CN114144581A - 用于风电场中的一个或多个风力涡轮机的计算机实现的监视的方法和装置 - Google Patents

用于风电场中的一个或多个风力涡轮机的计算机实现的监视的方法和装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于风电场中的一个或多个风力涡轮机（1、2）的计算机实现的监视的方法，其中风电场包括第一风力涡轮机（1）和第二风力涡轮机（2），第一和第二风力涡轮机（1、2）中的每个包括塔的顶部上的上部（101、201），上部（101、201）围绕竖直偏航轴（V1、V2）可枢转并具有短舱（102、202）和具有转子叶片的转子（103、203），转子（103、203）附接到短舱（102、202）并且转子叶片通过风围绕水平转子轴（R1、R2）可旋转，其中在一个或多个时间点的每个时间点处执行以下步骤：i）获得第一风力涡轮机（1）的上部（101）的数字图像（IM），图像（IM）是安装在第二风力涡轮机（2）的上部（201）上的照相机（3）拍摄的当前图像；ii）通过由训练数据驱动模型（MO）处理图像（IM）来确定第一和第二风力涡轮机（1、2）之间的偏航失准角（
Figure 100004_DEST_PATH_IMAGE002
），其中图像（IM）作为数字输入被馈送到训练数据驱动模型（MO）并且训练数据驱动模型（MO）提供偏航失准角（
Figure DEST_PATH_IMAGE002A
）作为数字输出，偏航失准角（
Figure DEST_PATH_IMAGE002AA
）是第一风力涡轮机（1）的转子轴（R1）和第二风力涡轮机（2）的转子轴（R2）之间的钝角。

Description

用于风电场中的一个或多个风力涡轮机的计算机实现的监视 的方法和装置
本发明涉及一种用于风电场中的一个或多个风力涡轮机的计算机实现的监视的方法和装置。
风电场的风力涡轮机包括塔的顶部上的带有转子和短舱（nacelle）的上部，其中上部可以围绕竖直偏航（yaw）轴旋转以便改变相应涡轮机的偏航角。风力涡轮机的偏航角通常被调整为使得风力涡轮机的转子面向风。这样做，风传感器（即风速计）安装在相应风力涡轮机上以估计风向。风传感器提供的测量通常是不精确的并且因此导致相应风力涡轮机的偏航失准，即涡轮机未与风向对准。该偏航失准引起风电场中的电能量的生产中的功率损失并且应予以避免。
本发明的目的是提供一种简单的方法以便检测风电场内的风力涡轮机的偏航失准。
该目的由独立专利权利要求解决。本发明的优选实施例在从属权利要求中定义。
本发明提供了一种用于风电场中的一个或多个风力涡轮机的计算机实现的监视的方法。风电场包括第一风力涡轮机和第二风力涡轮机，即第一和第二风力涡轮机的对。该方法应用于该对并且也可以应用于若干这样的对。第一和第二风力涡轮机中的每个都包括塔的顶部上的上部，该上部围绕竖直偏航轴可枢转并且具有短舱和带有转子叶片的转子。转子附接到短舱并且转子叶片通过风围绕水平转子轴可旋转。
根据本发明的方法，在风电场的操作期间的一个或多个时间点的每个时间点处执行以下步骤i）和ii）。
在步骤i）中，获得第一风力涡轮机的上部的图像。在下文中，术语“图像”指的是数字图像。术语“获得图像”意味着图像由实现本发明的方法的处理器接收。数字图像是由安装在第二风力涡轮机的上部处的照相机拍摄的当前图像（即最新图像）。术语“照相机”是指在紫外光和红外光之间的光谱的至少一部分中工作的成像设备。例如，照相机可以在可见光的光谱中工作。在优选实施例中，照相机在红外光谱中工作，使得也可以在夜间获得图像。
在步骤ii）中，第一和第二涡轮机之间的偏航失准角通过由训练数据驱动模型处理图像来确定，其中图像作为数字输入被馈送到训练数据驱动模型并且其中训练数据驱动模型提供偏航失准角作为数字输出。该偏航失准角是第一风力涡轮机的转子轴与第二风力涡轮机的转子轴之间的钝角。
本发明的方法提供了一种用于基于照相机的图像确定偏航失准的简单且直接的方法。为此，使用了训练数据驱动模型。该模型通过训练数据进行训练，该训练数据包括由安装在第二风力涡轮机的上部处的照相机拍摄的第一风力涡轮机的上部的多个图像连同关于在训练数据的相应图像中捕捉的偏航失准角的信息。
通过机器学习学习的任何已知数据驱动模型可以在根据本发明的方法中使用。在特别优选的实施例中，训练数据驱动模型是神经网络，优选地是特别适用于处理图像数据的卷积神经网络。然而，其他训练数据驱动模型也可以在本发明的方法中实现，例如基于决策树或支持向量机的模型。
在本发明的优选实施例中，经由用户接口输出基于偏航失准角（即，基于数据驱动模型的数字输出）的信息。例如，偏航失准角本身可以经由用户接口输出。替代地或附加地，在偏航失准角超过预定阈值的情况下，可以经由用户接口提供警告。因此，人类操作员被通知不可接受的偏航失准角，使得他可以通过调整风力涡轮机的偏航偏移角来发起适当的反措施（counter measure），以便增强风电场的生成的电功率。优选地，用户接口包括视觉用户接口，但它也可以包括另一类型的用户接口（例如，听觉用户接口）。
在另一个特别优选的实施例中，本发明的方法生成用于第一和第二涡轮机的控制命令。控制命令使得第一风力涡轮机的上部和第二风力涡轮机的上部围绕它们对应的偏航轴在相反方向上旋转偏航失准角的量的一半，使得偏航失准角变为零。该实施例使能第一和第二涡轮机彼此的自动对准。这显著地减少了由于偏航失准的功率损失，尽管不知道哪个风力涡轮机没有与风向正确对准。
在另一实施例中，拍摄图像的照相机安装在第二风力涡轮机的短舱上。该位置提供了第一涡轮机的良好视野，导致了照相机拍摄的高质量的图像。
在另一优选实施例中，第二风力涡轮机相对于第一风力涡轮机关于风向位于下游，其中由照相机拍摄的图像显示了与转子附接到第一风力涡轮机的短舱的上部的端部相对的第一风力涡轮机的上部的端部。那些图像使能了在检测偏航失准角中的高精度。在替代实施例中，照相机也可以安装在上游的第一风力涡轮机上，以便拍摄下游第二风力涡轮机的转子侧的图像。
除了上述方法之外，本发明涉及一种用于风电场中的一个或多个风力涡轮机的计算机实现的监视的装置，其中该装置被配置为执行根据本发明的方法或根据本发明的方法的一个或多个优选实施例。
此外，本发明涉及一种具有程序代码的计算机程序产品，该程序代码存储在非暂时性机器可读载体上，用于在程序代码在计算机上执行时执行根据本发明的方法或其一个或多个优选实施例。
此外，本发明涉及一种具有程序代码的计算机程序，当该程序代码在计算机上执行时，用于执行根据本发明的方法或其一个或多个优选实施例。
现在将关于附图详细地描述本发明的实施例。图1是包括用于执行本发明的实施例的控制器的风电场的示意图。
图1在下部中示出了包括第一风力涡轮机1和第二风力涡轮机2的风电场的一部分。风电场具有多于那两个风力涡轮机。本文所述的方法应用于风力涡轮机1和2。然而，该方法也可以应用于作为风电场的部分的风力涡轮机的其他对。
风力涡轮机从上方以平面图示出。用于指示风力涡轮机的空间布置的3D坐标系CS是图1的部分。竖直方向由坐标系CS的z轴指示，而与水平方向平行的方向由坐标系CS的x轴和y轴指示。风向沿坐标系CS的x轴。
作为关于风向的上游涡轮机的风力涡轮机1包括上部101，上部101位于塔（未示出）的顶部上，在竖直z方向上延伸。上部包括容纳用于生成电力的发电机的短舱102。此外，上部101包括转子103，转子103具有三个转子叶片，具有其间120°的角度，其中图1仅示出了这些叶片中的两个。转子103通过风围绕水平转子轴R1旋转，导致短舱102内的发电机的电力的生成。涡轮机1的上部101可以围绕竖直偏航轴VI枢转。
关于风向位于下游的风力涡轮机2具有与风力涡轮机1相同的构造。即，风力涡轮机2包括位于竖直塔的顶部处的上部201，上部201包括容纳发电机的短舱202以及附接到短舱202的转子203。由于转子通过风围绕水平转子轴R2旋转，由短舱202内的发电机生成电力。类似于涡轮机1，涡轮机2可以围绕竖直偏航轴V2枢转。
上部101和201围绕相应的偏航轴VI和V2的偏航角被调整，使得转子轴R1和R2对应于安装在风力涡轮机1和2两者处的相应风传感器测量的风向。然而，由于风传感器的不精确测量，可能出现偏航失准。该偏航失准由图1中的偏航失准角指示。该角是风力涡轮机1的转子轴R1和风力涡轮机2的转子轴R2之间的钝角。
甚至小的偏航失准也导致风电场产生的电力的高损失。下文中描述的方法提供了一种简单的方法来检测和纠正那些偏航失准。为此，下游风力涡轮机2包括安装在短舱201上的照相机3。照相机3被定位成使得其拍摄风力涡轮机1的后侧的图像IM。照相机在可见光谱中工作并且还在红外光谱中工作，使得如本文所述的方法也可以在夜间执行。照相机3的相应的图像IM通过合适的通信链路传送到风电场的控制器4。控制器包括处理器PR，该处理器PR实现训练数据驱动模型MO，训练数据驱动模型MO接收相应图像IM作为数字输入并且提供偏航失准角
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE002
作为数字输出。
在本文描述的实施例中，训练数据驱动模型MO基于已经通过训练数据预先学习的卷积神经网络。训练数据包括由下游涡轮机的的照相机拍摄的上游涡轮机的多个图像连同在相应图像中出现的偏航失准角的信息。卷积神经网络根据现有技术是众所周知的并且特别适用于处理数字图像。卷积神经网络包括卷积层，之后是池化（pooling）层以及全连接层，以便确定相应图像的至少一个性质，其中根据本发明的性质是偏航失准角。
在图1的实施例中，作为模型MO的输出而产生的偏航失准角
Figure 428555DEST_PATH_IMAGE002
导致用户接口UI上的输出，该用户接口UI仅被示意性地示出。优选地，用户接口UI包括显示器。用户接口为人类操作员提供信息。基于偏航失准角的输出可以是角本身，使得操作员被通知失准。替代地或附加地，在偏航失准角超过预定阈值的情况下，输出可以是警告。
在图1的实施例中，由模型MO确定的偏航失准角
Figure 345695DEST_PATH_IMAGE002
还导致提供给风力涡轮机1和2以便调整涡轮机的偏航角的控制命令CO。控制命令使得风力涡轮机1和2围绕它们相应的偏航轴V1和V2在相反方向上旋转是偏航失准角的一半的角度，使得偏航失准角将变为零。因此，控制器4使能自动调整偏航角以消除风力涡轮机1和2之间的偏航失准，导致风电场产生的生成的电力的显著减少的损失。
如前所述的本发明具有若干优势。特别地，提供了一种简单且直接的方法，以便检测相邻涡轮机之间的偏航失准。为此，经由经过适当训练的数据驱动模型基于照相机的图像确定偏航失准。在优选实施例中，风力涡轮机的偏航角也基于由数据驱动模型确定的偏航失准而被自动控制，以便减少电力损失。

Claims (11)

1.一种用于风电场中的一个或多个风力涡轮机（1、2）的计算机实现的监视的方法，其中所述风电场包括第一风力涡轮机（1）和第二风力涡轮机（2），所述第一和第二风力涡轮机（1、2）中的每个包括塔的顶部上的上部（101、201），所述上部（101、201）围绕竖直偏航轴（VI、V2）可枢转并具有短舱（102、202）和具有转子叶片的转子（103、203），所述转子（103、203）附接到所述短舱（102、202）并且所述转子叶片通过风围绕水平转子轴（R1、R2）可旋转，其中在所述风电场的操作期间的一个或多个时间点的每个时间点处执行以下步骤：
i）获得所述第一风力涡轮机（1）的所述上部（101）的数字图像（IM），所述图像（IM）是安装在所述第二风力涡轮机（2）的所述上部（201）上的照相机（3）拍摄的当前图像；
ii）通过由训练数据驱动模型（MO）处理所述图像（IM）来确定所述第一和第二风力涡轮机（1、2）之间的偏航失准角（
Figure DEST_PATH_IMAGE002
），其中所述图像（IM）作为数字输入被馈送到所述训练数据驱动模型（MO）并且所述训练数据驱动模型（MO）提供所述偏航失准角（
Figure 936871DEST_PATH_IMAGE002
）作为数字输出，所述偏航失准角（
Figure 40962DEST_PATH_IMAGE002
）是所述第一风力涡轮机（1）的转子轴（R1）和所述第二风力涡轮机（2）的转子轴（R2）之间的钝角。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述训练数据驱动模型（MO）是神经网络，优选地是卷积神经网络。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，基于所述偏航失准角（
Figure 820699DEST_PATH_IMAGE002
）的信息经由用户接口（UI）输出。
4.根据前述权利要求之一所述的方法，其中，为所述第一和第二风力涡轮机（1、2）生成控制命令（CO），使得所述第一风力涡轮机（1）的所述上部（101）和所述第二风力涡轮机（2）的所述上部（201）围绕它们对应的偏航轴（VI、V2）在相反方向上枢转所述偏航失准角（
Figure 215908DEST_PATH_IMAGE002
）的量的一半，使得所述偏航失准角（
Figure 967964DEST_PATH_IMAGE002
）变为零。
5.根据前述权利要求之一所述的方法，其中，所述照相机（3）安装在所述第二风力涡轮机（2）的所述短舱（201）上。
6.根据前述权利要求之一所述的方法，其中，所述第二风力涡轮机（2）相对于所述第一风力涡轮机（1）关于所述风向位于下游，其中由所述照相机（3）拍摄的所述图像（IM）示出了与所述转子（103）附接到所述第一风力涡轮机（1）的所述短舱（102）的所述上部（101）的端部相对的所述第一风力涡轮机（1）的所述上部（101）的端部。
7.一种用于风电场中的一个或多个风力涡轮机（1、2）的计算机实现的监视的装置，其中所述风电场包括第一风力涡轮机（1）和第二风力涡轮机（2），所述第一和第二风力涡轮机（1、2）中的每个包括塔的顶部上的上部（101、201），所述上部（101、201）围绕竖直偏航轴（VI、V2）可枢转并具有短舱（102、202）和具有转子叶片的转子（103、203），所述转子（103、203）附接到所述短舱（102、202）并且所述转子叶片通过风围绕水平转子轴（R1、R2）可旋转，其中所述装置（4）包括处理器（PR），所述处理器（PR）被配置为在所述风电场的操作期间的一个或多个时间点的每个时间点处执行以下步骤：
i）获得所述第一风力涡轮机（1）的所述上部（101）的数字图像（IM），所述图像（IM）是安装在所述第二风力涡轮机（2）的所述上部（201）上的照相机（3）拍摄的当前图像；
ii）通过由训练数据驱动模型（MO）处理所述图像（IM）来确定所述第一和第二风力涡轮机（1、2）之间的偏航失准角（
Figure 790426DEST_PATH_IMAGE002
），其中所述图像（IM）作为数字输入被馈送到所述训练数据驱动模型（MO）并且所述训练数据驱动模型（MO）提供所述偏航失准角（
Figure 57459DEST_PATH_IMAGE002
）作为数字输出，所述偏航失准角（
Figure 256360DEST_PATH_IMAGE002
）是所述第一风力涡轮机（1）的转子轴（R1）和所述第二风力涡轮机（2）的转子轴（R2）之间的钝角。
8.根据权利要求7所述的装置，其中，所述装置（4）被配置为执行根据权利要求2至6之一所述的方法。
9.一种风电场，包括第一风力涡轮机（1）和第二风力涡轮机（2），所述第一和第二风力涡轮机（1、2）中的每个包括塔的顶部上的上部（101、201），所述上部（101、201）围绕竖直偏航轴（VI、V2）可枢转并具有短舱（102、202）和具有转子叶片的转子（103、203），所述转子（103、203）附接到所述短舱（102、202）并且所述转子叶片通过风围绕水平转子轴（R1、R2）可旋转，其中所述风电场包括根据权利要求7或8所述的装置（4）。
10.一种具有程序代码的计算机程序产品，其存储在非暂时性机器可读载体上，用于当在计算机上执行所述程序代码时执行根据权利要求1至6之一所述的方法。
11.一种具有程序代码的计算机程序，用于当在计算机上执行所述程序代码时执行根据权利要求1至6之一所述的方法。
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113324548B (zh) * 2021-05-27 2022-04-12 南京韦博智控科技有限公司 一种风力发电机叶片巡检路径的规划方法

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090266160A1 (en) * 2008-04-24 2009-10-29 Mike Jeffrey Method and system for determining an imbalance of a wind turbine rotor
DE102011088447A1 (de) * 2011-12-13 2013-06-13 Robert Hörmann Inspektion von Windrädern in Windparks
CN103994022A (zh) * 2013-02-19 2014-08-20 西门子公司 用于改善风电场功率产生效率的方法和系统
US20140339828A1 (en) * 2013-05-20 2014-11-20 Principle Power, Inc. System and method for controlling offshore floating wind turbine platforms
CN105041572A (zh) * 2014-04-29 2015-11-11 通用电气公司 用于优化风电场操作的系统和方法
CN105221356A (zh) * 2014-05-30 2016-01-06 通用电气公司 用于风力涡轮机机舱位置再校准和风向估计的系统及方法
US20160146190A1 (en) * 2014-11-24 2016-05-26 General Electric Company Systems and methods for optimizing operation of a wind farm
EP3106660A1 (de) * 2015-06-15 2016-12-21 Senvion GmbH Verfahren und computerprogrammprodukt zur überprüfung der ausrichtung von windenergieanlagen, sowie anordnung aus wenigstens zwei windenergieanlagen
US20170268484A1 (en) * 2014-12-05 2017-09-21 Beijing Goldwind Science & Creation Windpower Equipment Co., Ltd. Method, device, and system for controlling wind alignment correction of wind turbine generator system
US20190072082A1 (en) * 2016-03-14 2019-03-07 Ventus Engineering GmbH Method of condition monitoring one or more wind turbines and parts thereof and performing instant alarm when needed

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2727238A1 (en) * 2008-10-09 2010-04-15 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Off-shore wind turbine generator and off-shore wind farm
EP2940295B1 (en) * 2014-04-29 2018-04-11 General Electric Company System and method for controlling a wind farm
GB2568676A (en) * 2017-11-21 2019-05-29 Equinor Asa Wind turbine blade orientation detection

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090266160A1 (en) * 2008-04-24 2009-10-29 Mike Jeffrey Method and system for determining an imbalance of a wind turbine rotor
DE102011088447A1 (de) * 2011-12-13 2013-06-13 Robert Hörmann Inspektion von Windrädern in Windparks
CN103994022A (zh) * 2013-02-19 2014-08-20 西门子公司 用于改善风电场功率产生效率的方法和系统
US20140339828A1 (en) * 2013-05-20 2014-11-20 Principle Power, Inc. System and method for controlling offshore floating wind turbine platforms
CN105041572A (zh) * 2014-04-29 2015-11-11 通用电气公司 用于优化风电场操作的系统和方法
CN105221356A (zh) * 2014-05-30 2016-01-06 通用电气公司 用于风力涡轮机机舱位置再校准和风向估计的系统及方法
US20160146190A1 (en) * 2014-11-24 2016-05-26 General Electric Company Systems and methods for optimizing operation of a wind farm
US20170268484A1 (en) * 2014-12-05 2017-09-21 Beijing Goldwind Science & Creation Windpower Equipment Co., Ltd. Method, device, and system for controlling wind alignment correction of wind turbine generator system
EP3106660A1 (de) * 2015-06-15 2016-12-21 Senvion GmbH Verfahren und computerprogrammprodukt zur überprüfung der ausrichtung von windenergieanlagen, sowie anordnung aus wenigstens zwei windenergieanlagen
US20190072082A1 (en) * 2016-03-14 2019-03-07 Ventus Engineering GmbH Method of condition monitoring one or more wind turbines and parts thereof and performing instant alarm when needed

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