JP2016530429A - タービンの流体速度場測定 - Google Patents
タービンの流体速度場測定 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2016530429A JP2016530429A JP2016522855A JP2016522855A JP2016530429A JP 2016530429 A JP2016530429 A JP 2016530429A JP 2016522855 A JP2016522855 A JP 2016522855A JP 2016522855 A JP2016522855 A JP 2016522855A JP 2016530429 A JP2016530429 A JP 2016530429A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- turbine
- blade
- wind
- rotor
- measurement
- 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
Links
- 238000005259 measurement Methods 0.000 title claims abstract description 162
- 239000012530 fluid Substances 0.000 title claims description 75
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 28
- 239000013598 vector Substances 0.000 claims description 12
- 238000004590 computer program Methods 0.000 claims description 9
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims description 9
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 9
- 230000006870 function Effects 0.000 claims description 7
- 238000005070 sampling Methods 0.000 claims description 7
- 238000005452 bending Methods 0.000 claims description 6
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 6
- 238000012937 correction Methods 0.000 claims description 6
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 5
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 5
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 claims description 4
- 238000013507 mapping Methods 0.000 claims description 4
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 claims description 4
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 claims description 3
- 238000012512 characterization method Methods 0.000 claims description 3
- 238000010801 machine learning Methods 0.000 claims description 3
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 claims description 2
- 239000007767 bonding agent Substances 0.000 claims description 2
- SDIXRDNYIMOKSG-UHFFFAOYSA-L disodium methyl arsenate Chemical compound [Na+].[Na+].C[As]([O-])([O-])=O SDIXRDNYIMOKSG-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 2
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 claims description 2
- ZZUFCTLCJUWOSV-UHFFFAOYSA-N furosemide Chemical compound C1=C(Cl)C(S(=O)(=O)N)=CC(C(O)=O)=C1NCC1=CC=CO1 ZZUFCTLCJUWOSV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 230000010287 polarization Effects 0.000 claims description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 14
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 6
- 238000012935 Averaging Methods 0.000 description 5
- 239000000443 aerosol Substances 0.000 description 5
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 4
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 3
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 3
- 230000001154 acute effect Effects 0.000 description 2
- 238000013480 data collection Methods 0.000 description 2
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 2
- 230000004224 protection Effects 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 2
- 230000000454 anti-cipatory effect Effects 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 238000003491 array Methods 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 238000001739 density measurement Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 230000005670 electromagnetic radiation Effects 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 238000007667 floating Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 description 1
- 238000000275 quality assurance Methods 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
- 238000000844 transformation Methods 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- 238000000827 velocimetry Methods 0.000 description 1
- 201000009482 yaws Diseases 0.000 description 1
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
- F03D1/00—Wind motors with rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor
- F03D1/06—Rotors
- F03D1/065—Rotors characterised by their construction elements
- F03D1/0675—Rotors characterised by their construction elements of the blades
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
- G01P3/00—Measuring linear or angular speed; Measuring differences of linear or angular speeds
- G01P3/36—Devices characterised by the use of optical means, e.g. using infrared, visible, or ultraviolet light
-
- 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
- F03D1/00—Wind motors with rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor
- F03D1/06—Rotors
- F03D1/065—Rotors characterised by their construction elements
- F03D1/0691—Rotors characterised by their construction elements of the hub
-
- 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
- F03D17/00—Monitoring or testing of wind motors, e.g. diagnostics
-
- 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
- F03D7/0204—Controlling wind motors the wind motors having rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor for orientation in relation to wind direction
-
- 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
-
- 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
- F03D80/00—Details, components or accessories not provided for in groups F03D1/00 - F03D17/00
- F03D80/80—Arrangement of components within nacelles or towers
- F03D80/82—Arrangement of components within nacelles or towers of electrical components
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
- G01P5/00—Measuring speed of fluids, e.g. of air stream; Measuring speed of bodies relative to fluids, e.g. of ship, of aircraft
- G01P5/24—Measuring speed of fluids, e.g. of air stream; Measuring speed of bodies relative to fluids, e.g. of ship, of aircraft by measuring the direct influence of the streaming fluid on the properties of a detecting acoustical wave
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
- G01P5/00—Measuring speed of fluids, e.g. of air stream; Measuring speed of bodies relative to fluids, e.g. of ship, of aircraft
- G01P5/26—Measuring speed of fluids, e.g. of air stream; Measuring speed of bodies relative to fluids, e.g. of ship, of aircraft by measuring the direct influence of the streaming fluid on the properties of a detecting optical wave
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S17/00—Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
- G01S17/02—Systems using the reflection of electromagnetic waves other than radio waves
- G01S17/50—Systems of measurement based on relative movement of target
- G01S17/58—Velocity or trajectory determination systems; Sense-of-movement determination systems
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S17/00—Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
- G01S17/88—Lidar systems specially adapted for specific applications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S17/00—Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
- G01S17/88—Lidar systems specially adapted for specific applications
- G01S17/95—Lidar systems specially adapted for specific applications for meteorological use
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
- G01S7/48—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S17/00
-
- 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
- F05B2270/80—Devices generating input signals, e.g. transducers, sensors, cameras or strain gauges
- F05B2270/804—Optical devices
-
- 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
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A90/00—Technologies having an indirect contribution to adaptation to climate change
- Y02A90/10—Information and communication technologies [ICT] supporting adaptation to climate change, e.g. for weather forecasting or climate simulation
-
- 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
-
- 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
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Wind Motors (AREA)
- Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
- Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)
- Indicating Or Recording The Presence, Absence, Or Direction Of Movement (AREA)
Abstract
Description
Claims (71)
- タービン上に搭載され、かつ、ビーム源からのビームが測定点で交差するように配置される複数のビーム源と、
反射した、または散乱したビームのドップラーシフトを測定する1つ以上のレシーバーと、
前記測定したドップラーシフトに基づいて前記測定点における流体速度を決定するためのプロセッサーと
を有する測定システム。 - 前記測定点は、前記タービンを動かす流体の流れ方向に対して前記タービンの上流にある、請求項1に記載のシステム。
- 測定されたドップラー速度に補正因子を適用して前記流体中に同伴した粒子の速度と流体速度における違いを示すいずれかの既知の統計的関係を考慮する、請求項1または請求項2に記載のシステム。
- 前記タービンは、風力タービンである、請求項1から3のいずれか1項に記載のシステム。
- 前記風力タービンは、水平軸風力タービンである、請求項4に記載のシステム。
- 1つ以上のビーム源は、ナセルハウジングの上または内部に搭載される、請求項5に記載のシステム。
- 1つ以上のビーム源が、前記ナセルハウジングから延びる固定枠の上または内部に搭載される、請求項6に記載のシステム。
- ナセルのヨー角およびタワー/ナセルの曲げが、ビーム指向の精度のためおよび/または前記レシーバーにより取得された測定値の較正のために考慮される、請求項5から7のいずれかに記載のシステム。
- 1つ以上のビーム源が、ロータハブの上または内部に搭載される、請求項5から8のいずれかに記載のシステム。
- 1つ以上のビーム源が、前記ロータハブから延びる固定枠の上または内部に搭載される、請求項9に記載のシステム。
- 前記固定枠は、前記ハブから延びてブレード羽軸を取り囲むシュラウドを含む、請求項10に記載のシステム。
- ロータ回転角は、ビーム指向の精度のため考慮される、請求項5から11のいずれかのシステム。
- 1つ以上のビーム源が、1つ以上のロータブレードの上または内部に搭載される、請求項5から12のいずれかに記載のシステム。
- 前記ビーム源は、吊りひも、ボルト、固定継ぎ手、磁気固定具または接合剤の手段によって前記ブレードに対して搭載される、請求項13に記載のシステム。
- 1つ以上のビーム源が、1つ以上のロータブレードから延びる固定枠の上または内部に搭載される、請求項13または請求項14に記載のシステム。
- 前記風力タービンは、第2の非ピッチングなブレード拡張部上に搭載される第1のピッチング部と、前記ロータハブの半径範囲より大きい主回転子軸からの半径に前記第2の非ピッチングなブレード拡張部に搭載される1つ以上のビーム源とを含むロータブレードを用いる、請求項5から15に記載のシステム。
- 前記ロータブレードは、独立してピッチングする部分を複数含む、請求項16に記載のシステム。
- 前記ロータブレードは、ピッチングを行わない中心部に近い部分を含む、請求項5から17に記載のいずれかのシステム。
- ブレードのピッチング変動は、ビーム指向の精度が考慮される、請求項5から18に記載のいずれかのシステム。
- 複数の同一箇所に配置されたビーム源とレシーバーとのペアが設けられる、請求項1から19のいずれか1項に記載のシステム。
- 前記タービンから間隔をあけた1つ以上の固定配置ビーム源をさらに含む、請求項1から20のいずれか1項に記載のシステム。
- ビーム源が、複数のタービンに設けられ、それらのビームが前記測定点において収束するまたは交差するように、独立して向けられるそれらのビームを有する、請求項1から21のいずれか1項に記載のシステム。
- 無人航空機などの遠隔操作輸送手段に配置された1つ以上のビーム源をさらに含む、請求項1から22のいずれか1項に記載のシステム。
- 前記システムは、前記ロータブレードの通過経路、ナセルまたはタワーが横切ることのない特定の位置におけるサンプルを提供することにそれら自体を最適に与えるような特定のビームを選択するよう配置される前記ビーム源の制御システムを含み、それによって、中断されない測定を可能にし、かつ、ビームが他の測定位置に向けて同時に用いられることができるようにあらゆる他のビームを自由にする、請求項5から23のいずれかに記載のシステム。
- 前記ビームのスキャン方法を、ロータが回転する場合には、ビームスキャンのためのロータブレードの回転を用いるが、ロータが回転をやめる場合には、他の測定モードに切り替えられるよう考慮して、タービンの動作状態に従って変更することができる、請求項24に記載のシステム。
- 制御されて前記測定点を変更することが可能なビーム指向手段を含む、請求項1から25のいずれか1項に記載のシステム。
- センサー入力情報およびビーム源の相対位置の計算結果、構成要素の方位および配列情報、地理上の相対位置および速度、ロータおよびブレードピッチ参照系、ヨー角、ロータ角、ブレードピッチ角、ロータ速度、風速および/または風向、のうちの1つ以上に基づいて、個別なビーム指向または散乱システムに対して必要な信号を提供する制御システムを含む、請求項26に記載のシステム。
- ビーム源またはビーム源窓は、前記風力タービンのナセル、ロータハブ、ブレードまたは他の構成要素から最小限に突き出るか、範囲内に成形されるか、または範囲内に含まれる、請求項1から27のいずれか1項に記載のシステム。
- 前記ビーム源は、前記流体速度場の空間的変動を示すデータサンプルまたはその特徴付けを提供するために、連続するサンプリング点または測定点で流体速度場を測定するように配置される、請求項1から28のいずれか1項に記載のシステム。
- 乱流強度場、水平軸もしくは垂直軸流体の順転場(veer field)、水平軸もしくは垂直軸流体のずれ場(shear field)、傾斜角場、水平、側方もしくは垂直の流体成分場、突風またはあらゆる他の特徴をもつ流体速度場の観点から、前記流体速度場を特徴付けるために、交差するビームを用いる連続するドップラー速度の測定は、空間的および/または一時的に分離されて、結合される、請求項29に記載のシステム。
- 前記測定は分析されて、流体密度値を導く、請求項30に記載のシステム。
- 連続速度測定は、流体内で作動するタービンの制御システムにより用いられる流体加速度場の測定を可能にする、流体加速度測定、またはベクトル変異の高次時間導関数をもたらすために用いられる、請求項29から31のいずれかに記載のシステム。
- 前記測定点は、タービンアクチュエーションシステムが、タービン構成要素を任意の量だけ移動させるためにかかる時間の量に基づいて決定される少なくとも最小限の距離だけ前記タービンロータ平面から離れて配置されるものであって、前記最小源の距離は、前記測定された流体速度に基づいて動力学的に調節される、請求項1から32のいずれか1項に記載のシステム。
- 集められた情報は、改善または悪化した動きの状態を特定するために、流体の範囲内でまたは流体上で作動するタービンまたは装置における識別上の分析のために用いられる、請求項1から33のいずれか1項に記載のシステム。
- 流体速度測定は、タービン構成要素の状態における変化を識別することを補助するため、または、変化した構成要素の状態による信号から異常な流体の状態によって生じた状態監視信号を区別するための状態監視設備等の他の計器を組み合わせて用いる、請求項1から34のいずれか1項に記載のシステム。
- 速度測定データは、前記タービン上に搭載された計器により行われる局所流体速度または局所流体方向測定に対して取って代わる、代替する、または増強する、他の流体速度または流体方向測定をもたらすために、タービン制御システムに対して提供される、請求項1から35のいずれか1項に記載のシステム。
- 制御システムは前記速度測定データと、風力タービン動作データ、風車性能データ、風況データ、ノイズデータ、状態監視データ、振動データ、ブレード曲げモーメントデータまたはタワー曲げモーメントデータのうちの1つ以上を集める追加センサーからの入力とを組み合わせるよう配置される、請求項4から36のいずれかに記載のシステム。
- 前記制御システムは、変化したタービン制御パラメーターを計算するおよび動かすために利用可能なデータを用いる、請求項37に記載のシステム。
- 複数のビーム源は、空間的にまたは時間的に分離したドップラー成分測定値を区別するために、異なる振動数、パルス繰り返し周波数で、または異なる偏波特性をもって伝達する、請求項1から38のいずれか1項に記載のシステム。
- 任意のビーム振動数またはパルス繰り返し周波数はチャープされるかもしくは別の方法で時間的に変更される、または、検出されたドップラー戻り(Doppler return)が区別可能であるように、前記パルス間隔および/またはパルス長が制御される、請求項1から39のいずれか1項に記載のシステム。
- 速度測定データを用いて、風速場マッピングを提供し、それは、グリッド(grid)管理目的のため、またはエネルギー貯蔵制御目的のため、またはウィンドファーム出力を他の発電機の出力と組み合わせるコジェネレーション管理のため、ウィンドファームの出力を予測するために用いることができ、電力供給網管理またはエネルギー取引目的のために正確な電力予測/予報をもたらすものであることが可能なものの1つである、請求項1から40のいずれか1項に記載のシステム。
- 速度測定データを用いて、風力タービンロータシャフトが水圧ポンプまたはコンプレッサーを駆動するものである風力ポンプのための風速場マッピングを提供する、請求項1から41のいずれか1項に記載のシステム。
- 前記タービンは、環状、円筒状、円錐状または漏斗形状のハウジング内に備えられる、請求項1から42のいずれか1項に記載のシステム。
- 前記ハウジングまたはその搭載構造は、1つ以上のビーム源を含む、請求項43に記載のシステム。
- 前記タービンに搭載される較正センサーを含むものであって、前記ビーム源は、前記ビームが前記センサーの位置の方へ良好に向けられるかを確認するために、試験目的で前記較正センサーに狙いを定めるように選択的に向けられまたは指向されるように配置され、それによって通常前記ビーム指向が正確に機能するという証拠を提供する、請求項1から44のいずれか1項に記載のシステム。
- 少なくとも3つの他のビーム源から出射されるビームとともにそのビームが交差するように向けられるものである、流体速度測定に必要としないさらに冗長なビーム源と、そのさらに冗長なドップラー測定で、前記さらに冗長なビームの向きにおける測定された速度ベクトル成分の計算によって較正するために用いられるような前記少なくとも3つの他のビーム源からの速度測定とを含む、請求項1から45のいずれか1項に記載のシステム。
- 決定された相対風速ベクトルに基づいて個々の風力タービンブレードに沿った異なる点における物理量を予測するまたは推定する手段を含む、請求項4から46のいずれかに記載のシステム。
- 前記物理量は、ブレード方向の長さの関数としての空気力学の迎え角、ブレード方向の長さの関数としての揚力または抗力係数、前記ブレード方向の異なる位置における単位長あたりのトルクのうちの1つ以上を含む、請求項47のシステム。
- 物理量を予測するまたは推定する前記手段は、ブレード形状断面およびブレードセンサーデータまたはブレード成分データを考慮して予測または推定を行う、請求項47または請求項48に記載のシステム。
- 前記ブレードセンサーデータは、ブレード形状変形センサーデータを含む、請求項49に記載のシステム。
- 前記ブレード成分データは、ブレードフラップアクチュエーターデータを含む、請求項49に記載のシステム。
- 活動ブレード面、ブレードフラップまたはブレードピッチ制御装置は、予測されたまたは推定された物理的応力により調節される、請求項47から51のいずれかに記載のシステム。
- 前記予測されたまたは推定された物理的応力は、状態監視システムと組み合わせる、または、併用する、請求項47から52のいずれかに記載のシステム。
- ロータ平均風速は、ロータ領域周辺で収集された風速サンプルの組み合わせによって測定される、請求項4から53のいずれかに記載のシステム。
- 風速測定を用いて、風力タービンの傾斜または傾き制御を変更する、請求項4から54のいずれかに記載のシステム。
- 前記風力タービンの軸配向は、非水平風速を変更することを考慮するために調節されるものであって、より好ましくは、タワーに対するブレード衝突のリスクを避けるような安全限界範囲内で行う、請求項4から55に記載のシステム。
- ロータハブは、実質的な水平軸風力タービンのタワーから、風の状態と適合する、より大きな回転軸の傾き変化を可能にする方へ動く、請求項5から56のいずれかに記載のシステム。
- カウンタウェイトが前記ナセルの背面に与えられ、前記動いたロータハブの釣り合いをとる、請求項57に記載のシステム。
- 前記風力タービンは、垂直軸風力タービンである、請求項1から4のいずれかに記載のシステム。
- 前記タービンは、水力タービン、潮力タービンまたはガスタービンである、請求項1から4のいずれかに記載のシステム。
- 前記ビーム源およびレシーバーは、LIDARビーム源およびレシーバーを含む、請求項1から60のいずれか1項に記載のシステム。
- 前記ビーム源およびレシーバーは、RADARビーム源およびレシーバーを含む、請求項1から61のいずれか1項に記載のシステム。
- 前記ビーム源およびレシーバーは、SODARビーム源およびレシーバーを含む、請求項1から62のいずれか1項に記載のシステム。
- 前記ビーム源およびレシーバーは、SONARビーム源およびレシーバーを含む、請求項1から63のいずれか1項に記載のシステム。
- タービンに適合することが可能な機械学習コンポーネントまたは履歴作動データによるタービン制御システムの作動を含む、請求項1から64のいずれか1項に記載のシステム。
- ビーム源からのビームが測定点で交差するような、タービン上の複数のビーム源からビームを発することと、
反射された、または、散乱されたビームのドップラーシフトを受信することと、
前記測定されたドップラーシフトに基づいて前記測定点で流体の速度を決定することと
を含む、測定方法。 - 請求項1から65のいずれかのシステムを提供するまたは実行するための処理を行うことを含む、請求項66に記載の方法。
- 請求項1から65に記載のいずれかのシステム、または請求項66もしくは67に記載の方法を実行するためのコンピュータープログラム製品。
- ビーム源の指向の制御システムのための指示を含む、請求項68に記載のコンピュータープログラム製品。
- 速度計測測定からの入力を受信し、計算を行い、タービン構成要素を制御するためのコマンド信号を提供するためのタービン制御システムへの指示を含む、請求項68に記載のコンピュータープログラム製品。
- 速度測定システムの出力の解析および予測ならびに測定をするための様々な計算の実行のための指示を含む、請求項68に記載のコンピュータープログラム製品。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
GB1311711.4 | 2013-06-30 | ||
GB1311711.4A GB2515578A (en) | 2013-06-30 | 2013-06-30 | Wind Turbine Nacelle Based Doppler Velocimetry Method and Apparatus |
PCT/GB2014/051770 WO2015001301A1 (en) | 2013-06-30 | 2014-06-09 | Turbine fluid velocity field measurement |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2016530429A true JP2016530429A (ja) | 2016-09-29 |
JP2016530429A5 JP2016530429A5 (ja) | 2019-02-07 |
JP6625052B2 JP6625052B2 (ja) | 2019-12-25 |
Family
ID=48999286
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2016522855A Active JP6625052B2 (ja) | 2013-06-30 | 2014-06-09 | タービンの流体速度場測定 |
Country Status (9)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US10436174B2 (ja) |
EP (1) | EP3017320B1 (ja) |
JP (1) | JP6625052B2 (ja) |
KR (1) | KR102220996B1 (ja) |
CN (1) | CN105452899B (ja) |
BR (1) | BR112015031591B1 (ja) |
CA (1) | CA2916479C (ja) |
GB (2) | GB2515578A (ja) |
WO (1) | WO2015001301A1 (ja) |
Families Citing this family (30)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20160160839A1 (en) * | 2014-12-09 | 2016-06-09 | State Grid Corporation Of China | Method for controlling inertia response of variable-speed wind turbine generator |
CN104948384B (zh) * | 2015-06-16 | 2019-01-29 | 新疆金风科技股份有限公司 | 风力发电机组偏航角度校准方法和系统 |
DE102015009704A1 (de) | 2015-07-30 | 2017-02-02 | Senvion Gmbh | Steuerung und Steuerungsverfahren für eine Windenergieanlage |
GB2542343A (en) * | 2015-09-13 | 2017-03-22 | Cosmo Holtom Theodore | Wind vector field measurement system |
DE102015121703A1 (de) * | 2015-12-14 | 2017-06-14 | Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule (Rwth) Aachen | Fluggerät zum Erfassen des Windvektors |
CN105673328B (zh) * | 2016-02-18 | 2018-10-09 | 呼和浩特市博洋可再生能源有限责任公司 | 一种用于风力发电的采用脉宽检测技术的新型发电系统 |
DK179018B1 (en) | 2016-03-14 | 2017-08-21 | Ventus Eng Gmbh | Method of condition monitoring one or more wind turbines and parts thereof and performing instant alarm when needed |
GB2548899A (en) * | 2016-04-01 | 2017-10-04 | Wind Farm Analytics Ltd | Fluid measurement system for buildings and vehicles |
CN109937299B (zh) * | 2016-10-20 | 2021-05-11 | 西门子歌美飒可再生能源公司 | 用于风力涡轮机的风数据检测系统和方法 |
DE102017106226A1 (de) * | 2017-03-22 | 2018-09-27 | Metek Meteorologische Messtechnik Gmbh | LIDAR-Messeinrichtung |
US20210408790A1 (en) * | 2017-04-26 | 2021-12-30 | Mitsubishi Electric Corporation | Ai system, laser radar system and wind farm control system |
US10451039B2 (en) | 2017-06-09 | 2019-10-22 | General Electric Company | System and method for reducing wind turbine noise during high wind speed conditions |
FR3068139B1 (fr) * | 2017-06-21 | 2019-12-20 | IFP Energies Nouvelles | Procede d'acquisition et de modelisation par un capteur lidar d'un champ de vent incident |
US20190003455A1 (en) * | 2017-06-29 | 2019-01-03 | Siemens Aktiengesellschaft | Method and arrangement for detecting a shadow condition of a wind turbine |
KR101822647B1 (ko) * | 2017-07-05 | 2018-01-26 | 한국항공우주연구원 | 회전하는 3차원 초음파 풍속계 및 이를 이용한 3차원 풍속 측정 방법 |
US11994852B2 (en) * | 2017-11-23 | 2024-05-28 | Siemens Aktiengesellschaft | Method, controller, and computer product for reducing oscillations in a technical system |
CN108087204B (zh) * | 2017-12-08 | 2020-05-12 | 北京金风科创风电设备有限公司 | 风力发电机组的吊装对正系统及方法 |
DE102018001172A1 (de) * | 2018-02-15 | 2019-08-22 | Universität Stuttgart | Regelungssystem zur Regelung einer Turbine, Verfahren zur Regelung einer Turbine und Windturbine |
DE102018001270A1 (de) * | 2018-02-19 | 2019-08-22 | Senvion Gmbh | Verfahren und System zur Kalibrierung eines Anemotropometers |
DE102018001269A1 (de) * | 2018-02-19 | 2019-08-22 | Senvion Gmbh | Verfahren und System zum Ermitteln einer Ausrichtungskorrekturfunktion |
EP3767340B1 (en) | 2018-04-26 | 2023-07-05 | Mitsubishi Electric Corporation | Laser radar device, wind power generator, and wind measurement method |
EP3810920A1 (en) | 2018-06-21 | 2021-04-28 | Vestas Wind Systems A/S | A wind turbine blade, a method of controlling a wind turbine, a control system, and a wind turbine |
DE102018008391A1 (de) * | 2018-10-25 | 2020-04-30 | Senvion Gmbh | Steuerung einer Windenegaieanlage |
EP3751360A1 (en) * | 2019-06-11 | 2020-12-16 | Siemens Gamesa Renewable Energy A/S | Method for computer-implemented determination of a drag coefficient of a wind turbine |
CN113048025B (zh) * | 2019-12-27 | 2022-11-29 | 新疆金风科技股份有限公司 | 风力发电机组的状态监测系统和方法 |
CN111208526B (zh) * | 2020-01-17 | 2022-07-08 | 西北工业大学 | 基于激光雷达与定位向量匹配的多无人机协同定位方法 |
GB2603774A (en) * | 2021-02-11 | 2022-08-17 | Wind Farm Analytics Ltd | A Turbine Provided with Data for Parameter Improvement |
CN114942119B (zh) * | 2022-04-21 | 2023-10-03 | 北京理工大学 | 高温高速旋转叶轮机械瞬态流场测试系统 |
CN115327214A (zh) * | 2022-10-13 | 2022-11-11 | 国网山东省电力公司高密市供电公司 | 一种高压设备带电指示装置及高压设备带电判断方法 |
CN116517791B (zh) * | 2023-05-30 | 2024-02-02 | 中电投新疆能源化工集团哈密有限公司 | 基于激光测风雷达的多环境适用风速综合监控系统及方法 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006518839A (ja) * | 2003-02-26 | 2006-08-17 | テレ−アイピー リミテッド | 改善されたソーダーよる下層大気の観測 |
JP2009300425A (ja) * | 2008-06-12 | 2009-12-24 | Ophir Corp | 光学的空気データシステムおよび方法 |
US20120274937A1 (en) * | 2009-04-21 | 2012-11-01 | Michigan Aerospace Corporation | Light processing system and method |
Family Cites Families (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB1341841A (en) | 1970-01-09 | 1973-12-25 | Fielden Electronics Ltd | Particle size analysis |
JP4102278B2 (ja) * | 2003-03-19 | 2008-06-18 | 三菱電機株式会社 | 風力発電システム |
JP2005049204A (ja) | 2003-07-28 | 2005-02-24 | Michimasa Kono | 流体の流速測定方法 |
NL2002476C2 (en) * | 2009-02-02 | 2010-08-03 | Univ Delft Tech | WIND TURBINE. |
GB2477529A (en) * | 2010-02-04 | 2011-08-10 | Vestas Wind Sys As | A wind turbine optical wind sensor for determining wind speed and direction |
CA2788799A1 (en) * | 2010-02-05 | 2011-08-11 | Catch the Wind, Inc. | High-density wind velocity data collection for wind turbine |
US8202049B2 (en) * | 2010-08-31 | 2012-06-19 | Catch the Wind, Inc. | Independent blade pitch control |
US9217415B2 (en) * | 2011-10-14 | 2015-12-22 | Vestas Wind Systems A/S | Estimation of wind properties using a light detection and ranging device |
US8908160B2 (en) * | 2011-12-23 | 2014-12-09 | Optical Air Data Systems, Llc | Optical air data system suite of sensors |
JP5984791B2 (ja) * | 2013-12-20 | 2016-09-06 | 三菱重工業株式会社 | 風力発電装置のモニタリングシステム及びモニタリング方法 |
-
2013
- 2013-06-30 GB GB1311711.4A patent/GB2515578A/en not_active Withdrawn
-
2014
- 2014-06-09 WO PCT/GB2014/051770 patent/WO2015001301A1/en active Application Filing
- 2014-06-09 KR KR1020167002753A patent/KR102220996B1/ko active IP Right Grant
- 2014-06-09 BR BR112015031591-7A patent/BR112015031591B1/pt active IP Right Grant
- 2014-06-09 CA CA2916479A patent/CA2916479C/en active Active
- 2014-06-09 US US14/901,664 patent/US10436174B2/en active Active
- 2014-06-09 JP JP2016522855A patent/JP6625052B2/ja active Active
- 2014-06-09 GB GB1508184.7A patent/GB2522581B/en active Active
- 2014-06-09 CN CN201480035758.7A patent/CN105452899B/zh active Active
- 2014-06-09 EP EP14732600.3A patent/EP3017320B1/en active Active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006518839A (ja) * | 2003-02-26 | 2006-08-17 | テレ−アイピー リミテッド | 改善されたソーダーよる下層大気の観測 |
JP2009300425A (ja) * | 2008-06-12 | 2009-12-24 | Ophir Corp | 光学的空気データシステムおよび方法 |
US20120274937A1 (en) * | 2009-04-21 | 2012-11-01 | Michigan Aerospace Corporation | Light processing system and method |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP6625052B2 (ja) | 2019-12-25 |
BR112015031591B1 (pt) | 2022-10-11 |
CN105452899A (zh) | 2016-03-30 |
GB201508184D0 (en) | 2015-06-24 |
KR20160027144A (ko) | 2016-03-09 |
EP3017320B1 (en) | 2021-11-17 |
EP3017320A1 (en) | 2016-05-11 |
US20160146195A1 (en) | 2016-05-26 |
US10436174B2 (en) | 2019-10-08 |
CN105452899B (zh) | 2021-03-16 |
GB2522581A8 (en) | 2015-08-05 |
BR112015031591A2 (pt) | 2017-07-25 |
WO2015001301A1 (en) | 2015-01-08 |
KR102220996B1 (ko) | 2021-02-26 |
CA2916479A1 (en) | 2015-01-08 |
CA2916479C (en) | 2021-11-02 |
GB2522581A (en) | 2015-07-29 |
GB201311711D0 (en) | 2013-08-14 |
GB2522581B (en) | 2015-11-18 |
GB2515578A (en) | 2014-12-31 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6625052B2 (ja) | タービンの流体速度場測定 | |
US11125769B2 (en) | Wind vector field measurement system | |
US10746901B2 (en) | Systems and methods for predicting arrival of wind event at aeromechanical apparatus | |
EP1597592B1 (en) | Wind turbine control having a lidar wind speed measurement apparatus | |
Borraccino et al. | Wind field reconstruction from nacelle-mounted lidar short-range measurements | |
US20110216307A1 (en) | High Density Wind Velocity Data Collection for Wind Turbine | |
JP2016530429A5 (ja) | ||
EP3564524B1 (en) | Induction controlled wind turbine | |
US20120179376A1 (en) | Methods And Apparatus For Monitoring Complex Flow Fields For Wind Turbine Applications | |
JP2017506311A (ja) | エネルギー捕捉装置のエネルギー捕捉効率を向上させる方法及びシステム | |
EP2853729B1 (en) | Wind turbine with a wind sensing apparatus | |
ES2900001T3 (es) | Sistemas y métodos para predecir la llegada de un evento de viento | |
US11415110B2 (en) | Wind turbine blade, a method of controlling a wind turbine, a control system, and a wind turbine | |
Rodrigo et al. | Development of semiconductor laser based Doppler lidars for wind-sensing applications | |
Fu | Characterization of atmospheric turbulence using nacelle-lidar measurements and applications | |
Holtom et al. | Error analysis for a Static Convergent Beam Triple LIDAR |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20170607 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20170607 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20180612 |
|
A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20180829 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20181212 |
|
A524 | Written submission of copy of amendment under article 19 pct |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A524 Effective date: 20181212 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20190604 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20190729 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20190910 |
|
A911 | Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 Effective date: 20191001 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20191029 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20191126 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6625052 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |