CN115867829A - 包括风力涡轮的系统和用于操作该系统的方法 - Google Patents

包括风力涡轮的系统和用于操作该系统的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN115867829A
CN115867829A CN202080103012.0A CN202080103012A CN115867829A CN 115867829 A CN115867829 A CN 115867829A CN 202080103012 A CN202080103012 A CN 202080103012A CN 115867829 A CN115867829 A CN 115867829A
Authority
CN
China
Prior art keywords
wind turbine
load
power output
rotor
waves
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.)
Pending
Application number
CN202080103012.0A
Other languages
English (en)
Inventor
I·保拉
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.)
General Electric Renovables Espana SL
Original Assignee
General Electric Renovables Espana SL
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
Application filed by General Electric Renovables Espana SL filed Critical General Electric Renovables Espana SL
Publication of CN115867829A publication Critical patent/CN115867829A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

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 
    • F03D7/02—Controlling wind motors  the wind motors having rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor
    • F03D7/0264—Controlling wind motors  the wind motors having rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor for stopping; controlling in emergency situations
    • 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
    • F03D7/0244—Controlling wind motors  the wind motors having rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor for braking
    • 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
    • F03D7/0288—Controlling wind motors  the wind motors having rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor controlling wind motor output power in relation to clearance between the blade and the tower, i.e. preventing tower strike
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01V—GEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
    • G01V1/00—Seismology; Seismic or acoustic prospecting or detecting
    • G01V1/01—Measuring or predicting earthquakes
    • 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
    • F05B2260/90—Braking
    • 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
    • F05B2270/30—Control parameters, e.g. input parameters
    • F05B2270/334—Vibration measurements
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01V—GEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
    • G01V1/00—Seismology; Seismic or acoustic prospecting or detecting
    • G01V1/16—Receiving elements for seismic signals; Arrangements or adaptations of receiving elements
    • G01V1/162—Details
    • G01V1/166—Arrangements for coupling receivers to the ground
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01V—GEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
    • G01V1/00—Seismology; Seismic or acoustic prospecting or detecting
    • G01V1/28—Processing seismic data, e.g. for interpretation or for event detection
    • G01V1/284—Application of the shear wave component and/or several components of the seismic signal
    • 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)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Geophysics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Wind Motors (AREA)
  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Emergency Management (AREA)

Abstract

公开了一种风力涡轮系统和一种用于操作所述系统的方法。该系统进一步包括配置成用于检测由地震产生的体波的检测设备。在一个方面中，本公开针对一种系统，该系统包括：风力涡轮，特别是陆上架设的风力涡轮；风力涡轮控制器，其用于控制风力涡轮；以及至少一个检测设备，其连接到风力涡轮控制器以用于传递信号。风力涡轮至少包括：转子，其具有至少一个转子叶片，其中转子可旋转地安装到风力涡轮的旋转支承装置；以及塔架，其具有支承端和用于支承旋转支承装置的顶端。检测设备配置成检测和测量地震产生的初波(P波)。检测设备可包括至少一个传感器或多个传感器，其中传感器配置成检测和/或测量地震产生的P波。这样的传感器可进一步配置成使用内置加速度计检测由地震引起的加速度，并且然后计算和输出合成加速度，并提供估计的日本气象厅地震烈度等级(震度等级)值。

Description

包括风力涡轮的系统和用于操作该系统的方法
技术领域
本主题总体上涉及一种包括风力涡轮的系统和一种用于操作所述系统的方法。特别地，该系统进一步包括配置成用于检测由地震产生的体波的检测设备。
背景技术
风力被认为是目前可用的最清洁、对环境最友好的能源之一，并且，在这点上，风力涡轮已得到越来越多的关注。现代的风力涡轮典型地包括塔架、发电机、齿轮箱、机舱以及一个或多个转子叶片。转子叶片使用已知的翼型件原理来从风捕获动能，并且通过旋转能来传递动能，以使将转子叶片联接到齿轮箱或在未使用齿轮箱的情况下将转子叶片直接地联接到发电机的轴转动。然后，发电机使机械能转换成可部署到公用电网的电能。
大体上，风力涡轮在架设在陆上时安装到地面支承装置，其中由风力涡轮的质量和负载引起的力矩和力被引导到风力涡轮的周围地面中。
更具体地，从地面朝向风力涡轮作用的力也经由地面支承装置传递。例如，与风力涡轮的质量和负载有关的风力涡轮的周围地面的地震产生的移动造成风力涡轮的结构相对于地面的位移，并且因此造成在设计风力涡轮的构件时需要考虑的附加力和加速度。
发明内容
本发明的方面和优点将在以下描述中得到部分阐述，或可根据描述而为显然的，或可通过实践本发明而了解。
在一个方面中，本公开针对一种系统，该系统包括：风力涡轮，特别是陆上架设的风力涡轮；风力涡轮控制器，其用于控制风力涡轮；以及至少一个检测设备，其连接到风力涡轮控制器以用于传递信号。风力涡轮至少包括：转子，其具有至少一个转子叶片，其中，转子可旋转地安装到风力涡轮的旋转支承装置；以及塔架，其具有支承端和用于支承旋转支承装置的顶端。检测设备配置成检测和测量地震产生的初波(P波)，特别是测量具有0.00118Hz至500Hz的频率的运动和/或振动。
检测设备可包括至少一个传感器或多个传感器，其中，传感器配置成检测和/或测量地震产生的P波。这样的传感器可进一步配置成使用内置加速度计检测由地震引起的加速度，并且然后计算和输出合成加速度，并提供估计的日本气象厅地震烈度等级(震度等级)值。
当地震发生时，产生呈体波和面波形式的地震波。体波可由初波(所谓的P波)和次波(S波)组成。P波是压缩波和/或纵波，它们使地面在其传播方向上震动，其中它们的速度大于所有其它波，即4至8公里/秒。相比之下，S波是使地面垂直于传播方向震动的剪切波，具有比P波更慢的速度。
根据实施例，风力涡轮可为水平轴线风力涡轮或竖直轴线风力涡轮。水平轴线风力涡轮包括围绕竖直轴线可旋转地安装到塔架的顶端的机舱。在这种情况下，旋转支承装置实施为基本上水平的轴承布置，以用于在机舱的主框架上支承转子，特别是转子的主轴。在作为竖直轴线风力涡轮的实施例的情况下，旋转支承装置实施为竖直轴承布置，以用于允许转子围绕基本上竖直的旋转轴线旋转。
根据实施例，该系统包括地面支承装置，所述地面支承装置位于风力涡轮的地面上，并且配置成支承支承端，从而承载整个风力涡轮的重量和负载。
术语“风力涡轮的地面”描述支承风力涡轮的岩石圈的区域，其中，该区域覆盖围绕风力涡轮的圆，该圆具有不超过10km、特别地不超过5km、具体地不超过1km、优选地不超过500m、最优选地不超过100m的半径。此外，地面包括由前面提到的形成的体积和不超过100m、特别地不超过50m、优选地不超过20m的深度。
根据具体实施例，检测设备布置在风力涡轮的地面上和/或地面中，例如在风力涡轮的周围环境中，在地面支承装置中和/或地面支承装置上，和/或安装到塔架的支承端。由此实现了向风力涡轮控制器提供与地震相关的数据，风力涡轮控制器通过该措施启用以操作风力涡轮，使得可防止不可接受的负载。
根据具体实施例，支承端通过固定装置安装到地面支承装置，所述固定装置特别地包括至少一个螺钉和至少一个螺母。此外，检测设备直接安装到固定装置，特别地安装到螺钉或螺母。这造成非常精确的测量，该测量也与在地面支承装置和支承端之间的具体连接区域处发生的物理事件高度相关。
根据另外的实施例，检测设备配置成确定由引起所测量的P波的同一地震产生的S波的冲击时间。特别地，在检测到多个P波的情况下，检测设备配置成区分是否发生了多个地震，并且因此配置成检测推断相应的S波的多个冲击时间。
在另一方面中，本公开针对一种用于操作根据前述实施例中的任何的系统的方法，其中，该方法包括以下步骤：
测量和/或检测地震产生的P波；使用合适的方法和设备来测量和检测P波；
将检测到的P波的测量值与第一阈值进行比较；例如，在设计风力涡轮期间和/或在确定风力涡轮的风力涡轮设计的负载包络的过程中，阈值可预确定；在测量值超过第一阈值的情况下，风力涡轮的操作状态被改变为安全模式或停机模式。特别地，安全模式包括以降低的功率输出或在保持连接到电网的同时没有任何输出地(空转操作)操作风力涡轮。例如，安全模式可包括第一安全模式，其中产生额定功率的最大70％并将其馈入电网，或者可包括第二安全模式，其中产生额定功率的最大50％并将其馈入电网，或者可包括第三安全模式，其中不产生功率(额定功率的0％)，然而，转子保持旋转(空转)并且发电机保持连接到电网。特别地，第一安全模式可包括额定功率的60％、优选50％、更优选40％和/或额定功率的大于55％、优选大于45％、更优选大于35％的最大功率输出。任选地，第二安全模式可包括额定功率的40％、优选30％、更优选20％和/或额定功率的大于35％、优选大于25％、更优选大于15％的最大功率输出。
通过提供所提出的系统和相关方法的实施例，首次实现了在风力涡轮受到地震的S波撞击之前减小由风力涡轮的操作引起的负载和力。这导致设计具有优化安全裕度的风力涡轮的益处，特别是因为可防止：S波的负面效应影响风力涡轮的结构，同时风力涡轮的负载和力由于升高的操作状态而升高。因此，当考虑风力涡轮需要承受的最大负载和/或力时，没有必要将由S波引起的负载和/或力添加到操作负载和/或力。特别地，该系统和方法提供了S波引起的负载和高或最大操作负载不同时影响风力涡轮的机会，具体地，因为操作负载将在S波击中风力涡轮之前减小。
根据另外的实施例，第一安全模式的第一降低的功率输出取决于P波的测量值的量值。例如，功率输出的降低随着P波的测量值的增加而增加(总体功率输出减少)，优选地，其中第一降低的功率输出由测量值的函数确定。特别地，P波的测量值的细节可指示后续S波的强度、振幅、方向和/或频率。因此，为了将影响风力涡轮的负载和/或力保持在可容忍的水平，如果测量的P波指示由后续S波引起的高负载和力，则可通过激活(第一)安全模式来降低操作成本、磨损、负载和力。
根据实施例，公开了该方法可包括以下附加步骤：
确定检测到的P波的传播方向；例如，检测设备配置成用于在地面处、地面支承装置上/中和/或支承端处的至少两个、优选地三个位置处测量P波。所述测量值的差异可用来例如通过分析所述测量值的路径差异来确定传播方向；
确定风力涡轮的敏感方向范围；特别地，术语“敏感方向范围”反映方向的范围，例如，其中该范围反映在预确定时间段内机舱的方位位置和/或风向的改变；令人惊讶的是，已经发现，在第一方向上施加到风力涡轮的结构的负载和/或力可比在另一方向上施加到风力涡轮的负载和力更关键。因此，第一方向被确定为敏感方向。结果，当通过分析P波确定S波将从/根据预确定敏感方向和/或在结构上与预确定敏感方向相关地撞击风力涡轮时，调节安全模式、特别是第一安全模式的功率降低量，以便将施加到风力涡轮的总体负载和力保持到可接受的极限。
例如，根据第二安全模式的功率输出的降低可高于根据第一安全模式的功率输出的降低，其中，如果P波的测量值高于第一阈值，但P波的传播方向与敏感方向不相关，则激活第一安全模式，并且其中，如果如所确定的传播方向也与敏感方向相关，则激活第二安全模式。
如所描述的细节可通过比较传播方向与敏感方向范围的步骤至少部分地概括，并且，如果传播方向位于敏感方向范围内和/或与敏感方向相关，并且如果测量值超过第一阈值，则这将风力涡轮的操作状态改变为具有第二降低的功率输出的第二安全模式或改变为停机模式，其中，第二降低的功率输出小于第一降低的功率输出。
根据附加或备选实施例，执行对施加在风力涡轮的结构上的负载进行负载评估的步骤，所述负载包括检测到的P波的测量值和风力涡轮的当前和/或估计的操作负载。此外，如果负载评估造成临界负载情形的限定，则风力涡轮的操作状态被改变为具有降低的功率输出或无功率输出的安全模式或改变为停机模式。
根据另外的实施例，该方法包括确定风力涡轮的构件的确定的负载值的步骤。例如，确定的负载值可通过至少基于风力涡轮的当前和/或估计的操作值，特别是首先基于功率输出、测量和/或估计的风速和/或风向、风力涡轮的变桨系统的桨距角和/或风力涡轮的转子和/或功率发生器的旋转速度，以及其次基于检测到的P波的测量值，对作用在风力涡轮的结构上的负载和/或力进行负载评估、负载估计、特别是负载模拟来确定。确定的负载值表示由S波引起的负载和当S波击中风力涡轮时的操作负载的组合负载。
根据具体实施例，该方法包括以下步骤：将确定的负载值与负载阈值进行比较；以及，如果确定的负载值超过负载阈值，则将风力涡轮的操作状态改变为具有降低的功率输出的安全模式或改变为停机模式。
根据更具体的实施例，该方法包括以下步骤：通过至少基于检测到的P波的测量值和将施加在风力涡轮的结构上的期望最大负载、将确定的降低的功率输出、风力涡轮的当前和/或估计的操作值进行估计、特别是模拟，确定降低的功率输出。
例如，所述当前和/或估计的操作值可为测量的和/或估计的风速和/或风向、风力涡轮的变桨系统的当前或期望的桨距角、和/或风力涡轮的转子和/或功率发生器的当前或期望的旋转速度。
此外，公开了降低的功率输出的量值取决于确定的负载值的量值，特别地，其中，降低的功率输出随着确定的负载值的增加而减小，优选地，其中，该量值是负载的估计或确定的负载值的函数。
通过执行前面描述的步骤中的至少一个，用于以降低的功率输出操作风力涡轮的安全模式可根据风力涡轮的操作负载和S波引起的负载的方式定制到当前情形。这可造成增加的功率输出，同时确保风力涡轮的负载优化操作。
此外，独立于如所描述的具体实施例，通过进行以下附加步骤来增加本公开的效果：确定由引起所测量的P波的同一地震产生的S波的冲击时间；以及确定在执行和/或不执行主动制动措施的情况下将风力涡轮的操作从当前操作状态改变为安全模式或停机模式所需的改变时间，并且如果冲击时间短于改变时间，则对转子应用主动制动措施。
具体地，前述实施例可包括将制动措施实施为降低转子的旋转速度和/或力矩的直接或间接步骤。例如，在风力涡轮的转子的传动系中接合摩擦制动器可被理解为直接降低的步骤，其中，将转子叶片朝向引起从击中转子的风中提取的能量减少的位置变桨可被理解为间接制动措施。
参考以下描述和所附权利要求书，本发明的这些和其它特征、方面和优点将被进一步支持和描述。并入本说明书中并构成本说明书的部分的附图图示本发明的实施例，并与描述一起用来解释本发明的原理。
即使在前面已经描述了具体实施例，也公开了所述实施例的部分的组合，其中，例如，当结合敏感方向的限定和考虑，根据针对测量的S波的多个阈值操作风力涡轮时，也可使用模拟确定的负载值的步骤。
附图说明
在参考附图的说明书中阐述了本发明(包括其最佳模式)的针对本领域普通技术人员的完整且能够实现的公开，在附图中：
图1图示根据本公开的包括风力涡轮和检测设备的系统的一个实施例的透视图；
图2图示根据本公开的风力涡轮的机舱的一个实施例的简化内部视图；
图3表示根据第一实施例的用于操作系统的方法的示意性流程图；以及
图4示出根据第二实施例的用于操作系统的方法的示意性流程图。
附图中描绘的单个特征关于彼此相对地示出，并且因此不一定按比例绘制。即使在不同的实施例中显示，附图中类似或相同的元件也用相同的参考编号表示。
具体实施方式
现在将详细地参考本发明的实施例，其一个或多个示例在附图中图示。每个示例通过本发明的解释而非本发明的限制的方式来提供。实际上，对于本领域技术人员来说将显而易见的是，在不脱离本发明的范围或精神的情况下，可在本发明中作出多种修改和变型。例如，作为一个实施例的部分而图示或描述的特征可与另一实施例一起使用以产生再一个另外的实施例。因此，意图的是，本发明涵盖如归入所附权利要求书及其等同体的范围内的这样的修改和变型。
图1是示例性风力涡轮10的透视图。在示例性实施例中，风力涡轮10是水平轴线风力涡轮。备选地，风力涡轮10可为竖直轴线风力涡轮。
在示例性实施例中，风力涡轮10包括从地面支承装置14延伸的塔架12、安装在塔架12上的机舱16以及联接到机舱16的转子18。转子18包括可旋转的毂20和至少一个转子叶片22，转子叶片22联接到毂20并从毂20向外延伸。在示例性实施例中，转子18具有三个转子叶片22。在备选实施例中，转子18包括多于或少于三个转子叶片22。
在示例性实施例中，塔架12包括顶端11和支承端13，其中，塔架12经由支承端13由地面支承装置14支承，并且其中，塔架12经由顶端11承载机舱16。
塔架12可由管状钢制成，以在地面支承装置14和机舱16之间限定空腔(图1中未示出)。在备选实施例中，塔架12是具有任何合适高度的任何合适类型的塔架。
地面支承装置14布置在环绕风力涡轮10的地面15中，其中地面15可被认为是支承风力涡轮10的岩石圈的区域。根据具体实施例，地面支承装置14实施为例如由混凝土制成的地基，同时包括锚定螺钉。
转子叶片22围绕毂20隔开，以便于使转子18旋转，从而使动能能够从风能转换成可用的机械能，并随后转换成电能。转子叶片22通过在多个负载转移区域26处将叶片根部部分24联接到毂20而配合到毂20。负载转移区域26可具有毂负载转移区域和叶片负载转移区域(图1中均未示出)。诱导至转子叶片22的负载经由负载转移区域26转移到毂20。
在一个实施例中，转子叶片22具有范围从约15米(m)到约100m的长度。备选地，转子叶片22可具有使得风力涡轮10能够如本文中所描述地起作用的任何合适的长度。例如，叶片长度的其它非限制性示例包括20m或更小、37m、48.7m、50.2m、52.2m或大于91m的长度。当风从风向28撞击转子叶片22时，转子18围绕旋转轴线30旋转。当转子叶片22旋转并受到离心力时，转子叶片22还受到多种力和力矩。照此，转子叶片22可从中性或非偏转位置偏转和/或旋转到偏转位置。
此外，转子叶片22的桨距角(即确定转子叶片22相对于风向的视角的角度)可由变桨系统32改变，以通过调节至少一个转子叶片22相对于风矢量的角位置来控制由风力涡轮10产生的负载和功率。示出转子叶片22的变桨轴线34。在风力涡轮10的操作期间，变桨系统32可改变转子叶片22的桨距角，使得转子叶片22移动到顺桨位置，使得至少一个转子叶片22相对于风矢量的视角提供将朝向风矢量定向的转子叶片22的最小表面积，这便于降低旋转速度和/或便于转子18的失速。
在示例性实施例中，每个转子叶片22的叶片桨距由风力涡轮控制器36或由变桨控制系统80单独控制。备选地，针对所有转子叶片22的叶片桨距可由所述控制系统同时控制。
此外，在示例性实施例中，当风向28改变时，机舱16的偏航方向可围绕偏航轴线38旋转，以相对于风向28定位转子叶片22。
在示例性实施例中，风力涡轮控制器36示出为集中在机舱16内，然而，风力涡轮控制器36可为遍布风力涡轮10、在地面支承装置14上、在风电场内和/或在远程控制中心处的分布式系统。风力涡轮控制器36包括处理器40，处理器40配置成执行本文中描述的方法和/或步骤。此外，本文中描述的许多其它构件包括处理器。如本文中所使用的，术语“处理器”不限于在本领域中被称为计算机的集成电路，而是广义地指代控制器、微控制器、微型计算机、可编程逻辑控制器(PLC)、专用集成电路和其它可编程电路，并且这些术语在本文中可互换地使用。应当理解，处理器和/或控制系统还可包括存储器、输入通道和/或输出通道。
图2是风力涡轮10的部分的放大截面视图。在示例性实施例中，风力涡轮10包括机舱16和可旋转地联接到机舱16的转子18。更具体地，转子18的毂20通过主轴44、齿轮箱46、高速轴48和联接器50可旋转地联接到定位在机舱16内的发电机42。在示例性实施例中，主轴44设置成至少部分地与机舱16的纵向轴线(未示出)同轴。主轴44的旋转驱动齿轮箱46，齿轮箱46随后通过将转子18和主轴44的相对慢的旋转移动转化为高速轴48的相对快的旋转移动来驱动高速轴48。高速轴48借助于联接器50连接到发电机42，以用于产生电能。
齿轮箱46和发电机42可由机舱16的主支承结构框架支承，该主支承结构框架任选地实施为主框架52。齿轮箱45可包括通过一个或多个扭矩臂47连接到主框架52的齿轮箱壳体102。在示例性实施例中，机舱16还包括主前支承轴承60和主后支承轴承62。此外，发电机42可通过脱离支承装置54安装到主框架52，特别是以便防止发电机42的振动被引入到主框架52中，并因此引起噪声发射源。
优选地，主框架52配置成承载由转子18和机舱16的构件的重量以及由风和旋转负载引起的全部负载，并且此外将这些负载引入到风力涡轮10的塔架12中。转子轴44、发电机42、齿轮箱46、高速轴48、联接器50以及任何相关联的紧固、支承和/或固定设备(包括但不限于支承件52以及前支承轴承60和后支承轴承62)有时被称为传动系64。
然而，本公开不限于包括齿轮箱的风力涡轮，而是还有没有齿轮箱的风力涡轮，因此，也可涉及所谓的直接驱动。
机舱16还可包括偏航驱动机构56，偏航驱动机构56可用于使机舱16围绕偏航轴线38旋转，并且因此还使转子18围绕偏航轴线38旋转，以控制转子叶片22相对于风向28的视角。
为了相对于风向28适当地定位机舱，机舱16还可包括至少一个气象桅杆58，气象桅杆58可包括风向标和风速计(均未在图2中示出)。桅杆58向风力涡轮控制器36提供信息，该信息可包括风向和/或风速。
在示例性实施例中，变桨系统32至少部分地布置为毂20中的变桨组件66。变桨组件66包括一个或多个变桨驱动系统68和至少一个传感器70。每个变桨驱动系统68联接到相应的转子叶片22(在图1中示出)，以用于沿着变桨轴线34调制转子叶片22的桨距角。图2中仅示出三个变桨驱动系统68中的一个。
在示例性实施例中，变桨组件66包括至少一个变桨轴承72，该变桨轴承72联接到毂20和相应的转子叶片22(图1中示出)，以用于使相应的转子叶片22围绕变桨轴线34旋转。变桨驱动系统68包括变桨驱动马达74、变桨驱动齿轮箱76和变桨驱动小齿轮78。变桨驱动马达74联接到变桨驱动齿轮箱76，使得变桨驱动马达74将机械力施加到变桨驱动齿轮箱76。变桨驱动齿轮箱76联接到变桨驱动小齿轮78，使得变桨驱动小齿轮78由变桨驱动齿轮箱76旋转。变桨轴承72联接到变桨驱动小齿轮78，使得变桨驱动小齿轮78的旋转引起变桨轴承72的旋转。
变桨驱动系统68联接到风力涡轮控制器36，以用于在从风力涡轮控制器36接收到一个或多个信号时调节转子叶片22的桨距角。在示例性实施例中，变桨驱动马达74是由电功率和/或液压系统驱动的任何合适的马达，其使得变桨组件66能够如本文中所描述地起作用。备选地，变桨组件66可包括任何合适的结构、构造、布置和/或构件，诸如但不限于液压缸、弹簧和/或伺服机构。在某些实施例中，变桨驱动马达74由从毂20的旋转惯量和/或向风力涡轮10的构件供应能量的存储能量源(未示出)提取的能量驱动。
变桨组件66还包括一个或多个变桨控制系统80，以用于在具体的优先情形的情况下和/或在转子18超速期间根据来自风力涡轮控制器36的控制信号来控制变桨驱动系统68。在示例性实施例中，变桨组件66包括至少一个变桨控制系统80，该变桨控制系统80通信地联接到相应的变桨驱动系统68，以用于独立于风力涡轮控制器36控制变桨驱动系统68。在示例性实施例中，变桨控制系统80联接到变桨驱动系统68和传感器70。在风力涡轮10的正常操作期间，风力涡轮控制器36控制变桨驱动系统68来调节转子叶片22的桨距角。
在一个实施例中，特别是当转子18以转子超速操作时，变桨控制系统80超驰控制风力涡轮控制器36，使得风力涡轮控制器36不再控制变桨控制系统80和变桨驱动系统68。因此，变桨控制系统80能够使变桨驱动系统68将转子叶片22移动到顺桨位置，以用于降低转子18的旋转速度。
根据实施例，例如包括电池和/或电容器的功率发生器84布置在毂20处或毂20内，并且联接到传感器70、变桨控制系统80和变桨驱动系统68，以向这些构件提供功率源。在示例性实施例中，功率发生器84在风力涡轮10的操作期间向变桨组件66提供持续的功率源。在备选实施例中，功率发生器84仅在风力涡轮10的电功率损失事件期间向变桨组件66提供功率。电功率损失事件可包括电力网损失或电压跌落、风力涡轮10的电气系统的故障和/或风力涡轮控制器36的失效。在电功率损失事件期间，功率发生器84操作以向变桨组件66提供电功率，使得变桨组件66可在电功率损失事件期间操作。
在示例性实施例中，变桨驱动系统68、传感器70、变桨控制系统80、线缆和功率发生器84各自定位在由毂20的内表面88限定的空腔86中。在备选实施例中，所述构件相对于毂20的外表面90定位，并且可直接地或间接地联接到外表面90。
根据如图1中所示出的实施例，系统1包括风力涡轮10、配置成检测和测量地震产生的初波(P波)的检测设备100、以及涡轮控制器。涡轮控制器可为与风力涡轮控制器36相同的设备，或者可并入所述风力涡轮控制器36中。系统1的涡轮控制器还可位于与风力涡轮10和风力涡轮控制器36不同的位置处，其中所述控制器将被连接以用于信号和控制指令的通信。
具体地，但不限于此，检测设备100布置在地面支承装置14和支承端13之间的过渡区域中。特别地，检测设备100可安装到连接装置，该连接装置配置成用于将支承端13附接到地面支承装置14。例如，所述连接装置可实施为锚定在地面支承装置14内的螺钉，其中支承端13配置成用于接收锚定螺钉的部分，使得支承端13可以以预张紧的方式附接到地面支承装置14。
根据附加或备选实施例，检测设备100可固定到地面15，同时建立到塔架12的距离。
此外，根据附加或备选实施例，检测设备100可包括多个传感器，所述多个传感器配置成检测和/或测量地震产生的P波，特别是测量具有从500Hz到0.00118Hz的频率的运动和/或。特别地，至少一个传感器(优选地至少两个传感器)附接到地面支承装置14和/或至少一个传感器附接到支承端13。
任选地，配置成检测和/或测量地震产生的P波的至少另外的传感器布置到地面15，并且因此具有到地面支承装置14的一定距离。这样的距离大于10m，优选地大于100m，特别是大于1000m，和/或其中这样的距离不超过2000m，优选地200m，特别是不超过20。
图3和图4示意性地公开了本公开的实施例，具体地公开了用于操作系统1和/或风力涡轮10的相应方法200、300的实施例。然而，本公开不限于某些具体实施例，特别地，实施例中的每个还可包括相应其它实施例的步骤，例如，图4的方法300还可包括根据图3的方法200限定敏感方向范围的步骤210。
方法200(图3)和300(图4)两者均包括检测由地震产生并经由地面从地震震中传递到检测设备100的位置和/或风力涡轮10的位置的所谓初波(P波)的初始步骤。因此，检测设备100或检测设备100的一个传感器或多个传感器测量202P波的至少量值或量值和方向。
任选地包括，对测量信号的解释(例如具体说明P波的量值和/或方向)或者由检测设备100本身进行，例如通过将配置成用于对测量数据详细描述的检测控制器包括到检测设备100中，或者由涡轮控制器(具体地由风力涡轮控制器36)执行。
另外的步骤包括确定208与在风力涡轮10处和/或在地面支承装置14处检测到的P波相关的S波的冲击时间。该确定208可包括分析下者中的至少一个：P波的频率、波长、传播速度、地面15或布置在震中和地面支承装置14之间的地面的土壤特性、外部数据源，例如来自专门数据提供商的地震警报数据，和/或从测试和一般经验中获得的数据。具体地，可考虑描述具体地理区域中P波的传播速度相对于S波的关系的数据，以便确定208相关地震的S波的冲击时间。备选地或另外，确定208冲击时间可包括模拟地震和/或S波和P波的相关传播的步骤。
参考方法200，将检测到的P波的测量值与第一阈值进行比较204。例如，分析P波的量值并将其与针对P波的量值的阈值进行比较204，其中P波的量值与将预期击中风力涡轮10的后续S波的量值相关。
因此，根据实施例，检测设备100、涡轮控制器或风力涡轮控制器36可包括表示P波的临界量值的阈值数据。可确定第一阈值，使得当获知S波的量值相对于先前P波的量值的关系时，针对P波的第一阈值表示相关S波的一定数量和/或品质，这将为风力涡轮产生临界负载情形。临界负载情形可为其中负载超过(还有暂时超过)可接受水平的情形。
根据实施例，将测量值与第一阈值进行比较的步骤204可包括进一步分析步骤202的测量值并将所述分析结果与第一阈值进行比较。例如，P波的测量值可被解释并转换成附加负载值，其中，所述负载值将表示由预期S波击中的风力涡轮的构件的负载情形。将所述负载值与第一阈值进行比较，其中，第一阈值是第一负载阈值。步骤204的该具体实施例可类似于方法300的两个步骤306和后续比较(图4)。
一般而言，比较的步骤204也可理解为确定相对于风力涡轮的结构的在检测到的P波之后的S波的量值、频率和/或与负载相关的结果的步骤。因此，可相应地确定第一阈值，实际上，第一阈值可为测量的P波的量值/频率，和/或相关S波的假定量值/频率，和/或由相关S波产生的具体最大负载。
如果将测量的、推断的和/或假定的数据与第一阈值进行比较204的结果造成否定的决定，则风力涡轮10的操作继续228，而不作为对检测到的P波的响应来改变操作状态。
如果比较204造成前面提到的数据超过第一阈值，则可考虑敏感方向的分析/限定210的结果。所述方向分析可包括限定210风力涡轮10的敏感方向范围。敏感方向范围可包括一个方向或方向的范围，因此包括角区域。当风力涡轮10被从敏感方向范围内的方向传播的S波击中时，对风力涡轮10的任何结构的与地震产生的负载相关的影响比风力涡轮10将被来自不在敏感方向范围内的方向的相同S波击中时更关键。
因此，根据方向评估和比较步骤206，确定P波和/或预期S波的传播方向，包括例如通过比较206来确定所确定的传播方向是否在敏感方向范围内。
如果评估和比较步骤206造成否定评估(因此，所确定的传播方向不在敏感方向范围内)，则风力涡轮10的操作被改变为第一安全模式220。
例如，第一安全模式220可包括以第一量的降低的功率输出操作风力涡轮10，特别地，风力涡轮10的最大功率输出被限制为额定功率的70％。
然而，在方向评估和比较206得出肯定的结果(所确定的传播方向在敏感方向范围内)的情况下，风力涡轮10的第二安全模式222被激活。例如，第二安全模式222可包括以第二量的降低的功率操作风力涡轮10，特别地，风力涡轮10的最大功率输出被限制为额定功率的50％。这反映了以下事实：从在敏感方向范围内的方向撞击风力涡轮10的S波对风力涡轮10具有升高的与临界负载相关的影响。因此，通过降低风力涡轮10的最大功率输出，进一步降低操作负载。
当返回到将测量202的结果与阈值进行比较的步骤204时，根据实施例公开了第二阈值被确定并用于比较204。用于比较步骤204的第二阈值高于第一阈值。
如果超过第二阈值，则可类似于先前描述的那样考虑在敏感方向范围内的传播方向的评估和比较206的结果。
实际上，根据实施例，理解和比较206方向的步骤也可在P波的测量202的过程中或在另一合适活动的过程中发生。
如果方向的比较步骤206造成否定结果，则风力涡轮10可在附加的安全模式下和/或在第二安全模式222下操作。在后一种情况下，当超过第二阈值但方向不是关键的时，风力涡轮10的累积负载情形与如上面所描述的情形相当，其中仅超过第一阈值但方向的步骤206造成肯定结果。
另外，如果在比较步骤204中超过第二阈值并且方向比较206具有肯定的结果，则可激活第三安全模式224。特别地，第三安全模式224可具有进一步降低的功率输出，例如，最大功率输出被限制为额定功率的30％，优选地20％，并且特别地10％，更具体地0％。如果功率输出降低到0％，则风力涡轮10的发电机46可仍然连接到电网和/或风力涡轮10的转子18可空转(旋转而不从风中提取多余的能量，而是为了保持旋转)。降低到0％并保持连接到电网带来的益处是能够立即恢复能量产生和向电网中的供应。
根据实施例，比较步骤204可包括第三阈值，其中超过这样的阈值造成风力涡轮10的停机模式226。这意味着，根据P波的分析202，预期的S波将对风力涡轮10的负载具有如此关键的影响，以至于当预期的S波将撞击风力涡轮10时，与功率产生相关的任何负载将被降低或减小，以便具有增加的安全裕度。
总之，根据如图3中所描绘的方法200，可将检测到的P波的测量值和/或分析202与第一阈值、第二阈值和/或第三阈值进行比较，这将造成将风力涡轮10的操作改变为第一安全模式220、第二安全模式222或停机模式226。
任选地，P波(和因此还有S波)的传播方向可被分析和/或相对于确定210的敏感方向范围进行比较206。如果步骤206造成肯定的结果，则风力涡轮10分别在第二模式222而不是第一模式220下操作，在第三安全模式224而不是第二安全模式222下操作。
备选地或另外，如在步骤208中确定的预期S波的冲击时间可用于动态评估步骤212。该步骤212包括分析操作状态从正常操作到第一安全模式202、第二安全模式222、第三安全模式224和/或到停机模式226的改变是否需要大于直到预期S波的预期冲击的剩余时间的时间段。如果该评估是肯定的，因此预期S波在安全模式可建立并且起到降低负载的效果之前撞击风力涡轮10，则执行用于减小转子18的力矩和/或旋转速度的附加制动措施。
例如，如果在冲击之前剩余足够的时间，则可不执行主动制动240，因此，传动系64和/或转子18的机械和/或摩擦损失正在制动转子18。如果时间是临界的，则风力涡轮叶片22可被变桨，使得实现空气动力制动效果，和/或可进行机械制动步骤246，例如通过施加传动系64的摩擦制动器。通过实现一个或多个所述制动措施，可缩短改变风力涡轮10的操作状态的过渡时间。
根据图4，方法300包括检测到的P波的测量/评估步骤202和/或冲击时间的确定208。
随后，进行对风力涡轮10的目前和即将到来的负载情形进行负载评估304的步骤。例如，所述负载评估304可包括模拟306风力涡轮10的构件的相关负载值的步骤。负载评估的步骤304可包括P波的测量步骤202的所述测量值以及以下数据中的至少一个的至少测量和/或解释：当前和/或估计的功率输出320、当前和/或估计的风速222、当前和/或估计的风向223、转子叶片22的当前和/或估计的桨距角、转子18或发电机46的当前和/或估计的旋转速度或扭矩。
如果负载评估造成不超过针对负载值的预确定阈值的值，则风力涡轮10保持继续操作228。然而，如果超过第一负载阈值，则风力涡轮被置于具有降低的功率输出的负载安全模式302。
特别地，功率降低的量由迭代调节步骤330确定，其中执行模拟和/或估计风力涡轮10的构件的模拟负载值310的步骤308。在所述步骤330中，第一理论功率降低被假设并用于估计模拟负载值310。如果值310超过阈值，则假设新的、因此进一步降低的理论功率降低，并且确定另一个类似的负载值310。重复该过程，直到不再超过阈值，并且因此确定用于安全模式302的功率降低的量。
步骤310包括P波的测量步骤202的所述测量值以及以下数据中的至少一个的至少测量和/或解释：当前和/或估计的功率输出320、当前和/或估计的风速222、当前和/或估计的风向223、转子叶片22的当前和/或估计的桨距角、转子18或发电机46的当前和/或估计的旋转速度或扭矩。
类似于方法200，特别是步骤212，如果确定冲击时间的步骤208造成临界时间情形，则可应用制动措施。
本发明不限于上面描述的实施例和修改，并且可在其主旨内以多种形式实施，例如，与根据发明内容部分中描述的方面的技术特征对应的实施例和修改的技术特征可被如适当地替换或组合，以解决上面描述的问题中的一些或全部或获得上面描述的效果中的一些或全部，例如，其中方法300的模拟负载值的步骤310和/或后续步骤330也可应用于方法200中，例如以用于具体说明第一安全模式220、第二安全模式222和/或第三安全模式224的负载降低的量。
参考编号
1 系统
10 风力涡轮
11 顶端
12 塔架
13 支承端
14 地面支承装置
15 地面
16 机舱
18 转子
20 可旋转毂
22 转子叶片
24 叶片根部部分
26 负载转移区域
28 风向
30 旋转轴线
32 变桨系统
34 变桨轴线
36 风力涡轮控制器
38 偏航轴线
40 处理器
42 发电机
44 主轴
46 齿轮箱
47 扭矩臂
48 高速轴
50 联接器
52 主框架
54 脱离支承装置
56 偏航驱动机构
58 气象桅杆
60 前支承轴承
62 后支承轴承
64 传动系
66 变桨组件
68 变桨驱动系统
70 传感器
72 变桨轴承
74 变桨驱动马达
76 变桨驱动齿轮箱
78 变桨驱动小齿轮
80 变桨控制系统
84 功率发生器
86 空腔
88 内表面
90 外表面
100 检测设备
200 方法
202 测量
204 确定传播方向
206 比较
208 确定冲击时间
210 确定敏感方向范围
212 动态评估步骤
220 第一安全模式
222 第二安全模式
224 第三安全模式
226 停机模式
228 继续操作
240 无主动制动
242 主动空气动力制动
244 机械制动
300 方法
302 安全模式
304 进行负载评估
306 确定负载值
308 确定降低的功率输出
320 当前功率输出
322 风速
324 风向
326 桨距角
328 旋转速度
330 迭代调节步骤

Claims (15)

1.一种系统(1)，包括：
-风力涡轮(10)，其至少包括具有至少一个转子叶片(22)的转子(18)、用于可旋转地支承所述转子(18)的旋转支承装置以及具有支承端(13)和用于支承所述旋转支承装置的顶端(11)的塔架(12)，
-风力涡轮控制器(36)，其用于控制所述风力涡轮(10)，以及
-至少一个检测设备(100)，其连接到所述风力涡轮控制器(36)以用于信号传递，其中，所述检测设备(100)配置成检测和测量地震产生的P波，特别是测量具有从500Hz到0.00118Hz的频率的运动和/或。
2.根据权利要求1所述的系统(1)，其中，所述检测设备(100)布置在所述风力涡轮(10)的地面(15)上/中，和/或安装到所述支承端(13)，和/或其中，所述系统(1)进一步包括位于所述地面(15)上/中以用于支承所述支承端(13)的地面支承装置(14)，并且其中，所述检测设备(100)布置在所述地面支承装置(14)上/中。
3.根据权利要求2所述的系统(1)，其中，所述支承端(13)通过固定装置安装到所述地面支承装置(14)，所述固定装置特别地包括至少一个螺钉和至少一个螺母，并且其中，所述检测设备(100)直接安装到所述固定装置。
4.根据前述权利要求中的任一项所述的系统(1)，其中，所述检测设备(100)配置成确定检测到的所述P波的传播方向。
5.根据前述权利要求中的任一项所述的系统(1)，其中，所述检测设备(100)和/或所述风力涡轮控制器(36)配置成确定由引起测量的所述P波的同一地震产生的S波的冲击时间。
6.根据前述权利要求中的任一项所述的系统(1)，其中，所述旋转支承装置实施为机舱(16)，所述转子(18)由所述机舱(16)沿着基本上水平的旋转轴线(30)可旋转地支承，并且其中，所述机舱(16)围绕所述风力涡轮(10)的偏航轴线(38)可旋转地安装在所述顶端(11)上。
7.一种用于操作根据前述权利要求中的任一项所述的系统(1)的方法(200；300)，包括以下步骤：
-测量(202)地震产生的P波；
-将检测到的P波的测量值与第一阈值进行比较(204)；以及，
-如果所述测量值超过所述第一阈值，则将所述风力涡轮(10)的操作状态改变为具有第一降低的功率输出的第一安全模式(220)或改变为停机模式(226)。
8.根据权利要求7所述的方法(200；300)，其中，所述第一降低的功率输出取决于所述测量值的量值，特别地，其中，所述第一降低的功率输出随着所述测量值的增加而减小，优选地，其中，所述第一降低的功率输出由所述测量值的函数确定。
9.根据权利要求7或8所述的方法(200；300)，包括以下步骤：
-确定检测到的所述P波的传播方向(204)；
-确定所述风力涡轮的敏感方向范围(210)；
-将所述传播方向与所述敏感方向范围进行比较(206)；以及，
如果所述传播方向位于所述敏感方向范围内，并且
如果所述测量值超过所述第一阈值，
-将所述风力涡轮的所述操作状态改变为具有第二降低的功率输出的第二安全模式(222)或改变为停机模式(226)，其中，所述第二降低的功率输出小于所述第一降低的功率输出。
10.根据前述权利要求7至9中的任一项所述的方法(200；300)，包括以下步骤：
-对施加在所述风力涡轮(10)的结构上的负载进行负载评估，所述负载包括检测到的P波的所述测量值和所述风力涡轮(10)的当前和/或估计的操作负载，特别是使用所述风力涡轮控制器(36)进行所述负载评估；以及，
-如果所述负载评估造成临界负载情形的限定，则将所述风力涡轮的所述操作状态改变为具有降低的功率输出的负载安全模式(302)或改变为停机模式(226)。
11.根据前述权利要求7至10中的任一项所述的方法(300)，包括以下步骤：
-通过特别地在进行所述负载评估的过程中至少基于下者进行施加在所述风力涡轮(10)的结构上的负载的估计、特别是模拟(306)，确定所述风力涡轮(10)的构件的确定的负载值：
所述风力涡轮(10)的当前和/或估计的操作值，特别是基于功率输出、测量的和/或估计的风速(322)和/或风向(324)、所述风力涡轮(10)的变桨系统(32)的桨距角(326)、和/或所述风力涡轮(10)的所述转子(18)和/或功率发生器(84)的旋转速度，以及
检测到的P波的所述测量值。
12.根据权利要求11所述的方法(300)，包括以下步骤：
-将所述确定的负载值与负载阈值进行比较；以及，
-如果所述确定的负载值超过所述负载阈值，则将所述风力涡轮的所述操作状态改变为具有降低的功率输出的负载安全模式(302)或改变为停机模式(226)。
13.根据权利要求12所述的方法(300)，包括以下步骤：
-通过至少基于下者进行估计(310)、特别是模拟来确定(308)所述降低的功率输出：
将施加在所述风力涡轮(10)的结构上的期望的最大负载，
将确定的所述降低的功率输出，
所述风力涡轮(10)的当前和/或估计的操作值，特别是测量的和/或估计的风速(322)和/或风向(324)、所述风力涡轮(10)的变桨系统(32)的当前或期望的桨距角(326)、和/或所述风力涡轮(10)的所述转子(18)和/或功率发生器(84)的当前或期望的旋转速度(328)，以及
检测到的P波的所述测量值。
14.根据权利要求12或13所述的方法(200；300)，其中，所述降低的功率输出的量值取决于所述确定的负载值的量值，特别地，其中，降低的功率输出随着所述确定的负载值的增加而减小，优选地，其中，所述量值是负载的估计或所述确定的负载值的函数。
15.根据前述权利要求7至14中的任一项所述的方法(200；300)，包括以下步骤：
-确定由引起测量的所述P波的同一地震产生的S波的冲击时间(208)；以及
-确定在不执行主动制动措施(242,244)的情况下将所述风力涡轮(10)的操作从当前操作状态改变为安全模式(220,222,224,302)或停机模式(226)所需的改变时间；以及，
-如果所述冲击时间短于所述改变时间，则对所述转子(18)应用主动制动措施(242,244)。
CN202080103012.0A 2020-07-13 2020-07-13 包括风力涡轮的系统和用于操作该系统的方法 Pending CN115867829A (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/EP2020/069798 WO2022012739A1 (en) 2020-07-13 2020-07-13 System comprising a wind turbine and method for operating the system

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN115867829A true CN115867829A (zh) 2023-03-28

Family

ID=71661842

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202080103012.0A Pending CN115867829A (zh) 2020-07-13 2020-07-13 包括风力涡轮的系统和用于操作该系统的方法

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20230250802A1 (zh)
EP (1) EP4179362B1 (zh)
CN (1) CN115867829A (zh)
WO (1) WO2022012739A1 (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4257821A1 (en) 2022-04-08 2023-10-11 Siemens Gamesa Renewable Energy A/S Reducing seismic loads that act on a wind turbine

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6873265B2 (en) * 2001-09-14 2005-03-29 Quakefinder Llc Satellite and ground system for detection and forecasting of earthquakes
US20090303070A1 (en) * 2008-06-10 2009-12-10 Jie Zhang Distributed Decision Making Area Earthquake Warning System
DK2143936T3 (en) * 2008-07-07 2016-03-21 Siemens Ag Wind turbine comprising a main bearing, and method for the replacement of the main bearing
US9285504B2 (en) * 2008-11-13 2016-03-15 Saint Louis University Apparatus and method for providing environmental predictive indicators to emergency response managers
WO2010083835A2 (en) * 2009-01-26 2010-07-29 Vestas Wind Systems A/S Wind turbine with warning system
US20120280823A1 (en) * 2009-12-21 2012-11-08 Yuanjie Yang System and method for detecting and warning against a disaster
AU2010276473B2 (en) * 2010-05-26 2012-11-29 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Device and method for controlling wind turbine
US20110138706A1 (en) * 2010-08-13 2011-06-16 Stefan Voss Wind turbine anchor element
CN102289914A (zh) * 2011-06-16 2011-12-21 无锡同春新能源科技有限公司 风力发电系统向位移传感器供电的地震预报仪
JP5914919B2 (ja) * 2011-10-20 2016-05-11 有限会社フジカ 風力発電設備の設置用構造
US9558644B2 (en) * 2013-03-15 2017-01-31 Vivint, Inc. Security system with earthquake detection
US10296981B2 (en) * 2016-09-14 2019-05-21 Swiss Reinsurance Company Ltd. Method and system for automated location-dependent recognition of storm risks and exposure-based parametric risk-transfer
DE102018132413A1 (de) * 2018-12-17 2020-06-18 Wobben Properties Gmbh Verfahren zum Erfassen unterschiedlicher Schwingungen einer Windenergieanlage

Also Published As

Publication number Publication date
US20230250802A1 (en) 2023-08-10
EP4179362B1 (en) 2024-07-03
WO2022012739A1 (en) 2022-01-20
EP4179362A1 (en) 2023-05-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1907695B1 (en) Wind flow estimation and tracking using tower dynamics
EP2469083B1 (en) Offshore wind turbine and method of operating same
EP2167814B1 (en) Control of rotor during a stop process of a wind turbine
US7160083B2 (en) Method and apparatus for wind turbine rotor load control
EP3015705B1 (en) System and method for adaptive rotor imbalance control
EP1646786B1 (en) Method and apparatus for wind turbine rotor load control based on shaft radial displacement
US10018177B2 (en) Control system and method for mitigating rotor imbalance on a wind turbine
US7317260B2 (en) Wind flow estimation and tracking using tower dynamics
CN101092931B (zh) 用于平衡转子的方法和装置
EP3597907A1 (en) System and method for controlling thrust and/or tower loads of a wind turbine
ES2923904T3 (es) Método y sistema para determinar la torsión dinámica de una pala de turbina eólica
US20120133134A1 (en) Method and apparatus for damping vibrations in a wind energy system
DK178811B1 (en) Methods and systems for reducing amplitude modulation in wind turbines
EP2295794A2 (en) Wind turbine as wind-direction sensor
CN211258896U (zh) 一种风力发电机塔筒状态监测控制系统
CN115867829A (zh) 包括风力涡轮的系统和用于操作该系统的方法
EP4174312A1 (en) Yawing a wind turbine during idling
US20240229764A9 (en) Protection of wind turbine components during yawing
SE545911C2 (en) A wind turbine, a measurement system for a wind turbine system and method for providing measurement data
KR20080039910A (ko) 타워 역학을 이용한 윈드 플로우 평가 및 추적

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