包括多個風(fēng)力渦輪機和儲能系統(tǒng)，所述多 個風(fēng)力渦輪機與所述儲能系統(tǒng)借助于低壓功率網(wǎng)絡(luò)連接到彼此，其中，低壓功率網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接 到電網(wǎng)，并且其中，所述多個風(fēng)力渦輪機均分別包括在風(fēng)力渦輪機的轉(zhuǎn)子和風(fēng)力渦輪機的 發(fā)電機之間連接的傳動系和變速箱， 風(fēng)場控制系統(tǒng)包括： 位于至少第一風(fēng)力渦輪機中的一個或多個環(huán)境傳感器，所述環(huán)境傳感器設(shè)置成確定風(fēng) 力渦輪機傳動系或變速箱的一個或多個操作參數(shù)， 位于至少第一風(fēng)力渦輪機中的或位于低壓功率網(wǎng)絡(luò)上的一個或多個功率傳感器，所述 功率傳感器設(shè)置成確定發(fā)電機轉(zhuǎn)子角度和低壓功率網(wǎng)絡(luò)之間的功率失諧指標且向風(fēng)場控 制器輸出所述功率失諧指標；以及 控制器，其配置成接收所確定的所述一個或多個操作參數(shù)和所述功率失諧指標，以基 于所確定的所述一個或多個操作參數(shù)而確定變速箱或傳動系健康狀況量度，以及基于所述 功率失諧指標和所述變速箱或傳動系健康狀況量度而確定用于儲能系統(tǒng)和風(fēng)力渦輪機的 功率命令。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)場控制系統(tǒng)，其中，控制器基于所述一個或多個操作參數(shù) 而確定所述變速箱或傳動系健康狀況量度，所述操作參數(shù)包括一個或多個變速箱或傳動系 構(gòu)件的轉(zhuǎn)矩、聲學(xué)數(shù)據(jù)、振動數(shù)據(jù)、速度數(shù)據(jù)、位置數(shù)據(jù)、應(yīng)變數(shù)據(jù)或溫度數(shù)據(jù)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的風(fēng)場控制系統(tǒng)，其中，控制器為每個風(fēng)力渦輪機存儲用于 變槳控制命令、風(fēng)力制動命令和啟動或關(guān)閉命令的一個或多個歷史時序，并且變速箱健康 狀況和傳動系量度的計算基于所述歷史時序中的一個或多個。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的風(fēng)場控制系統(tǒng)，其中，變速箱或傳動系健康狀況量度包 括變速箱壽命的評估。
5. 根據(jù)任一前述權(quán)利要求所述的風(fēng)場控制系統(tǒng)，其中，所述功率失諧指標表達為 delta角度，等于發(fā)電機的轉(zhuǎn)子角度和功率網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)相位角度的差值。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的風(fēng)場控制系統(tǒng)，其中，控制器能夠操作以確定用于儲能系統(tǒng) 的功率命令，以使得delta角度恢復(fù)到零值。
7. 根據(jù)任一前述權(quán)利要求所述的風(fēng)場控制系統(tǒng)，其中，控制器能夠操作以基于來自儲 能系統(tǒng)的可用功率和所述變速箱或傳動系的健康狀況量度而確定用于風(fēng)力渦輪機的功率 命令。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的風(fēng)場控制系統(tǒng)，其中，風(fēng)場控制器存儲將所述多個風(fēng)力渦輪 機中的每個風(fēng)力渦輪機分配到不同的組的信息，以及基于風(fēng)力渦輪機被分配的組而向各個 風(fēng)力渦輪機發(fā)布功率參考命令。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的風(fēng)場控制系統(tǒng)，其中，風(fēng)場控制器存儲用于每個風(fēng)力渦輪 機的所述變速箱或傳動系健康狀況量度，以及基于變速箱或傳動系健康狀況量度而向各個 風(fēng)力渦輪機發(fā)布功率參考命令。
10. -種控制風(fēng)場的方法，所述風(fēng)場包括借助于低壓功率網(wǎng)絡(luò)連接到彼此的多個風(fēng)力 渦輪機和儲能系統(tǒng)，其中，低壓功率網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接到電網(wǎng)，以及其中，所述多個風(fēng)力渦輪機均分 別包括在風(fēng)力渦輪機的轉(zhuǎn)子與風(fēng)力渦輪機的發(fā)電機之間連接的傳動系和變速箱， 控制風(fēng)場的方法包括： 確定至少第一風(fēng)力渦輪機傳動系或變速箱的一個或多個環(huán)境操作參數(shù)； 確定用于至少第一風(fēng)力渦輪機或在所設(shè)置的低壓功率網(wǎng)絡(luò)處的發(fā)電機轉(zhuǎn)子角度與低 壓功率網(wǎng)絡(luò)之間的功率失諧指標； 在控制器處接收所確定的所述一個或多個環(huán)境操作參數(shù)和所述功率失諧指標；以及借 助于控制器： 基于所確定的所述一個或多個操作參數(shù)而確定變速箱或傳動系健康狀況量度；以及 基于所述功率失諧指標和所述變速箱或傳動系健康狀況量度而確定用于儲能系統(tǒng)和 風(fēng)力渦輪機的功率命令。
11. 一種控制根據(jù)權(quán)利要求10所述的風(fēng)場的方法，包括： 基于所述一個或多個操作參數(shù)而確定所述變速箱或傳動系健康狀況量度，所述操作參 數(shù)包括一個或多個變速箱或傳動系構(gòu)件的轉(zhuǎn)矩、聲學(xué)數(shù)據(jù)、振動數(shù)據(jù)、速度數(shù)據(jù)、位置數(shù)據(jù)、 應(yīng)變數(shù)據(jù)或溫度數(shù)據(jù)。
12. 根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的控制風(fēng)場的方法，包括： 為每個風(fēng)力渦輪機存儲用于變槳控制命令、風(fēng)力制動命令和啟動或關(guān)閉命令的一個或 多個歷史時序；以及 基于所述歷史時序中的一個或多個而計算變速箱健康狀況和傳動系量度。
13. 根據(jù)權(quán)利要求10、11或12所述的控制風(fēng)場的方法，其中，變速箱或傳動系健康狀況 量度包括變速箱壽命的評估。
14. 根據(jù)權(quán)利要求10至13中任一所述的控制風(fēng)場的方法，其中，所述功率失諧指標表 達為delta角度，等于發(fā)電機的轉(zhuǎn)子角度和功率網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)相位角度的差值。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的控制風(fēng)場的方法，包括確定用于儲能系統(tǒng)的功率命令，以 使得delta角度恢復(fù)到零值。
16. 根據(jù)權(quán)利要求10至15中任一所述的控制風(fēng)場的方法，包括基于來自儲能系統(tǒng)的可 用功率和所述變速箱或傳動系健康狀況量度而確定用于風(fēng)力渦輪機的功率命令。
17. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的控制風(fēng)場的方法，包括： 存儲將所述多個風(fēng)力渦輪機中的每個風(fēng)力渦輪機分配到不同的組的信息；以及 基于風(fēng)力渦輪機被分配的組而向各個風(fēng)力渦輪機發(fā)布功率參考命令。
18. 根據(jù)權(quán)利要求16或17所述的控制風(fēng)場的方法，包括： 存儲用于每個風(fēng)力渦輪機的所述變速箱或傳動系健康狀況量度；以及 基于變速箱或傳動系健康狀況量度而向各個風(fēng)力渦輪機發(fā)布功率參考命令。
19. 一種用于控制風(fēng)場控制器的計算機程序，所述風(fēng)場包括借助于低壓功率網(wǎng)絡(luò)連接 到彼此的多個風(fēng)力渦輪機和儲能系統(tǒng)，其中，低壓功率網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接到電網(wǎng)，并且其中，所述多 個風(fēng)力渦輪機均分別包括在風(fēng)力渦輪機的轉(zhuǎn)子和風(fēng)力渦輪機的發(fā)電機之間連接的的傳動 系和變速箱， 其中，當(dāng)程序在風(fēng)場控制器上運行時，控制器被致使執(zhí)行以下步驟： 接收至少第一風(fēng)力渦輪機傳動系或變速箱的一個或多個環(huán)境操作參數(shù)； 確定用于至少第一風(fēng)力渦輪機或在低壓功率網(wǎng)絡(luò)處的發(fā)電機轉(zhuǎn)子角度和低壓功率網(wǎng) 絡(luò)之間的功率失諧指標； 基于所確定的所述一個或多個操作參數(shù)而確定變速箱或傳動系健康狀況量度；并且 基于所述功率失諧指標和所述變速箱或傳動系健康狀況量度而確定用于儲能系統(tǒng)和 風(fēng)力渦輪機的功率命令。
20. -種有形且非瞬態(tài)的計算機可讀介質(zhì)，權(quán)利要求19所述的計算機程序存儲在所述 計算機可讀介質(zhì)上。
【專利摘要】本發(fā)明描述了一種用于風(fēng)場(10)的風(fēng)場控制器和控制方法。風(fēng)場包括借助于低壓功率網(wǎng)絡(luò)(22、25)連接到彼此的多個風(fēng)力渦輪機(20)和儲能系統(tǒng)(24)，所述低壓功率網(wǎng)絡(luò)繼而聯(lián)接到電網(wǎng)?？刂破鞔_定風(fēng)力渦輪機變速箱或傳動系的多個操作參數(shù)，并且計算變速箱或傳動系健康狀況量度。這可以包括變速箱壽命的測量?？刂破饕泊_定風(fēng)力渦輪機發(fā)電機或共同聯(lián)接點(26)的一個或多個功率特征，以確定功率失諧指標?；诠β适еC指標和所述變速箱或傳動系健康狀況量度，控制器以提高變速箱健康狀況和壽命為基礎(chǔ)確定用于儲能系統(tǒng)和風(fēng)力渦輪機的功率命令。
【IPC分類】F03D7-02, F03D9-02
【公開號】CN104813021
【申請?zhí)枴緾N201280077207
【發(fā)明人】M·哈賈-馬哈爾斯
【申請人】維斯塔斯風(fēng)力系統(tǒng)集團公司
【公開日】2015年7月29日
【申請日】2012年11月26日