JP4690327B2 - 風力発電設備の運転方法 - Google Patents

Description

本発明は、適当なセンサーによって所定の運転パラメータ値を検出するステップと、少なくとも一つの所定の初期条件を検出するステップと、検出値を運転パラメータの記憶値と比較するステップと、を備えた風力タービンの運転方法に関する。本発明はさらに、上記方法を実現するための風力タービンに関する。

ここでは、「パラメータ」あるいは「運転パラメータ」という用語は、直接的に検出されたパラメータの意味だけでなく、検出値から得られたパラメータ値の意味でも用いている。

風力タービンは既に長い間、全く連続生産を議論できる規模で製造されてきた。だが、結局、各風力タービンは明確に唯一のものである。なぜなら連続生産でも最適設定からの偏差は生じるからである。周知のとおり、明らかにこれは、単に風力タービンの連続生産に関する事象ではない。すなわち日常生活のさまざまな方面で、初期値および許容し得る公差範囲が存在するが、その範囲内では所定値からの偏差は許容でき、問題を生じない。

風力タービンのローターブレードは著しく高い比率で肉体労働によって製造され、かなりの寸法に達するので、各単一のローターブレードは独特のものである。ゆえに、三つのローターブレードを備えた風力タービンは、そのローター上に既に三つの独特のブレードを有している。その結果、ある風力タービンのローターは他のいかなるものとも同じではなく、一つのローターブレードの交換でさえ、公差範囲内でローター全体を別のものにする。

したがって、個々の風力タービンの動作挙動はやはり、たとえそれらが同型のものであっても、全ての他の風力タービンのそれとは異なる。たとえ偏差が許容可能な公差範囲内にある場合でさえ、それにもかかわらず、この偏差は依然として出力損失を引き起こし得る。

風力タービンおよびゴンドラの領域で外部に設置された特にその部品、たとえばローターや風速計は、特に冬季は着氷のリスクにさらされる。風速計の着氷は直ちに計測エラーにつながり得る。これが今度は風力タービンの制御を不適切なものとする。

ローターの着氷は、落下する氷によって、風力タービンの区域内にいる人や物を傷つけたり、損害を与えたりするリスクを伴う。ローターが氷で覆われた場合、いつあるいはどのくらいの量の氷が落下することになるかを予測できず、特に、ローターブレードの着氷により区域を危険にさらすのを避けるため風力タービンを停止させなければならない。

従来技術においては、こうした問題を抑止するため、さまざまなアプローチが知られている。それゆえ、たとえば加熱式風速計が利用できる。こうした風速計のヒーターは着氷を防止するであろう。だが、そうしたヒーターは風速計を着氷から完全に保護するものではない。なぜなら、一方ではヒーターは故障し得るし、他方ではどのような実用的なヒーターでも際限なく低い温度に対しては着氷を防止することはできないからである。

ローターブレードに関するさまざまな設計が公知となっている。たとえば着氷を抑止するためにローターブレードを加熱することができる。だが、大型風力タービンであって相応の大型ローターブレードを有するものは、必要な電力消費がかなりの量となる。特許文献１から、着氷後タービンを停止させ、続いてローターブレードの着氷を除去するためにローターブレードを可能な限り最適化された電力使用によって加熱するシステムが公知である。だが、従来技術による着氷の検出はローターの不平衡の検出を通じてたびたび実施されるが、この不平衡はローターが既に形成されている氷の一部を落とすときに生じる。

だが、氷が初めに落下するとき、それは既にその区域が危険であることを示している。ローターブレードのサイズが増大すると、その質量も増大する。そのため比較的少量の氷の落下は検出可能な不均衡を生じず、着氷の確実な検出は難しい。
DE 195 28 862 A1

それゆえ本発明の目的は、変化に対して風力タービンの運転を適合させることができるようにすることである。

この目的は、上記タイプの方法に関して、検出パラメータ値が初期条件の関数として記憶パラメータ値からずれたとき、記憶パラメータ値が検出パラメータ値に適合させられるか、あるいは風力タービンの運転が検出パラメータ値の関数として作用を受けるようにすることで達成される。

本発明は以下の知見に基づくものである。実際的な観点から、ローターブレードへの着氷はまたローターブレード形状の(一時的な気象に関連する)変化を意味し、これは、風力タービンのローターブレードへの着氷が常に、空力的翼形の変化に、したがって風力タービンの出力への悪影響につながるという結果をもたらす。だが、ローターブレードの所定の最適形状からの製造依存偏差および運転中のローターブレードの漸進的汚損はまた、この形状からの偏差に、したがって発生出力に関する偏差につながる。

いま、所定の運転パラメータ、たとえば風速、ローターブレードの迎え角、そして発生出力が検出された場合、これらは風力タービンに記憶された値と比較可能である。外気温度に係る初期条件を考慮して(これによってとにかく着氷が生じ得るかどうかを推定できる)、直ちに、風力タービンに記憶された値を実際の状況に適合させることができ、あるいはタービンの運転にそれなりの作用が及ぼされる。

外気温度に係る初期条件は温度センサーによって監視できる。もし、外気温度が２℃以上である場合、着氷は確実に除外でき、そしてこの値の偏差は結果として確実には着氷に由来せず、その代わり、たとえばローターブレード翼形における公差の結果としての偏差に由来する。温度が２℃以下に低下した場合、着氷はもはや確実に除外できない。したがって、パラメータ値が変化した場合、着氷は除外できず、それゆえタービンの運転が作用を受け、たとえばタービンは停止させられる。

タービンに記憶されたパラメータ値を、タービンに対する連続変化に適合可能とするため、そして誤った着氷の検出につながらないようにするため、タービンに記憶されたパラメータ値は、偏差の(繰り返しの)出現に関してそれなりに適合させることができる。これらパラメータ値を適合させるため、記憶パラメータ値と検出パラメータ値との間の差が特定され、そしてこの差に従い記憶パラメータ値は所定の重みを用いて変更可能である。この重みは、たとえば差の大きさの分数とすることができ、これによって、１回限りの変化は記憶パラメータ値の重大な変化にはつながらない。

パラメータ値および／または初期条件は、まちまちな単独事象の影響を低減するため、事前設定可能な時限、たとえば６０秒の間に、および／または前もって設定された数の測定サイクルの間に検出可能である。

風力タービンは風速の関数としての異なるパラメータを用いて制御されるので、好んで使用されるパラメータは第２の初期条件の関数として変化する。タービンが公称出力を発生する風速以下では、タービンは発生出力によって制御され、そしてとりわけ風速に依存する。したがって風速は発生出力から特定できる。基準風速に達し、かつそれを超過したとき、タービンは常に公称出力を発生する。この範囲においてタービンはローターブレードの迎え角を変化させることによって制御される。したがって、風速はローターブレードの迎え角に割り当てることができる。この結果、初期条件としての公称出力への到達の関数として、パラメータは発生出力とローターブレード迎え角との間で変化し得る。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態についてさらに詳しく説明する。

個々のステップは図１に示すフロー図において参照符号を用いて指し示している。ステップ１０はフロー図の始まりである。ステップ１１では、これが、この風力タービンの最初の始動であるかどうかが検査される。下方に延びるブランチは「はい」との答えを表し、右へ延びるブランチは「いいえ」との答えを表す。もし、これがタービンの最初の始動である場合、続いてステップ１２において、代表的な標準値がメモリーに記録される。もし、これが最初の始動でない場合、このステップ１２は省略される。

ステップ１３においては、発生出力Ｐ_ist、ローターブレード迎え角α、そして風速ｖ_Ｗが検出される。ステップ１４において、発生出力Ｐ_istが公称出力Ｐ_Ｎであるかどうかが検査される。もしそうである場合、処理は下端ブランチを経てステップ１５へと続く。そこで、ローターブレード迎え角αがパラメータとして選ばれる。もし発生出力が公称出力ではない場合、すなわちそれが公称出力よりも小さい場合、右端ブランチが使用されると共に処理はステップ１６を経て続き、そこでは発生出力Ｐ_istがパラメータとして選ばれる。続くステップ１９では、外気温度ｕが少なくとも２℃であるかどうかが検査される。もしそうである場合、処理は下端ブランチを経てステップ２０へと続く。

外気温度ｕの検出は温度計によって実施できる。当然、任意選択的に異なる場所に他の温度計が存在してもよく、これら温度計によって検出された温度は、妥当性のために互いに点検できる。

ステップ２０では、ステップ１４、１５および１６で特定されたパラメータ、ブレード迎え角αまたは発生出力Ｐ_istに依存して、風力タービンに記憶されたデータから、関連する風速ｖ_Ｋが特定される。続いて、この風速ｖ_Ｋは検出風速ｖ_Ｗと比較される。ステップ２１において、検出風速が記憶風速からずれているかどうかが検査される。ずれている場合、処理は下端ブランチを経て続けられ、そしてステップ２２において、新しい値が記憶パラメータ値のために規定され、それは風力タービンに記憶させられる。

この新しい値には、重み係数として係数０.０５が掛けられ、そして、その符号を考慮して前の値に加えられる。もし、より小さな値が得られた場合、続いて、前に記憶された値から差の１／２０が減じられる。もし、より大きな値が得られた場合、差の１／２０がこの値に加えられる。この新しく確定された値が記憶させられた後、発生出力Ｐ_ist、ローターブレード迎え角α、および風速ｖ_Ｗが再び検出され、そして処理が再び実施され、これはステップ１３において始まる。

当然ながら、重み係数はまた他の適当な値をとることができる。ここで、より大きな重み係数に関して、記憶値は、より小さな重み係数に関するよりも一層速やかに検出値に適合させられることが容易にわかる。

重み係数はまた、たとえば検出値と記憶値との間の差の大きさの関数として変更可能である。差が大きくなればなるほど、たとえば大きな差に起因する影響を低減するために、重み係数をますます小さなものとすることができ、あるいはその逆も可能である。

あるいは、重み係数は排除できる。代わりに、記憶された値を独立的に、あるいは所定の大きさを持つ差に依存して段階的に、検出された値に適合させることができる。ゆえに、適合は常に値ｗを用いて実現でき、あるいは差の大きさの所定の第１の範囲に関しては第１の所定の値ｗ_１が使用され、差の大きさの所定の第２の範囲に関しては所定の第２の値ｗ_２が使用され、そして第３の範囲に関しては値ｗ_３が・・・などとなる。

もしステップ２０で決定された値が、記憶値から全くずれていないかあるいは著しくはずれていない場合、処理はステップ２１から右端ブランチを経て続き、そしてステップ２２は迂回される。したがって、このステップ２２は省くことができ、それゆえ使用されるプロセッサーへの負荷が軽減される。

ステップ１９において、温度が少なくとも２℃でないことが特定された場合、ローターブレードの着氷はもはや確実に除外できない。したがって、処理は右端ブランチを経てステップ２３へ分岐する。ステップ２３では、今度は、検出パラメータに従って、記憶パラメータ値に割り当てられた風速ｖ_Ｗが特定される。

ステップ２４では、記憶パラメータ値から特定された風速ｖ_Ｋが検出風速ｖ_Ｗと一致するかどうかが(公差範囲を考慮して)検査される。もしそうである場合、処理は右端ブランチを経てステップ１３に戻り、そして処理は、今度は、発生出力Ｐ_ist、ローターブレード迎え角αおよび風速ｖ_Ｗの検出と共に続く。

ステップ２４で、検出風速ｖ_Ｗが記憶値から特定された風速ｖ_Ｋと一致しないことが認識されたとき、ステップ２５において、検出風速ｖ_Ｗがパラメータ値から特定された風速ｖ_Ｋよりも低いかどうかが検査される。

もしそうである場合、処理は下端ブランチを経て続き、そしてステップ２６において風速計の着氷が推定される。なぜなら、風速計によって検出されたそれよりも風速は高くなければならないということは、タービンによって生じた出力に、あるいはブレードの迎え角に起因するからである。

もし、検出風速ｖ_Ｗが記憶パラメータ値から特定された風速ｖ_Ｋよりも低くない場合、処理は右端ブランチおよびステップ２５を経て続く。

ステップ２４から、検出風速ｖ_Ｗが記憶パラメータ値から特定された風速ｖ_Ｋと等しくないことがわかっており、しかも検出風速ｖ_Ｗはまた記憶パラメータ値から特定された風速ｖ_Ｋよりも低くないので、それゆえ高いものでなければならない。だが、このより高い風速に関して、発生出力がより小さなものであるか、あるいはローターブレードの迎え角がより小さなものであることが検出された場合、それは必然的にローターブレードの空力的挙動が変わったことに起因する。ステップ１９から温度が２℃以下であることがわかっているので、ローターブレードの着氷は除外できない。したがって、ステップ２７において、直ちにローターブレードの着氷が推定される。

ステップ２６で推定された風速計の着氷、そしてまたステップ２７で推定されたローターブレードの着氷の両方は、ステップ２８でタービンの停止につながる。したがって周囲への危険は、いずれの場合でも確実に排除される。

処理全体は、その後、ステップ２９で終了する。

図２に示すフロー図において、個々のステップは参照符号を用いて指し示されている。ステップ１０はフロー図の始まりである。ステップ１１において、それがこの風力タービンの最初の始動であるかどうかが検査される。下方に延びるブランチは「はい」との答えを示し、そして右に延びるブランチは「いいえ」との答えを示す。もしそれが最初の始動である場合、続いて代表的なタービン標準値がステップ１２においてメモリーに記録させられる。もし、それが最初の始動ではない場合、ステップ１２は省略される。

ステップ１３においては、発生出力Ｐ_ist、ローターブレードの迎え角αおよび風速ｖ_Ｗが検出される。ステップ１４では、発生出力Ｐ_istが公称出力Ｐ_Ｎであるかどうかが検査される。もしそうである場合、処理は下端ブランチを経てステップ１５へと続く。そこでは、ローターブレードの迎え角αがパラメータとして選ばれる。もし発生出力が公称出力ではない場合(したがってそれは公称出力よりも小さい)、右端ブランチが使用され、そして処理はステップ１６を用いて続く。ここでは、発生出力Ｐ_istがパラメータとして選ばれる。

したがって、ステップ１７においては、ステップ１５またはステップ１６で選ばれたパラメータに割り当てられた記憶風速ｖ_Ｋが特定される。事前設定可能な幅を有する公差範囲は、この風速ｖ_Ｋに割り当てられる。この幅は、たとえば、風力タービンの設置位置の関数として変更できる。

周囲に対して、より大きなリスクを伴う設置場所においては、たとえばビルの近くでは、記憶値からのずれに対する、風力タービンの制御装置による素早い反応は、狭い公差範囲によって実現できる。この狭い公差範囲に関して、±０.５ｍ／Ｓないし±２ｍ／Ｓの、好ましくは±１.２ｍ／Ｓの実験値が特定されている。リスクがより小さな領域のためには、±１ｍ／Ｓないし±３ｍ／Ｓの、好ましくは±２ｍ／Ｓの範囲が有用なものとして挙げられる。

ステップ１８では、公差範囲を考慮して、検出風速ｖ_Ｗが、記憶値から特定された風速ｖ_Ｋと一致するかどうかが検査される。もしそうである場合、処理はステップ１８から右端ブランチを経て続き、そしてステップ１３へと戻る。そこで、風速ｖ_Ｗ、ローターブレード迎え角α、および発生出力Ｐ_istが再び検出される。

(当然ながら同様に公差範囲を考慮した上で)検出風速ｖ_Ｗが記憶風速ｖ_Ｋと一致しない場合、処理はステップ１８において下端ブランチを経てステップ１９へと続く。

ステップ１９においては、外気温度ｕが少なくとも２℃に等しいかどうかが検査される。もしそうである場合、処理は下端ブランチを経てステップ２０へと続く。

ステップ２０においては、関連する風速ｖ_Ｋが、風力タービンに記憶されたデータおよびステップ１４、１５および１６において特定されたパラメータであるブレード迎え角αまたは発生出力Ｐ_istの関数としての差の値から決定される。ステップ２２においては新しい値が記憶パラメータ値のために規定され、そして風力タービンに記憶させられる。

この新しい値には、重み係数として係数０.０５が掛けられ、そしてその符号を考慮して先の値に加えられる。より小さな値が得られた場合、予め記憶された値の差の１／２０が減じられる。より大きな値が得られた場合、差の１／２０がこの値に加えられる。この新しく決定された値が記憶させられた後、発生出力Ｐ_ist、ローターブレードの迎え角αおよび風速ｖ_Ｗが再度検出され、そして処理が再び実施され、これはステップ１３から始まる。

当然ながら、図１についての説明においてなされた言及はやはり、ここで重み係数に関しても当てはまる。

ステップ１９において、温度が少なくとも２℃ではないことが特定された場合、ローターブレードの着氷はもはや確実に除外できない。したがって、処理は右端ブランチを経てステップ２５へと続く。

ステップ２５では、検出風速ｖ_Ｗが、パラメータ値から特定された風速ｖ_Ｋよりも低いかどうかが検査される。

もしそうである場合、処理は下端ブランチを経て続き、そしてステップ２６において風速計の着氷が推定される。なぜなら、風速が風速計によって検出されたそれよりも高くなければならないということは、タービンによって生じた出力Ｐ_istに、あるいはブレード迎え角αに起因するからである。

もし、検出風速ｖ_Ｗが記憶パラメータ値から特定された風速ｖ_Ｋよりも低くない場合、処理は右端ブランチを経て、ステップ２５において続く。

ステップ２４から、検出風速ｖ_Ｗは記憶パラメータ値から特定された風速ｖ_Ｋと等しくないことがわかっているので、そして検出風速ｖ_Ｗはまた記憶パラメータ値から特定された風速ｖ_Ｋよりも低くないので、それゆえ検出風速ｖ_Ｗはより高いものでなければならない。だが、もし、このより高い風速に関して、発生出力がより低い場合あるいはより小さなローターブレード迎え角が検出された場合、それは必然的にローターブレードの空力的挙動が変わってしまったことに起因する。なぜなら、ステップ１９から温度が２℃以下であることが分かっているので、ローターブレードの着氷を除外できないからである。したがって、ステップ２７ではローターブレードの着氷が推定される。

ステップ２６で推定された風速計の着氷も、ステップ２７で推定されたローターブレードの着氷も、ステップ２８においてタービンの停止をもたらす。したがって、周囲へのリスクはいずれの場合も確実に排除される。

その後、処理全体はステップ２９で終了する。

図３には三つの特性曲線を示す。風速ｖ_Ｗは座標系の横軸上に示している。ここで、風速ｖ_Ｗは基準風速ｖ_Ｎまで関係のあるパラメータであり、この風速ｖ_Ｎにおいては風力タービンはその公称出力に達している。この風速ｖ_Ｎ以上では、ローターブレード迎え角αが関連のあるパラメータである。だが、分かりやすくするため、これは図示していない。

出力Ｐは縦軸上に示される。公称出力Ｐ_Ｎが示されている。

連続曲線を、最初の始動時に風力タービンに記憶された標準パラメータに関する例とする。破線は、記憶された標準値を検出値に適合させることによって得られた、タービン固有の第１の特性曲線を示す。また、一点鎖線はタービン固有の、やはり記憶された標準値を検出値に適合させることにより得られた、特性曲線の第２の例を示す。当然ながら、タービンに固有の一つの特性曲線のみが一つの風力タービンに適用できる。

連続した特性曲線の下で延びている第１の破線状特性曲線は、タービンによって実際に生じる出力が標準パラメータに見られる出力以下であるという示唆を既に与えている。対照的に、第２の一点鎖線状特性曲線は、公称風速Ｖ_Ｎまでの範囲での、より高い出力を示している。

公称風速ｖ_Ｎ以下では、パラメータＰ_istが使用される。破線状特性曲線から、出力Ｐ_１は検出風速ｖ_２で生じているということになる。(連続)標準特性曲線から、風速ｖ_１は出力Ｐ_１に関して与えられるが、これは検出風速ｖ_２以下である。出力Ｐ_１において検出された風速ｖ_２は、それゆえ記憶値から特定された風速ｖ_１よりも高い。本発明によれば、２℃以下の温度において、風力タービンは、ローターブレードへの着氷が推定されて停止させられるであろう。

少なくとも２℃の温度において、差Δｖ＝ｖ_２−ｖ_１が得られるであろう。補正値として、Δｖ／２０が記憶値に加えられ、そして以前の値の替わりにメモリーに記録される。差Δｖは正の符号を有するので、記憶値はより大きな値の方に、したがって差の大きさの１／２０を持つｖ_２方向へシフトされる。

一点鎖線は反対方向へのずれを示す。出力Ｐ_１において、風速ｖ_３が検出され、この風速は標準特性曲線から特定された風速ｖ_１よりも低いものである。今度は、差ｖ_３−ｖ_２がΔｖを生成し、そしてΔｖ／２０が補正値として記憶値に加えられる。だが、この場合、差Δｖは負であるので、したがって負の符号を有する値が記憶値に加えられ、この結果、Δｖ／２０が減じられる。こうして、ここでは、記憶値はまた、差の１／２０を用い、符号を考慮して、したがってｖ_３に向う方向に適合させられる。

公称出力に達したならば、したがって基準風速ｖ_Ｎに達するかあるいはそれを超過したならば、その後、発生出力Ｐ_istはもはやパラメータとして検出されない。その代わりに、ローターブレードの迎え角αがパラメータとして検出される。以後の処理は先に説明したそれと一致する。検出されたローターブレードの迎え角αから、割り当てられた風速が標準特性曲線(連続特性曲線)を用いて特定される。これは検出風速と比較される。ここで、もし差が生じた場合、これらの処理は上で説明したものと同じである。

図４は、基準風速ｖ_Ｎ以下の範囲における図３に示す特性曲線の一部分を拡大して示すものである。図４において風速は図３と同様に記録されている。

拡大表示によって、差を一層容易に認識できるようになっている。基準風速は記憶値から特定された風速ｖ_１である。これが、検出された風速ｖ_２,ｖ_３から減じられる。こうしてΔｖが得られる。差ｖ_２−ｖ_１に関して、Δｖは正の符号を有する。だが、差ｖ_３−ｖ_１に関して、Δｖは負の符号を有する。

記憶値への上記偏差の影響が過度に大きなものとなるのを抑止するため、上記の差は事前設定される係数を用いて重み付けされる。目下の例では、この係数を０.０５とする。

記憶値を特定の風力タービンに適合させるため、重み付けされた値、ここではΔｖ／２０は、記憶値ｖ_１に加えられるか、あるいは２℃以下の外気温度での差の出現に関して着氷が推定され、そして風力タービンの運転が停止させられる。

全ての任意の小さな偏差Δｖに反応する必要がないようにするために、公差範囲を与えることができる。これは図において、下限に関する−Ｔと、上限に関する＋Ｔとで指し示される。この公差範囲内の偏差Δｖに関しては、タービンは稼働し続けるか、あるいは風力タービンに記憶された値は変更されない。明らかに、公差範囲はたとえば風力タービンの運転制御のためにのみ適用可能である。その後、記憶値は小さな変化に関してさえ適合させられるが、タービンは依然として２℃以下の温度でさえ稼働し続ける。

個々の風力タービンの設置場所に従って公差範囲に関する値を個々に設定できる。±２ｍ／ｓの公差が、ある設置場所に関して十分なものである場合に、±１.２ｍ／ｓの公差範囲が同型タービンの異なる設置場所については必要である。

１０ｍ／ｓの風速ｖ_１では、１１.２ｍ／ｓの上限と８.８ｍ／ｓの下限とが、公差としての±１.２ｍ／ｓに関して与えられる。たとえば、８.８ｍ／ｓから１１.２ｍ／ｓのこの範囲内で、パラメータを適合させることができる。だが、タービンは低い外気温度で稼働し続ける。

同図においては、ｖ_１を１０ｍ／ｓに等しくし、ｖ_２を１２ｍ／ｓに等しくし、そしてｖ_３を８.５ｍ／ｓに置いている。したがって、Δｖ＝ｖ_２−ｖ_１＝２ｍ／ｓである。記憶値の適合は１／２０を用いて、ゆえに、この例では０.１ｍ／ｓを用いて実現される。符号は正であるから、それゆえｖ_１は１０.１ｍ／ｓへと変化する。

差Δｖ＝ｖ_３−ｖ_１に関しては、８.５ｍ／ｓ−１０ｍ／ｓ＝−１.５ｍ／ｓの値が得られる。ｖ_１の適合は、同様に、Δｖ／２０を用いて、したがって−０.０７５ｍ／ｓを用いて実現される。それゆえ、ｖ_１は９.９２５ｍ／ｓへと変化させられる。

重み係数は、どの程度速く記憶値が検出値へ適合させられるかを決定する。この係数が大きくなればなるほど、適合はますます速くなる。

だが、値の検出はまた影響を及ぼす。普通、風力タービンの領域内では、温度または風速のような特に環境に関する値は、単一の測定からは特定されず、その代わりに複数の、たとえば３０回の測定サイクルから特定されるか、あるいは所定の時間にわたって、たとえば６０秒間検出される。上記値は続いて、たとえば算術平均または相乗平均として、この結果から得られる。

本発明による方法のフロー図である。 本方法の代替実施形態のフロー図である。 所定の標準特性曲線および測定によって求められた特性曲線の例を示すグラフである。 記憶パラメータ値の変化を示すグラフである。

符号の説明

１０〜２９ ステップ

Claims (8)

1. 風力タービンの運転中に、風力タービンのローターブレードにおける着氷を検出するための方法であって、
   前記方法は、
   適当なセンサーによって、風速、前記ローターブレードの迎え角および発生出力といった事前設定された運転パラメータの値を検出するステップ(ステップ１３)と、
   少なくとも一つの事前設定された初期条件、すなわち前記風力タービンの領域における外部温度を、それによって着氷が生じ得るかどうかを推定できる温度センサーを用いて検出するステップ(ステップ１９)と、
   前記事前設定された運転パラメータの前記検出された値を、メモリーに記憶された前記運転パラメータの記憶された値と比較するステップと、を具備し、
   前記方法はさらに、
   前記検出された運転パラメータ値が、前記記憶された運転パラメータ値からずれたとき、
   前記メモリー内の前記記憶された運転パラメータ値に、前記記憶された運転パラメータ値と前記検出された運転パラメータ値との偏差に係数をかけた値を加えること(ステップ２０,２１,２２)、あるいは、
   前記検出された運転パラメータ値が前記記憶された運転パラメータ値と異なる場合に、着氷でないと判断されたときにはパラメータ記憶値を修正すること、および着氷と判断されたときには前記風力タービンの運転を停止させることを具備することを特徴とする方法。
2. 前記外部温度の事前設定値を超過した際に前記記憶されたパラメータ値には、前記記憶された運転パラメータ値と前記検出された運転パラメータ値との偏差に係数をかけた値が加えられ、かつ前記値が前記事前設定値以下に低下した際に前記風力タービンの運転が停止させられることを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 前記記憶されたパラメータ値の適合は、前記記憶されたパラメータ値からの偏差量の所定の重み付けによって実現されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の方法。
4. 前記検出されたパラメータ値および／または初期条件は、事前設定可能な期間中に検出されることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の方法。
5. 前記パラメータ値および／または初期条件は、所定数の測定サイクル中に検出されることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の方法。
6. 運転パラメータの蓄積された値から風速を特定するために使用される運転パラメータの一つは、前記風力タービンの公称出力に応じて選択されることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の方法。
7. 前記風力タービン速度の検出された発生出力が前記風力タービンの公称出力に達したとき、前記ローターブレードの迎え角が、使用されるパラメータとして選択され、かつ、前記風力タービンの検出された出力が前記風力タービンの公称出力以下に低下したとき、発生出力が、使用されるパラメータとして選択されることを特徴とする請求項６に記載の方法。
8. 風力タービンのローターブレードにおける着氷を検出するための装置を備えた風力タービンであって、
   前記装置は、風速、前記ローターブレードの迎え角および発生出力といった事前設定された運転パラメータ値、および少なくとも一つの事前設定された初期条件、すなわち前記風力タービンの区域内の温度を、それによって着氷が生じ得るかどうかを推定できる温度センサーを用いて検出するためのセンサーを具備してなり、かつ、
   前記装置は、前記パラメータ値を、メモリーに記憶された前記運転パラメータの記憶値と比較するよう構成されており、かつ、
   前記装置はさらに、前記検出されたパラメータ値が、前記記憶されたパラメータ値からずれたとき、前記メモリー内の前記記憶された運転パラメータ値に、前記記憶された運転パラメータ値と前記検出された運転パラメータ値との偏差に係数をかけた値を加えるか、あるいは前記検出された運転パラメータ値が前記記憶された運転パラメータ値と異なる場合に、着氷でないと判断されたときにはパラメータ記憶値を修正すること、および着氷と判断されたときには前記風力タービンの運転を停止させるよう構成されていることを特徴とする風力タービン。

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