CN110500233A - 用于多个风力发电机组的噪声控制的方法和装置 - Google Patents

用于多个风力发电机组的噪声控制的方法和装置 Download PDF

Info

Publication number
CN110500233A
CN110500233A CN201810482517.7A CN201810482517A CN110500233A CN 110500233 A CN110500233 A CN 110500233A CN 201810482517 A CN201810482517 A CN 201810482517A CN 110500233 A CN110500233 A CN 110500233A
Authority
CN
China
Prior art keywords
power generating
wind power
generating set
noise
wind
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.)
Granted
Application number
CN201810482517.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110500233B (zh
Inventor
欧发顺
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.)
Beijing Goldwind Science and Creation Windpower Equipment Co Ltd
Original Assignee
Beijing Goldwind Science and Creation Windpower Equipment Co Ltd
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
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=67437557&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=CN110500233(A) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Beijing Goldwind Science and Creation Windpower Equipment Co Ltd filed Critical Beijing Goldwind Science and Creation Windpower Equipment Co Ltd
Priority to CN201810482517.7A priority Critical patent/CN110500233B/zh
Priority to US16/477,384 priority patent/US11566602B2/en
Priority to AU2018400527A priority patent/AU2018400527B2/en
Priority to PCT/CN2018/108668 priority patent/WO2019218575A1/zh
Priority to EP18893345.1A priority patent/EP3587802B1/en
Publication of CN110500233A publication Critical patent/CN110500233A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110500233B publication Critical patent/CN110500233B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

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 
    • 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
    • F03D7/022—Adjusting aerodynamic properties of the blades
    • F03D7/0224—Adjusting blade pitch
    • 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
    • F03D7/0276—Controlling wind motors  the wind motors having rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor controlling rotor speed, e.g. variable speed
    • 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
    • F03D7/028—Controlling wind motors  the wind motors having rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor controlling wind motor output power
    • 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
    • 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
    • F03D7/04—Automatic control; Regulation
    • F03D7/042—Automatic control; Regulation by means of an electrical or electronic controller
    • F03D7/048—Automatic control; Regulation by means of an electrical or electronic controller controlling wind farms
    • 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
    • F05B2260/00—Function
    • F05B2260/82—Forecasts
    • F05B2260/821—Parameter estimation or prediction
    • F05B2260/8211—Parameter estimation or prediction of the weather
    • 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
    • F05B2260/00—Function
    • F05B2260/96—Preventing, counteracting or reducing vibration or noise
    • 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
    • F05B2270/10—Purpose of the control system
    • F05B2270/101—Purpose of the control system to control rotational speed (n)
    • 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
    • F05B2270/10—Purpose of the control system
    • F05B2270/103—Purpose of the control system to affect the output of the engine
    • F05B2270/1033—Power (if explicitly mentioned)
    • 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
    • F05B2270/301—Pressure
    • 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
    • F05B2270/32—Wind speeds
    • 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
    • F05B2270/321—Wind directions
    • 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
    • F05B2270/327—Rotor or generator speeds
    • 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
    • F05B2270/328—Blade pitch angle
    • 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
    • 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
    • F05B2270/335—Output power or torque
    • 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)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Wind Motors (AREA)
  • Control Of Eletrric Generators (AREA)

Abstract

公开一种用于多个风力发电机组的噪声控制的方法和装置。所述方法包括：基于所述多个风力发电机组的位置和噪声引入点的位置确定所述多个风力发电机组中的每个的噪声影响扇区；获取当前风向；判断在当前风向下运行的所述多个风力发电机组中是否存在至少一个风力发电机组运行在其噪声影响扇区内；如果是，则使所述至少一个风力发电机组降功率运行；如果否，则返回继续获取当前风向，其中，当所述至少一个风力发电机组降功率运行结束后，使所述至少一个风力发电机组在达到额定功率后升功率运行，或当所述至少一个风力发电机组降功率运行时，使所述多个风力发电机组中未降功率运行的其他风力发电机组在达到额定功率后升功率运行。

Description

用于多个风力发电机组的噪声控制的方法和装置
技术领域
本申请总体说来涉及风力发电技术领域，更具体地讲，涉及一种用于多个风力发电机组的噪声控制的方法和装置。
背景技术
近年来，随着风电产业的发展，风电场的建设越来越临近居民区，导致风力发电机组运行过程中产生的噪声对居民的影响不容忽视。
风力发电机组运行过程中产生的噪声主要可分为两类，一类是风力发电机组运行过程中产生的机械噪声，例如，偏航噪声和变流器的冷却风扇噪声；另一类是风力发电机组的叶片气动噪声，即，叶片转动过程中使空气在叶片周围高速流动引起的噪声。针对已经建设的风力发电机组所产生的上述两类噪声，通常使用以下方法来降噪：针对机械噪声，加强机组密封、改造偏航系统刹车闸、或为变流器的冷却风扇安装消音器；针对叶片气动噪声，从结构角度可在叶片上安装锯齿尾缘，或从控制角度出发降低风力发电机组的输出功率。
然而，现有的从控制角度出发的噪声控制方法不灵活，容易导致较大的发电量损失，并且难以满足各种定制化需求。
发明内容
本申请的实施例的目的在于提供一种用于多个风力发电机组的噪声控制的方法和装置，在考虑所述多个风力发电机组与噪声引入点的相对位置并结合风速和风向的情况下，通过选择性地切换所述多个风力发电机组的运行模式，解决现有技术中噪声控制无法及时补偿发电量损失以及无法满足噪声水平的定制化需求的技术问题。
根据本申请的实施例的一方面，提供一种用于多个风力发电机组的噪声控制的方法，所述方法可包括：基于所述多个风力发电机组的位置和噪声引入点的位置确定所述多个风力发电机组中的每个的噪声影响扇区；获取当前风向；判断在当前风向下运行的所述多个风力发电机组中是否存在至少一个风力发电机组运行在其噪声影响扇区内；如果是，则使所述至少一个风力发电机组降功率运行；如果否，则返回继续获取当前风向，其中，当所述至少一个风力发电机组降功率运行结束后，使所述至少一个风力发电机组在达到额定功率后升功率运行，或当所述至少一个风力发电机组降功率运行时，使所述多个风力发电机组中未降功率运行的其他风力发电机组在达到额定功率后升功率运行，以对所述至少一个风力发电机组降功率运行时的功率损失进行补偿。
可选地，噪声影响扇区可以是以风力发电机组的位置为顶点，以从风力发电机组向噪声引入点连线的方向为角平分线所形成的圆心角为预定角度的扇形区域。
可选地，降功率运行的步骤可包括：获取噪声引入点的噪声控制需求，其中，所述噪声控制需求包括噪声引入点处的声压等级；使所述至少一个风力发电机组在与所述噪声控制需求相对应的降功率模式下运行，以进行噪声控制。
可选地，所述噪声控制需求还可包括在降功率模式下运行的时长和/或噪声控制时间段。
可选地，当在降功率模式下运行时，降低所述至少一个风力发电机组的叶轮转速和/或增大最小桨距角，以使在噪声引入点处测量的声压等级小于或等于要求的声压等级，其中，基于所述至少一个风力发电机组中的各个风力发电机组与噪声引入点的距离，确定各个风力发电机组降低叶轮转速和/或增大最小桨距角的幅度。
可选地，风力发电机组与噪声引入点的距离越远，该风力发电机组降低叶轮转速和/或增大最小桨距角的幅度可越小。
可选地，升功率运行的步骤可包括：使所述至少一个风力发电机组或所述其他风力发电机组在升功率模式下运行，以进行功率补偿。
可选地，当在升功率模式下运行时：可将所述至少一个风力发电机组或所述其他风力发电机组的叶轮转速和/或最小桨距角恢复为默认值；在所述至少一个风力发电机组或所述其他风力发电机组达到额定功率之后，可将所述至少一个风力发电机组或所述其他风力发电机组的发电机扭矩分别设置在各自的扭矩额定值与各自的扭矩预设值之间的范围内，其中，各自的扭矩预设值大于各自的扭矩额定值。
可选地，获取当前风向的步骤可包括：提前预定时间预测当前风向，其中，当在降功率模式下运行时：提前在所述预定时间内逐步降低所述至少一个风力发电机组的叶轮转速和/或增大最小桨距角，以使当所述预定时间结束并达到当前时间时在噪声引入点处测量的声压等级小于或等于要求的声压等级，其中，当在升功率模式下运行时：提前在所述预定时间内逐步恢复所述至少一个风力发电机组或所述其他风力发电机组的叶轮转速和/或最小桨距角，以使当所述预定时间结束并达到当前时间时叶轮转速和最小桨距角为默认值。
可选地，所述方法可还包括：在确定噪声影响扇区之前，获取当前风速，其中，当当前风速在预定风速范围之外时，使所述多个风力发电机组正常运行，不进行噪声控制。
根据本申请的实施例的另一方面，提供一种用于多个风力发电机组的噪声控制的装置，所述装置可包括：扇区确定模块，基于所述多个风力发电机组的位置和噪声引入点的位置确定所述多个风力发电机组中的每个的噪声影响扇区；第一获取模块，用于获取当前风向；扇区判断模块，用于判断在当前风向下运行的所述多个风力发电机组中是否存在至少一个风力发电机组运行在其噪声影响扇区内；功率调节模块，如果所述多个风力发电机组中的至少一个风力发电机组运行在其噪声影响扇区内，则功率调节模块使所述至少一个风力发电机组降功率运行；如果所述多个风力发电机组中不存在运行在噪声影响扇区内的至少一个风力发电机组，则返回由第一获取模块继续获取当前风向，其中，当所述至少一个风力发电机组降功率运行结束后，功率调节模块使所述至少一个风力发电机组在达到额定功率后升功率运行，或当所述至少一个风力发电机组降功率运行时，功率调节模块使所述多个风力发电机组中未降功率运行的其他风力发电机组在达到额定功率后升功率运行，以对所述至少一个风力发电机组降功率运行时的功率损失进行补偿。
可选地，噪声影响扇区可以是以风力发电机组的位置为顶点，以从风力发电机组向噪声引入点连线的方向为角平分线所形成的圆心角为预定角度的扇形区域。
可选地，降功率运行的步骤可包括：获取噪声引入点的噪声控制需求，其中，所述噪声控制需求包括噪声引入点处的声压等级；使所述至少一个风力发电机组在与所述噪声控制需求相对应的降功率模式下运行，以进行噪声控制。
可选地，所述噪声控制需求还可包括在降功率模式下运行的时长和/或噪声控制时间段。
可选地，当在降功率模式下运行时，降低所述至少一个风力发电机组的叶轮转速和/或增大最小桨距角，以使在噪声引入点处测量的声压等级小于或等于要求的声压等级，其中，基于所述至少一个风力发电机组中的各个风力发电机组与噪声引入点的距离，确定各个风力发电机组降低叶轮转速和/或增大最小桨距角的幅度。
可选地，风力发电机组与噪声引入点的距离越远，该风力发电机组降低叶轮转速和/或增大最小桨距角的幅度可越小。
可选地，升功率运行的步骤可包括：使所述至少一个风力发电机组或所述其他风力发电机组在升功率模式下运行，以进行功率补偿。
可选地，当在升功率模式下运行时：可将所述至少一个风力发电机组或所述其他风力发电机组的叶轮转速和/或最小桨距角恢复为默认值；在所述至少一个风力发电机组或所述其他风力发电机组达到额定功率之后，将所述至少一个风力发电机组或所述其他风力发电机组的发电机扭矩分别设置在各自的扭矩额定值与各自的扭矩预设值之间的范围内，其中，各自的扭矩预设值大于各自的扭矩额定值。
可选地，获取当前风向的步骤可包括：提前预定时间预测当前风向，其中，当在降功率模式下运行时：提前在所述预定时间内逐步降低所述至少一个风力发电机组的叶轮转速和/或增大最小桨距角，以使当所述预定时间结束并达到当前时间时在噪声引入点处测量的声压等级小于或等于要求的声压等级，其中，当在升功率模式下运行时：提前在所述预定时间内逐步恢复所述至少一个风力发电机组或所述其他风力发电机组的叶轮转速和/或最小桨距角，以使当所述预定时间结束并达到当前时间时叶轮转速和最小桨距角为默认值。
可选地，所述装置可还包括：第二获取模块，在扇区确定模块确定噪声影响扇区之前，第二获取模块可获取当前风速；运行控制模块，当第二获取模块获取的当前风速在预定风速范围之外时，运行控制模块可使所述多个风力发电机组正常运行，不进行噪声控制。
根据本申请的实施例的另一方面，提供一种存储有计算机程序的计算机可读存储介质，当所述计算机程序在被处理器执行时实现上述的用于多个风力发电机组的噪声控制的方法。
根据本申请的实施例的另一方面，提供一种风力发电机组的控制器，所述控制器可包括：处理器；存储器，存储有计算机程序，当所述计算机程序被处理器执行时，实现上述的用于多个风力发电机组的噪声控制的方法。
根据本申请的实施例的另一方面，提供一种风力发电机组的噪声控制系统，包括多个风力发电机组以及一个场群控制设备，其中，所述场群控制设备执行上述的方法，以使所述多个风力发电机组中的至少一个执行相应的噪声控制。
采用本申请的实施例的用于多个风力发电机组的噪声控制的方法和装置，能够通过划分所述多个风力发电机组的噪声影响扇区，合理地切换所述多个风力发电机组的运行模式，以控制所述多个风力发电机组在噪声满足需求的同时，及时补偿发电量损失，并且可实现对不同的定制化需求的满足。
附图说明
通过下面结合示例性地示出实施例的附图进行的详细描述，本申请的实施例的上述和其它目的、特点和优点将会变得更加清楚，其特征在于：
图1示出根据本申请的实施例的用于多个风力发电机组的噪声控制的方法的流程图；
图2示出根据本申请的实施例的基于风力发电机组的位置和噪声引入点的位置确定噪声影响扇区的示意图；
图3示出根据本申请的另一实施例的用于多个风力发电机组的噪声控制的方法的流程图；
图4示出根据本申请的另一实施例的用于多个风力发电机组的噪声控制的方法的流程图；
图5示出根据本申请的实施例的用于多个风力发电机组的噪声控制的装置的结构框图；
图6示出根据本申请的示例性实施例的风力发电机组的噪声控制系统的示意图。
具体实施方式
现在，将参照附图更充分地描述不同的示例性实施例。
图1示出根据本申请的实施例的用于多个风力发电机组的噪声控制的方法的流程图。
参考图1，在步骤S10中，可基于多个风力发电机组的位置和噪声引入点的位置确定多个风力发电机组中的每个的噪声影响扇区。
噪声引入点是指受风力发电机组噪声影响的参考位置点(例如，居民点)。通常，噪声引入点所受到的噪声影响可能是两个或更多个风力发电机组对其产生的噪声影响的叠加的结果。
以下将参考图2具体描述噪声影响扇区的确定。
图2示出根据本申请的实施例的基于风力发电机组的位置和噪声引入点的位置确定噪声影响扇区的示意图。
根据风力发电机组(以下也可简称为机组)的噪声传播理论，处于风力发电机组的上风向的参考位置受到的噪声影响最小，而处于风力发电机组的下风向的参考位置受到的噪声影响最大。例如，如图2所示，当当前风向(如图2中的1所示)使得居民点3处于机组T1的下风向(即，风从机组T1的方向吹向居民点3的方向)的范围内时，居民点3受到机组T1的噪声影响较大。此外，在图2中，当当前风向(如图2中的2所示)使得居民点3处于机组T2的下风向(即，风从机组T2的方向吹向居民点3的方向)时，居民点3受到机组T2的噪声影响较大。因此，对于已经确定的风力发电机组和噪声引入点，可基于每个机组的位置和该噪声引入点的位置确定各个机组针对该噪声引入点的各个噪声影响扇区。
在一个实施例中，噪声影响扇区可以是以风力发电机组的位置为顶点，以从风力发电机组向噪声引入点连线的方向为角平分线所形成的圆心角为预定角度的扇形区域。也就是说，风力发电机组的位置是作为射线的角平分线的端点，射线的方向即是以风力发电机组的位置开始向噪声引入点连线的方向。
例如，参考图2，以机组T1的位置为顶点，向居民点3连线(如图2中的线L1)作为角平分线，并以预定角度θ1为圆心角，可形成扇形区域S1，形成的扇形区域S1即为机组T1的噪声影响扇区。例如，预定角度θ1可以是60°或90°，但不限于此。
同样地，以机组T2的位置为顶点，向居民点3连线(如图2中的线L2)作为角平分线，并以预定角度θ2为圆心角，可形成扇形区域S2，形成的扇形区域S2即为机组T2的噪声影响扇区。预定角度θ1和θ2可彼此相同或不同。
因此，对于不同的风向，当各个机组运行在所确定的各自的噪声影响扇区范围内(即，机组的下风向区域包括在其噪声影响扇区内)时，噪声影响扇区范围内的参考位置受到对应的机组噪声影响比噪声影响扇区范围外的参考位置更大。
返回参考图1，在步骤S20中，可获取当前风向。
在一个示例中，可通过多个风力发电机组中的至少一个上安装的卫星定位定向系统获取该至少一个风力发电机组的参考方向，并可通过卫星定位定向系统和该机组的偏航系统实时地获取当前风向。
例如，可通过卫星定位定向系统获取至少一个机组的参考方向(例如，正北方向)，并使用该机组的偏航系统基于获取的参考方向来获取当前风向。应注意，这仅为示例，本申请的实施例不限于此。
在步骤S30中，可判断在当前风向下运行的多个风力发电机组中是否存在至少一个风力发电机组运行在其噪声影响扇区内。例如，如上所述，可判断在当前风向下，机组的下风向区域是否包括在确定的各自的噪声影响扇区内。
如果在步骤S30中判断在当前风向下运行的多个风力发电机组中的至少一个风力发电机组运行在其噪声影响扇区内，则在步骤S40中，可使该至少一个风力发电机组降功率运行。例如，如果多个风力发电机组中的五个风力发电机组运行在其各自的噪声影响扇区内，则该五个风力发电机组可降功率运行。
如果在步骤S30中判断多个风力发电机组中不存在运行在噪声影响扇区内的机组，则可返回步骤S20继续获取当前风向。
在一个实施例中，降功率运行的步骤可包括：获取噪声引入点的噪声控制需求，其中，噪声控制需求包括噪声引入点处的声压等级；使上述至少一个风力发电机组在与噪声控制需求相对应的降功率模式下运行，以进行噪声控制。
具体来说，风力发电机组运行时的气动噪声可由声功率等级Lω(单位为分贝(dB))表示。针对特定的噪声引入点，由于机组的气动噪声导致噪声引入点处感受到的噪声水平可由声压等级Lp(单位为分贝(dB))表示。例如，当获取噪声引入点的噪声控制需求之后，可知晓噪声引入点处最大能够承受的声压等级。
声压等级的大小与声源(例如，机组)的距离有关。通常，针对位置确定的机组和噪声引入点，在不考虑复杂地形因素的情况下，机组的声功率等级越大，噪声引入点处的声压等级越大。因此，可通过使机组在降功率模式下运行，来降低机组的声功率等级，从而降低噪声引入点处的声压等级。
在一个实施例中，当在降功率模式下运行时，可降低上述至少一个风力发电机组的叶轮转速和/或增大最小桨距角，以使在噪声引入点处测量的声压等级小于或等于要求的声压等级。然而，本领域技术人员应理解，本申请的具体降功率模式不限于上述的根据噪声控制需求来确定的方式，例如，机组的降功率模式还可被预先设置。
作为示例，可分步调节叶轮的转速(例如，单步步长为0.5rpm)和最小桨距角(例如，单步步长为0.5deg)，但本申请不限于此。
在一个实施例中，可基于上述至少一个风力发电机组中的各个风力发电机组与噪声引入点的距离，确定各个风力发电机组降低叶轮转速和/或增大最小桨距角的幅度。风力发电机组与噪声引入点的距离越远，该风力发电机组降低叶轮转速和/或增大最小桨距角的幅度可越小。因此，可通过使距离噪声引入点更远的机组降低的功率更小，来尽量减小多个风力发电机组的总体发电量损失。
在调节上述至少一个风力发电机组中的各个机组的叶轮转速和/或最小桨距角之后，可测量噪声引入点处的声压等级，以确定测量的声压等级是否小于或等于该噪声引入点所要求的声压等级。如果是，则各个机组在调节后的叶轮转速和最小桨距角下运行，以保证在噪声影响扇区内的噪声引入点处的声压等级满足需求。
如果测量的声压等级大于要求的声压等级，则可重复对上述至少一个风力发电机组降低叶轮转速和增大最小桨距角的步骤，并再次测量噪声引入点处的声压等级，直至声压等级小于或等于要求的声压等级为止。
在一个实施例中，当上述至少一个风力发电机组降功率运行结束后，可使上述至少一个风力发电机组在达到额定功率后升功率运行，或当上述至少一个风力发电机组降功率运行时，可使多个风力发电机组中未降功率运行的其他风力发电机组在达到额定功率后升功率运行，以对上述至少一个风力发电机组降功率运行时的功率损失进行补偿。
这里，降功率运行结束可指机组离开噪声影响扇区或不运行在噪声影响扇区内，即，机组的下风向区域不包括在噪声影响扇区内。
例如，如果多个风力发电机组中的五个风力发电机组运行在各自的噪声影响扇区内，则在离开相应的噪声影响扇区之后，该五个风力发电机组分别可在达到额定功率后升功率运行。或者，当该五个风力发电机组降功率运行时，多个风力发电机组中的除该五个风力发电机组以外的其余机组可在达到各自的额定功率的情况下升功率运行。
在一个实施例中，升功率运行的步骤可包括：使上述至少一个风力发电机组或上述其他风力发电机组在升功率模式下运行，以进行功率补偿。
当在升功率模式下运行时，可将上述至少一个风力发电机组或上述其他风力发电机组的叶轮转速和/或最小桨距角恢复为默认值；在上述至少一个风力发电机组或上述其他风力发电机组达到额定功率之后，将上述至少一个风力发电机组或上述其他风力发电机组的发电机扭矩分别设置在各自的扭矩额定值与各自的扭矩预设值之间的范围内，其中，各自的扭矩预设值可大于各自的扭矩额定值。
具体来说，可先将上述至少一个风力发电机组或上述其他风力发电机组中的各个机组的叶轮转速和最小桨距角从当前值重设为默认值。默认值可指在执行本申请的噪声控制方法之前各个机组正常运行时的叶轮转速值和最小桨距角值，即各个机组的设计值。
当各个机组达到额定功率之后，对于各个机组来说，由于输出功率与发电机扭矩成正比，因此可将发电机扭矩增大，以增大机组的输出功率，实现超发以补偿在相应噪声影响扇区进行噪声控制时损失的发电量。扭矩预设值可以是使机组能够输出保证安全运行的条件下的最大功率的扭矩值，该扭矩值可被预先设置。不同机组的扭矩预设值可不同。
例如，可根据机组在降功率模式下运行时损失的发电量，来确定将发电机扭矩设置为扭矩额定值与扭矩预设值之间的范围内的哪个值。本领域技术人员能够理解，补偿发电量的方式不仅于此，例如，可将发电机扭矩设置为扭矩额定值与扭矩预设值之间的范围内的任意值，或者还可设置在升功率模式下运行的时间长度等。
在一个实施例中，噪声控制需求还可包括在降功率模式下运行的时长和/或噪声控制时间段。噪声控制时间段是指要求控制风力发电机组的气动噪声的时间段。例如，在噪声控制需求包括噪声控制时间段的情况下，多个风力发电机组可在噪声控制时间段内全部降功率运行，直至噪声控制时间段结束。降功率运行的步骤可与图1中的步骤S40类似。例如，噪声控制时间段可以是晚上21点至第二日凌晨6点的时间段，但不限于此。
图3示出根据本申请的另一实施例的用于多个风力发电机组的噪声控制的方法的流程图。
参考图3，根据另一个实施例，在步骤S310中，与图1的步骤S10类似，可基于多个风力发电机组的位置和噪声引入点的位置确定多个风力发电机组中的每个的噪声影响扇区。
然后，在步骤S320中，可提前预定时间预测当前风向。例如，可使用历史数据预先训练建立的预测模型，并使用确定的预测模型提前预定时间(例如，5分钟)来预测当前风向。
然后，在步骤S330中，与图1的步骤S30类似，可提前判断在当前风向下运行的多个风力发电机组中是否存在至少一个风力发电机组运行在其噪声影响扇区内。
如果判断至少一个风力发电机组运行在其噪声影响扇区内，则在步骤S340中，可使该至少一个风力发电机组降功率运行(即，在降功率模式下运行)，其中，当在降功率模式下运行时：提前在该预定时间内逐步降低该至少一个风力发电机组的叶轮转速和/或增大最小桨距角，以使当该预定时间结束并达到当前时间时在噪声引入点处测量的声压等级小于或等于要求的声压等级。
此外，可使该至少一个风力发电机组或多个风力发电机组中的其他风力发电机组在达到额定功率后升功率运行(即，在升功率模式下运行)，其中，当在升功率模式下运行时：提前在该预定时间内逐步恢复该至少一个风力发电机组或其他风力发电机组的叶轮转速和/或最小桨距角，以使当该预定时间结束并达到当前时间时叶轮转速和最小桨距角为默认值。
因此，可实现风力发电机组在降功率运行和升功率运行之间的平稳切换，防止即时的突然切换造成的不稳定，进一步保证机组安全运行。
此外，如果在步骤S330中判断不存在运行在噪声影响扇区内的机组，则可返回步骤S320继续预测当前风向。
此外，如果预测的风向显示未来风向的波动将使得机组不稳定地运行在噪声影响扇区交界处(例如，运行在噪声影响扇区内与未运行在噪声影响扇区内两种状况间频繁交替)，则可根据预测结果设定相应机组在降功率运行和升功率运行中的一种运行模式下运行，防止由于短时间内来回调节参数而影响机组的稳定性和安全性。
在另一个实施例中，如上所述，在噪声控制需求包括噪声控制时间段的情况下，可判断预定时间(例如，5分钟)后的当前时间是否将在噪声控制时间段内。
当判断预定时间后的当前时间将在噪声控制时间段内时，可使多个风力发电机组全部降功率运行，降功率运行的步骤可与前述类似。
图4示出根据本申请的另一实施例的用于多个风力发电机组的噪声控制的方法的流程图。
参考图4，在步骤S410的确定噪声影响扇区之前，可在步骤S401中获取当前风速。例如，可使用现有的多种方法来获取当前风速。
然后，在步骤S402中，可判断获取的当前风速是否在预定风速范围之外。
例如，预定风速范围可以是第一风速与第二风速之间的风速范围。当风速小于第一风速(例如，6m/s)时，机组处于变速控制阶段，此时的叶轮转速低，产生的气动噪声低，无需对机组进行噪声控制。当风速大于第二风速(例如，12m/s)时，环境噪声通常会远大于机组自身产生的噪声，对机组进行噪声控制没有实际意义。
因此，当在步骤S402中判断当前风速在预定风速范围之外时，可使风力发电机组正常运行，不进行噪声控制。否则，继续执行步骤S410至S440。这里，步骤S410至S440分别与图1的步骤S10至S40类似。
在另一实施例中，在步骤S401中，还可使用如图3所述的预先确定的预测模型来提前预定时间预测当前风速。
应注意，当在步骤S402中判断获取的当前风速在预定风速范围之外时，不对多个风力发电机组进行噪声控制，也就是说，无论当前时间是否在噪声控制时间段内，也无论风力发电机组是否运行在噪声影响扇区内，该多个风力发电机组都正常运行，噪声控制的方法不被执行。
图5示出根据本申请的实施例的用于多个风力发电机组的噪声控制的装置的结构框图。
参考图5，根据实施例的装置100可包括扇区确定模块10、第一获取模块20、扇区判断模块30和功率调节模块40。
扇区确定模块10可基于多个风力发电机组的位置和噪声引入点的位置确定多个风力发电机组中的每个的噪声影响扇区。
噪声引入点是指受机组噪声影响的参考位置点(例如，居民点)。通常，噪声引入点所受到的噪声影响可能是两个或更多个风力发电机组对其产生的噪声影响的叠加的结果。噪声影响扇区可以是以风力发电机组的位置为顶点，以从风力发电机组向噪声引入点连线的方向为角平分线所形成的圆心角为预定角度的扇形区域。
第一获取模块20可获取当前风向。
在一个示例中，第一获取模块20可通过多个风力发电机组中的至少一个上安装的卫星定位定向系统获取该至少一个风力发电机组的参考方向，并可通过卫星定位定向系统和该机组的偏航系统获取当前风向。
例如，第一获取模块20可通过卫星定位定向系统获取至少一个机组的参考方向(例如，正北方向)，并使用该机组的偏航系统基于获取的参考方向来获取当前风向。应注意，这仅为示例，本申请的实施例不限于此。
扇区判断模块30可判断在当前风向下运行的多个风力发电机组中是否存在至少一个风力发电机组运行在其噪声影响扇区内。例如，扇区判断模块30可判断在当前风向下，机组的下风向区域是否包括在其噪声影响扇区内。
如果扇区判断模块30判断多个风力发电机组中存在至少一个风力发电机组运行在其噪声影响扇区内，则功率调节模块40可使该至少一个风力发电机组降功率运行。
如果扇区判断模块30判断不存在运行在噪声影响扇区内的风力发电机组，则可返回由第一获取模块20继续获取当前风向。
在一个实施例中，降功率运行的步骤可包括：获取噪声引入点的噪声控制需求，其中，噪声控制需求包括噪声引入点处的声压等级；使上述至少一个风力发电机组在与噪声控制需求相对应的降功率模式下运行，以进行噪声控制。
在一个实施例中，当在降功率模式下运行时，功率调节模块40可降低上述至少一个风力发电机组的叶轮转速和/或增大最小桨距角，以使在噪声引入点处测量的声压等级小于或等于要求的声压等级。可基于上述至少一个风力发电机组中的各个风力发电机组与噪声引入点的距离，确定各个风力发电机组降低叶轮转速和/或增大最小桨距角的幅度。风力发电机组与噪声引入点的距离越远，该风力发电机组降低叶轮转速和/或增大最小桨距角的幅度可越小。降功率运行的具体描述已在上文中提供，这里将不再重复。
在一个实施例中，当上述至少一个风力发电机组降功率运行结束后，功率调节模块40可使上述至少一个风力发电机组在达到额定功率后升功率运行，或当上述至少一个风力发电机组降功率运行时，功率调节模块40可使多个风力发电机组中未降功率运行的其他风力发电机组在达到额定功率后升功率运行，以对上述至少一个风力发电机组降功率运行时的功率损失进行补偿。
这里，降功率运行结束可指机组离开噪声影响扇区或不运行在噪声影响扇区内，即，机组的下风向区域不包括在噪声影响扇区内。
在一个实施例中，升功率运行的步骤可包括：使上述至少一个风力发电机组或上述其他风力发电机组在升功率模式下运行，以进行功率补偿。
当在升功率模式下运行时，功率调节模块40可将上述至少一个风力发电机组或上述其他风力发电机组的叶轮转速和/或最小桨距角恢复为默认值；在上述至少一个风力发电机组或上述其他风力发电机组达到额定功率之后，将上述至少一个风力发电机组或上述其他风力发电机组的发电机扭矩分别设置在各自的扭矩额定值与各自的扭矩预设值之间的范围内，其中，各自的扭矩预设值可大于各自的扭矩额定值。升功率运行的具体描述已在上文中提供，这里将不再重复。
噪声控制需求还可包括在降功率模式下运行的时长和/或噪声控制时间段。
在一个实施例中，第一获取模块20获取当前风向的步骤可包括：提前预定时间预测当前风向。
然后，扇区判断模块30可提前在预测的风向下运行的多个风力发电机组中是否存在至少一个风力发电机组运行在由扇区确定模块10确定的它的噪声影响扇区内。
如果判断存在，则功率调节模块40可使该至少一个风力发电机组降功率运行(即，在降功率模式下运行)，其中，当在降功率模式下运行时：可提前在该预定时间内逐步降低该至少一个风力发电机组的叶轮转速和/或增大最小桨距角，以使当该预定时间结束并达到当前时间时在噪声引入点处测量的声压等级小于或等于要求的声压等级。
功率调节模块40可使该至少一个风力发电机组或多个风力发电机组中的其他风力发电机组在达到额定功率后升功率运行(即，在升功率模式下运行)，其中，当在升功率模式下运行时：提前在该预定时间内逐步恢复该至少一个风力发电机组或其他风力发电机组的叶轮转速和/或最小桨距角，以使当该预定时间结束并达到当前时间时叶轮转速和最小桨距角为默认值。
因此，可实现机组在降功率运行和升功率运行之间的平稳切换，防止即时的突然切换造成的不稳定，进一步保证机组安全运行。
此外，如果不存在运行在噪声影响扇区内的机组，则返回由第一获取模块20继续获取(预测)当前风向。
在一个实施例中，装置100可还包括时间段判断模块(未示出)。在噪声控制需求包括噪声控制时间段的情况下，时间段判断模块可判断预定时间(例如，5分钟)后的当前时间是否将在噪声控制时间段内。
例如，当时间段判断模块判断预定时间后的当前时间将在噪声控制时间段内时，功率调节模块40将使多个风力发电机组全部降功率运行，直至噪声控制时间段结束。
例如，功率调节模块40可降低多个风力发电机组中的每个的叶轮的转速和/或增大最小桨距角，以使在噪声引入点处测量的声压等级小于或等于该噪声使能时间段所要求的声压等级。功率调节模块40可基于多个风力发电机组中的各个风力发电机组与噪声引入点的距离，确定各个风力发电机组降低叶轮转速和/或增大最小桨距角的幅度。
在一个实施例中，装置100可还包括第二获取模块(未示出)和运行控制模块(未示出)。在扇区确定模块10确定噪声影响扇区之前，第二获取模块可获取当前风速。当第二获取模块获取的当前风速在预定风速范围之外时，运行控制模块可使多个风力发电机组全部正常运行，装置100不进行噪声控制。
图6示出根据本申请的示例性实施例的风力发电机组的噪声控制系统的示意图。
如图6所示，风力发电机组的噪声控制系统可包括多个风力发电机组(即，风力发电机组1、风力发电机组2、……、风力发电机组n)以及一个场群控制设备50(例如场群控制器)。在本申请的一个示例性实施例中，场群控制设备50的组件可以包括但不限于：一个或更多个处理器或处理单元501、系统存储器502、连接不同系统组件(包括系统存储器502和处理单元501)的总线503。
总线503表示多种总线结构中的一种或多种。举例来说，这些总线结构包括但不限于：工业体系结构(ISA)总线、微通道体系结构(MAC)总线、增强型ISA总线、视频电子标准协会(VESA)局域总线以及外围组件互连(PCI)总线。
在本申请的另一示例性实施例中，场群控制设备50还可包括一种或多种计算机系统可读介质。这些介质可以是任何能够被场群控制设备50访问的可用介质，包括易失性介质和非易失性介质、可移动介质或不可移动介质。
系统存储器502可包括易失性存储器形式的计算机系统可读介质，例如随机存取存储器(RAM)504和/或高速缓存存储器505。系统存储器502可进一步包括其它可移动/不可移动、易失性/非易失性计算机系统存储介质。仅作为示例，系统存储器502还可包括存储系统506，其中，存储系统506可以用于读写不可移动的、非易失性磁介质(图6中未示出，通常被称为“硬盘驱动器”)。尽管图6中未示出，但系统存储器502还可包括用于对可移动非易失性磁盘(例如软盘)读写的磁盘驱动器、以及对可移动非易失性光盘(例如CD-ROM、DVD-ROM或者其它光介质)读写的光盘驱动器。在这些情况下，每个驱动器可以通过一个或者多个数据介质接口与总线503相连。系统存储器502可以包括至少一个程序产品，其中，程序产品具有被配置为执行本发明各实施例的多个功能的至少一个程序模块507。
具有至少一个程序模块507的程序/实用工具508可被存储在例如系统存储器502中，这样的程序模块507包括但不限于：操作系统、一个或更多个应用程序、其它程序模块以及程序数据，此外，这些示例中的每一个或某种组合中可包括网络环境的实现。程序模块507通常执行本申请所描述的实施例中的功能和/或方法，以使所述多个风力发电机组中的至少一台执行针对其所确定的噪声控制策略。
场群控制设备50也可以与显示器60以及一个或更多个其它外部设备70(例如键盘、指向设备等)通信，还可以与一个或更多个使得用户能够与该场群控制设备50交互的设备通信和/或与使得该场群控制设备50能与一个或更多个其它计算设备进行通信的任何设备(例如网卡、调制解调器等)通信。这种通信可以通过输入/输出(I/O)接口509进行。此外，场群控制设备50还可通过网络适配器510与一个或更多个网络(例如局域网(LAN)、广域网(WAN)和/或公共网络(例如因特网))进行通信。如图6中所示，网络适配器510可通过总线503与场群控制设备50的其它模块通信。应当明白，尽管图6中未示出，但是可结合计算机系统使用其它硬件和/或软件模块，包括但不限于：微代码、设备驱动器、冗余处理单元、外部磁盘驱动阵列、RAID系统、磁带驱动器以及数据备份存储系统等。
应当注意，图6仅仅示意性地示出了可以用于实现本发明中各个实施方式的场群控制设备50的示意图。本领域技术人员可以理解，该场群控制设备50可以由当前风机控制系统中现有的控制设备来实现，或者可通过引入附加控制设备来实现，还可以由风机控制系统中的现有控制设备和新增的附加设备一起实现。
采用本申请的实施例的上述用于多个风力发电机组的噪声控制的方法和装置，能够通过划分每个风力发电机组的噪声影响扇区，合理地切换各个风力发电机组的运行模式，在满足机组噪声限制的同时，补偿由于噪声控制导致的发电量损失，从而提高风电场的效益，并且满足不同的定制化需求。
尽管已经参照本申请示例性实施例具体显示和描述了本申请，但是本领域的技术人员应该理解，在不脱离权利要求所限定的本申请的精神和范围的情况下，可以对其进行形式和细节上的各种改变。

Claims (23)

1.一种用于多个风力发电机组的噪声控制的方法，所述方法包括：
基于所述多个风力发电机组的位置和噪声引入点的位置确定所述多个风力发电机组中的每个的噪声影响扇区；
获取当前风向；
判断在当前风向下运行的所述多个风力发电机组中是否存在至少一个风力发电机组运行在其噪声影响扇区内；如果是，则使所述至少一个风力发电机组降功率运行；
如果否，则返回继续获取当前风向，
其中，当所述至少一个风力发电机组降功率运行结束后，使所述至少一个风力发电机组在达到额定功率后升功率运行，或当所述至少一个风力发电机组降功率运行时，使所述多个风力发电机组中未降功率运行的其他风力发电机组在达到额定功率后升功率运行，以对所述至少一个风力发电机组降功率运行时的功率损失进行补偿。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，噪声影响扇区是以风力发电机组的位置为顶点，以从风力发电机组向噪声引入点连线的方向为角平分线所形成的圆心角为预定角度的扇形区域。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，降功率运行的步骤包括：
获取噪声引入点的噪声控制需求，其中，所述噪声控制需求包括噪声引入点处的声压等级；
使所述至少一个风力发电机组在与所述噪声控制需求相对应的降功率模式下运行，以进行噪声控制。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述噪声控制需求还包括在降功率模式下运行的时长和/或噪声控制时间段。
5.根据权利要求3所述的方法，其中，当在降功率模式下运行时，降低所述至少一个风力发电机组的叶轮转速和/或增大最小桨距角，以使在噪声引入点处测量的声压等级小于或等于要求的声压等级，
其中，基于所述至少一个风力发电机组中的各个风力发电机组与噪声引入点的距离，确定各个风力发电机组降低叶轮转速和/或增大最小桨距角的幅度。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，风力发电机组与噪声引入点的距离越远，该风力发电机组降低叶轮转速和/或增大最小桨距角的幅度越小。
7.根据权利要求1所述的方法，其中，升功率运行的步骤包括：
使所述至少一个风力发电机组或所述其他风力发电机组在升功率模式下运行，以进行功率补偿。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，当在升功率模式下运行时：
将所述至少一个风力发电机组或所述其他风力发电机组的叶轮转速和/或最小桨距角恢复为默认值；
在所述至少一个风力发电机组或所述其他风力发电机组达到额定功率之后，将所述至少一个风力发电机组或所述其他风力发电机组的发电机扭矩分别设置在各自的扭矩额定值与各自的扭矩预设值之间的范围内，其中，各自的扭矩预设值大于各自的扭矩额定值。
9.根据权利要求5或8所述的方法，其中，获取当前风向的步骤包括：提前预定时间预测当前风向，
其中，当在降功率模式下运行时：提前在所述预定时间内逐步降低所述至少一个风力发电机组的叶轮转速和/或增大最小桨距角，以使当所述预定时间结束并达到当前时间时在噪声引入点处测量的声压等级小于或等于要求的声压等级，
其中，当在升功率模式下运行时：提前在所述预定时间内逐步恢复所述至少一个风力发电机组或所述其他风力发电机组的叶轮转速和/或最小桨距角，以使当所述预定时间结束并达到当前时间时叶轮转速和最小桨距角为默认值。
10.根据权利要求1所述的方法，还包括：
在确定噪声影响扇区之前，获取当前风速，
其中，当当前风速在预定风速范围之外时，使所述多个风力发电机组正常运行，不进行噪声控制。
11.一种用于多个风力发电机组的噪声控制的装置，所述装置包括：
扇区确定模块，基于所述多个风力发电机组的位置和噪声引入点的位置确定所述多个风力发电机组中的每个的噪声影响扇区；
第一获取模块，用于获取当前风向；
扇区判断模块，用于判断在当前风向下运行的所述多个风力发电机组中是否存在至少一个风力发电机组运行在其噪声影响扇区内；
功率调节模块，如果所述多个风力发电机组中的至少一个风力发电机组运行在其噪声影响扇区内，则功率调节模块使所述至少一个风力发电机组降功率运行；
如果所述多个风力发电机组中不存在运行在噪声影响扇区内的至少一个风力发电机组，则返回由第一获取模块继续获取当前风向，
其中，当所述至少一个风力发电机组降功率运行结束后，功率调节模块使所述至少一个风力发电机组在达到额定功率后升功率运行，或当所述至少一个风力发电机组降功率运行时，功率调节模块使所述多个风力发电机组中未降功率运行的其他风力发电机组在达到额定功率后升功率运行，以对所述至少一个风力发电机组降功率运行时的功率损失进行补偿。
12.根据权利要求11所述的装置，其中，噪声影响扇区是以风力发电机组的位置为顶点，以从风力发电机组向噪声引入点连线的方向为角平分线所形成的圆心角为预定角度的扇形区域。
13.根据权利要求11所述的装置，其中，降功率运行的步骤包括：
获取噪声引入点的噪声控制需求，其中，所述噪声控制需求包括噪声引入点处的声压等级；
使所述至少一个风力发电机组在与所述噪声控制需求相对应的降功率模式下运行，以进行噪声控制。
14.根据权利要求13所述的装置，其中，所述噪声控制需求还包括在降功率模式下运行的时长和/或噪声控制时间段。
15.根据权利要求13所述的装置，其中，当在降功率模式下运行时，降低所述至少一个风力发电机组的叶轮转速和/或增大最小桨距角，以使在噪声引入点处测量的声压等级小于或等于要求的声压等级，
其中，基于所述至少一个风力发电机组中的各个风力发电机组与噪声引入点的距离，确定各个风力发电机组降低叶轮转速和/或增大最小桨距角的幅度。
16.根据权利要求15所述的装置，其中，风力发电机组与噪声引入点的距离越远，该风力发电机组降低叶轮转速和/或增大最小桨距角的幅度越小。
17.根据权利要求11所述的装置，其中，升功率运行的步骤包括：
使所述至少一个风力发电机组或所述其他风力发电机组在升功率模式下运行，以进行功率补偿。
18.根据权利要求17所述的方法，其中，当在升功率模式下运行时：
将所述至少一个风力发电机组或所述其他风力发电机组的叶轮转速和/或最小桨距角恢复为默认值；
在所述至少一个风力发电机组或所述其他风力发电机组达到额定功率之后，将所述至少一个风力发电机组或所述其他风力发电机组的发电机扭矩分别设置在各自的扭矩额定值与各自的扭矩预设值之间的范围内，其中，各自的扭矩预设值大于各自的扭矩额定值。
19.根据权利要求15或18所述的装置，其中，获取当前风向的步骤包括：提前预定时间预测当前风向，
其中，当在降功率模式下运行时：提前在所述预定时间内逐步降低所述至少一个风力发电机组的叶轮转速和/或增大最小桨距角，以使当所述预定时间结束并达到当前时间时在噪声引入点处测量的声压等级小于或等于要求的声压等级，
其中，当在升功率模式下运行时：提前在所述预定时间内逐步恢复所述至少一个风力发电机组或所述其他风力发电机组的叶轮转速和/或最小桨距角，以使当所述预定时间结束并达到当前时间时叶轮转速和最小桨距角为默认值。
20.根据权利要求11所述的装置，还包括：
第二获取模块，在扇区确定模块确定噪声影响扇区之前，第二获取模块获取当前风速；
运行控制模块，当第二获取模块获取的当前风速在预定风速范围之外时，运行控制模块使所述多个风力发电机组正常运行，不进行噪声控制。
21.一种存储有计算机程序的计算机可读存储介质，当所述计算机程序在被处理器执行时实现权利要求1至10中的任一项所述的用于多个风力发电机组的噪声控制的方法。
22.一种风力发电机组的控制器，所述控制器包括：
处理器；
存储器，存储有计算机程序，当所述计算机程序被处理器执行时，实现权利要求1至10中的任一项所述的用于多个风力发电机组的噪声控制的方法。
23.一种风力发电机组的噪声控制系统，包括多个风力发电机组以及一个场群控制设备，其中，所述场群控制设备执行如权利要求1至10中的任意一项所述的方法，以使所述多个风力发电机组中的至少一个执行相应的噪声控制。
CN201810482517.7A 2018-05-18 2018-05-18 用于多个风力发电机组的噪声控制的方法和装置 Active CN110500233B (zh)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810482517.7A CN110500233B (zh) 2018-05-18 2018-05-18 用于多个风力发电机组的噪声控制的方法和装置
US16/477,384 US11566602B2 (en) 2018-05-18 2018-09-29 Method and apparatus for controlling noise of multiple wind turbines
AU2018400527A AU2018400527B2 (en) 2018-05-18 2018-09-29 Method and apparatus for controlling noise of multiple wind turbines
PCT/CN2018/108668 WO2019218575A1 (zh) 2018-05-18 2018-09-29 用于多个风力发电机组的噪声控制的方法和装置
EP18893345.1A EP3587802B1 (en) 2018-05-18 2018-09-29 Method and device for noise control of a plurality of wind turbine generator systems

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810482517.7A CN110500233B (zh) 2018-05-18 2018-05-18 用于多个风力发电机组的噪声控制的方法和装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110500233A true CN110500233A (zh) 2019-11-26
CN110500233B CN110500233B (zh) 2020-07-07

Family

ID=67437557

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810482517.7A Active CN110500233B (zh) 2018-05-18 2018-05-18 用于多个风力发电机组的噪声控制的方法和装置

Country Status (5)

Country Link
US (1) US11566602B2 (zh)
EP (1) EP3587802B1 (zh)
CN (1) CN110500233B (zh)
AU (1) AU2018400527B2 (zh)
WO (1) WO2019218575A1 (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113027675A (zh) * 2019-12-24 2021-06-25 北京金风科创风电设备有限公司 风电场及风力发电机组的控制方法和控制装置
CN113757050A (zh) * 2021-09-08 2021-12-07 浙江运达风电股份有限公司 一种风电场噪声监测控制系统及方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ES2261100B1 (es) * 2006-03-29 2007-08-01 Gamesa Corporacion Tecnologica, S.A. Aerogenerador anti-ruido.
KR101180347B1 (ko) * 2010-10-29 2012-09-06 (주)하이레벤 풍력발전기의 진동소음 감쇄 시스템
EP3073108A1 (en) * 2015-03-27 2016-09-28 Siemens Aktiengesellschaft Control for a wind turbine
CN107949700A (zh) * 2015-09-07 2018-04-20 乌本产权有限公司 用于运行风电场的方法
CN109312714A (zh) * 2016-04-07 2019-02-05 维斯塔斯风力系统集团公司 考虑噪声的风力涡轮机的控制

Family Cites Families (31)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TR200103376T2 (tr) * 1999-06-10 2002-05-21 Wobben Aloys Rüzgar parkı işletimi.
JP4637419B2 (ja) * 2001-09-21 2011-02-23 富士重工業株式会社 風力発電機の運転制御方法
JP4324425B2 (ja) 2003-07-17 2009-09-02 富士重工業株式会社 水平軸風車及びその制御方法
CN101680424B (zh) * 2007-05-31 2012-02-01 维斯塔斯风力系统有限公司 用于操作风轮机的方法、风轮机以及该方法的用途
US8050899B2 (en) * 2008-05-30 2011-11-01 General Electric Company Method for wind turbine placement in a wind power plant
US8426994B2 (en) * 2008-09-30 2013-04-23 Vestas Wind Systems A/S Control of wind park noise emission
US8128361B2 (en) * 2008-12-19 2012-03-06 Frontier Wind, Llc Control modes for extendable rotor blades
US20100135798A1 (en) 2009-02-10 2010-06-03 General Electric Company Wind turbine noise controls
US7896613B2 (en) 2009-06-03 2011-03-01 General Electric Company System and method for wind turbine noise control and damage detection
US7902689B2 (en) * 2009-07-07 2011-03-08 General Electric Company Method and system for noise controlled operation of a wind turbine
US8215907B2 (en) * 2009-09-30 2012-07-10 General Electric Company Method and apparatus for controlling acoustic emissions of a wind turbine
US20110223006A1 (en) * 2010-12-06 2011-09-15 Friedrich Loh System, device, and method for noise-based operation of wind turbines
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
US8287228B2 (en) * 2011-06-30 2012-10-16 General Electric Company System and methods for controlling the amplitude modulation of noise generated by wind turbines
US8304926B2 (en) * 2011-09-16 2012-11-06 General Electric Company Wind turbine sound management
DK201170539A (en) 2011-09-30 2013-03-31 Vestas Wind Sys As Control of wind turbines
EP2599996B1 (en) * 2011-12-02 2016-06-29 Vestas Wind Systems A/S Controlling of noise emission of a wind park
US9014861B2 (en) 2011-12-20 2015-04-21 General Electric Company Method and system for noise-controlled operation of a wind turbine
EP2610484A1 (en) * 2011-12-26 2013-07-03 Vestas Wind Systems A/S Method for controlling a wind turbine
EP2626550B1 (en) 2012-02-10 2016-04-27 Siemens Aktiengesellschaft Improved noise reduction control for wind turbines
US9347432B2 (en) * 2014-07-31 2016-05-24 General Electric Company System and method for enhanced operation of wind parks
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
WO2016082838A1 (en) 2014-11-24 2016-06-02 Vestas Wind Systems A/S Determination of wind turbine configuration
US10024304B2 (en) * 2015-05-21 2018-07-17 General Electric Company System and methods for controlling noise propagation of wind turbines
EP3317527A1 (en) 2015-06-30 2018-05-09 Vestas Wind Systems A/S Control of a wind park to optimise power production during reduced noise operation
EP3356670B1 (en) 2015-09-29 2020-11-04 Vestas Wind Systems A/S Boost and regulation groups for wind power plant
AT15428U1 (de) * 2016-03-16 2017-08-15 Uptime Holding Gmbh Verfahren zur Bestimmung der Windgeschwindigkeit sowie Anlage zur Durchführung desselben
US20190203694A1 (en) * 2016-05-18 2019-07-04 Vestas Wind Systems A/S Controlling wind turbine noise
US10247171B2 (en) * 2016-06-14 2019-04-02 General Electric Company System and method for coordinating wake and noise control systems of a wind farm
CN111126651B (zh) * 2018-10-31 2022-04-19 北京金风科创风电设备有限公司 风电场噪声预测方法、装置及系统

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ES2261100B1 (es) * 2006-03-29 2007-08-01 Gamesa Corporacion Tecnologica, S.A. Aerogenerador anti-ruido.
KR101180347B1 (ko) * 2010-10-29 2012-09-06 (주)하이레벤 풍력발전기의 진동소음 감쇄 시스템
EP3073108A1 (en) * 2015-03-27 2016-09-28 Siemens Aktiengesellschaft Control for a wind turbine
CN107949700A (zh) * 2015-09-07 2018-04-20 乌本产权有限公司 用于运行风电场的方法
CN109312714A (zh) * 2016-04-07 2019-02-05 维斯塔斯风力系统集团公司 考虑噪声的风力涡轮机的控制

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113027675A (zh) * 2019-12-24 2021-06-25 北京金风科创风电设备有限公司 风电场及风力发电机组的控制方法和控制装置
CN113027675B (zh) * 2019-12-24 2022-11-25 北京金风科创风电设备有限公司 风电场及风力发电机组的控制方法和控制装置
CN113757050A (zh) * 2021-09-08 2021-12-07 浙江运达风电股份有限公司 一种风电场噪声监测控制系统及方法

Also Published As

Publication number Publication date
AU2018400527B2 (en) 2020-09-10
AU2018400527A1 (en) 2019-12-05
US11566602B2 (en) 2023-01-31
EP3587802A4 (en) 2021-01-20
EP3587802A1 (en) 2020-01-01
CN110500233B (zh) 2020-07-07
US20210332793A1 (en) 2021-10-28
EP3587802B1 (en) 2022-06-22
WO2019218575A1 (zh) 2019-11-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109340062B (zh) 一种低风速风电机组数字双胞胎式的疲劳损伤预测方法
US10018177B2 (en) Control system and method for mitigating rotor imbalance on a wind turbine
CA2821701C (en) Control system and method for mitigating rotor imbalance on a wind turbine
CN102536657B (zh) 用于控制风力涡轮机功率输出的系统和方法
CN110318947A (zh) 风力发电机组的偏航控制方法、设备及系统
Matha Model development and loads analysis of an offshore wind turbine on a tension leg platform with a comparison to other floating turbine concepts: April 2009
US10634120B2 (en) System and method for controlling thrust and/or tower loads of a wind turbine
Jin et al. Optimization of tuned mass damper parameters for floating wind turbines by using the artificial fish swarm algorithm
CN102996334B (zh) 风力发电机及其操作方法
KR101411420B1 (ko) 시뮬레이션 기법을 이용한 풍력 발전 단지의 풍력 발전기 제어 시스템 및 방법
CN105298749A (zh) 用以运行风力涡轮系统的方法和系统
Fuglsang et al. Site-specific design optimization of 1.5–2.0 MW wind turbines
CN105736253A (zh) 基于风速和功率判断风机状态及计算能量利用率的方法
CN110500233A (zh) 用于多个风力发电机组的噪声控制的方法和装置
CN110500234A (zh) 用于风力发电机组的噪声控制的方法和装置
CN111379665A (zh) 风力发电机组的变桨控制方法及系统
CN113236487A (zh) 风电场噪声控制方法、系统、设备及可读存储介质
Quarton et al. Wind turbine design calculations-the state of the art
Knudsen et al. Multi-rotor wind turbine control challenge-a benchmark for advanced control development
Stubkier et al. Design, optimization and analysis of hydraulic soft yaw system for 5 mw wind turbine
KR101635926B1 (ko) 풍력터빈 피치 제어시스템 및 제어방법, 그 방법을 수행하기 위한 프로그램이 기록된 기록매체
Zhao et al. Structural control of an ultra-large semi-submersible floating offshore wind turbine
Thomsen et al. Potentials for site-specific design of MW sized wind turbines
TWI545256B (zh) 主動式風力發電機塔減震裝置
JP2019100262A (ja) 風力発電装置の評価方法および設計方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant