專(zhuān)利名稱(chēng)：基于風(fēng)速測(cè)定法的冰檢測(cè)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及風(fēng)力渦輪機(jī)的結(jié)冰。更特定地，本發(fā)明涉及用于風(fēng)力 渦輪機(jī)的冰檢測(cè)和冰檢測(cè)單元。具體地，本發(fā)明涉及用于風(fēng)力渦輪機(jī) 水才全測(cè)的方法、用于校準(zhǔn)冰檢測(cè)單元的方法和用于風(fēng)力渦輪機(jī)的冰才全 測(cè)單元。
背景技術(shù)：
在過(guò)去，風(fēng)力渦l侖才幾經(jīng)歷日益增長(zhǎng)的需求。因此，越來(lái)越多的風(fēng) 力渦輪機(jī)也在 一 年期間具有更高的結(jié)冰可能'性的地點(diǎn)計(jì)劃并架設(shè)。例 如，這樣的地點(diǎn)可以位于冷而苛刻的氣候中，如北歐、近海位置或者 高山區(qū)域。這些條件導(dǎo)致增加的結(jié)冰可能性，即冰積聚。特定地，在 渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子葉片處的結(jié)冰導(dǎo)致減少的能量輸出。這基于風(fēng)力渦輪機(jī)上 增加的質(zhì)量載荷以及風(fēng)力渦輪機(jī)空氣動(dòng)力學(xué)屬性的惡化。此外，在水 拋灑的情況時(shí)，可能發(fā)生調(diào)節(jié)以關(guān)閉風(fēng)力渦輪機(jī)，進(jìn)一步惡化能量輸 出。
典型地，由于結(jié)冰，風(fēng)力渦輪機(jī)的功率輸出減少。能夠發(fā)現(xiàn)這
些牙口更多的纟田節(jié)，4列力口在由T. Laakso, H. Holttinen, G. Ronsten, L. Tallhaug, R. Horbaty， I. Baring—Gould, A. Lacroix, E. Peltola, 和 B. Tammelin 的"State-of-the-art of wind energy in cold climate" (2003年4月)中、在由 H. Seifert的"Betrieb von Windenergieanlagen unter Vereisungsbedingungen，，(來(lái)自AUF WIND 99， ST. P6lten的摘要)中、在由Henry Seifert的"Technical Requirements for Rotor Blades Operating in Cold Climate" 、 以及在由B. Schaffner的 "arWind Energy Site Assessment in Harsh Climate Conditions" 中。

發(fā)明內(nèi)容
由此，依據(jù)一個(gè)實(shí)施例，提供用于冰檢測(cè)的方法。該方法包括提 供冰條件閥值參數(shù)，其適于區(qū)分其間結(jié)冰可以發(fā)生的條件和其間結(jié)水不會(huì)發(fā)生的條件，用第一風(fēng)速儀測(cè)量風(fēng)速度，其中第一風(fēng)速儀屬于第 一類(lèi)型，用第二風(fēng)速儀測(cè)量風(fēng)速度，其中第二風(fēng)速儀屬于第二類(lèi)型， 且其中第二類(lèi)型與第一類(lèi)型不同，對(duì)于其間結(jié)冰可以發(fā)生的條件，評(píng) 估用第 一風(fēng)速儀測(cè)量的風(fēng)速度和用第二風(fēng)速儀測(cè)量的風(fēng)速度的偏差， 且確定該偏差是否超過(guò)基于在其間結(jié)冰不會(huì)發(fā)生的條件下進(jìn)行的校準(zhǔn) 的極限值。
本發(fā)明進(jìn)一步的方面、優(yōu)勢(shì)和特征從附上的權(quán)利要求書(shū)、說(shuō)明書(shū) 和附圖顯而易見(jiàn)。
依據(jù)另一實(shí)施例，提供用于校準(zhǔn)冰檢測(cè)單元的方法。該方法包括 測(cè)量 一定時(shí)期且在其間結(jié)冰不會(huì)發(fā)生的條件的第 一風(fēng)速儀的數(shù)據(jù)集， 其中第 一風(fēng)速儀屬于第 一類(lèi)型，測(cè)量相應(yīng)時(shí)期第二風(fēng)速儀的數(shù)據(jù)集， 其中第二風(fēng)速儀屬于第二類(lèi)型，且其中第二類(lèi)型與第一類(lèi)型不同，限 定第 一數(shù)據(jù)集和第二數(shù)據(jù)集之間的函數(shù)相互關(guān)系，且限定確定偏差閥 值的極限值以指示結(jié)水條件標(biāo)記。
依據(jù)又一實(shí)施例，提供冰檢測(cè)單元。冰檢測(cè)單元包括屬于第一類(lèi) 型的第一風(fēng)速儀、屬于第二類(lèi)型的第二風(fēng)速儀，其中第二類(lèi)型與第一 類(lèi)型不同，且其中第二風(fēng)速儀是可加熱的以減少由冰對(duì)第二風(fēng)速^f義的 影響，溫度傳感器，其適于測(cè)量冰條件閥值參數(shù)以區(qū)分其間結(jié)水可以 發(fā)生的條件和其間結(jié)冰不會(huì)發(fā)生的條件，和評(píng)估單元，其適于評(píng)估來(lái) 自第 一風(fēng)速儀和第二風(fēng)速儀的信號(hào)之間的函數(shù)關(guān)系。


對(duì)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，本發(fā)明的完整和可以實(shí)現(xiàn)的4皮露， 包括其最佳模式，在說(shuō)明書(shū)的剩下部分更特定地闡述，包括參見(jiàn)附圖，
其中
圖1顯示圖示依據(jù)在此描述的實(shí)施例的包括基于風(fēng)速儀的水檢測(cè) 單元的風(fēng)力渦輪機(jī)的示意圖2顯示依據(jù)在此描述的實(shí)施例的水;險(xiǎn)測(cè)單元控制方法的算法的 流程流程圖；圖3顯示依據(jù)在此描述的實(shí)施例的冰檢測(cè)單元校準(zhǔn)方法的計(jì)算的流程圖；圖4顯示依據(jù)在此描述的實(shí)施例的冰檢測(cè)單元冰檢測(cè)方法的算法的流程圖5顯示圖示用于在此描述的實(shí)施例的風(fēng)速儀的示意圖；和
圖6顯示圖示用于在此描述的實(shí)施例的風(fēng)速儀的示意圖。
具體實(shí)施例方式
例在圖中圖示。每個(gè)示例以本發(fā)明解釋的方式提供，且并不意味為本 發(fā)明的限制。例如，作為一個(gè)實(shí)施例的部分圖示或者描述的特征能夠
例。本發(fā)明意欲包括這樣的修改和變化。
在某些大氣條件下，冰將在渦輪機(jī)部件，例如風(fēng)速儀和葉片上產(chǎn) 生。通常使用的冰傳感器并不提供足夠的準(zhǔn)確性。對(duì)以希望的準(zhǔn)確性 檢測(cè)冰無(wú)能為力導(dǎo)致從渦輪機(jī)葉片的冰拋灑，且結(jié)果風(fēng)力渦輪機(jī)在低 于一定溫度時(shí)需要關(guān)閉。
圖1圖示一個(gè)實(shí)施例，其中在風(fēng)力渦輪機(jī)100上提供用于冰檢測(cè) 的系統(tǒng)。艙體6提供在塔架2的頂部。輪穀4可旋轉(zhuǎn)地保持在艙體6 處。轉(zhuǎn)子葉片8裝配到艙體6。用于水檢測(cè)的系統(tǒng)包括兩個(gè)風(fēng)速儀110 和120。兩個(gè)不同類(lèi)型的風(fēng)速儀在艙體6上提供，如用不同尺寸的風(fēng) 速儀指示。第一風(fēng)速儀110更容易受結(jié)冰影響。第二風(fēng)速儀120較少 地受結(jié)水影響。由兩個(gè)風(fēng)速儀110和120接收的信號(hào)被評(píng)估以發(fā)出結(jié) 水條件信號(hào)。
此外，依據(jù)一個(gè)實(shí)施例，可以提供用于水條件參數(shù)值的檢測(cè)單元 130。風(fēng)速儀110和12 0以及檢測(cè)單元130連接到評(píng)估單元。依據(jù)另 一實(shí)施例，檢測(cè)單元130為本領(lǐng)域中已知的溫度傳感器。溫度傳感器 測(cè)量溫度且確定溫度是低于還是高于閥值。評(píng)估單元140從第一和第 二風(fēng)速儀以及溫度傳感器接收信號(hào)。如以下關(guān)于圖2-4描述的，評(píng) 估單元適于提供第 一風(fēng)速儀和第二風(fēng)速儀的測(cè)量值之間的函數(shù)關(guān)系。 一般地，通過(guò)比較風(fēng)速儀120的信號(hào)和風(fēng)速儀110的信號(hào)，能夠產(chǎn)生 冰^全測(cè)信號(hào)。
依據(jù)一個(gè)實(shí)施例，風(fēng)速儀120為不容易結(jié)水的加熱的聲波風(fēng)速儀。 風(fēng)速儀110為風(fēng)杯風(fēng)速儀，其更可能受結(jié)冰影響。因此，在特別是艙 體處發(fā)生結(jié)水時(shí)，第二風(fēng)速儀110受結(jié)冰影響。第一風(fēng)速儀120的信
號(hào)和第二風(fēng)速儀110的信號(hào)將指示風(fēng)速度的差值。該差值將關(guān)于圖2-4中圖示的方法和圖5和6中圖示的風(fēng)速4義更詳細(xì)地描述。
圖2顯示圖示進(jìn)行用于水檢測(cè)系統(tǒng)的方法的流程圖。該方法從步 驟210開(kāi)始，其中系統(tǒng)初始化，且例如，事先確定的參數(shù)值從存儲(chǔ)器 讀取，事先確定的參數(shù)值由使用者接口等提供。在步驟212內(nèi)，測(cè)量 的冰條件值與水條件閥值參數(shù)比較。
依據(jù)一個(gè)實(shí)施例，冰條件閥值參數(shù)為溫度值。例如，如果溫度用 溫度傳感器測(cè)量且測(cè)量溫度高于事先確定的溫度閥值參數(shù)值，結(jié)冰條 件可能不會(huì)發(fā)生。另一方面，如果測(cè)量溫度低于溫度閥值參數(shù)值，存 在發(fā)生結(jié)冰條件的可能性。因此，在步驟212內(nèi)，其確認(rèn)結(jié)冰條件不 會(huì)發(fā)生的條件是否存在。這樣的條件能夠例如由至少在3°C-7。C或者 甚至更高的溫度范圍內(nèi)的閥值溫度確定。如果溫度為例如低于作為閥 值的5°C,結(jié)冰條件可能發(fā)生。
如果在步驟212中已經(jīng)確認(rèn)沒(méi)有結(jié)冰的危險(xiǎn)(例如T > Tth:是)， 方法繼續(xù)進(jìn)行到步驟214。因此流程圖的左手側(cè)提供方法的校準(zhǔn)分支。 依據(jù)一個(gè)實(shí)施例，校準(zhǔn)于結(jié)水不可能發(fā)生的條件期間進(jìn)行。依據(jù)另一 實(shí)施例，例如如果結(jié)冰條件在風(fēng)力渦輪機(jī)操作的長(zhǎng)周期期間出現(xiàn)，校 準(zhǔn)對(duì)于很不可能發(fā)生結(jié)水條件的結(jié)冰條件閥值參數(shù)進(jìn)行。
一般地，在此描述的實(shí)施例中，校準(zhǔn)對(duì)于在其間沒(méi)有結(jié)冰出現(xiàn)的 條件下獲得的數(shù)據(jù)集進(jìn)行，且在冰條件閥值參數(shù)值指示結(jié)冰條件可能 發(fā)生的情況時(shí)，得到的校準(zhǔn)值用于結(jié)水條件的檢測(cè)。
在步驟214中，生成數(shù)據(jù)集的直方圖，其分別為來(lái)自第一風(fēng)速儀 的信號(hào)值和來(lái)自第二風(fēng)速儀的值的直方圖。依據(jù)一個(gè)實(shí)施例，生成的 數(shù)據(jù)集的直方圖可以包括最小風(fēng)速度范圍內(nèi)的值。依據(jù)另 一 實(shí)施例， 生成的數(shù)據(jù)集的直方圖可以包括最大風(fēng)速度范圍內(nèi)的值。依據(jù)更進(jìn)一 步的實(shí)施例，生成的直方圖可以包括最小和最大風(fēng)速度范圍內(nèi)的值。 在產(chǎn)生數(shù)據(jù)集直方圖后，在步驟216中，評(píng)估數(shù)據(jù)集是否包括在希望 范圍的每個(gè)內(nèi)足夠數(shù)量的值。依據(jù)進(jìn)一步的實(shí)施例，直方圖也可以相 對(duì)于直方圖的每一面元(bin)最小數(shù)量的值評(píng)估。
在測(cè)量數(shù)據(jù)集的分布(直方圖)已經(jīng)在步驟216中評(píng)估且數(shù)據(jù)集 滿(mǎn)足校準(zhǔn)的要求(是)后，步驟218通往如圖3圖示的校準(zhǔn)方法。否 則，方法繼續(xù)進(jìn)行到步驟2 30。在步驟2 30中， 一個(gè)算法循環(huán)結(jié)束且另一算法循環(huán)開(kāi)始。
數(shù)據(jù)集的直方圖可能是不夠的，例如在數(shù)據(jù)集產(chǎn)生期間如果僅有 小的風(fēng)速度變化發(fā)生。依據(jù)實(shí)施例，在產(chǎn)生用于校準(zhǔn)的帶有不夠的直 方圖的數(shù)據(jù)集的情況時(shí)，這些數(shù)據(jù)集可以與第 一 和第二風(fēng)速儀的進(jìn)一 步測(cè)量值，即，以前的數(shù)據(jù)集或者外部數(shù)據(jù)集的值組合。
依據(jù)一個(gè)實(shí)施例，這些進(jìn)一步的數(shù)據(jù)集可以從類(lèi)似的風(fēng)力渦輪機(jī) 引入。依據(jù)另一實(shí)施例，可以提供更長(zhǎng)的數(shù)據(jù)集產(chǎn)生周期，以產(chǎn)生第 一風(fēng)速儀和第二風(fēng)速儀更多的值。在使用引入的數(shù)據(jù)值的情況時(shí)，在 數(shù)據(jù)集中測(cè)量值的可用數(shù)量增加后，還可以漸漸地以測(cè)量數(shù)據(jù)替換引 入的數(shù)據(jù)。依據(jù)另一實(shí)施例，如果直方圖中可用值的數(shù)量允許從數(shù)據(jù) 集刪除較老的值，甚至可以刪除較老的數(shù)據(jù)值。
接著，在描述圖2的冰檢測(cè)步驟222之前，將描述圖3中圖示的 校準(zhǔn)。關(guān)于圖3圖示的實(shí)施例以步驟218開(kāi)始，其作為從一般系統(tǒng)方 法至'j校準(zhǔn)方法的轉(zhuǎn)移步驟。
在步驟310中，第一風(fēng)速儀可以定義為參考風(fēng)速儀，而第二風(fēng)速 儀可以定義為測(cè)試風(fēng)速儀。依據(jù)另一實(shí)施例，第一風(fēng)速儀可以為風(fēng)速 儀的測(cè)試，而第二風(fēng)速儀可以為參考風(fēng)速儀。
然后，在分別相應(yīng)于兩個(gè)風(fēng)速儀的兩個(gè)數(shù)據(jù)集的值之間進(jìn)行線(xiàn)性 回歸。作為線(xiàn)性回歸的結(jié)果，計(jì)算斜率b、偏量a和確定系數(shù)r2。接 著，在步驟312中，進(jìn)行數(shù)據(jù)集的殘差分析。其中，計(jì)算與步驟310 中獲得的線(xiàn)性回歸比較的數(shù)據(jù)集單個(gè)值的殘差。此外，殘差的標(biāo)準(zhǔn)偏 差作為第一校準(zhǔn)值提供。在步驟314中，第一校準(zhǔn)值，即殘差的標(biāo)準(zhǔn) 偏差，乘以固定的參數(shù)。
依據(jù)一個(gè)實(shí)施例，固定參數(shù)為使用于多個(gè)風(fēng)力渦輪機(jī)的事先確定的值。殘差的標(biāo)準(zhǔn)偏差和固定參數(shù)的乘積提供限定水檢測(cè)極限值的最 大殘差。依據(jù)另一實(shí)施例，固定參數(shù)為至少2。依據(jù)更進(jìn)一步的實(shí)施 例，固定參數(shù)在3-2Q的范圍內(nèi)。從而，在這些實(shí)施例中，在步驟314 中確定極限值，其限定水檢測(cè)的閥值。
在步驟316中，在從包含斜率b、偏量a、確定系數(shù)r2、和大于 最大殘差的殘差數(shù)量的集合中選擇的至少一個(gè)元素上進(jìn)行測(cè)試。
如果例如斜率b、偏量a或確定系數(shù) 一在事先確定的范圍外，方 法繼續(xù)進(jìn)行到步驟318，其中冰;險(xiǎn)測(cè)單元失效標(biāo)記設(shè)為等于1。如果大于最大殘差的殘差數(shù)量超過(guò)事先確定的閥值，同樣適用。因此，能 夠通知操作者校準(zhǔn)失敗或者水檢測(cè)單元有故障。如果斜率b、偏量a、確定系數(shù)r2、和大于最大殘差的殘差數(shù)量在希望的事先確定的范圍 內(nèi)，校準(zhǔn)在步驟319中限定為成功，冰檢測(cè)單元失效標(biāo)記設(shè)為0,且 方法在步驟219中繼續(xù)進(jìn)行到圖2中圖示的冰檢測(cè)系統(tǒng)方法。
依據(jù)進(jìn)一步可替換的實(shí)施例，如果從包含斜率b、偏量a、確定 系數(shù)r2、和大于最大殘差的殘差數(shù)量的集合中選擇的兩個(gè)或者更多元 素在事先確定的范圍外，方法繼續(xù)進(jìn)行到步驟318,其中冰檢測(cè)單元 失效標(biāo)記設(shè)為等于1。因此，能夠通知操作者校準(zhǔn)失敗或者水檢測(cè)單 元有故障。否則，校準(zhǔn)在步驟319中限定為成功，水檢測(cè)單元失效標(biāo) 記設(shè)為0,且方法在步驟219中繼續(xù)進(jìn)行到圖2中圖示的冰檢測(cè)系統(tǒng) 方法。
如果在步驟212中已經(jīng)確認(rèn)有一定的結(jié)冰危險(xiǎn)(例如T > Tth:否)， 方法繼續(xù)進(jìn)行到步驟222。在圖2中的步驟222中，確定現(xiàn)場(chǎng)校準(zhǔn)是 否已經(jīng)進(jìn)行。現(xiàn)場(chǎng)校準(zhǔn)應(yīng)該理解為關(guān)于圖3描述的實(shí)施例的一個(gè)的校 準(zhǔn)，且其在與使用水檢測(cè)系統(tǒng)相同的風(fēng)力渦輪機(jī)上進(jìn)行。
據(jù)進(jìn)行校準(zhǔn)的情況時(shí)，可以加載經(jīng)驗(yàn)值且校準(zhǔn)可以用外部數(shù)據(jù)集進(jìn) 行。依據(jù)另一實(shí)施例，數(shù)據(jù)集從風(fēng)力渦輪機(jī)本身給出，且校準(zhǔn)已經(jīng)或 者能夠用該數(shù)據(jù)集進(jìn)行。依據(jù)更進(jìn)一步的實(shí)施例，數(shù)據(jù)集從風(fēng)力渦輪 機(jī)本身給出，但直方圖可能不夠。然后附加的外部數(shù)據(jù)可能增加到測(cè) 量數(shù)據(jù)集以校準(zhǔn)水;險(xiǎn)測(cè)單元。
由此，斜率b、偏量a和作為第一校準(zhǔn)值的殘差的標(biāo)準(zhǔn)偏差的值 或者作為第 一 校準(zhǔn)值和事先確定的因子的乘積的冰檢測(cè)極限值能夠在 步驟222中提供。在步驟224中，方法繼續(xù)進(jìn)行到關(guān)于圖4描述的水 才全測(cè)程序。在圖4中，冰;險(xiǎn)測(cè)方法以/人圖2的冰4全測(cè)系統(tǒng)方法的轉(zhuǎn)移 步驟224開(kāi)始。
在步驟410中，進(jìn)行現(xiàn)有數(shù)據(jù)點(diǎn)的殘差分析。因此，線(xiàn)性回歸值 斜率b、偏量a用于轉(zhuǎn)換一個(gè)風(fēng)速儀值。轉(zhuǎn)換的值與另一風(fēng)速儀值比 較且計(jì)算殘差。確定現(xiàn)有數(shù)據(jù)點(diǎn)的殘差。也就是，確定風(fēng)速儀的一個(gè) 在多大程度上與由另 一風(fēng)速儀基于校準(zhǔn)的斜率和偏差的線(xiàn)性函數(shù)計(jì)算 的值不同。
此外，使用殘差的標(biāo)準(zhǔn)偏差(作為第一校準(zhǔn)值)或者作為第一校 準(zhǔn)值和事先確定的因子的乘積的極限值。在步驟412中，確定現(xiàn)有數(shù) 據(jù)點(diǎn)的殘差是否超過(guò)極限值(第一校準(zhǔn)值和固定的參數(shù)的乘積)。如果現(xiàn)有數(shù)據(jù)點(diǎn)的殘差超過(guò)極限值，冰計(jì)數(shù)指示器增加1 (步驟412)。 如果現(xiàn)有數(shù)據(jù)點(diǎn)的殘差低于極限值，水計(jì)數(shù)器指示器設(shè)為O(步驟 416 )。
此外，在步驟225中，方法返回到主冰檢測(cè)系統(tǒng)算法。依據(jù)一個(gè) 實(shí)施例，關(guān)于水計(jì)數(shù)指示器，如果冰計(jì)數(shù)器值大于Q,能夠指示冰檢 測(cè)。從而，指示冰檢測(cè)的一個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)可以作為結(jié)冰的指示器使用。然 而，依據(jù)另一典型的實(shí)施例，僅如果水檢測(cè)計(jì)數(shù)器指示大于1的值， 水斗全測(cè)系統(tǒng)可以指示風(fēng)力渦輪機(jī)的結(jié)冰。因此，僅如果冰#全測(cè)已經(jīng)至 少由第二個(gè)冰檢測(cè)數(shù)據(jù)點(diǎn)確認(rèn)時(shí)，指示結(jié)冰條件。
在算法返回到關(guān)于圖2描述的方法的步驟225后， 一個(gè)循環(huán)以步 驟230終止。
依據(jù)上述的實(shí)施例，風(fēng)力渦輪機(jī)的冰檢測(cè)能夠改進(jìn)至少因子5。 例如，用于苛刻氣候中的通常使用的冰傳感器可以導(dǎo)致大約14%錯(cuò)誤 結(jié)冰條件指示。這意味著，對(duì)于14%的冰檢測(cè)情況，要么在艙體處沒(méi) 有結(jié)冰條件出現(xiàn)時(shí)指示結(jié)水，或者在結(jié)水實(shí)際出現(xiàn)時(shí)沒(méi)有給出結(jié)冰指 示。作為比較，在類(lèi)似的苛刻氣候中，用在此描述的冰檢測(cè)系統(tǒng)可能 降低錯(cuò)誤結(jié)冰指示的數(shù)量到低于1.5%的值。此外，冰檢測(cè)系統(tǒng)的置 信度水平能夠從85%改進(jìn)到接近60%。這意味著包括風(fēng)速儀算法的 冰檢測(cè)系統(tǒng)幾乎跟參考冰信號(hào)一樣好。
在圖5和6中圖示風(fēng)速4義的實(shí)施例。圖5顯示風(fēng)杯風(fēng)速4義500。 在主本體51G上纟是供^4由或者軸512。風(fēng)杯514安裝到力# 516，其通 過(guò)環(huán)518可旋轉(zhuǎn)地固定到機(jī)軸或者軸。環(huán)能夠圍繞機(jī)軸或者軸512旋 轉(zhuǎn)。依據(jù)一個(gè)實(shí)施例，機(jī)軸或者軸512和/或者環(huán)518能夠用例如15 -20W的功率加熱。因此，結(jié)冰在風(fēng)速〗義上的影響減少。然而，由于 風(fēng)杯還可能由冰覆蓋，風(fēng)速儀相對(duì)容易受結(jié)冰影響。依據(jù)另一實(shí)施例， 風(fēng)速儀500未加熱。因此，氣候影響更強(qiáng)。 一般地，風(fēng)杯風(fēng)速儀的實(shí) 施例包括三個(gè)風(fēng)杯。然而，依據(jù)其他實(shí)施例，也可以采用帶有四個(gè)風(fēng) 杯的風(fēng)杯風(fēng)速儀。
圖6顯示聲波風(fēng)速儀的實(shí)施例。在主本體610上提供臂612和614。
臂都包括聲波收發(fā)器(或者分別發(fā)送器和接收器)，其彼此相隔以提 供測(cè)量段。聲音的傳播速度與風(fēng)速度疊加。從而，風(fēng)速度影響聲音的 傳播速度。從而能夠應(yīng)用聲音的傳播延遲的測(cè)量以確定風(fēng)速度。如果 四個(gè)臂和四個(gè)聲波收發(fā)器提供彼此垂直的兩個(gè)測(cè)量段，除風(fēng)速度外能夠測(cè)量風(fēng)方向。
進(jìn)一步依據(jù)一個(gè)實(shí)施例，如果使用收發(fā)器，可以測(cè)量從臂612到臂614以及相反的兩個(gè)方向的聲音傳纟番速度。從而，聲音傳l番速度從 空氣溫度的依賴(lài)性能夠被排除。依據(jù)另一實(shí)施例，聲波風(fēng)速儀600能 夠進(jìn)一步提供有加熱。因此，從空氣溫度偏離的進(jìn)一步溫度影響能夠 被排除。結(jié)果，依據(jù)關(guān)于圖6描述的實(shí)施例的風(fēng)速儀不受或者幾乎不 受結(jié)冰影響。
依據(jù)一個(gè)實(shí)施例，圖i中圖示的用于風(fēng)力渦輪才幾的水沖全測(cè)系統(tǒng)包 括作為第一風(fēng)速儀120的加熱的聲波風(fēng)速4義(圖6中600 )和軸加熱 的風(fēng)杯風(fēng)速4義(圖5中500 )。
依據(jù)在此描述的實(shí)施例，能夠提供改進(jìn)的冰檢測(cè)系統(tǒng)且渦輪機(jī)可 以帶有冰檢測(cè)系統(tǒng)操作以盡可能地防止冰拋灑。
本書(shū)面描述使用示例以披露本發(fā)明，包括最佳模式，且也使任何 本領(lǐng)域中技術(shù)人員能夠進(jìn)行和使用本發(fā)明。盡管本發(fā)明已經(jīng)以不同的 具體實(shí)施例形式描述，本領(lǐng)域中技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，本發(fā)明能夠用在 權(quán)利要求書(shū)的精神和范圍內(nèi)的修改實(shí)施。特別是，上述實(shí)施例的相互 非專(zhuān)用的特征可以彼此組合。本發(fā)明保護(hù)范圍由權(quán)利要求書(shū)限定，且 可以包括本領(lǐng)域中技術(shù)人員可以想象的其他示例。這種其他示例意衫: 在具有與本權(quán)利要求書(shū)的字面語(yǔ)言沒(méi)有區(qū)別的結(jié)構(gòu)性元素，或者如果 其包括具有與本權(quán)利要求書(shū)的字面語(yǔ)言非實(shí)質(zhì)性區(qū)別的等同結(jié)構(gòu)性元 素的權(quán)利要求書(shū)的范圍。零件列表 塔架2
輪毅4 艙體6 轉(zhuǎn)子葉片8 風(fēng)力渦輪機(jī)100 第一風(fēng)速儀110 第二風(fēng)速儀120
用于冰條件參數(shù)值的檢測(cè)單元130
評(píng)估單元140
方法步驟210(初始化)
方法步驟212(檢查冰條件閥值)
方法步驟214(生成直方圖)
方法步驟216(檢查直方圖)
方法步驟218(轉(zhuǎn)移到校準(zhǔn))
方法步驟219(從校準(zhǔn)轉(zhuǎn)移)
方法步驟222(評(píng)估校準(zhǔn)狀態(tài))
方法步驟224(轉(zhuǎn)移到水檢測(cè))
方法步驟225(從冰檢測(cè)轉(zhuǎn)移)
方法步驟230(結(jié)束循環(huán))
方法步驟310(線(xiàn)性回歸)
方法步驟312(殘差分析)
方法步驟314(確定極限值)
方法步驟316(檢查失效)
方法步驟318(設(shè)定失效標(biāo)記)
方法步驟319(設(shè)定失效標(biāo)記)
方法步驟410(殘差分析)
方法步驟412(比較殘差和極限值)
方法步驟414(設(shè)定水計(jì)數(shù)指示器)
方法步驟416(設(shè)定冰計(jì)數(shù)指示器)
風(fēng)速儀5 00
主本體510
才幾軸或者軸512
風(fēng)杯514
臂516
環(huán)518
風(fēng)速儀6 00
主本體610
臂612
臂614。
權(quán)利要求
1.一種用于風(fēng)力渦輪機(jī)(100)冰檢測(cè)的方法，其包括提供冰條件閥值參數(shù)，其適于區(qū)分其間結(jié)冰可以發(fā)生的條件和其間結(jié)冰不會(huì)發(fā)生的條件；用第一風(fēng)速儀(110；500；600)測(cè)量風(fēng)速度，其中第一風(fēng)速儀屬于第一類(lèi)型；用第二風(fēng)速儀(120；500；600)測(cè)量風(fēng)速度，其中第二風(fēng)速儀屬于第二類(lèi)型，且其中第二類(lèi)型與第一類(lèi)型不同；對(duì)于其間結(jié)冰可以發(fā)生的條件，評(píng)估用第一風(fēng)速儀測(cè)量的風(fēng)速度和用第二風(fēng)速儀測(cè)量的風(fēng)速度的偏差；和確定該偏差是否超過(guò)基于在其間結(jié)冰不會(huì)發(fā)生的條件下進(jìn)行的校準(zhǔn)的極限值。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其進(jìn)一步包括 計(jì)數(shù)偏差超過(guò)極限值的次數(shù)的數(shù)量；和指示次數(shù)的數(shù)量超過(guò)計(jì)數(shù)閥值的結(jié)水條件。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中極限值為標(biāo)準(zhǔn)偏差和固定 參數(shù)的乘積，其中標(biāo)準(zhǔn)偏差為基于在其間結(jié)冰不會(huì)發(fā)生的條件下測(cè)量 的第一風(fēng)速儀(110)和第二風(fēng)速儀(120)的數(shù)據(jù)集獲得的回歸的殘 差的標(biāo)準(zhǔn)偏差。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其進(jìn)一步包括 加熱第一風(fēng)速儀；和加熱第二風(fēng)速儀。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中數(shù)據(jù)集一年產(chǎn)生至少一次 且校準(zhǔn)一年進(jìn)行至少一次。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中校準(zhǔn)包括測(cè)量一定時(shí)期且在其間結(jié)冰不會(huì)發(fā)生的條件的第 一風(fēng)速儀的數(shù)據(jù) 集，其中第一風(fēng)速儀(110)屬于第一類(lèi)型；測(cè)量相應(yīng)該時(shí)期第二風(fēng)速儀(120)的數(shù)據(jù)集，其中第二風(fēng)速儀 屬于第二類(lèi)型，且其中第二類(lèi)型與第一類(lèi)型不同；和限定第 一數(shù)據(jù)集和第二數(shù)據(jù)集之間的函數(shù)相互關(guān)系；限定確定偏差閥值的極限值以指示結(jié)冰條件標(biāo)記。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中函數(shù)關(guān)系為線(xiàn)性回歸。
8. —種用于風(fēng)力渦輪機(jī)(100)的水4全測(cè)單元，其包括 屬于第一類(lèi)型的第一風(fēng)速儀(110; 500; 600 ); 屬于第二類(lèi)型的第二風(fēng)速儀(120; 500; 600 )，其中第二類(lèi)型與第一類(lèi)型不同，且其中第二風(fēng)速儀是可加熱的以減少由冰對(duì)第二風(fēng)速 儀的影響；溫度傳感器(130),其適于測(cè)量水條件閥值參數(shù)，以區(qū)分其間結(jié) 冰可以發(fā)生的條件和其間結(jié)冰不會(huì)發(fā)生的條件；和評(píng)估單元(140),其適于評(píng)估來(lái)自第一風(fēng)速儀和第二風(fēng)速儀的信 號(hào)之間的函數(shù)關(guān)系。
9. 才艮據(jù)4又利要求8所述的冰;險(xiǎn)測(cè)單元，其中第一風(fēng)速4義為可加 熱的，以減少由冰對(duì)第一風(fēng)速儀的影響，且其中第二風(fēng)速4義為加熱的 超聲風(fēng)速儀。
10. —個(gè)風(fēng)力渦輪機(jī)(100)，其包括 根據(jù)權(quán)利要求8所述的冰檢測(cè)單元。
全文摘要
提供一種用于風(fēng)力渦輪機(jī)冰檢測(cè)的方法。該方法包括提供冰條件閥值參數(shù)，其適于區(qū)分其間結(jié)冰可以發(fā)生的條件和其間結(jié)冰不會(huì)發(fā)生的條件，用第一風(fēng)速儀(110)測(cè)量風(fēng)速度，其中第一風(fēng)速儀屬于第一類(lèi)型，用第二風(fēng)速儀(120)測(cè)量風(fēng)速度，其中第二風(fēng)速儀屬于第二類(lèi)型，且其中第二類(lèi)型與第一類(lèi)型不同，對(duì)于其間結(jié)冰可以發(fā)生的條件，評(píng)估用第一風(fēng)速儀測(cè)量的風(fēng)速度和用第二風(fēng)速儀測(cè)量的風(fēng)速度的偏差，且確定該偏差是否超過(guò)基于在其間結(jié)冰不會(huì)發(fā)生的條件進(jìn)行的校準(zhǔn)的極限值。
文檔編號(hào)G01V9/00GK101201413SQ200710199550
公開(kāi)日2008年6月18日 申請(qǐng)日期2007年12月13日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月13日
發(fā)明者C·霍夫羅格, F·奧爾梅爾, T·霍內(nèi)坎普 申請(qǐng)人:通用電氣公司