用于监视和控制风力涡轮叶片偏转的系统和方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102141004A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102141004A(43)申请公布日2011.08.03(21)申请号201110022227.2(22)申请日2011.01.14(30)优先权数据12/6873362010.01.14US(71)申请人通用电气公司地址美国纽约州(72)发明人C·E·拉托雷T·康弗斯M·G·布朗B·P·兰达T·F·弗里克T·E·丁朱斯G·托尔博姆N·许尔(74)专利代理机构中国专利代理(香港)有限公司72001代理人周心志谭祐祥(51)Int.Cl.F03D7/04(2006.01)权利要求书1页说明书7页附图3页(54)发明名称用于监视和控制风力涡轮叶片偏转的系统和方法(57)摘要本申请涉及用于监视和控制风力涡轮叶片偏转的系统和方法。其中，公开了一种用于监视和控制风力涡轮(10)的涡轮叶片(22)的偏转的系统。该系统包括无源位置检测设备(46)和控制器(36)。该无源位置检测设备(46)可被配置成采集并传输直接关于涡轮叶片(22)中至少一个的位置的数据。该控制器(36)可被配置成从无源位置检测设备(46)接收数据，且比较这些数据与已知的位置基准以确定涡轮叶片偏转。CN1024ACCNN110214100402141011A权利要求书1/1页1.一种用于监视和控制风力涡轮(10)的涡轮叶片(22)的偏转的系统，所述系统包括：无源位置检测设备(46)，其安置在风力涡轮(10)上，其中，所述无源位置检测设备(46)被配置成采集并传输直接关于所述风力涡轮(10)的多个涡轮叶片(22)中至少一个的位置的数据；以及控制器(36)，其被配置成从所述无源位置检测设备(46)接收所述数据且比较所述数据与已知的位置基准以确定涡轮叶片偏转。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述无源位置检测设备(46)包括至少一个卫星定位装置。3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述无源位置检测设备(46)包括至少一个摄像机。4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述控制器(36)被配置成运行图像分析软件来比较所述数据与所述已知的位置基准来确定叶片偏转。5.根据任一项前述权利要求所述的系统，其特征在于，所述控制器(36)还被配置成当所述涡轮叶片偏转超过预定叶片偏转阈值时执行校正行为。6.一种用于监视和控制风力涡轮(10)的涡轮叶片(22)的偏转的方法，所述方法包括：无源地采集直接关于风力涡轮(10)的多个涡轮叶片(22)中至少一个的位置的数据；将所述数据传输到控制器(46)；比较所述数据与已知位置基准来确定涡轮叶片偏转；以及当所述涡轮叶片偏转超过预定叶片偏转阈值时执行校正行为。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述数据由至少一个卫星定位装置或至少一个摄像机无源地采集。8.根据任一项前述权利要求所述的方法，其特征在于，所述校正行为包括更改所述多个涡轮叶片(22)中至少一个的叶片桨距。9.根据任一项前述权利要求所述的方法，其特征在于，所述校正行为包括修改所述风力涡轮(10)上的叶片荷载。10.根据任一项前述权利要求所述的方法，其特征在于，所述校正行为包括侧转所述风力涡轮(10)的机舱(16)。2CCNN110214100402141011A说明书1/7页用于监视和控制风力涡轮叶片偏转的系统和方法技术领域[0001]本主题大体而言涉及风力涡轮且特别地涉及涡轮叶片偏转(deflection)。更特别地，本主题涉及用于在风力涡轮操作期间监视和控制风力涡轮偏转的系统和方法。背景技术[0002]风力被认为是目前可用的最清洁、最环保的能源，且风力涡轮在此方面受到了越来越多的关注。现代风力涡轮通常包括塔架、发电机、齿轮箱、机舱和一个或多个涡轮叶片。涡轮叶片使用已知的翼型箔原理(foilprinciple)从风中俘获动能且通过旋转能传输动能以转动轴杆，轴杆将转子叶片联接到齿轮箱，或者若不使用齿轮箱则直接联接到发电机。发电机然后将机械能转变成电能，电能可被部署到电网。[0003]为了确保风力保持为可行的能源，做出努力通过修改风力涡轮的大小和容量来提高能量输出。一种这样的修改是增加涡轮叶片的长度。但是，如众所周知的那样，涡轮叶片的偏转是叶片长度以及风速、涡轮操作状态和涡轮刚度的函数。因此，更长的涡轮叶片可经受增加的偏转力，特别是当风力涡轮在高速风力条件下操作时。这些增加的偏转力不仅在涡轮叶片和其它风力涡轮构件上产生疲劳，而且也会增加涡轮叶片冲击塔架的风险。塔架冲击可显著地损坏涡轮叶片和塔架，且在某些情形下甚至会使整个风力涡轮垮掉。因此，塔架冲击可导致相当长的停机时间来维修或替换损坏的构件。[0004]已知的风力涡轮系统通过利用外部传感器来确定涡轮叶片偏转，外部传感器通常