CN104047813A

CN104047813A - 对风场的风力涡轮机进行除冰的方法

Info

Publication number: CN104047813A
Application number: CN201410094217.3A
Authority: CN
Inventors: D.S.延森
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2013-03-14
Filing date: 2014-03-14
Publication date: 2014-09-17
Also published as: EP2778404A1; CA2845941A1; US20140265329A1

Abstract

本发明涉及对风场的风力涡轮机进行除冰的方法。至少第一风力涡轮机（WT1）和第二风力涡轮机（WT3）被分配给风场（WP）。第一风力涡轮机（WT1）产生第一电输出功率（Pout1），其超过第一功率阈值值（PTV1）。第二风力涡轮机（WT3）产生第二电输出功率（Pout3），其下降到第二功率阈值值（PTV2）以下。第一输出功率（Pout1）和第二输出功率（Pout3）被报告给风场（WP）的功率控制器（PC）。功率控制器（PC）检测到第一电输出（Pout1）功率超过第一功率阈值值（PTV1）且功率控制器（PC）检测到第二电输出功率（Pout3）下降到第二功率阈值值（PTV2）以下。功率控制器（PC）发起在第二风力涡轮机（WT3）处执行、直至第二电输出功率（Pout3）超过第一阈值值（PTV1）的除冰程序。

Description

对风场的风力涡轮机进行除冰的方法

技术领域

本发明涉及一种对风场的风力涡轮机进行除冰的方法。

背景技术

包括多个风力涡轮机的风场与电网相连，因此，风场的电输出功率被馈送到电网中。

风场的电输出功率可能被坏的天气条件、尤其是被积聚在风场的风力涡轮机的转子叶片处的冰减少。

已知几个现有技术方法和程序，其被用来检测转子叶片处的冰的增长且如果可能的话去除冰。

冰检测方法常常使用传感器来测量类似于温度、风速、风向、寒冷因数、湿度等天气条件。

收集天气条件测量结果并针对风力涡轮机的预期功率输出产生而与单个风力涡轮机的测量功率输出相比较。

基于该比较，可以在该单个风力涡轮机处发起除冰程序。

已知要停止风力涡轮机并将叶片加热直至冰被从叶片去除为止。

甚至已知要在启动风力涡轮机之前使用俯仰算法来从叶片去除冰。

上述除冰方法信任被用来检测冰的传感器。

遗憾的是传感器可能也被冰覆盖，尤其是在离岸地点处的恶劣天气条件中。

在保持传感器的准确度的同时保护其不受坏天气影响是非常昂贵的。

甚至使用特定设计的允许坏天气的传感器也是昂贵的。

发明内容

因此本发明的目的是提供一种用于能够非常容易实施的风场风力涡轮机除冰的改进且可靠且廉价的方法。

通过权利要求1的特征达到此目的。优选配置是从属权利要求的目的。

根据发明的方法，由智能风场除冰控制来对风场的风力涡轮机进行除冰。该风场至少包括分配给该风场的第一风力涡轮机和第二风力涡轮机。第一风力涡轮机产生超过第一功率阈值值的第一电输出功率。第二风力涡轮机产生下降至第二功率阈值值以下的第二电输出功率。

第一输出功率和第二输出功率被报告给风场的功率控制器。此功率控制器被分配给风场并用来控制整个风场的电功率或输出功率。

此功率控制器检测到第一电输出功率超过第一功率阈值值，并且甚至检测到第二电输出功率下降至第二功率阈值值以下。

该功率控制器发起在第二风力涡轮机处执行、直至第二电输出功率超过第一阈值值为止的除冰程序。

因此，发明的方法避免了灵敏或昂贵传感器的使用。

发明的方法是非常廉价的，因为其通过评估正在由风场的单独风力涡轮机产生的输出功率而利用内部风场知识。

发明的方法能够应用于已建立的风场，只要被分配的风力涡轮机装配有任何除冰方案或除冰设备即可。

发明的方法允许发起非常早地且以可靠的方式开始的除冰过程。

在优选实施例中，在完成用相应的阈值值的比较和检测之前，在功率控制器处在某个时间段内评估第一输出功率和第二输出功率。

因此，测量输出功率内的短期偏差被均衡，并且发明的方法只有真正需要才执行。

另外，发明的方法可以通过选择适当的时间段而将风力涡轮机的启动阶段考虑在内。

在优选实施例中，除冰程序由在第二风力涡轮机保持在操作模式中的同时将叶片加热构成。

因此，第二风力涡轮机的输出功率产生在风力涡轮机保持工作的同时随着除冰完成而逐步地或连续地斜坡上升。

已经体验到有时风场的风力涡轮机的70%正在产生预期可用功率，同时风场的风力涡轮机的其余30%在寒冷天气环境中以较低的生产运行。有时，其输出功率并未低到足以使风力涡轮机停止以开始自动化除冰程序。发明的方法现在允许在操作模式中的风力涡轮机处开始除冰过程，允许风力涡轮机的其余30%增加其可用功率的产生。

在优选实施例中，除冰程序由在使第二风力涡轮机停止的同时将叶片加热构成。

因此，由本实施例解决了可能在现有风力涡轮机处已经实施且基于已停止风力涡轮机的此除冰方案，其允许用发明方法进行的现有风场的改装。

在优选实施例中，除冰程序由在第二风力涡轮机保持在操作模式中的同时向叶片应用俯仰算法构成。

在优选实施例中，除冰程序由在使第二风力涡轮机停止的同时向叶片应用俯仰算法构成。

因此，由本实施例解决了可能已经在现有风力涡轮机处实施且基于已停止风力涡轮机的此除冰方案，其允许用发明方法进行的现有风场的改装。

借助于图形图1示出并解释了本发明。

附图说明

图1示出了包括被分配给风场WP的五个风力涡轮机WT1、WT2、WT3、WT4和WT5的风场WP。

具体实施方式

风场WP包括被分配给该风场WP的五个风力涡轮机WT1、WT2、WT3、WT4和WT5。

风力涡轮机WT1、WT2和WT5产生Pout1＝1.5 MW、Pout2＝1.5 MW且Pout5＝1.5 MW的电输出功率。

例如1.5 MW的功率值被认为超过1.2 MW的第一功率阈值值PTV1。

风力涡轮机WT3和WT4产生Pout3＝0.6 MW和Pout4＝0.6 MW的电输出功率。

例如0.6 MW的功率值被认为下降到0.8MW的第二功率阈值值PTV2以下。

风力涡轮机WT1至WT5的输出功率Pout1至Pout5被报告给风场WP的功率控制器PC。

此功率控制器PC检测到风力涡轮机WT1、WT2和WT5的输出功率Pout1、Pout2和Pout5超过第一功率阈值值PTV1。

因为这是预期输出功率，所以不向这三个风力涡轮机应用除冰方案。

功率控制器PC甚至检测到风力涡轮机WT3和WT4的输出功率Pout3和Pout4下降到第二功率阈值值PTV2以下。

功率控制器PC现在发起在风力涡轮机WT3和WT4处执行的、直至其电输出功率Pout3和Pout4甚至达到且最终超过第一功率阈值值PTV1的除冰程序。

Claims

1.一种对风场的风力涡轮机进行除冰的方法，

其中，至少第一风力涡轮机（WT1）和第二风力涡轮机（WT3）被分配给风场（WP），

其中，第一风力涡轮机（WT1）产生第一电输出功率（Pout1），其超过第一功率阈值值（PTV1），

其中，第二风力涡轮机（WT3）产生第二电输出功率（Pout3），其下降到第二功率阈值值（PTV2）以下，

其中，第一输出功率（Pout1）和第二输出功率（Pout3）被报告给风场（WP）的功率控制器（PC），

其中，功率控制器（PC）检测到第一电输出（Pout1）功率超过第一功率阈值值（PTV1），

其中，功率控制器（PC）检测到第二电输出功率（Pout3）下降到第二功率阈值值（PTV2）以下，以及

其中，功率控制器（PC）发起在第二风力涡轮机（WT3）处执行的除冰程序、直至第二电输出功率（Pout3）超过第一阈值值（PTV1）为止。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，在完成与阈值值的比较和检测之前，由功率控制器在某个时间段内评估第一输出功率和第二输出功率。

3.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其中，所述除冰程序由在第二风力涡轮机保持在操作模式中的同时将叶片加热构成。

4.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其中，所述除冰程序由在使第二风力涡轮机停止的同时将叶片加热构成。

5.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其中，所述除冰程序由在第二风力涡轮机保持在操作模式中的同时向叶片应用俯仰算法构成。

6.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其中，所述除冰程序由在使第二风力涡轮机停止的同时向叶片应用俯仰算法构成。