風力發電廠和控制風力發電廠中的風力渦輪發電機的方法
2023-06-03 05:03:01
風力發電廠和控制風力發電廠中的風力渦輪發電機的方法
【專利摘要】一種風力發電廠，其至少包括第一以及一個或多個其它風力渦輪發電機（10、20、30、40），其中第一風力渦輪發電機和一個或多個其它風力渦輪發電機可通訊地耦連，以便在第一風力渦輪發電機和一個或多個其它風力渦輪發電機之間交換信息，並且預定傳遞關係在第一風力渦輪發電機和一個或多個其它風力渦輪發電機之間建立，所述預定傳遞關係指示出第一風力渦輪發電機可以以何種程度使用來自一個或多個其它風力渦輪發電機中的每個的信息用於控制第一風力渦輪機。
【專利說明】風力發電廠和控制風力發電廠中的風力渦輪發電機的方法
【技術領域】
[0001 ] 本發明的實施方式大體上涉及一種風力發電廠，其至少包括第一風力渦輪發電機和一個或多個其它風力渦輪發電機，並且涉及一種控制風力發電廠中的第一風力渦輪發電機的方法。
【背景技術】
[0002]近年來，已越來越多地關注於降低由燃燒化石燃料產生的溫室氣體的排放。用於降低溫室氣體排放的一個解決方案是發展可再生能源。具體地，從風中獲得的能量已證明是環境上安全並且可靠的能源，其能夠降低對於化石燃料的依靠。
[0003]風中的能量能夠由風力渦輪機獲取，所述風力渦輪機是將風的動能轉換為機械能、並且繼而將機械能轉換為電能的旋轉機械。常見的水平軸風力渦輪機包括塔架、定位在塔架頂部的機艙、以及藉助於軸杆支撐在機艙中的轉子。軸杆將轉子與容置在機艙內部的發電機的轉子組件或直接或間接地耦連。多個風力渦輪發電機可以一起布置在風場中或風力發電廠中，以便產生足夠的能量以支持電網。
【發明內容】
[0004]本發明的實施方式大體上涉及一種風力發電廠，其至少包括第一風力渦輪發電機和一個或多個其它風力渦輪發電機，並且涉及一種控制風力發電廠中的第一風力渦輪發電機的方法。
[0005]本發明一個實施方式提供一種風力發電廠，其至少包括第一風力潤輪發電機和一個或多個其它風力渦輪發電機，其中第一風力渦輪發電機和一個或多個其它風力渦輪發電機可通訊地耦連，以便交換信息，並且預定傳遞關係在第一風力渦輪發電機和一個或多個其它風力渦輪發電機之間建立，所述預定傳遞關係指示出第一風力渦輪發電機可以以何種程度使用來自一個或多個其它風力渦輪發電機的信息用於控制第一風力渦輪機。信息的交換至少包括在第一風力渦輪發電機處接收來自一個或多個其它風力渦輪發電機的信息。風力發電廠中的風力渦輪發電機可以布置以便通訊，即一起工作，例如藉助於在出現有害狀況的情況下彼此支持。從而，所述實施方式可以增加風力發電廠的可靠性、可行性、和/或生產率。
[0006]本發明的另一實施方式提供一種控制風力發電廠中的第一風力潤輪機的方法，所述風力發電廠包括一個或多個其它風力渦輪發電機，所述方法包括下述步驟:經由通訊型耦連件在第一風力渦輪發電機和一個或多個其它風力渦輪發電機之間交換信息，以及根據風力渦輪發電機和一個或多個其它風力渦輪發電機之間的預定傳遞關係使用來自一個或多個其它風力渦輪發電機的信息控制第一風力渦輪機，所述預定傳遞關係指示出第一風力渦輪發電機可以以何種程度使用來自一個或多個其它風力渦輪發電機中的每個的信息。
[0007]本發明的又一實施方式涉及一種包含計算機代碼的電腦程式製品，其在計算機上執行時施行本發明的方法。[0008]其它實施方式在從屬權利要求、下述描述以及附圖中列出。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0009]本發明的實施方式藉助於實施例以及參照附圖而解釋。要注意的是附圖僅展示本發明的實施方式的示例並且因此不被考慮為限制其範圍，因為本發明可以認可其它等同效力的實施方式。
[0010]圖1展示了根據本發明的實施方式的示例性風力渦輪機100 ；
[0011]圖2展示了根據本發明的實施方式的機艙120的更詳細視圖。
[0012]圖3至5展示了根據本發明的實施方式的在風力渦輪發電機之間的傳遞曲線的實施例；以及
[0013]圖6展示了根據本發明的方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0014]在下述描述中，參照本發明的實施方式。然而，應當理解的是，本發明不被限制到特定描述的實施方式中。相對地，下述特徵和元件的任何組合，無論是否涉及不同的實施方式，均被考慮以實施和實踐本發明。
[0015]再者，在各種實施方式中，本發明與現有技術相比提供多種優點。然而，儘管本發明的實施方式與其它可能的解決方案和/或與現有技術相比可以實現優點，但是特定優點是否由給定實施方式實現並不限制本發明。從而，下述方面、特徵、實施方式以及優點僅僅是展示性的，並且不被認為是所附權利要求的元素或限制，除非在一個或多個權利要求中特別提出。類似地，對於「本發明」的引用不應當被解釋為對於在此公開的任何創造性主題的概括，並且不應當被認為是所附權利要求的元素或限制，除非在一個或多個權利要求中特別地引用。
[0016]如所提到的，本發明的一個實施方式提供一種風力發電廠，其至少包括第一風力潤輪發電機和一個或多個其它風力潤輪發電機，其中第一風力潤輪發電機和一個或多個其它風力渦輪發電機可通訊地耦連，以便交換信息，並且預定傳遞關係在第一風力渦輪發電機和一個或多個其它風力渦輪發電機之間建立，所述預定傳遞關係指示出第一風力渦輪發電機可以以何種程度使用來自一個或多個其它風力渦輪發電機中的每個的信息用於控制第一風力渦輪機。其優點在於，風力渦輪發電機可以使用從另一風力渦輪機獲得的信息。在傳感器瞬間失效的情況下，其輸出對於風力渦輪機的運行是必須的，風力渦輪機可以藉助於來自另一風力渦輪機的相應的信息維持運行。在另一非限制性實施例中，風力渦輪發電機可以在出現有害狀況時接收來自其它風力渦輪發電機的信息。從而，風力渦輪發電機可以變得更加安全、更加一致地運行和/或提供額外功率。
[0017]將會在第一風力渦輪發電機和一個或多個其它風力渦輪發電機之間交換的信息是包括空氣動力學信息和/或狀況信息的信號。狀況信息包括與下述狀態中的一個或多個有關的信息:風力發電廠從電網斷開連接；雷電；風力渦輪發電機跳閘；極端突風；傳感器故障。狀況信息可以被視為數字信息，因為在大多數情況下其可以被視為開/關信號，諸如「電網斷開連接」、「雷暴」、「鋒利渦輪發電機已跳閘」。
[0018]空氣動力學信息包括與下述參數中的一個或多個有關的信息:風向；風速；風切；風湍流；突風深度；溫度；電網功率特性。空氣動力學信息可以被視為模擬信息，其具有在特定範圍中的量級。這種空氣動力或模擬信息的示例可以是:「風向」、「風速」、「突風深度」、「溫度」、「電網電壓」、「電網電流」等。
[0019]在第一風力渦輪發電機和一個或多個其它風力渦輪發電機之間的預定傳遞關係指示出用於潛在風向的傳遞值，所述傳遞值指示出第一風力渦輪發電機對於給定風向可以以何種程度使用來自一個或多個其它風力渦輪機中的每個的信息。在包圍風力渦輪發電機的空間被劃分為一系列與潛在風向相對應的角方向的情況下，每個角方向被分配有一傳遞值。從而，在實際風向或當前風向下於特定角方向內或特定角方向處時，與所述風向相對應的傳遞值可以用於確定第一風力渦輪發電機可以以何種程度使用來自其它風力渦輪發電機的信息。一組傳遞值可以表示為傳遞曲線。在所述信息可以在所有風向下以同一程度使用的情況下，傳遞曲線是傳遞圓。替代地，傳遞曲線可以是其它形狀，並且在特定情況下，傳遞曲線的一些部分可以切除，指示出來自其它風力渦輪發電機的信息在與傳遞曲線的切除部分相對應的風向下不能用於控制第一風力渦輪發電機。
[0020]在與當前風向相對應的預定關係中的用於潛在風向的傳遞值乘以來自一個或多個其它風力渦輪發電機的信號，以便得出在第一風力渦輪發電機的控制單元中使用的信號。
[0021]在與當前風向相對應的預定關係中的用於給定區段的傳遞值乘以來自一個或多個其它風力渦輪發電機的信號，以便得出在第一風力渦輪發電機的控制單元中使用的信號。這提供了 一種容易的方式以使用來自一個或多個其它風力渦輪發電機的信息用於控制第一風力潤輪發電機。
[0022]傳遞值可以包括用於特定類型的信息的信息特定傳遞值。在此，以預定傳遞關係指示出的第一風力渦輪發電機可以以何種程度使用來自一個或多個其它風力渦輪發電機的信息可以包括信息可被使用的不同級別。從而，例如可以存在下述情況:一些信息不能使用或沒有信息可以使用，一些類型的信息能夠使用而其它類型的信息不能使用；或所有類型的信息均能夠使用。
[0023]預定傳遞關係取決於在第一風力渦輪發電機處和/或在一個或多個其它風力渦輪發電機處的風特性。這種風特性可以是風向、風切、以及風湍流。此外，預定傳遞關係取決於第一風力渦輪發電機和/或一個或多個其它風力渦輪發電機所定位在的地形。從而，在風力發電廠定位在山地地形中的情況下，傳遞值可以在風向改變處顯著地改變。
[0024]預定傳遞關係可以存儲在第一風力渦輪發電機的控制單元中或存儲在能夠由第一風力渦輪發電機訪問的SCADA伺服器中。
[0025]預定傳遞關係在風力發電廠運轉之前確定，和/或預定傳遞關係周期性地更新。
[0026]第一風力渦輪發電機還可通訊地耦連至氣象測量杆，所述氣象測量杆包括一個或多個氣象傳感器，以便交換信息，並且氣象杆傳遞關係已被建立，所述氣象杆傳遞關係指示出第一風力渦輪發電機可以以何種程度使用來自氣象杆的信息。
[0027]如以上所提到的，本發明還涉及一種控制風力發電廠中的第一風力渦輪機的方法，以及一種包含計算機代碼的的電腦程式製品，其在計算機上執行時施行本發明的方法。其優點是上文中針對風力發電廠描述的那樣。
[0028]下述內容是在附圖中描繪的本發明實施方式的詳細描述。實施方式是實施例並且如此詳細以便清晰地表達本發明。然而，所提供的細節的量不適於限制實施方式的所設想的變體；而是相反，適於覆蓋落入由所附權利要求限定的本發明保護範圍中的所有改型、等同方案、以及替代例。
[0029]圖1展示了根據本發明的實施方式的示例性風力渦輪機100。如圖1所示，風力渦輪機10包括塔架110、機艙120、以及轉子130。在本發明的一個實施方式中，風力渦輪機100可以是陸上風力渦輪機。然而，本發明的實施方式不僅限制於陸上風力渦輪機。在替代實施方式中，風力渦輪機100可以是定位在水體(諸如，例如湖泊、海洋等)上的離岸風力渦輪機。
[0030]風力渦輪機100的塔架110可以配置成將機艙120和轉子130提升至使得強大的、較少湍流的、並且大體上不受阻礙的空氣流動可以由轉子130接收的高度。塔架110的高度可以是任何合理的高度。塔架110可以由任何類型材料(例如鋼、混凝土等)製成。在一些實施方式中，塔架110可以由單塊材料製成。然而，在替代實施方式中，塔架110可以包括多個區段，例如，兩個或更多的管狀鋼區段111和112，如圖1所示。在本發明的一些實施方式中，塔架110可以是格狀塔架。因此，塔架110可以包括焊接鋼型材。
[0031]轉子130可以包括轉子輪轂(在下文中簡單稱作「輪轂」)131以及至少一個葉片132 (在圖1中示出了三個這種葉片132)。轉子輪轂131可以配置成將至少一個葉片132耦連至軸杆(未示出)。在一個實施方式中，葉片132可以具有空氣動力輪廓，從而使得在預定風速下，葉片132經受提升，從而導致葉片圍繞輪轂徑向地旋轉。機艙120可以包括一個或多個部件，其配置成將葉片的空氣-機械能轉換成軸杆的旋轉能量，並且將軸杆的旋轉能量轉換成電能。
[0032]風力渦輪機100可以包括多個傳感器，用於監視與例如環境狀況、風力渦輪機負載、性能指標等相關聯的多個參數。例如，應變計133在葉片132上示出。在一個實施方式中，應變計133可以配置成檢測葉片132的彎曲和/或扭轉。關於葉片的彎曲和扭轉的信息可能對於執行一個或多個操作以降低可能出現在葉片132上的負載(例如在高速突風期間)而言是必要的。在這種情況下，葉片可以變槳以降低負載，從而防止對於葉片的損傷。
[0033]圖1還展示了可以放置在塔架110上的加速度計113。加速度計113可以配置成檢測可能由於在風力渦輪機100上的負載而導致的塔架110的水平運動和彎曲。由加速度計113獲取的數據可以用於執行一個或多個操作，用於降低在風力渦輪機100上的負載。在本發明的一些實施方式中，加速度計113可以放置在機艙120上。
[0034]圖1還描繪了風傳感器123。風傳感器123可以配置成檢測在風力渦輪機100處或靠近所述風力渦輪機的風向。藉助於檢測風向，風傳感器123可以提供有用的數據，所述數據可以確定將風力渦輪機100偏航入風的操作。風傳感器123還可以檢測風速。風速數據可以用於確定適當的變槳角，以便允許葉片132從風中獲取期望量的能量。在一些實施方式中，風傳感器123可以與可以提供關於風力渦輪機周圍環境的附加數據的溫度傳感器、壓力傳感器等整合。這種數據可以用於確定風力渦輪機的一個或多個操作參數，以便協助風力渦輪機100獲取期望量的能量。
[0035]儘管應變計133、加速度計113、以及風傳感器123在此描述，但是本發明的實施方式不限制於上述類型傳感器。總體上，任何類型和數量的傳感器可以放置在風力渦輪機100的各種位置以協助獲取關於結構健康度、性能、損傷防止、聲學等的數據。例如，變槳角傳感器可以放置在風力渦輪機葉片處或靠近所述風力渦輪機葉片，以便確定葉片的當前變槳角。
[0036]圖2展示了根據本發明的實施方式的機艙120的更詳細視圖。如圖2所示，機艙120可以至少包括低速軸杆210、高速軸杆211、齒輪箱220、以及發電機230。在一個實施方式中，低速軸杆210可以將齒輪箱230耦連至轉子130，如圖2所示。齒輪箱230可以依靠傳動系中的變速比以提供從低速軸杆210的旋轉經由高速軸杆211至發電機230的轉子組件的速度和扭矩轉換。
[0037]在替代實施方式中，低速軸杆210可以將輪轂130直接與發電機230的轉子組件相連接，以使得轉子130的旋轉直接驅動轉子組件相對於發電機230的定子組件轉動。在低速軸杆210直接耦連至輪轂130的實施方式中，可以不包括齒輪箱220，從而允許機艙120更小和/或更輕。
[0038]發電機230可以配置成產生基於一個或多個電網需求的三向交流電流。在一個實施方式中，發電機230可以是同步發電機。同步發電機可以配置成以恆定速度運轉，並且可以直接連接至電網。在一些實施方式中，發電機230可以是永磁體發電機。在替代實施方式中，發電機230可以是異步發電機，有時也稱為感應發電機。感應發電機可以直接連接至電網，也可以不直接連接至電網。例如，在一些實施方式中，發電機230可以經由一個或多個電氣設備耦連至電網，所述電氣設備配置成例如調節電流、電壓、以及其它電力參數以符合一個或多個電網需求。示例性電氣設備包括例如逆變器、變流器、電阻、斷路器、變壓器等。
[0039]本發明的實施方式不限制於與電網有關的任何特定類型發電機或發電機和與發電機相關聯的一個或多個電氣設備的組合布置。包括(但不限制於)感應發電機、永磁體發電機、同步發電機等且配置成根據電網需求產生電力的任何適當類型發電機均落入本發明的保護範圍中。
[0040]在一些實施方式中，可以在機艙120中包括多個傳感器以監視其中部件的結構健康度和性能、所產生電力的質量等。例如，傳感器221可以放置在齒輪箱220中以檢測齒輪箱220的機械應變和磨損。傳感器231可以放置在發電機230中以檢測發電機轉速、發電狀況等。
[0041]圖3示出了兩個風力渦輪發電機10、20。所述兩個風力渦輪發電機可以處於包括兩個或更多風力渦輪發電機的風力發電廠(未示出)中。風力發電廠可以包括最多一百個或更多的風力渦輪發電機。在所述兩個風力渦輪發電機10、20之間的水平箭頭指示出風力渦輪發電機10、20處於通訊連接狀態，即，其布置成傳送和/或接收來自彼此的信息。這種通訊連接狀態可以藉助於任何適當的有線或無線手段，並且其可以直接處於風力渦輪發電機
10、20之間，在這種情況下從風力渦輪發電機10、20中的一個至另一個實現信號導通，而不涉及任何中間控制器或風力渦輪發電機。替代地，通訊連接狀態可以是間接通訊，例如使用SCADA系統作為傳遞中心。
[0042]對於風力渦輪發電機10，在風力渦輪發電機10自身和另一風力渦輪發電機20之間的傳遞關係包括傳遞曲線TC1010。傳遞曲線1010在極坐標系統中示出，在這種情況下風力渦輪發電機10定位在原點。
[0043]傳遞曲線1010可以與特定類型的信息有關，或其可以涉及所有類型的信息。從而，其它傳遞曲線(圖3中未示出)可以涉及風力渦輪發電機10可以以何種程度使用來自風力渦輪發電機30的其它類型的信息。在風力渦輪發電機10可以以類似程度使用來自風力渦輪發電機30的所有信息的情況下，僅需要一個傳遞曲線1010。在除此之外的情況下，傳遞曲線應當對於可以在風力渦輪發電機10、20之間共享的所有不同特定類型的信息而存在。例如，信息特定傳遞曲線可以對於下述類型的信息中的每個而存在:風向、風速、壓力、溫度、電網電壓、電網電流、電網頻率、風切、突風。
[0044]傳遞曲線1010示出了對於所有可能風向(與從X-軸的0°至360°的角相對應)，風力渦輪發電機10可以以何種程度使用從風力渦輪發電機20接收的信息。所述程度對應於與在風力渦輪機10處的當前風向相對應的傳遞曲線的絕對值。從而，在風力渦輪發電機10處的當前風向決定了應當使用傳遞曲線1010的哪一點來確定風力渦輪發電機10可以以何種程度重新使用來自風力渦輪發電機20的信息。從而，在風向是北的情況下，將會使用傳遞曲線的與從X-軸的90°相對應的點；在風是東北風的情況下，將會使用傳遞曲線的與從X-軸的45°相對應的點，在風是南風時，將會使用傳遞曲線的與從X-軸的270°相對應的點；等等。
[0045]傳遞曲線1010的與在風力渦輪發電機10處的當前風向相對應的值可以乘以來自風力渦輪發電機20的信號，以便得出用於在風力渦輪發電機10的控制單元中使用的信號。在圖3的實施例中，傳遞曲線至少基本上是半徑為I的傳遞圓。這指示出來自風力渦輪機20的信息可以在風力渦輪機10的控制中原樣不變地使用，即對應於乘以I。這種信息可以涉及任何適當類型的信息。一些示例可以是:溫度、壓力、風向、風速、突風、風切、電網狀況、風力發電廠從電網斷開連接、雷暴等。
[0046]在風力渦輪發電機10和風力渦輪發電機20之間的傳遞關係還可以包括可以使用何種類型的信息的指示(圖3中未示出)，其中可以是一些類型的信息可以使用而其它類型的信息不能使用的情況，或替代地可以是來自風力渦輪發電機20的所有類型的信息可以在風力渦輪發電機10中使用的情況。
[0047]圖3還示出了傳遞曲線TC1020，其指示出來自風力渦輪發電機10的信息可以以何種程度在控制風力渦輪發電機20中使用。在這種情況下，傳遞曲線1020類似於傳遞曲線1010，指示出信息可以在兩個風力渦輪發電機10、20之間對稱地共享。此外，傳遞曲線1010,1020是半徑為I的傳遞圓的這一事實指示出風力渦輪發電機10、20可以使用來自彼此的信息。然而，將會使用的信息可以限制於如上所述的一些類型的信息。
[0048]圖4示出了風力發電廠的兩個風力渦輪發電機10、20。如圖3所示，在兩個風力渦輪發電機10、20之間的水平箭頭意圖於指示出風力渦輪發電機10、20處於通訊連接狀態。對於風力渦輪發電機10,在風力渦輪發電機10自身和另一風力渦輪發電機20之間的傳遞關係包括傳遞曲線TC1011，而在風力渦輪發電機20和風力渦輪發電機10之間的傳遞關係包括傳遞曲線TC1013。再次地，傳遞曲線在極坐標系中示出，在這種情況下有問題的風力渦輪發電機定位在原點處。
[0049]如與圖3有關的描述，傳遞曲線1011示出了對於所有可能的風向(與從X-軸的0°至360°的角相對應)，風力渦輪發電機10可以以何種程度使用從風力渦輪發電機30接收的信息。所述程度對應於傳遞曲線的與在風力渦輪機10處的當前風向相對應的絕對值。從而，在風力渦輪發電機10處的當前風向確定應當使用傳遞曲線1010的哪一點以便確定風力渦輪發電機10可以以何種程度重新使用來自風力渦輪發電機30的信息，如參照圖3所作描述。傳遞曲線1010的與在風力渦輪發電機10處的當前風向相對應的值可以乘以來自風力渦輪發電機30的信號，以便得出用於在風力渦輪發電機10的控制單元中使用的信號。
[0050]在風力渦輪發電機10和風力渦輪發電機30之間的傳遞關係還可以包括可以使用何種類型的信息的指示(圖4中未示出)，其中可以是一些類型的信息可以使用而其它類型的信息不能使用的情況，或替代地可以是來自風力渦輪發電機30的所有類型的信息可以在風力渦輪發電機10中使用的情況。
[0051]具有帶有傳遞圓1010、1012 (具有統一的值)的風力渦輪機的風力發電廠的實施例可以是離岸風力發電廠或處於平坦地形上的風力發電廠，在這種情況下風力渦輪發電機以距彼此足夠遠的距離定位，使得風力渦輪機10、20均不經受來自其它風力渦輪發電機的沿任何風向的尾流效應。
[0052]圖4還示出了傳遞曲線TC1013，其指示出來自風力渦輪發電機10的信息可以以何種程度在控制風力渦輪發電機30中使用。在圖4中，傳遞曲線1013與傳遞曲線1011不同，指示出信息不可以在兩個風力渦輪發電機10、30之間對稱地共享。
[0053]在圖4的實施例中，傳遞曲線1011、1013不是半徑為I的傳遞圓。這指示出風力渦輪機10、30的來自彼此的信息不能對於所有風向在風力渦輪機10的控制中原樣不變地使用，即對應於乘以1，如將會在下文中更詳細描述的那樣。根據傳遞曲線1011，可以看出對於在風力渦輪機10處的在約45° (與東北相對應)至約225° (與西南相對應)之間的現行風向，傳遞曲線1011的值大致是1，指示出風力渦輪發電機10可以與乘以I相對應重新使用來自風力渦輪發電機30的未改變的信息。在其它風向下，傳遞曲線1011的值大於1，指示出來自風力渦輪機30的信息必須被放大(與乘以傳遞曲線的值相對應)，以便在控制風力渦輪發電機10中使用。例如，傳遞曲線的在朝南風向下的與270°相對應的值是1.5。
[0054]傳遞曲線1013還示出了對於在風力渦輪機30處的在約45°角(與東北相對應)至約225° (與西南相對應)之間的現行風向，傳遞曲線1013的指大致是1，指示出風力渦輪發電機30可以重新使用來自風力渦輪發電機10的未改變的信息。在其它風向下，傳遞曲線1013的值小於1，指示出來自風力渦輪機10的信息必須被縮小(與乘以傳遞曲線的值相對應)，以便在控制風力渦輪發電機30中使用。例如，傳遞曲線的在朝南風向下的與270°相對應的值是約0.6-0.7。
[0055]具有帶有傳遞圓1011、1013風力渦輪機的風力發電廠的實施例可以是定位在山丘地形的風力發電廠，在這種情況下例如得知的是在一個風力渦輪機處的在特定風向下測得的風速大於在其它風力渦輪機處的在特定風向下測得的風速。
[0056]如與圖3有聯繫的描述，將會共享的信息可以涉及任何適當類型的信息。一些示例可以是:溫度、壓力、風向、風速、突風、風切、電網狀況、風力發電廠從電網斷開連接、雷暴等。然而，將會使用的信息可以限制於如在傳遞關係中指示出的一些類型的信息，如上所述。
[0057]如與圖3有關的描述，傳遞曲線1011、1013可以與特定類型的信息有關，並且其它傳遞曲線(圖4中未示出)可以分別涉及風力渦輪發電機10、30可以以何種程度使用分別來自風力渦輪發電機30、10的其它類型的信息。在風力渦輪發電機10、30分別可以以類似程度使用分別來自風力渦輪發電機30、10的所有信息的情況下，僅分別需要一個傳遞曲線1011、1013。在除此之外的情況下，傳遞曲線應當對於可以在風力渦輪發電機10、30之間共享的所有不同特定類型的信息而存在。
[0058]圖5示出了在風力渦輪發電機10、40之間的傳遞曲線1012、1014。圖3和4的與傳遞曲線有關的大部分描述總體上也與圖5相關，並且因此將不會在此重複。圖5的兩個傳遞曲線1012、1014中的每個均具有與傳遞值為零相對應的從約240°至約345°的切除區段。從而，在從東南偏南至約345°的方向的風向下，來自風力渦輪發電機10、40中的一個的信息不能在另一風力渦輪發電機40、10處使用。
[0059]與圖3和4有關的描述相對應，傳遞曲線1012、1014可以與一個或多個特定類型的信息有關，或其可以涉及所有類型的信息。
[0060]在對圖3至5的全部描述中，提到度(° )的地方涉及具有在0°和360°之間的角極坐標的極坐標系。
[0061]圖6展示了根據本發明的用於控制風力發電廠中的第一風力渦輪機的方法900的流程圖。所述方法在步驟910中開始，並且繼續至步驟920，其中第一風力渦輪發電機經由通訊型耦連件接收來自一個或多個其它風力渦輪發電機的信息。在後繼步驟930中，使用來自一個或多個其它風力潤輪發電機的信息根據在第一風力潤輪發電機和一個或多個其它風力渦輪發電機之間的預定傳遞關係控制第一風力渦輪發電機。如上所述，預定傳遞關係指示出第一風力渦輪發電機可以以何種程度使用來自一個或多個其它風力渦輪發電機中的每個的信息。所述方法在步驟940中結束。
[0062]儘管本發明以藉助於對各種實施方式的描述而展示，並且儘管這些實施方式已相當詳細描述，但是 申請人:的意圖並非將所附權利要求約束或以任何方式限制於這種細節。附加的優點和改型對於本領域中的技術人員將會是顯然的。因此本發明在其更廣泛的方面中不限制於所示出和描述的特定細節、代表性方法、以及展示性實施例。因此，可以偏離這種細節而不背離 申請人:的總體發明概念的精神或範圍。
【權利要求】
1.一種風力發電廠，其至少包括第一風力渦輪發電機(10、20、30、40)以及一個或多個其它風力渦輪發電機(10、20、30、40)，其中第一風力渦輪發電機和一個或多個其它風力渦輪發電機(10、20、30、40)可通訊地耦連，以便在第一風力渦輪發電機(10、20、30、40)和一個或多個其它風力渦輪發電機(10、20、30、40)之間交換信息，並且預定傳遞關係在第一風力渦輪發電機和一個或多個其它風力渦輪發電機(10、20、30、40)之間建立，所述預定傳遞關係指示出第一風力渦輪發電機(10、20、30、40)能夠以何種程度使用來自一個或多個其它風力渦輪發電機中的每個的信息用於控制第一風力渦輪機(10、20、30、40)。
2.根據權利要求1所述的風力發電廠，其中將會在第一風力渦輪發電機和一個或多個其它風力渦輪發電機(10、20、30、40)之間交換的信息是包括空氣動力學信息和/或狀況信息的信號。
3.根據權利要求2所述的風力發電廠，其中狀況信息包括與下述狀態中的一個或多個有關的信息:風力發電廠從電網斷開連接；雷電；風力渦輪發電機跳閘；極端突風；傳感器故障。
4.根據權利要求2所述的風力發電廠，其中空氣動力學信息包括與下述參數中的一個或多個有關的信息:風向；風速；風切；風湍流；突風深度；溫度；電網功率特性。
5.根據權利要求1所述的風力發電廠，其中在第一風力渦輪發電機和一個或多個其它風力渦輪發電機(10、20、30、40)中的每個之間的預定傳遞關係指示出潛在風向的傳遞值，所述傳遞值指示出第一風力渦輪發電機對於給定風向能夠以何種程度使用一個或多個其它風力渦輪機中的每個的信息。
6.根據權利要求5所述的風力發電廠，其中與當前風向相對應的預定關係中的用於潛在風向的傳遞值乘以來自一個或多個其它風力渦輪發電機的信號，以便得出在第一風力渦輪發電機的控制單元中使用的信號。
7.根據權利要求1至6中任一項所述的風力發電廠，其中傳遞值包括用於特定類型的信息的信息特定傳遞值。
8.根據權利要求1至7中任一項所述的風力發電廠，其中預定傳遞關係取決於在第一風力渦輪發電機處和/或在一個或多個其它風力渦輪發電機處的風特性。
9.根據權利要求1至8中任一項所述的風力發電廠，其中預定傳遞關係取決於第一風力渦輪發電機和/或一個或多個其它風力渦輪發電機所位於的地形。
10.根據權利要求1至9中任一項所述的風力發電廠，其中預定傳遞關係存儲在第一風力渦輪發電機的控制單元中或存儲在能夠由第一風力渦輪發電機訪問的SCADA伺服器中。
11.根據權利要求1至10中任一項所述的風力發電廠，其中預定傳遞關係在風力發電廠運轉之前確定，和/或預定傳遞關係周期性地更新。
12.根據權利要求1所述的風力發電廠，其中第一風力渦輪發電機(10、20、30、40)還可通訊地耦連至氣象測量杆，所述氣象測量杆包括一個或多個氣象傳感器以便交換信息，並且氣象杆傳遞關係已被建立，所述氣象杆傳遞關係指示出第一風力渦輪發電機能夠以何種程度使用來自氣象杆的信息。
13.一種控制風力發電廠中的第一風力渦輪機(10、20、30、40)的方法(900)，所述風力發電廠包括一個或多個其它風力渦輪發電機，所述方法包括下述步驟: -在第一風力渦輪發電機處，經由通訊型耦連件接收(920)來自一個或多個其它風力潤輪發電機的信息， -根據第一風力渦輪發電機和一個或多個其它風力渦輪發電機中的每個之間的預定傳遞關係使用來自一個或多個其它風力渦輪發電機的信息控制(930)第一風力渦輪機，所述預定傳遞關係指示出第一風力渦輪發電機能夠以何種程度使用一個或多個其它風力渦輪發電機中的每個的信息。
14.根據權利要求13所述的控制風力發電廠中的第一風力渦輪機的方法(900)，其中將會在第一風力潤輪發電機和一個或多個其它風力潤輪發電機之間交換的信息包括一信號，所述信號包括空氣動力學信息和/或狀況信息。
15.根據權利要求14所述的控制風力發電廠中的第一風力渦輪機的方法(900)，其中狀況信息包括與下述狀態中的一個或多個有關的信息:風力發電廠從電網斷開連接；雷電；風力渦輪發電機跳閘；極端突風；傳感器故障。
16.根據權利要求14所述的控制風力發電廠中的第一風力渦輪機的方法(900)，其中空氣動力學信息包括與下述參數中的一個或多個有關的信息:風向；風速；風切；風湍流；突風深度；溫度；電網功率特性。
17.根據權利要求13所述的控制風力發電廠中的第一風力渦輪機的方法(900)，其中第一風力渦輪發電機和一個或多個其它風力渦輪發電機中的每個之間的預定傳遞關係指示出用於潛在風向的傳遞值，所述傳遞值指示出第一風力渦輪發電機對於給定風向能夠以何種程度使用來自一個或多個其它風力渦輪機中的每個的信息。
18.根據權利要求17所述的控制風力發電廠中的第一風力渦輪機的方法(900)，其中控制第一風力渦輪機的步驟包括: -確定當前風向和與當前風向相對應的傳遞值； -將來自一個或多個其它風力渦輪發電機的信號與用於當前風向的傳遞值相乘，以便得出用於在第一風力渦輪發電機的控制中使用的信號。
19.根據權利要求18所述的控制風力發電廠中的第一風力渦輪機的方法(900)，其中傳遞值包括用於特定類型的信息的信息特定傳遞值。
20.根據權利要求13至19中任一項所述的控制風力發電廠中的第一風力渦輪機的方法(900)，其中預定傳遞關係取決於在第一風力渦輪發電機處和/或在一個或多個其它風力渦輪發電機處的風特性。
21.根據權利要求13至20中任一項所述的控制風力發電廠中的第一風力渦輪機的方法(900)，其中預定傳遞關係取決於第一風力渦輪發電機和/或一個或多個其它風力渦輪發電機所位於的地形其中。
22.根據權利要求13至21中任一項所述的控制風力發電廠中的第一風力渦輪機的方法(900)，其中所述方法包括將預定傳遞關係存儲在第一風力渦輪發電機的控制單元中或存儲在能夠由第一風力渦輪發電機訪問的SCADA伺服器中。
23.根據權利要求13至22中任一項所述的控制風力發電廠中的第一風力渦輪機的方法(900)，其中預定傳遞關係在風力發電廠運作之前確定，和/或預定傳遞關係周期性地更新。
24.根據權利要求13所述的控制風力發電廠中的第一風力渦輪機的方法(900)，其中第一風力渦輪發電機還可通訊地耦連至氣象測量杆，所述氣象測量杆包括一個或多個氣象傳感器，以便交換信息，並且氣象杆傳遞關係已被建立，所述氣象杆傳遞關係指示出第一風力渦輪發電機能夠以何種方式使用來自氣象杆的信息，並且所述方法包括下述步驟:使用氣象杆轉化關係控制第一風力渦輪機。
25.一種包含計算機代碼的電腦程式製品，其在計算機上執行時施行權利要求13至24中任一項所 述的方法。
【文檔編號】F03D7/00GK103717885SQ201180072713
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2011年8月11日 優先權日:2011年8月11日
【發明者】W·Z·李 申請人:維斯塔斯風力系統集團公司