CN111771052B - 控制风力涡轮机噪声 - Google Patents

Abstract

提供了一种用于控制由包括多个风力涡轮机10a‑c的风力发电厂1产生的音调噪声的可听水平的方法400。方法400包括：将风力涡轮机识别401为对在噪声接收点3处可听见的音调噪声的水平做出贡献；并调节除了识别出的风力涡轮机之外的风力涡轮机的一个或多个操作参数，以便降低在噪声接收点3处可听见的由识别出的风力涡轮机产生的音调噪声的水平，由此降低在噪声接收点3处可听见的音调噪声的水平。还提供了配置为执行方法400的控制器，包括控制器的风力涡轮机10和风力发电厂1，以及计算机程序，该计算机程序在由计算装置执行时使计算装置执行方法400。

Description

控制风力涡轮机噪声

技术领域

本发明涉及用于控制由风力发电厂中的风力涡轮机产生的音调噪声的可听水平的系统和方法。

背景技术

来自风力涡轮机的噪声排放是一个众所周知的问题，并且已经成为广泛工作的主题。国际标准IEC 61400-11的第三版中介绍了测量风力涡轮机噪声的程序。

来自风力涡轮机的噪声排放包括机械噪声和空气动力学噪声。机械噪声包括由机舱内的各部件(例如风力涡轮机传动系)驱动的噪声。这样的噪声可以直接从振动部件的表面辐射到周围环境(所谓的空气传播噪声)，也可以在各部件的振动通过风力涡轮机的结构传导时通过风力涡轮机塔架或叶片辐射到周围环境(所谓的结构噪声SBN)。空气动力学噪声来自风力涡轮机叶片，并且包括例如由于涡旋脱落引起的噪声。

由风力涡轮机产生的噪声的频谱包括宽带噪声和不同频率的噪声。不同频率的噪声(称为音调噪声)通常被认为对风力涡轮机邻居而言更为讨厌，并且更有可能成为噪声投诉的对象。

虽然期望将可听见的音调噪声的水平保持在可接受的低，但是也期望将风力发电厂的功率输出保持在高。通常，风力发电厂的风力涡轮机将会根据在满足噪声和安全要求的同时提供高功率输出的操作参数来操作。

欧洲专利第2337952号描述了用于控制风电场中的风力涡轮机的噪声排放的系统和方法。这些方法包括测量风速和风向，并使用它们来生成风力涡轮机噪声排放模型，以根据涡轮机的地理位置、噪声排放点的地理位置和风力涡轮机的操作参数来预测噪声。控制风电场中的风力涡轮机的操作以防止预测的噪声超过预先确定的阈值。

欧洲专利第2337952号中描述的方法可能非常适合于控制由风力涡轮机发出的一般噪声水平，但是可能不太适合于控制音调噪声水平。这是因为通常很难预测风力涡轮机何时会产生音调噪声，因为音调噪声可能来自一个或多个部件的共振。此外，排放模型的应用可能比期望的减少更多的风力发电厂的功率输出。

公开号为WO 2017/198271 A1的国际专利申请描述了使用振动数据来识别涡轮机可能为其产生音调噪声的操作参数的技术。然后可以避免这样的操作区域。尽管这些技术适合于控制由风力涡轮机产生的音调噪声水平，但它们仍可能比期望的减少更多的风力发电厂的功率输出。

发明内容

本文所述的实施方式允许在限制功率输出的相关减少的同时降低由风力发电厂产生的音调噪声的可听水平。

本发明在独立权利要求中定义，现在应对其进行参考。优选的特征在从属权利要求中详述。

根据本发明的一方面，提供了一种控制由包括多个风力涡轮机的风力发电厂产生的音调噪声的可听水平的方法。该方法包括：将风力涡轮机识别为对在噪声接收点处可听见的音调噪声的水平做出贡献；以及调节除了识别出的风力涡轮机之外的风力涡轮机的一个或多个操作参数，以便降低在噪声接收点处可听见的由识别出的风力涡轮机产生的音调噪声的水平，由此降低在噪声接收点可听见的音调噪声的水平。

专注于调节被识别为对音调噪声水平做出贡献的风力涡轮机的操作的音调噪声控制的方法通常限于使各个风力涡轮机降额定(de-rating)。这可能导致风力发电厂的功率输出相对大幅下降。然而，通过考虑到一个涡轮机可能对由另一个涡轮机产生的音调噪声的影响，或者至少考虑到在噪声接收点(诸如电厂附近人员)处可听见的该音调噪声的水平，在音调噪声控制方面提供了额外的灵活性，并且有可能在避免功率输出大幅下降的同时降低可听见的音调噪声水平。

可以调节除了识别出的风力涡轮机之外的风力涡轮机的一个或多个操作参数，以便改变在识别出的风力涡轮机处的风廓线，例如在识别出的风力涡轮机处的风速和/或方向。对于给定的风廓线，风力涡轮机可以具有相对较大的操作区域，其在该操作区域中产生音调噪声，这意味着可能需要对其操作参数进行显著改变才能将其移出“关键”操作区域。这很可能与功率输出的显著下降相关联。然而，就风廓线而言，关键区域可能非常狭窄，因此改变由风力涡轮机经历的风廓线可以提供在不显著减少其功率输出的同时降低由风力涡轮机产生的音调噪声的水平的方式。由于由风力涡轮机经历的风廓线可能由于诸如挡风之类的影响而受到周围的风力涡轮机(特别是相邻涡轮机和/或上游风力涡轮机)的影响，因此对一个或多个周围的风力涡轮机的操作参数的改变可以在风力发电厂的功率输出没有显著下降的同时减少音调噪声。

调节除了识别出的风力涡轮机之外的风力涡轮机的该一个或多个操作参数可以包括改变在识别出的风力涡轮机的上风处的风力涡轮机的RPM、功率输出和/或叶片桨距，以便增加在识别出的风力涡轮机处的风速。风力涡轮机在其经历相对较低的风速时可能倾向于产生音调噪声，这可能是由逆风方向上的涡轮机挡风引起的。调节一个或多个逆风方向上的涡轮机的操作参数以使得识别出的风力涡轮机看到“清澈的”风，可以降低由识别出的风力涡轮机产生的音调噪声水平，而不会显著减少风力发电厂的功率输出。

可以调节除了识别出的风力涡轮机之外的风力涡轮机的该一个或多个操作参数，以便掩蔽由识别出的风力涡轮机产生的音调噪声。音调噪声的特征在于在其他情况下宽带噪声水平的分布中的不同频率。因此，可以通过提供额外噪声以掩蔽该不同频率来降低在噪声接收点处可听见的音调噪声的水平。尽管这可能增加在噪声接收点处的总体噪声水平，但是如果生成的噪声廓线掩蔽对发电厂附近人员而言更加讨厌的在不同频率处的噪声，则这是可以接受的。在一些实施方式中，可以对操作参数进行改变，以便掩蔽被识别为由识别出的风力涡轮机产生的特定音调。

可以改变除了识别出的风力涡轮机之外的风力涡轮机的RPM、叶片桨距和/或功率输出，以便掩蔽由识别出的风力涡轮机产生的音调噪声。旋转更快和/或输出更多功率的风力涡轮机通常声音更大，因此在屏蔽噪声方面可能会更好。

除了识别出的风力涡轮机之外的风力涡轮机可以是在识别出的风力涡轮机的顺风方向上的风力涡轮机和/或识别出的风力涡轮机的相邻风力涡轮机。在一些情况下，可能无法更改由已被识别为对音调噪声水平做出贡献的风力涡轮机经历的风廓线。例如，对于给定的风向，可能不存在或仅存在非常少量的识别出的风力涡轮机的上游风力涡轮机。在这种情况下，音调的屏蔽可能特别有用，并且顺风方向上的涡轮机(尤其是顺风方向上的相邻风力涡轮机)可以提供最佳屏蔽。

该方法还可以包括调节识别出的风力涡轮机的一个或多个操作参数，以便降低由识别出的风力涡轮机产生的音调噪声的水平，由此降低在噪声接收点处可听见的音调噪声的水平。调节识别出的风力涡轮机的一个或多个操作参数可以包括改变识别出的风力涡轮机的RPM、叶片桨距和/或功率输出。尽管各实施方式考虑了其他风力涡轮机对在噪声接收点处可听见的由识别出的风力涡轮机产生的音调噪声的水平的影响，但是调节识别出的涡轮机的操作仍然是有益的。例如，可以使用识别出的风力涡轮机和上游风力涡轮机两者的相对较小的调节将涡轮机移出关键操作区域。另一方面，仅基于对识别出的风力涡轮机的操作参数的改变或者仅基于对上游涡轮机的改变来将识别出的风力涡轮机移出关键操作区域可能需要更显著的改变。

根据任何在前权利要求的方法，还包括调节风力发电厂的风力涡轮机的一个或多个辅助设备(诸如冷却风扇)的操作。在一些情况下，辅助设备也可能产生使电厂附近人员讨厌的噪声，并且其调节可能降低在噪声接收点可听见的噪声的水平。此外，由辅助设备产生的噪声可以用于掩蔽由风力发电厂的一个或多个风力涡轮机产生的音调噪声。

可以约束风力涡轮机的操作参数的调节，以便限制与风力涡轮机的操作参数的调节相关联的功率输出的减少。以这种方式约束调节可以确保对操作条件的改变不会以功率输出为代价。在风力发电厂目前符合发电厂的音调要求的情况下，这一点尤其重要，因为在这种情况下，可能不一定必须对风力发电厂的操作做出任何改变。

调节除了识别出的风力涡轮机之外的风力涡轮机的一个或多个操作参数可以包括：确定用于降低在噪声接收点处可听见的由识别出的风力涡轮机产生的音调噪声的水平的控制策略，控制策略的确定受到风力发电厂的功率输出约束，以便限制与控制策略相关联的功率输出的减少。然后可以根据所确定的控制策略来调节除了识别出的风力涡轮机之外的风力涡轮机的一个或多个操作参数。控制策略可以是用于将风力涡轮机的操作移出已知会发出音调噪声的操作区域的控制策略。

可以调节一个或多个操作参数，以便将识别出的风力涡轮机移出已知会产生音调噪声的操作区域。基于风力涡轮机或其部件(诸如变速箱)的先前使用或测试，可以知道这样的操作区域。

可以响应于确定在噪声接收点处可听见的音调噪声的水平已不符合风力发电厂的预先定义的音调噪声要求长于预先定义的时间长度来调节操作参数。附加地或替代地，可以响应于确定识别出的风力涡轮机已在已知会产生音调噪声的操作区域中操作长于预先定义的时间长度来调节操作参数。这样避免对风力发电厂的操作进行不必要的改变，该改变可能与功率输出的下降相关联。例如，在噪声接收点处可听见的音调噪声水平的增加可能是由于入射风速或方向的短暂变化而引起的。

还提供了用于控制风力涡轮机或风力发电厂的控制器。控制器被配置为执行控制由包括多个风力涡轮机的风力发电厂产生的音调噪声的可听水平的方法。

还提供了一种风力涡轮机和包括该控制器的风力发电厂。

还提供了一种计算机程序，当由计算装置执行时，该计算机程序使计算装置执行控制由包括多个风力涡轮机的风力发电厂产生的音调噪声的可听水平的方法。

附图说明

现在将参考附图更详细地描述各实施例，其中：

图1展示大型现代风力涡轮机。

图2展示从侧面看的机舱的简化横截面图；

图3是具有风力发电厂的景观的立体图；

图4是展示控制由包括多个风力涡轮机的风力发电厂产生的音调噪声的可听水平的方法的流程图；以及

图5展示示例性的噪声数据，该噪声数据示出在噪声接收点处可听见的噪声。

在整个说明书和附图中，相同的附图标记用于相同的元件。

具体实施方式

图1展示本领域中已知的大型现代风力涡轮机10，其包括塔架11和定位在塔架顶部的风力涡轮机机舱13。涡轮机转子12的风力涡轮机叶片15安装在公共的轮毂14上，该轮毂通过从机舱前部伸出的低速轴连接至机舱13。涡轮机转子12的风力涡轮机叶片15通过变桨轴承16连接至轮毂14，使各叶片能够围绕其纵向轴线旋转。然后可以通过线性致动器、步进马达或用于旋转叶片的其他构件来控制叶片15的桨距角。所示的风力涡轮机10具有三个涡轮机叶片15，但是应当理解，风力涡轮机可以具有另一数量的叶片，例如一个、两个、四个、五个或更多。

图2展示从侧面看的风力涡轮机10的机舱13的简化横截面图。机舱13以多种变化和构造存在，但是在大多数情况下包括以下部件中的一个或多个：变速箱131、联轴器(未示出)、某种制动系统132和发电机133。机舱也可以包括换能器134(也称为逆变器)和其他外围设备，诸如其他动力处理设备、控制柜、液压系统、冷却系统等。

风力涡轮机(诸如风力涡轮机10)根据操作参数组来操作。一些操作参数(诸如风速和风向)独立于风力涡轮机10。其他操作参数(诸如RPM、扭矩、叶片桨距角和功率输出)可以由控制器设置，如下面更详细地解释的那样。通过测试和使用风力涡轮机10(或类似模型)，各操作参数之间的关系通常在某种程度上已知。例如，对于给定的风速和风向，功率输出可以被称为叶片桨距、RPM和扭矩的函数。这允许正在经历给定的固定的操作参数组(诸如风速和风向)的风力涡轮机10使用提供高功率输出的可变的操作参数组(诸如叶片桨距、RPM和扭矩)来操作。

图3展示根据本发明的实施方式的包括多个风力涡轮机10a，10b，10c的风力发电厂1。风力发电厂1定位成相对较靠近可能受到由风力发电厂产生的噪声(包括音调噪声)的影响的电厂附近人员2。

如上所述，风力发电厂1的风力涡轮机10a，10b，10c根据各操作参数来操作。这些操作参数通常由一个或多个控制器(图3中未示出)设置。例如，每个风力涡轮机10a-c可以具有与中央电厂控制器通信的其自身的涡轮机控制器。各个涡轮机控制器然后可以负责基于从电厂控制器接收的参数来设置相关联的涡轮机10a-c的操作参数。

涡轮机控制器还可以负责将数据传送给电厂控制器，以使得电厂控制器可以确定涡轮机10a-c的适当参数。例如，各个涡轮机控制器可以将其相关联的涡轮机的当前操作参数与各种其他数据(诸如来自与涡轮机相关联的传感器的数据)一起传送给电厂控制器。示例性传感器包括风速和风向传感器、振动传感器、与风力涡轮机的状态监测系统(CMS)相关联的传感器以及麦克风4a，4b，4c，尽管这些传感器中的一些或全部可以独立于涡轮机，并且可以直接耦合至电厂控制器。基于该数据和各操作参数之间的已知关系，电厂控制器确定用于涡轮机10a-c的操作参数，并将其传送给各个涡轮机控制器。

一般而言，期望使用提供符合风力发电厂的其他操作要求的最大功率输出的操作参数来操作风力发电厂1的风力涡轮机10a-c。这些其他操作要求通常将包括例如将会根据风力条件而变化的安全要求、将会根据发电厂1所在的国家而变化的噪声要求(不同的国家允许不同的噪声水平)、风力发电厂的位置(例如，考虑到距最近的附近人员2的距离)和一天中的时间(例如，晚上的噪声要求可能会更严格，以使得不影响附近人员的睡眠)。

有时需要调节风力发电厂1的一个或多个风力涡轮机10a-c的操作参数，以便符合电厂的噪声要求。例如，如果定位在电厂附近人员2处或附近的噪声接收点3处的麦克风测量出噪声水平不符合电厂的噪声要求，则电厂控制器可以通过调节一个或多个涡轮机10a-c的操作参数来采取措施。作为另一个实施例，由定位在涡轮机10a，10b，10c处或附近的麦克风4a，4b，4c测量出的噪声水平可以指示涡轮机正发出大量噪声，在这种情况下，电厂控制器可以采取行动。

降低噪声水平的尝试通常涉及减少风力发电厂1的功率输出。这是因为，一般而言，风力涡轮机10a-c的功率输出与其发出的总体噪声水平之间存在正相关关系。

然而，功率输出与噪声水平之间的这种相关性不一定适用于通常会在相对狭窄的操作条件组(“关键”操作区域)内发生的可能是由于风力涡轮机10a-c的一个或多个部件中的共振引起的音调噪声。鉴于此，通过修改涡轮机的操作参数以使得其移动至关键操作区域之外，可以减少由风力涡轮机产生的音调噪声，由此降低在噪声接收点3处可听见的音调噪声的水平，而不会大幅减少涡轮机和风力发电厂的功率输出。例如，国际专利申请公开编号WO 2017/198271 A1描述了在确定风力涡轮机的关键操作区域中使用振动数据，以使得可以避免关键操作区域。这些关键操作区域的知识可以用于降低由风力涡轮机发出的音调噪声的水平，而不会大幅影响其功率输出。

尽管这表示对简单地减少一个或多个涡轮机10a，10b，10c的功率输出以降低噪声水平的技术的改进，但是本文所述的实施方式提供了进一步的改进。特别地，本文描述的实施方式不仅调节被识别为发出音调噪声的风力涡轮机的操作参数，还采取重点在于降低在噪声接收点3处可听见的音调噪声的总体水平的电厂级方法。这样做，各实施方式考虑到风力涡轮机可能对由另一风力涡轮机发出的音调噪声的水平和/或对在噪声接收点处可听见的由另一风力涡轮机发出的音调噪声的水平的影响。

为此，图4是示出控制由包括多个风力涡轮机10a-c的风力发电厂1产生的音调噪声的可听水平的方法400的流程图。

根据方法400，将风力涡轮机识别401为对在噪声接收点3处可听见的音调噪声的水平做出贡献。识别401可以由涡轮机控制器、电厂控制器或另一计算机执行。

噪声接收点3通常将会在风力涡轮机附近人员2处或附近。这是因为本发明通常涉及确保风力发电厂1符合风力发电厂的噪声要求，并且风力发电厂的噪声要求是通常基于风力发电厂的附近人员可听见的噪声的水平。然而，原则上，噪声接收点3可以是可听见风力涡轮机噪声的任何点。

可以将风力涡轮机识别为以多种不同方式中的任何一种在噪声接收点处对音调噪声的可听水平做出贡献。图5中展示一实施例。图5是声压随频率变化的曲线图500。线501表示在噪声接收点3处可听见的总声压，并且从其他宽带频谱中的不同峰值可以看出，包括音调噪声。其他线502a-c表示三个风力涡轮机10a-c对总声压501的单独贡献。由于线502b中存在与总声压501中的不同峰值大致对应的不同峰值，其中一个风涡轮机10b可以被识别为对在噪声接收点处可听见的音调噪声的水平做出贡献。应当理解，风力涡轮机10b本来可以仅基于线502b被识别为对在噪声接收点3处可听见的音调噪声水平做出贡献，而不将其与总体噪声水平501比较。还应当理解，存在将涡轮机识别为对在噪声接收点3处可听见的音调噪声的水平做出贡献的各种其他标准。例如，可以使用声压阈值或声压中的阈值偏差来将涡轮机识别为对在噪声接收点3处的音调噪声的水平做出贡献。

在其他实施例中，替代使用噪声测量/模型，或者除了使用噪声测量/模型之外，还可以基于确定涡轮机在已知涡轮机会发出音调噪声的关键操作区域内运行或被预测在该关键操作区域内运行来识别涡轮机。在一些实施方式中，可以基于在涡轮机处的预测风况来识别涡轮机。例如，可以基于在电厂1的领头涡轮机或气象桅杆处测得的风况并基于以前的经验和/或仿真(例如CFD-计算流体动力学)来估算在顺风方向上的涡轮机处的风况。基于在顺风方向上的涡轮机处的估算出的风况，然后可以将涡轮机识别为产生音调噪声的候选者。例如，可以确定如果顺风方向上的风力涡轮机在其当前操作条件(诸如RPM、叶片桨距、扭矩和功率输出)下操作并经历估算出的风况，则其将会在关键操作区域内操作，因此将可能会产生音调噪声。

还应当理解，尽管图5仅示出三个风力涡轮机10a-c对在噪声接收点3处可听见的总体噪声水平501的贡献502a-c，并且仅一个涡轮机10b对在噪声接收点3处可听见的音调噪声的水平做出贡献，但这是为了易于说明。可以存在更多或更少的对总体噪声水平501做出贡献的风力涡轮机，并且可以将一个以上的风力涡轮机识别为对在噪声接收点3处可听见的音调噪声的水平做出贡献。

可以以多种方式确定由各个风力涡轮机10a-c对总体噪声水平501的各个贡献502a-c。例如，麦克风4a-c可以定位在风力涡轮机10a-c的附近，并测量风力涡轮机10a-c附近的声压。从由麦克风4a-c测量的声压开始，可以使用噪声传播模型(诸如Nord 2000噪声传播模型)来近似估计对应的可听噪声水平501a-c。在其他情况下，如国际专利申请公开号WO 2017/198271 A1中所述，替代使用麦克风4a-c测量由风力涡轮机10a-c发出的噪声，可以使用振动传感器来测量风力涡轮机10a-c的部件的振动水平，并且可以估算对应的噪声水平。可以使用噪声传播模型(诸如Nord 2000模型)将这些估算出的噪声水平转换为对应的可听噪声水平501a-c。

也可以以多种方式确定在噪声接收点3处可听见的总体声压501。在一个实施例中，定位在噪声接收点3处或附近的麦克风测量在噪声接收点处可听见的噪声水平。在另一个实施例中，麦克风4a-c测量由风力涡轮机10a-c发出的噪声，并且使用噪声传播模型(诸如Nord 2000模式)将这些度量传播到噪声接收点3。然后，可以将已传播的噪声水平组合以给出总体噪声水平。在另一个实施例中，如国际专利申请公开号WO 2017/198271 A1中所述，可以使用振动传感器来测量风力涡轮机10a-c的部件的振动水平，并且可以估算相应的噪声水平。可以使用噪声传播模型(诸如Nord 2000模型)将这些估算出的噪声水平转换为对应的可听噪声水平501a-c。然后，可以将已传播的噪声水平组合以给出总体噪声水平。

返回图4，在已经确定风力涡轮机10b对在噪声接收点3处可听见的音调噪声的水平做出贡献之后，调节402与识别出的风力涡轮机不同的一个或多个风力涡轮机的一个或多个操作参数。该调节是为了降低在噪声接收点3处可听见的由识别出的风力涡轮机10b产生的音调噪声的水平。被调节402的该一个或多个风力涡轮机操作参数可以包括RPM、扭矩、功率输出和叶片桨距，或其任意组合。

在一些情况下，调节不同风力涡轮机的风力涡轮机操作参数，以便改变由识别出的风力涡轮机10b经历的风廓线。例如，调节其他风力涡轮机(诸如涡轮机10a)的操作参数，以便改变到达识别出的风力涡轮机10b处的风特性(诸如风速和风向)。这可以具有降低由识别出的风力涡轮机10b发出的音调噪声的水平的效果，由此也可以降低在噪声接收点3处可听见的音调噪声的水平。此外，与仅通过改变识别出的风力涡轮机10b的操作参数能实现的相比，这可以利用发电厂1的功率输出的更小减少来实现降低由识别出的涡轮机10b发出的音调噪声的水平。

特别地，如上所述，风力涡轮机10b当其在关键操作参数组内操作时可能发出音调噪声。该关键的操作参数组通常将会对于一些操作参数而言比对于其他操作参数而言更狭窄。例如，关键的操作参数组可以覆盖相对较大范围的RPM值，但仅覆盖相对较小范围的扭矩值。在一些情况下，就涡轮机经历的风廓线而言，关键的操作参数组可能相对狭窄。即，如果由识别出的涡轮机10b经历的风速可以仅少量增加，则有可能实现由识别出的涡轮机10b发出的音调噪声的水平的显著下降。

由识别出的风力涡轮机经历的风廓线独立于识别出的风力涡轮机，因此不能通过调节识别出的风力涡轮机10b的操作参数来调节。然而，风廓线可能不独立于风力发电厂1中的其他风力涡轮机的操作参数。例如，如果风向沿着图3中的箭头5指示的方向，则识别出的涡轮机10b将会在一定程度上由逆风方向上的涡轮机10a将风屏蔽。由识别出的涡轮机10b经历的风特性然后可以取决于逆风方向上的涡轮机10a的操作参数。因此，改变操作参数(诸如逆风方向是的涡轮机10a的扭矩、RPM和/或叶片桨距)可能导致在识别出的涡轮机处的风廓线的改变(诸如增加的风速)，这使识别出的风力涡轮机10b移动远离关键操作区域，以使得其发出较少的音调噪声。在一些情况下，其他风力涡轮机(诸如涡轮机10a)的功率输出的下降(如果有的话)可以小于由于仅改变识别出的风力涡轮机的操作参数而导致的识别出的风力涡轮机10b的功率输出的下降。

替代地或附加地，除了调节其他风力涡轮机的操作参数以便改变在识别出的风力涡轮机10b处的风廓线之外，还可以调节与识别出的风力涡轮机10b不同的一个或多个风力涡轮机的一个或多个操作参数，以便掩蔽由识别出的风力涡轮机10b发出的音调噪声。即，不仅专注于降低由识别出的涡轮机10b发出的音调噪声的水平，还可以使用其他涡轮机(诸如涡轮机10a)来掩蔽由识别出的涡轮机10b发出的音调噪声，由此降低在噪声接收点3处可听见的音调噪声的水平。

将理解的是，提供掩蔽噪声或能量可以导致在噪声接收点3处可听见的总体噪声水平(声压)的增加。然而，这仍然可以导致降低在噪声接收点3处可听见的音调噪声的水平，并且在许多情况下，可听见的音调噪声的水平很重要，因为风力发电厂附近人员2常常发现音调噪声更加讨厌。例如，参考图5，如果可以提供掩蔽噪声以便在较高水平的宽带噪声内隐藏线501的不同峰值，则发电厂附近人员2可以发现他们可以听见的噪声不那么讨厌。

被调节402的该一个或多个风力涡轮机操作参数可以包括RPM、扭矩、功率输出和叶片桨距或其任何组合。在一些情况下，可以调节操作参数以便掩蔽已经在由识别出的涡轮机10b发出的音调噪声中被识别的一个或多个特定音调。例如，可以调节一个或多个相邻涡轮机的操作参数，以使得它们在识别出的音调周围的频率中发出更高水平的噪声(例如，宽带噪声)，以便掩蔽音调。作为另一实施例，可以调节(识别出的涡轮机或其他涡轮机的)操作参数，以使得源自涡轮机的一个或多个特定部件(诸如液压动力单元、齿轮或发电机)的噪声掩蔽特定的识别出的音调。

可以由识别出的涡轮机10b的顺风方向上的涡轮机和/或相邻的涡轮机提供由识别出的涡轮机10b发出的音调噪声的最有效掩蔽。

尽管本文所述的实施方式涉及修改除了识别出的风力涡轮机之外的风力涡轮机的操作参数，以便降低在噪声接收点3处可听见的由识别出的涡轮机发出的音调噪声的水平，但是各实施方式还可以涉及修改识别出的风力涡轮机的操作参数。在一些情况下，将会通过调节识别出的风力涡轮机和其他风力涡轮机的操作参数来实现在限制风力发电厂1的功率输出的同时降低音调噪声的可听水平方面的最佳结果。例如，如果将风力涡轮机识别为对在噪声接收点处的音调噪声做出贡献，则可以调节识别出的风力涡轮机的操作参数，以使其操作移动远离关键区域，同时可以调节逆风方向上的涡轮机的操作参数以改变在识别出的涡轮机处的风廓线，以使识别出的风的操作进一步移动远离关键区域。同时，可以修改顺风方向上的涡轮机的操作参数，以便产生掩蔽能量以掩蔽由识别出的涡轮发出的音调噪声。总体而言，功率输出的减少可能小于仅通过调节识别出的风力涡轮机的操作参数所能实现的减少。

可以采取其他的电厂级措施来掩蔽由识别出的风力涡轮机10b发出的音调噪声，以便降低由涡轮机发出的音调噪声的水平，并降低由风力发电厂发出的噪声的总体水平。例如，识别出的涡轮机10b或其他涡轮机的格尼(gurney)襟翼或扬声器可以用于提供掩蔽噪声。也可以改变涡轮机辅助设备(诸如冷却风扇、润滑泵和液压单元)的操作，以便提供掩蔽噪声，或者如果它们本身会引起讨厌的噪声。

对涡轮机(包括识别出的涡轮机和除了识别出的涡轮机之外的涡轮机两者)的操作参数的改变可能受到风力发电厂1的功率输出的约束。例如，电厂控制器可以考虑对操作参数进行多种不同的可能调节，并且选择在减少在噪声接收点处可听见的音调噪声的同时在电厂级提供最佳的功率输出的调节。如上所述，通过测试和先前的使用，通常会在一定程度上了解作为各种操作参数的函数的风力涡轮机(以及因此发电厂)的功率输出，因此控制器可以使用电厂功率输出来约束改变。

在一些实施方式中，控制器可以确定用于调节操作参数的控制策略。例如，电厂控制器可以确定识别出的风力涡轮机正在已知会发出音调噪声的关键操作区域内操作，然后确定用于将识别出的涡轮机移动到关键操作区域之外的控制策略。这样做时，控制器可以基于风力发电厂的功率输出来约束对(识别出的涡轮机和除了识别出的涡轮机之外的其他涡轮机两者的)操作参数的改变。

响应于确定风力发电厂1不符合风力发电厂3的噪声要求，可以将风力涡轮机识别401为对在噪声接收点3处可听见的音调噪声的水平做出贡献，或者可以调节402操作参数。优选地，除非风力发电厂1至少在预先确定的时间量内未满足噪声要求，否则电厂控制器将不会调节涡轮机的操作参数。这样，涡轮机的操作参数不会例如由于可能相对迅速地消退的风况的短暂改变而不必要地改变。可以由电厂操作员选择合适的时间量，但是可以例如大于大约30秒或一分钟。

尽管已经针对单一噪声接收点3描述了实施方式，但是应当理解，也可以针对多个接收点(诸如针对风力发电厂的多个附近人员)来执行该实施方式。

上面描述了具有各种可选特征的多个实施方式。应当理解，除了任何相互排斥的特征之外，一个或多个可选特征的任何组合都是可能的。

Claims (14)

1.一种控制由包括多个风力涡轮机的风力发电厂产生的音调噪声的可听水平的方法，所述方法包括：

-将风力涡轮机识别为对在噪声接收点可听见的音调噪声的水平做出贡献；和

-调节除了识别出的风力涡轮机之外的风力涡轮机的一个或多个操作参数，以便减少在噪声接收点处可听见的由识别出的风力涡轮机产生的音调噪声的水平，由此降低在噪声接收点可听见的音调噪声的水平，

其中，调节除了识别出的风力涡轮机之外的风力涡轮机的一个或多个操作参数，以便改变在识别出的风力涡轮机处的风速和/或风向，或者

其中，调节除了识别出的风力涡轮机之外的风力涡轮机的一个或多个操作参数，以便通过改变除了识别出的风力涡轮机之外的风力涡轮机的RPM、叶片桨距和/或功率输出来掩蔽由识别出的风力涡轮机产生的音调噪声。

2.根据前述权利要求1所述的方法，其中，除了识别出的风力涡轮机之外的风力涡轮机是在识别出的风力涡轮机的逆风方向上的风力涡轮机和/或识别出的风力涡轮机的相邻风力涡轮机。

3.根据前述权利要求1或2所述的方法，其中，调节除了识别出的风力涡轮机之外的风力涡轮机的所述一个或多个操作参数包括改变在识别出的风力涡轮机的逆风方向上的风力涡轮机的RPM、功率输出和/或叶片桨距，以便提高在识别出的风力涡轮机处的风速。

4.根据前述权利要求1或2所述的方法，其中，调节除了识别出的风力涡轮机之外的风力涡轮机的一个或多个操作参数，以便掩蔽由识别出的风力涡轮机产生的音调噪声。

5.根据权利要求4所述的方法，其中，除了识别出的风力涡轮机之外的风力涡轮机的所述一个或多个操作参数通过改变除了识别出的风力涡轮机之外的风力涡轮机的RPM、叶片桨距和/或功率输出来调节，

其中，除了识别出的风力涡轮机之外的风力涡轮机是在识别出的风力涡轮机的顺风方向上的风力涡轮机和/或识别出的风力涡轮机的相邻风力涡轮机。

6.根据前述权利要求1或2所述的方法，还包括调节识别出的风力涡轮机的一个或多个操作参数，以便降低由识别出的风力涡轮机产生的音调噪声的水平，由此降低在噪声接收点处可听见的音调噪声的水平。

7.根据前述权利要求1或2所述的方法，其中，风力涡轮机的操作参数的调节受到风力发电厂的功率输出的约束，以便限制与风力涡轮机的操作参数的调节相关联的功率输出的减少。

8.根据前述权利要求1或2所述的方法，其中，调节除了识别出的风力涡轮机之外的风力涡轮机的一个或多个操作参数包括：

-确定用于降低在噪声接收点处可听见的由识别出的风力涡轮机产生的音调噪声的水平的控制策略，控制策略的确定受到风力发电厂的功率输出的约束，以便限制与控制策略相关联的功率输出的减少；和

-根据已确定的控制策略来调节除了识别出的风力涡轮机之外的风力涡轮机的一个或多个操作参数。

9.根据前述权利要求1或2所述的方法，其中，调节所述一个或多个操作参数以便将识别出的风力涡轮机移出已知会产生音调噪声的操作区域。

10.根据前述权利要求1或2所述的方法，其中，响应于确定在噪声接收点处可听见的音调噪声的水平不符合风力发电厂的预定义的音调噪声要求长于预定义的时间长度来调节操作参数。

11.根据前述权利要求1或2所述的方法，其中，响应于确定识别出的风力涡轮机已在已知会产生音调噪声的操作区域中操作长于预先定义的时间长度来调节操作参数。

12.一种用于控制风力涡轮机或风力发电厂的控制器，控制器被配置为执行根据权利要求1至11中任一项所述的方法。

13.一种风力涡轮机，其包括根据权利要求12所述的控制器。

14.一种风力发电厂，其包括根据权利要求12所述的控制器。