟用于理论布局和风况的载荷而限定某些尾流管理策略。对于布局中的每个风力涡轮机而言，在风力涡轮机的操作中限定一组用于确定的风向的调节（例如，停止），以便使模拟的载荷理论上将不损坏风力涡轮机。这些调节进入控制系统（例如，SCADA控制系统）中，所述控制系统通过例如将适当的信号发送到例如对应的变桨系统、制动器等而将这些调节应用于风电场中。这些调节在风力涡轮机的操作中的应用应当减小风电场中的载荷。

然而，该已知的策略应用会具有许多问题，主要是因为该已知的策略应用对于测量风况而言是复杂的，并且因为即使测量到高度准确的风，也会从模型产生显著的不确定性，所述模型用于从所获取的风力数据推定出载荷。例如，风向的测量会失败，并且从而会不好实施整个策略。这种故障的检测是复杂的，这是因为这种故障的检测不导致即刻错误，但是导致疲劳，所述疲劳仅会在较长时间之后产生明显的后果。

此外，通常在受影响的机器中不执行风速的测量，这是因为当受影响的机器处于邻近的风力涡轮机的尾流中时，所有测量会被破坏并且是没用的。这是为何通常在现场之外的别的地方（例如，在没有受到尾流影响的另一个风力涡轮机或测风塔（met mast）中）测量限定尾流管理策略（例如，中断）的风速和风向的值的原因。因为在由参考风力涡轮机/测风塔所测量到的风力与实际上影响所研究的风力涡轮机的风力中可能有差异，所以这会导致不正确地应用尾流管理策略。

另一个问题在于，该类型的策略不响应于不断变化的需求，所述不断变化的需求是由于外在条件的变化而引起的，所述外在条件诸如是邻近风电场的构造的、林业面积的改变，等等。所述外在条件会产生在载荷模拟中还没有被考虑的尾流。此外，在预限定的风力涡轮机位置与实际的位置之间会存在某些偏差，使得安装之后的实际风电场布局可能不同于最初模拟中所使用的理论布局。这些偏差会是显著的或是不显著的。

另外，如果在研究中所使用的输入的风分布（在风速和风向两个方面）不与真实的风分布对应，则预限定的策略对于风力涡轮机加载和对于总风电场功率输出而言可能是无用的或甚至是有害的。

此外，诸如风力涡轮机之间的高度差的某些布局条件在尾流管理策略的当前定义中通常没有被考虑。在某些情况下，这会在风力涡轮机的操作中比实际需要更多的调节。因而，会消极地影响风电场的总发电量。

而且，对于导致危险情况的“局部尾流情况”的影响而言，如果在给定的布局中经常频繁地产生该局部尾流，则可能不能适当地计算当前的尾流模型。

发明内容

因而，仍然需要存在解决上述问题中的至少某些问题的、新的检测尾流情况的系统和方法。本发明的目的是满足这种需要。

在第一方面中，本发明提供一种用于检测风电场中的尾流情况的方法，所述风电场包括理论上根据理论布局分布的多个风力涡轮机，所述多个风力涡轮机中的一个或多个具有一个或多个载荷传感器。该方法包括，对于风力涡轮机中的具有载荷传感器的一个或多个风力涡轮机而言，在预定的时间间隔期间从载荷传感器获得载荷测量。该方法还包括，通过在布局中将已获得载荷测量的每个风力涡轮机根据其载荷测量评定（qualifying）为过载的或非过载的而获得评定布局。最后，所得到的评定布局用于检测尾流情况。

在该方法中，对风力涡轮机的某些载荷的监测允许风电场中的风力涡轮机获得评定布局（例如，地图）。评定布局或地图反映出哪些风力涡轮机是过载的和哪些风力涡轮机是非过载的。该评定布局允许在或多或少的实际时间内检测尾流情况。由于该知识背景，可以对正被监测的情况具体地实施尾流管理策略，并且也可以在或多或少的实际时间内测量所述尾流管理策略的效率，因而允许得到持续的改进和适应性。

该方法的一个方面在于，该方法可以与是否正确地测量了风况无关。如上所述，在测量风况的装置中的任何故障会产生错误数据，并且因而，基于这种错误数据的方法可能不十分有用。

此外，在所提出的方法中还由于直接测量载荷而消除了现有方法中的、由用于从风力测量推定出载荷的模型的准确度所引起的可能的不确定性。实际上，通常在每个风力涡轮机中借助诸如叶片载荷传感器、吊舱中/上的加速器、电位计等的几个载荷传感器进行载荷测量，而通常在受影响的风力涡轮机中不进行风力测量。因而，载荷测量会是更可靠的，并且指示风力涡轮机疲劳而不是指示风力测量。结果，可以改进尾流管理策略，例如，不会经常中断或缩短风力涡轮机的操作。

在本发明的第二方面中，提供一种用于检测风电场中的尾流情况的系统，所述风电场包括理论上根据理论布局分布的多个风力涡轮机，所述多个风力涡轮机中的一个或多个具有一个或多个载荷传感器。该系统构造成执行基本如上所述的方法。

在第三方面中，本发明提供一种风电场，所述风电场包括这种系统和理论上根据理论布局分布的多个风力涡轮机，所述多个风力涡轮机中的一个或多个具有一个或多个载荷传感器。

本领域的技术人员在审查本说明书时将显而易见本发明的实施例的额外目的、优点和特征，或可以通过实行本发明而学习本发明的实施例的额外目的、优点和特征。

附图说明

以下将参照附图以非限制性示例的方式说明本发明的具体实施例，在附图中：

图1a是根据本发明的风电场的实施例的风电场的示意图；

图1b是图1a的风电场的理论布局的示意图；

图2a示出根据本发明的实施例，从图1b的理论布局和第一组载荷测量得到的第一评定布局，所述第一评定布局反映出三个过载风力涡轮机和与所述三个过载风力涡轮机中的第一过载风力涡轮机有关的几个风向；

图2b示出根据同一个实施例的图2a的评定布局，但是在该情况下反映出与所述三个过载风力涡轮机中的第二过载风力涡轮机有关的几个风向；

图2c示出根据同一个实施例的图2a的评定布局，但是在该情况下反映出与所述三个过载风力涡轮机中的第三过载风力涡轮机有关的几个风向；

图2d示出根据同一个实施例的检测到的尾流情况，所述尾流情况从评定布局和图2a、2b和2c中反映出的风向得到；

图3a示出根据本发明的实施例，从图1b的理论布局和第二组载荷测量得到的第二评定布局，所述第二评定布局反映出两个过载风力涡轮机和与所述两个过载风力涡轮机中的第一过载风力涡轮机有关的几个风向；

图3b示出根据同一个实施例的图3a的评定布局，但是在该情况下反映出与所述两个过载风力涡轮机中的第二过载风力涡轮机有关的几个风向；

图3c示出根据同一个实施例的图3a的评定布局，但是在该情况下反映出与某些非过载风力涡轮机有关的几个风向；

图3d示出根据同一个实施例的检测到的尾流情况，所述尾流情况从评定布局和图3a、3b和3c的风向得到；和

图4示出根据该方法的其它实施例的未解决的尾流情况，所述尾流情况可以导致产生警报信号。

具体实施方式

在以下说明中，阐述了许多具体细节，以便提供对本发明的彻底了解。然而，本领域的技术人员将应理解，可以在没有这些具体细节中的某些或全部的情况下实行本发明。在其它情况下，没有详细地说明公知元件，以便不必使本发明的说明变得难以理解。

图1a是根据本发明的风电场的实施例的风电场的示意图。该风电场包括多个风力涡轮机T1至T8，所述多个风力涡轮机T1至T8在附图中概念上表示为圆圈。这些风力涡轮机中的每个都可以具有载荷传感器（未示出）。风电场还包括用于检测尾流情况的系统10的实施例。风力涡轮机T1至T8理论上根据理论布局分布在风电场内。以下将参照图1b说明该布局。

系统10借助12与风力涡轮机T1至T8中的每个连接，以便使系统10可以从风力涡轮机T1至T8接收载荷测量，并且可以将适当的信号发送到风力涡轮机T1至T8以用于调节其操作。系统10可以包括存储器11，其用于获得和存储与尾流情况相关的数据。系统10可以构造成执行该方法的一个或多个实施例，例如，将参照图2a至2d、图3a至3d和图4所解释的那些实施例。

图1b是图1a的风电场的理论布局的示意图。与上图一样，风力涡轮机也表示为圆圈。图1b还借助虚线示出用于确定风向的参考线的表示图。线N-S指的是南北方向，线W-E指的是东西方向，线NW-SE指的是东南-西北方向，并且线NE-SW指的是西南-东北方向。为了更准确，还可以定义中间方向13。每个方向具有两种意义。出于简单性，其余的图将仅考虑上述主参考线N-S、W-E、NW-SE和NE-SW。

风的每个可能的意义在以下说明中将一般称为风向，并且“XX=>YY”类型的符号将用于指示所述意义，其中“XX”指示来自风吹的地方，并且“YY”指示朝向风吹的地方。因而，例如，在根据参考线N-S的两种情况下，S=>N表示风从南向北吹的风向，并且N=>S表示风从北向南吹的风向。

图2a示出根据本发明的实施例，从图1b的理论布局和第一组载荷测量得到的第一评定布局，所述第一评定布局反映出三个过载风力涡轮机和与所述三个过载风力涡轮机中的第一过载风力涡轮机有关的几个风向。该评定布局反映出三个过载风力涡轮机T2、T3、T4，所述三个过载风力涡轮机T2、T3、T4根据所得到的载荷测量已经确定为是过载的。可以获得每个风力涡轮机的载荷测量的平均，并且所述平均载荷可以与平均载荷阈值相比较。继而，如果计算出的平均载荷小于平均载荷阈值，则对应的风力涡轮机T1和T5至T8可以证明为非过载风力涡轮机。但是，如果计算出的平均载荷大于平均载荷阈值，则对应的风力涡轮机T2至T4可以证明为过载风力涡轮机。该评定布局还反映出与所述三个过载风力涡轮机的第一风力涡轮机T4有关的几个风向200至204。确定风力涡轮机为过载的可替代方法可以包括考虑到，例如，高于预定阈值的载荷频率，和/或测量到的载荷高于预定阈值的时间间隔。对风力涡轮机是否过载的确定可以例如取决于设置在风力涡轮机上的载荷传感器。

图2a的这些风向200至204构成与过载风力涡轮机T4有关的一组风向。该组方向可以以这种方式得到，即，所述方式为该组方向含有理论上可以产生尾流的风向，所述尾流当参照图1b中所示的风电场的布局时可以被过载风力涡轮机T4接收。这些风向中的第一风向200指的是基本从西南朝向东北（SW=>NE）吹的风并且指的是作用在风力涡轮机T1上的风，使得理论上可以产生这样的尾流，即，所述尾流可以被过载风力涡轮机T4接收。考虑到该原理，方向201指的是作用在风力涡轮机T2上的基本SW=>NE的风，方向202指的是作用在风力涡轮机T3上的基本S=>N的风，方向203指的是作用在风力涡轮机T5上的基本SE=>NW的风，并且方向204指的是作用在风力涡轮机T6上的基本E=>W的风。

图2b示出图2a的评定布局，但是在该情况下反映出与所述三个过载风力涡轮机中的第二过载风力涡轮机有关的几个风向。在该情况下，所有示出的风向205至208构成与过载风力涡轮机T2有关的一组风向。方向205指的是作用在风力涡轮机T1上的基本NW=>SE的风，方向206指的是作用在风力涡轮机T4上的基本NE=>SW的风，方向207指的是作用在风力涡轮机T5上的基本NE=>SW的风，并且方向208指的是作用在风力涡轮机T3上的基本E=>W的风。

图2c示出图2a的评定布局，但是在该情况下反映出与所述三个过载风力涡轮机中的第三过载风力涡轮机有关的几个风向。在该情况下，所有示出的风向209至213构成与过载风力涡轮机T3有关的一组风向。方向209指的是作用在风力涡轮机T2上的基本W=>E的风，方向210指的是作用在风力涡轮机T1上的基本NW=>SE的风，方向211指的是作用在风力涡轮机T4上的基本N=>S的风，方向212指的是作用在风力涡轮机T5上的基本NE=>SW的风，并且方向213指的是作用在风力涡轮机T7上的基本E=>W的风。

图2a的方向200至204，图2b的方向205至208以及图2c的方向209至213可以总结出，以下风向中的任一风向可以导致可以被过载风力涡轮机T2至T4中的至少一个接收的尾流：

SW=>NE，S=>N，SE=>NW和E=>W（与图2a的过载风力涡轮机T4有关）；

NW=>SE，NE=>SW，NE=>SW和E=>W（与图2b的过载风力涡轮机T2有关）；以及

W=>E，NW=>SE，N=>S，NE=>SW和E=>W（与图2c的过载风力涡轮机T3有关）。

可以从这些结果消除重复的风向，在这种情况下与过载风力涡轮机T2至T4中的至少一个有关的一组风向将具有以下内容：W=>E，E=>W，N=>S，NE=>SW，NW=>SE，S=>N，SE=>NW，SW=>NE和W=>E。继而，可以通过从所述一组风向确定最可能的实际风向而执行尾流情况的检测。

在某些实施例中，该方法可以包括选择对于所有过载风力涡轮机T2至T4共有的风向。仍然参照图2a、2b和2c的示例，仅风向E=>W理论上可以在过载风力涡轮机T2至T4中的每个上导致尾流。作用在风力涡轮机T6上的E=>W的风理论上可以产生这样的尾流，即，所述尾流可以被风力涡轮机T4接收（图2a的箭头204）。作用在风力涡轮机T3上的E=>W的风理论上可以产生这样的尾流，即，所述尾流可以被风力涡轮机T2接收（图2b的箭头208）。并且作用在风力涡轮机T7上的E=>W的风理论上可以产生这样的尾流，即，所述尾流可以被风力涡轮机T3接收（图2c的箭头213）。

图2d示出根据本发明的同一个实施例的检测到的尾流情况，所述尾流情况从评定布局和在图2a、2b和2c中反映出的风向得到。该检测到的尾流情况包括具有共有的从东向西E=>W的风向的所有尾流产生，如在以上段落中所解释的。因而，图2d示出来自图2a的箭头204、来自图2b的箭头208和图2c的箭头213。

上述基于基点和中间点（N，S，E，W，NE，SE……）对方向的识别非常适于解释本发明的实施例。然而，该识别不必意味着例如，为每个涡轮机扫描所有基点和中间点/方向以搜寻尾流。某些实施例可以例如仅考虑到那些方向，即，所述方向根据理论布局涉及可以产生尾流的涡轮机。因而，本文所使用的基于基点和中间方向的这些方向必须仅理解为在它们中没有隐含任一种逻辑或算法的情况下识别出风向的提示方式。

图3a示出根据本发明的方法的另一个实施例，从图1b的理论布局和第二组载荷测量得到的第二评定布局，所述第二评定布局反映出两个过载风力涡轮机和与两个过载风力涡轮机中的第一过载风力涡轮机有关的几个风向。图3b示出根据本发明的方法的同一个实施例的图3a的评定布局，但是在该情况下反映出与所述两个过载风力涡轮机中的第二过载风力涡轮机有关的几个风向。图3c示出根据本发明的方法的同一个实施例的图3a的评定布局，但是在该情况下反映出与某些非过载风力涡轮机有关的几个风向。图3d示出根据本发明的方法的同一个实施例的检测到的尾流情况，所述尾流情况从评定布局和图3a、3b和3c的风向得到。

在图3a至3d的情况下，与参照图2a至2d解释的那些原理类似的原理可以应用于例如检测两个过载风力涡轮机T4、T5和/或应用于确定与过载风力涡轮机有关的风向300至310。参照图3a，方向300指的是作用在风力涡轮机T1上的基本SW=>NE的风，方向301指的是作用在风力涡轮机T2上的基本SW=>NE的风，方向302指的是作用在风力涡轮机T3上的基本S=>N的风，方向303指的是作用在风力涡轮机T5上的基本SE=>NW的风，并且方向304指的是作用在风力涡轮机T6上的基本E=>W的风。

在图3b中，方向305指的是作用在风力涡轮机T4上的基本NW=>SE的风，方向306指的是作用在风力涡轮机T1上的基本W=>E的风，方向307指的是作用在风力涡轮机T2上的基本SW=>NE的风，方向308指的是作用在风力涡轮机T3上的基本SW=>NE的风，方向309指的是作用在风力涡轮机T7上的基本SE=>NW的风，并且方向310指的是作用在风力涡轮机T6上的基本NE=>SW的风。

图3a的方向300至304以及图3b的方向305至310可以总结出，以下风向中的任一风向可以导致可以被过载风力涡轮机T4和T5中的至少一个接收的尾流：

SW=>NE，S=>N，SE=>NW和E=>W（与图3a的过载风力涡轮机T4有关）；以及

NW=>SE，W=>E，SW=>NE，SW=>NE，SE=>NW和NE=>SW（与图3b的过载风力涡轮机T5有关）。

可以从这些结果消除重复的风向，在这种情况下与所有过载风力涡轮机T4至T5有关的一组风向将具有以下内容：E=>W，NE=>SW，NW=>SE，S=>N，SE=>NW，SW=>NE和W=>E。继而，可以通过从所述一组风向确定最可能的实际风向而执行尾流情况的检测。

可以通过选择仅与所有过载风力涡轮机T4、T5有关的风向来提炼上述段落的一组风向。根据该原理，仅风向SW=>NE和SE=>NW与所有过载风力涡轮机T4、T5有关。作用在涡轮机T1上和作用在涡轮机T2上的风SW=>NE可以产生这样的尾流，即，所述尾流可以被涡轮机T4接收（图3a的箭头300和301），作用在涡轮机T2上的风SW=>NE可以产生这样的尾流，即，所述尾流可以被涡轮机T5接收（图3b的箭头307），并且作用在涡轮机T3上的风SW=>NE可以产生这样的尾流，即，所述尾流可以被涡轮机T5（图3b的箭头308）接收。并且作用在涡轮机T5上的风SE=>NW可以产生这样的尾流，即，所述尾流可以被涡轮机T4接收（图3a的箭头303），并且作用在涡轮机T7上的风SE=>NW可以产生这样的尾流，即，所述尾流可以被涡轮机T5接收（图3b的箭头309）。

用于仅选择与所有过载风力涡轮机有关的风向的可替代方案可以例如选择与至少90%（或其它适当的预定百分比）的过载风力涡轮机有关的风向。该可替代方案允许在该步骤处放弃较少的风向，在这种情况下减少了获得与过载风力涡轮机有关的风向的空集的风险。因而，如果在限制风向选择条件的该步骤或随后步骤处得到空集，则该处理可以返回到所述考虑到较小百分比的过载风力涡轮机的步骤，以便可以获得非空集风向。

在某些实施例中，对最可能的实际风向的确定可以包括为一组与过载风力涡轮机有关的风向中的每个风向验证是否所述风向理论上可以产生这样的尾流，即，所述尾流可以被非过载风力涡轮机中的至少一个接收。继而，就所述验证的肯定结果而言，可以从一组与过载风力涡轮机有关的风向排除所述风向。

例如，图3c示出理论上可以产生尾流的类型SE=>NW的风向313，所述尾流可以被非过载风力涡轮机T6接收。因此，从一组与过载风力涡轮机有关的风向排除方向SE=>NW，产生了仅含有方向SW=>NE的新一组风向，所述新一组风向可以被选择作为最可能的实际风向。

图3d示出根据本发明的同一个实施例的检测到的尾流情况，所述尾流情况从评定布局和在图3a、3b和3c中反映出的风向得到。该检测到的尾流情况包括具有共有的从西南朝向东北SW=>NE的风向的所有尾流产生，如在以上段落中所解释的。因而，图3d示出来自图3a的箭头300、来自图3a的箭头301、来自图3b的箭头307和来自图3b的箭头308。

对于排除理论上可以产生可以被非过载风力涡轮机中的至少一个接收的尾流的那些风向的可替代方案可以仅排除理论上可以产生这样的尾流的风向，即，所述尾流可以被至少10%（或其它适当的预定百分比）的非过载风力涡轮机接收。另一个可替代方案可以仅排除与最多90%（或其它适当的预定百分比）的过载风力涡轮机有关的风向，并且所述风向理论上可以产生这样的尾流，即，所述尾流可以被至少10%（或其它适当的预定百分比）的非过载风力涡轮机接收。这些可替代方案还允许在该步骤处抛弃较少的风向，在这种情况下减少了获得与过载风力涡轮机有关的风向的空集的风险。如以上关于该方法的其它方面所解释，还可以在适当的条件下恢复该方法的特性，例如，改变用于选择和/或排除风向的预定百分比。

考虑到理论上可以在非过载风力涡轮机中导致尾流的风向的其它可替代方案，可以考虑到在过载涡轮机中的每个中的载荷值：例如，如果特定的过载风力涡轮机比其它过载风力涡轮机经受明显更多的振动，则该信息可以通过从其余可能的风向选择例如由于另一个风力涡轮机沿着该方向特别靠近而最可能强烈影响该特定过载风力涡轮机的那些风向而被考虑进去。

又一个可替代方案根据其余的风向中的第一风向实施预定的尾流策略，并且验证尾流情况是否被解决。该其余的风向中的第一风向可以例如与根据理论风分布在现场最可能出现的风向对应。如果以这种方式没有解决尾流情况，则可以对其余的风向中的第二风向实施尾流策略，并且可以验证是否尾流情况被解决等。

图4示出根据该方法的又一个实施例的未解决的尾流情况，其可以导致警报信号产生。在该情况下，以上解释的该方法的实施例不会产生与检测到的尾流情况完全一致的尾流情况。图4涉及到与图2a至2d的示例几乎相同的示例，该示例的不同之处仅在于，涡轮机T8也是过载的。

图4示出箭头204、208和213，这些箭头可以认为是尾流产生，一致地解释为何涡轮机T2、T3和T4是过载的。然而，没有一贯地通过与风向E=>W对应的所述箭头204、208和213解释涡轮机T8的过载。必须注意到，由于两个风力涡轮机之间的距离非常大，所以T1没有因为在T8处产生的任何可能尾流而过载。箭头400指的是作用在涡轮机T6上的NW=>SE类型的风向，所述风向可以产生这样的尾流，即，所述尾流可以被过载涡轮机T8接收。箭头401指的是作用在涡轮机T7上的SW=>NE类型的风向，所述风向可以产生这样的尾流，即，所述尾流可以被过载涡轮机T8接收。

仍然参照图4的示例，方向E=>W与涡轮机T2、T3和T4有关但是与涡轮机T8无关，所述涡轮机T8将NW=>SE和SW=>NE作为有关方向。在其中检测到某些不一致性的该情况下或类似的情况下，可以产生警报信号，以便导致调查这种不一致性。在图4的特定情况下，外部元件403可以是不一致性的原因。该外部元件403可以例如是最近安装的而结果在理论布局中未考虑到的另一个风力涡轮机。因而，产生的警报可以被负责维护风电场的操作员接收，在这种情况下，所述操作员可以在理论风电场的布局中承担对应的调查并且执行对应的调节。在该特定情况下，因为外部元件403可以产生尾流402，所述尾流402可以导致涡轮机T8在与尾流204、208和213完全一致的风向E=>W下过载，所以外部元件403应当被包含在理论布局中。

在风电场自身内的风力涡轮机还可以产生在上述段落中所解释的类型的不一致性。例如，在理论布局中不正确地反映出其真实位置的内部元件（风力涡轮机）可以导致不会从理论布局推导出的尾流。然而，根据上述段落的原理，可以产生指示某一不一致性的检测的警报。继而，风电场的操作员可以通过例如调查不一致性和校正理论布局而做出相应的反应。

该方法的上述实施例是基于从评定布局推定出风向的。在该类型的实施例（基于推定出风向的）中，该方法还可以包括应用调节风力涡轮机操作的预定策略，所述预定策略理论上适于解决检测到的尾流情况。此外，在所述实施例中的任一个中，该方法可以被迭代，直到解决检测到的尾流情况或满足结束条件为止。在这些情况下，对最可能的实际风向的确定可以包括排除这样的风向，即，所述风向是已经在以上迭代中确定为最可能的实际风向，以便将不对同一个风向进行再处理。当一组与过载风力涡轮机有关的风向中的所有风向已经在以上迭代中确定为最可能的实际风向时，可以认为满足结束条件。当评定布局包括小于过载风力涡轮机的预定阈值的多个过载风力涡轮机时，可以认为解决了检测到的尾流情况。

任选地，在第一次迭代中，可以使用根据理论风分布对于现场最可能出现的风向。在第二次迭代中，如果根据第一方向的尾流管理策略没有充分地解决尾流，则可以使用根据理论风分布的第二最可能的风向，等等。

基于推定出风向的实施例的可替代方案，可以通过将评定布局与预定的图案比较而检测到尾流情况。在这些实施例中，对来自评定布局的尾流情况的检测可以包括将评定布局与预定尾流情况（或图案）比较，并且根据预定的匹配准则产生一组匹配的预定尾流情况。继而，可以根据预定的选择准则从该组匹配的预定尾流情况选择预定尾流情况，并且该选择的预定尾流情况可以作为检测到的尾流情况。

预定的匹配准则可以是例如在预定尾流情况与实际的尾流情况之间的一定水平的对应性（其可以表达为某一百分比）。

在基于与图案比较的实施例中，该方法还可以包括应用调节风力涡轮机操作的预定策略，所述预定策略理论上适于解决检测到的尾流情况。此外，在所述实施例中的任一个中，该方法可以被迭代，直到解决检测到的尾流情况或满足结束条件为止。在这些情况下，从一组匹配的预定尾流情况选出一个预定尾流情况，可以包括排除在以上迭代中选出的预定尾流情况，以便将不对同一个预定尾流情况进行再处理。当一组匹配的预定尾流情况中的所有预定尾流情况已经在以上迭代中选出时，可以认为满足结束条件。当评定布局包括小于过载风力涡轮机的预定阈值的多个过载风力涡轮机时，可以认为解决了检测到的尾流情况。任选地，根据理论风分布出现的某一风向的可能性可以考虑为迭代顺序。

作为基于推定出风向的实施例以及基于与图案比较的实施例的可替代方案，该方法可以包括二者的组合。换言之，在这些可替代实施例中，该方法可以包括执行基于推定出风向的方法，以及执行基于与图案比较的方法。如果检测到的尾流情况已经通过推定出风向而解决，则基于推定出风向的方法还可以包括将作为预定尾流情况的评定布局存储到存储器中。在基于与图案比较的方法中，评定布局与预定尾流情况的比较可以包括从所述存储器获得预定尾流情况。

由于上述段落的可替代实施例依据其中将使用该方法的特定情况提供非常高的灵活性，因此可以获得不同的优点。例如，依据风电场的特定特征（例如，风力涡轮机的数量，更加普遍的风况，等等），可以并行地或顺序地执行两种类型的方法（一种方法是基于风向的，而另一种方法是基于图案的）。

在具有相对可变的风况的风电场中，两个不同的线程可以并行地运行，所述两个线程中的一个线程执行基于与图案比较的方法，并且另一个线程执行基于推定出风向的方法。该并行执行的线程可以看作比赛，比赛的获胜者将是解决尾流情况的第一线程。该并联方法可以在可用适当的计算资源的情况下允许在非常短的时间内获得结果。

例如，如果在风电场中存在有更加恒定的风况，则可以首先执行基于与图案比较的方法，并且就未解决的尾流情况而言，可以其次执行基于推定出风向的方法。由于风况是更加恒定的，在大部分情况下，基于与图案比较的方法将解决尾流情况。在例外的情况下，基于与图案比较的方法不会产生已解决的尾流情况，在这种情况下，可以其次执行基于推定出风向的方法。该顺序的执行步骤例如提供了在大部分情况下在非常短的时间内产生结果的优点以及不需要如在上述段落中所述的并行方法那样多的计算资源的优点。

此外，由于共有的图案存储器被两种方法（一种方法基于图案而从存储器获得图案，而另一种方法基于风向而将新图案存储到存储器中）所共用，基于风向的方法和基于图案的方法的组合可以认为是自学习的过程。在该意义上，基于推定出风向的方法可以看作是为全过程提供智能的方法，而基于图案的方法可以看作更简单的但是更快捷的方法，所述基于图案的方法使用由基于推定出风向的方法所产生的知识。该知识从基于风向的方法通过共有的图案存储器传递到基于图案的方法。

该存储器的另一个优点在于，可以在风电场中包含有计算机程序，所述计算机程序适于在最初没有任何预定的图案的情况下执行将基于风向的方法和基于图案的方法组合起来的实施例。换言之，该计算机程序可以安装在具有没有任何数据的图案存储器的风电场中。在该情况下，方法的首次执行将从基于风向的方法产生大部分结果，所述结果（或知识）已经存储在存储器中。这样，在一定次数的执行之后，存储器将达到一定的成熟度，并且基于图案的方法将能够解决大部分尾流情况。由于基于图案的方法会比基于风向的方法耗费更少的时间，所以一旦已经达到这种程度的成熟度，则可以得到较快的结果。

例如，图案可以存储在具有标签的存储器中，所述标签根据可以用于搜索已确定的图案轮廓的不同参数而使对应的图案合适。例如，考虑到过载风力涡轮机的数量，大部分过载风力涡轮机的基本位置（例如，北、南、东或西）等，可以对图案加标记。可以根据所述标签限定适当的索引，以便可以执行直接接近确定类型的图案。例如，如果评定布局具有位于风电场的北方区域中的三个过载风力涡轮机，则直接通向具有位于北方区域中的三个过载风力涡轮机的图案的、一个或多个索引的存在将使处理明显更快。

在其中基于推定出风向的方法将已解决的尾流情况存储到图案存储器中且其中基于与图案比较的方法从所述存储器获得图案的实施例中，已经解决检测到的尾流情况的预定策略还可以存储到存储器中。此外，在这些实施例中，调节风力涡轮机操作的预定策略的应用可以包括从图案存储器获得预定策略。这样，从基于推定出风向的方法传递到基于与图案比较的方法的知识不但包括图案，而且包括预定策略，所述预定策略应当解决由对应的图案所表示的尾流情况。

虽然本文已经公开了本发明的仅多个具体实施例和示例，但是本领域的技术人员将理解，本发明能够有其它可替代实施例和/或用法和明显的修改方案及其等同方案。此外，本发明覆盖所述具体实施例的所有可能组合。因而，本发明的范围不应受到具体实施例的限制，而是应当仅通过公平阅读以下权利要求书来确定。

Claims

1.一种用于检测风电场中的尾流情况的方法，所述风电场包括理论上根据理论布局分布的多个风力涡轮机（T1至T8），所述多个风力涡轮机中的一个或多个具有一个或多个载荷传感器；所述方法的特征在于：

对于所述风力涡轮机中的具有载荷传感器的一个或多个风力涡轮机，在预定的时间间隔期间从所述载荷传感器获得载荷测量；

通过在所述风电场的布局中将已经获得了载荷测量的每个风力涡轮机根据其载荷测量评定为过载的（T2，T3，T4）或非过载的（T1，T5至T8）而获得评定布局；以及

从所述评定布局检测尾流情况。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，在所述风电场的布局中将已经获得了载荷测量的每个风力涡轮机根据其载荷测量评定为过载的（T2，T3，T4）或非过载的（T1，T5至T8），该步骤包括：

计算已经获得载荷测量的所述风力涡轮机中的每个的平均载荷；

在所述风电场的布局中将已经获得了平均载荷的每个风力涡轮机根据其平均载荷评定为过载的（T2，T3，T4）或非过载的（T1，T5至T8）。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，从所述评定布局检测尾流情况，该步骤包括：

获得一组与过载风力涡轮机（T2，T3，T4）有关的风向，所述一组风向包含理论上能够产生能够被过载风力涡轮机（T2，T3，T4）中的至少一个接收的尾流的风向；

通过从所述一组与过载风力涡轮机（T2，T3，T4）有关的风向确定最可能的实际风向而检测尾流情况。

4.根据权利要求3所述的方法，其中，获得所述一组与过载风力涡轮机（T2，T3，T4）有关的风向，该步骤包括：

对于过载风力涡轮机（T2，T3，T4）中的每个，获得理论上能够产生能够被过载风力涡轮机（T2，T3，T4）接收的尾流的特定一组风向；

在所有所述特定一组风向中选择风向，并且使所述选出的风向作为与过载风力涡轮机（T2，T3，T4）有关的一组风向。

5.根据权利要求3或4所述的方法，其中，从与过载风力涡轮机（T2，T3，T4）有关的所述一组风向确定最可能的实际风向，该步骤包括：

对于与过载风力涡轮机（T2，T3，T4）有关的所述一组风向中的每个风向：验证是否所述风向理论上能够产生能够被所述非过载风力涡轮机（T1，T5至T8）中的至少一个接收的尾流，并且，就所述验证的肯定结果而言，从与过载风力涡轮机（T2，T3，T4）有关的所述一组风向排除所述风向。

6.根据权利要求3至5中任一项所述的方法，还包括：

应用调节风力涡轮机操作的预定策略，所述预定策略理论上能够解决所检测到的尾流情况。

7.用于解决尾流情况的方法，其包括迭代根据权利要求6所述的方法，直到解决所检测到的尾流情况或满足结束条件为止；

其中，确定最可能的实际风向包括排除已经在之前迭代中确定为最可能的实际风向的风向；

其中，当与过载风力涡轮机（T2，T3，T4）有关的所述一组风向的所有风向已经在之前迭代中确定为最可能的实际风向时，满足所述结束条件；并且

其中，当所述评定布局包括少于过载风力涡轮机（T2，T3，T4）的预定阈值的多个过载风力涡轮机（T2，T3，T4）时，解决了所检测到的尾流情况。

8.根据权利要求1或2所述的方法，其中，从所述评定布局检测所述尾流情况包括：

将所述评定布局与预定尾流情况比较，并且根据预定的匹配准则产生一组匹配的预定尾流情况；

通过根据预定的选择准则从所述一组匹配的预定尾流情况选择所述预定尾流情况中的一个而检测所述尾流情况。

9.根据权利要求8所述的方法，还包括：

10.用于解决尾流情况的方法，其包括迭代根据权利要求9所述的方法，直到解决所检测到的尾流情况或满足结束条件为止；

其中，所述从所述一组匹配的预定尾流情况选择所述预定尾流情况中的一个的步骤包括排除在之前迭代中选出的预定尾流情况；

其中，当已经在之前迭代中选出所述一组匹配的预定尾流情况的所有预定尾流情况时，满足所述结束条件；并且

11.用于解决尾流情况的方法，其包括：

执行根据权利要求10所述的方法；

执行根据权利要求7所述的方法还包括：如果已经解决所检测到的尾流情况，则将所述评定布局作为预定尾流情况存储到存储器中；

其中，将所述评定布局与预定尾流情况的比较包括从所述存储器获得预定尾流情况。

12.根据权利要求11所述的方法，其中：

所述将所述评定布局作为预定尾流情况存储的步骤还包括将已经解决所检测到的尾流情况的所述预定策略存储到所述存储器中；并且

其中，应用调节风力涡轮机操作的预定策略的步骤包括从所述存储器获得所述预定策略。

13.根据权利要求7或10或11或12中任一项所述的方法，还包括：

如果还没有解决所检测到的尾流情况，则产生警报信号。

14.用于检测风电场中的尾流情况的系统，所述风电场包括理论上根据理论布局分布的多个风力涡轮机（T1至T8），其中，所述多个风力涡轮机中的一个或多个具有一个或多个载荷传感器，并且其中，所述系统的特征在于被构造成执行包括以下步骤的方法：

通过在所述风电场的布局中将已经获得载荷测量的每个风力涡轮机根据其载荷测量评定为过载的（T2，T3，T4）或非过载的（T1，T5至T8）而获得评定布局；以及

从所述评定布局检测尾流情况。

15.风电场，其包括理论上根据理论布局分布的多个风力涡轮机（T1至T8），其中，所述多个风力涡轮机中的一个或多个具有一个或多个载荷传感器，并且其中，所述风电场还包括根据权利要求14所述的用于检测尾流情况的系统。