專利名稱：控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及風(fēng)力渦輪機(jī)，該風(fēng)力渦輪機(jī)包括傳動(dòng)系統(tǒng)，該傳動(dòng) 系統(tǒng)具有通過(guò)齒輪箱連接到發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的風(fēng)輪并具有用于軸頸支撐 該傳動(dòng)系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)部件的軸承，所述發(fā)電機(jī)適于連接到輸電網(wǎng)絡(luò)。
背景技術(shù)：
因此，在本公開(kāi)中，"風(fēng)力渦輪機(jī)"被定義為包括具有渦輪葉片 的風(fēng)輪、齒輪箱、發(fā)電機(jī)和相關(guān)裝置，以及用于從發(fā)電機(jī)向所述輸 電網(wǎng)絡(luò)或與之相連的變壓器饋送電力的裝置。
所述風(fēng)力渦輪機(jī)中的發(fā)電機(jī)可以是任意已知類型，諸如，具有 適于連接到所述輸電網(wǎng)絡(luò)的定子繞組以及通過(guò)滑環(huán)和電刷連接到變 頻器的轉(zhuǎn)子的異步發(fā)電機(jī)、具有鼠籠式纏繞轉(zhuǎn)子的異步發(fā)電機(jī)，或 者是同步發(fā)電機(jī)。
對(duì)于風(fēng)力渦輪機(jī)而言，會(huì)季節(jié)性地也會(huì)日常地出現(xiàn)意味著低風(fēng) 速和/或低風(fēng)輪速度的低功率條件，且這種條件意味著已知風(fēng)力渦輪 機(jī)中所述傳動(dòng)系統(tǒng)的部件上的應(yīng)力增加。當(dāng)這種條件占主導(dǎo)時(shí)，風(fēng) 力渦輪保持停止、空轉(zhuǎn)或低速工作，且這使得像齒輪箱、軸承和電 刷/滑環(huán)(當(dāng)存在時(shí))這樣的傳動(dòng)系統(tǒng)組件受到應(yīng)力。對(duì)此， 一種原 因在于，在這些條件下不同組件的潤(rùn)滑減小，因?yàn)樵谳S承上沒(méi)有形 成潤(rùn)滑油/油脂的安全膜。而且，在這種條件下，凹痕可能損壞在正 常功率條件正常潤(rùn)滑的表面，且周期性地導(dǎo)致軸承滾珠超限運(yùn)行。 尤其對(duì)于海上風(fēng)電場(chǎng)而言，這可能是毀滅性的，因?yàn)樾迯?fù)齒輪箱和/ 或軸承所需的時(shí)間和成本將相當(dāng)高。
正努力發(fā)展具有成本效益、更可靠的傳動(dòng)系統(tǒng)，用于增加高度 依賴于可用性時(shí)間的風(fēng)力渦輪機(jī)的能量產(chǎn)出。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種風(fēng)力渦輪機(jī)，對(duì)于該風(fēng)力渦輪機(jī)，在 低功率條件占主導(dǎo)時(shí)出現(xiàn)的所述問(wèn)題被顯著減小，使得修復(fù)傳動(dòng)系 統(tǒng)的部件的需要將不常發(fā)生且風(fēng)力渦輪機(jī)的能量產(chǎn)出將增加。
根據(jù)本發(fā)明，該目的通過(guò)提供一種風(fēng)力渦輪機(jī)來(lái)達(dá)成，該風(fēng)力 渦輪機(jī)還包括一端連接到發(fā)電機(jī)且適于在另 一端連接到所述網(wǎng)絡(luò)的 變頻器、用于控制該變頻器的控制單元、以及適于感測(cè)在風(fēng)力渦輪 機(jī)的區(qū)域中的風(fēng)速的裝置和/或適于感測(cè)風(fēng)輪的速度的裝置，該風(fēng)力 渦輪機(jī)的特征在于，還包括適于基于來(lái)自所述感測(cè)裝置的信息確定 由低于的相應(yīng)預(yù)定值風(fēng)速和/或風(fēng)輪速度定義的低功率條件是否占主 導(dǎo)的裝置，并且所述控制單元適于在確定所述低功率條件占主導(dǎo)時(shí) 控制所述變頻器，以饋送電力到所述發(fā)電機(jī)以用于其電動(dòng)機(jī)操作， 以便提升風(fēng)輪的速度到預(yù)定水平以上，從而用于在所述低功率條件 期間潤(rùn)滑所述傳動(dòng)系統(tǒng)的部件。
通過(guò)在所述低功率條件期間使該風(fēng)力渦輪機(jī)的發(fā)電機(jī)作為電動(dòng) 機(jī)操作，該渦輪機(jī)將不再保持停止或空轉(zhuǎn)、搖曳或脫節(jié)，而是確保 風(fēng)輪速度保持在預(yù)定水平以上，以用于有效地潤(rùn)滑軸承和齒輪箱的 部件。這避免了對(duì)正常潤(rùn)滑的表面的損壞和軸承滾珠的周期性超限 運(yùn)行。因而，需要對(duì)傳動(dòng)系統(tǒng)的組件修理之間的時(shí)間周期可以顯著 延長(zhǎng)，這帶來(lái)了尤其是人力方面的顯著的成本節(jié)約，并因此帶來(lái)了 在風(fēng)力渦輪機(jī)的修復(fù)時(shí)間周期中的損失減小。與由于獲得的所述潤(rùn) 滑帶來(lái)的節(jié)約相比，在這種低功率條件期間為獲得合適潤(rùn)滑而獲得 足夠的風(fēng)輪速度所需要的電能的成本是低的。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述風(fēng)力渦輪機(jī)具有所謂的雙饋感應(yīng)發(fā)
電機(jī)(DFIG)形式的發(fā)電機(jī)，這種形式的發(fā)電機(jī)具有將發(fā)電機(jī)連接 到所述輸電網(wǎng)絡(luò)的兩個(gè)并聯(lián)分支，以用于通過(guò)所述分支向輸電網(wǎng)絡(luò) 饋送電力，其中所述變頻器布置在分支之一中且適于在正常功率條 件下被所述控制單元控制，以將從發(fā)電機(jī)遞送的具有發(fā)電機(jī)頻率的電力轉(zhuǎn)換成具有所述電力網(wǎng)絡(luò)的頻率的電力。近些年制造、建立和 啟用的大多數(shù)風(fēng)力渦輪機(jī)具有這種雙饋感應(yīng)發(fā)電機(jī)，使得可以通過(guò) 簡(jiǎn)單的方法修改這種已知的風(fēng)力渦輪機(jī)，以用于獲得根據(jù)本發(fā)明的 在低功率條件具有良好操作的風(fēng)力渦輪機(jī)。
根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，所述發(fā)電機(jī)是異步發(fā)電機(jī)，其具有 適于連接到所述輸電網(wǎng)絡(luò)的定子繞組以及通過(guò)滑環(huán)和電刷連接到所 述變頻器的轉(zhuǎn)子，該風(fēng)力渦輪機(jī)還包括適于在確定所述低功率條件 占主導(dǎo)時(shí)使發(fā)電機(jī)的定子繞組短路的裝置，且所述控制單元適于在 確定所述低功率條件占主導(dǎo)時(shí)控制所述變頻器，以通過(guò)到轉(zhuǎn)子的電 刷和滑環(huán)連接向發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子饋送電力，用于提升風(fēng)輪的速度到預(yù) 定水平以上，以用于潤(rùn)滑所述傳動(dòng)系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)部件。這不僅意味著 在低功率條件對(duì)風(fēng)力渦輪機(jī)的軸承和齒輪箱中的組件的適當(dāng)潤(rùn)滑， 而且還意味著，這種發(fā)電機(jī)的滑環(huán)也將被通過(guò)電弧潤(rùn)滑，從而減小 滑環(huán)和電刷的磨損，其中所述電弧通過(guò)經(jīng)過(guò)電刷和滑環(huán)連接而饋送 的所述電力產(chǎn)生。
根據(jù)本發(fā)明的另 一 實(shí)施例，所述控制單元適于在所述低功率條 件控制所述變頻器，以通過(guò)電刷/滑環(huán)連接遞送電流，所述電流具有
有利于該連接的潤(rùn)滑的表觀(appearance )。通過(guò)適當(dāng)?shù)乜刂谱冾l器 來(lái)遞送所需表觀的電流，滑環(huán)的潤(rùn)滑可以進(jìn)一步改善。
根據(jù)本發(fā)明的另 一 實(shí)施例，風(fēng)力渦輪機(jī)包括適于在確定所述低 功率條件時(shí)使用較低氣隙通量操作發(fā)電機(jī)，用于增加經(jīng)過(guò)電刷/滑環(huán) 連接的電流水平，以用于潤(rùn)滑該滑環(huán)。這種增加的電流水平將改善 對(duì)滑環(huán)的潤(rùn)滑，且由此導(dǎo)致其磨損減小。
根據(jù)本發(fā)明的另 一 實(shí)施例，所述發(fā)電機(jī)是具有鼠籠式纏繞轉(zhuǎn)子 和定子繞組的異步發(fā)電機(jī)，所述定子繞組適于通過(guò)所述變頻器連接 到所述電力網(wǎng)絡(luò)，并且所述控制單元適于在確定所述低功率條件占 主導(dǎo)時(shí)控制所述變頻器，以饋送電力到發(fā)電機(jī)的定子繞組，以便使
發(fā)電機(jī)作為電動(dòng)機(jī)#:作。
根據(jù)本發(fā)明的又一 實(shí)施例，所述確定裝置適于在感測(cè)的所述風(fēng)
8速和/或風(fēng)輪速度低于使得能夠產(chǎn)生小于風(fēng)力渦輪機(jī)額定功率的5 %
或2%的最大功率的值時(shí)，確定低功率條件占主導(dǎo)。這些是低功率條 件的合適的定義， 一方面確保發(fā)電機(jī)在否則會(huì)存在由于不良潤(rùn)滑導(dǎo)
方面，確保當(dāng)存在使發(fā)電機(jī)作為發(fā)電機(jī)操作而沒(méi)有任意不良潤(rùn)滑風(fēng) 險(xiǎn)的可能性時(shí)，使發(fā)電機(jī)不作為電動(dòng)機(jī)操作。
本發(fā)明還涉及根據(jù)所附獨(dú)立方法權(quán)利要求的在低功率條件下控 制風(fēng)力渦輪機(jī)的方法。在所附的從屬權(quán)利要求中定義的這種方法及
才幾的上述討i侖而顯現(xiàn)。
本發(fā)明還涉及根據(jù)相應(yīng)的所附權(quán)利要求的計(jì)算機(jī)程序以及計(jì)算 機(jī)可讀介質(zhì)。根據(jù)本發(fā)明的方法步驟十分適于被設(shè)置由這種計(jì)算機(jī) 程序的處理器控制。
本發(fā)明還包括根據(jù)本發(fā)明的風(fēng)力渦輪機(jī)以及多個(gè)這種風(fēng)力渦輪 機(jī)在諸如包括至少部分海上風(fēng)電場(chǎng)的風(fēng)力發(fā)電廠中的用途，以及在 包括高壓直流(HVDC)輸電線的輸電系統(tǒng)中的用途。這些用途是根 據(jù)本發(fā)明的風(fēng)力渦輪機(jī)的尤其有利的用途，因?yàn)樵陲L(fēng)力渦輪機(jī)的這 些用途中，部件的維修與相當(dāng)大的成本相關(guān)聯(lián)，并不只是由于維修 的時(shí)間而導(dǎo)致的能量產(chǎn)出損失。
本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)和有利特征將從下面的描述顯現(xiàn)。


參考附圖，下面是作為示例的本發(fā)明的實(shí)施例的具體描述。 附圖中
圖1是具有所謂的雙饋感應(yīng)發(fā)電機(jī)(DFIG)的風(fēng)力渦輪機(jī)的示 意圖，其構(gòu)造是已知的，
圖2是示出根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例且屬于圖1所示類型的風(fēng) 力渦輪機(jī)的簡(jiǎn)化視圖，以及
圖3是類似于圖2的視圖，其示出根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例且與根據(jù)圖1的類型稍微不同的風(fēng)力渦輪機(jī)。
具體實(shí)施例方式
圖1非常示意性地說(shuō)明了風(fēng)力渦輪機(jī)的一般結(jié)構(gòu)，該風(fēng)力渦輪
機(jī)是已知具有雙饋感應(yīng)發(fā)電機(jī)(DFIG)的風(fēng)力渦4侖機(jī)。虛線框內(nèi)的 風(fēng)力渦輪機(jī)的部件通常布置在所謂的機(jī)搶或機(jī)殼中，該機(jī)艙或機(jī)殼 布置在風(fēng)力發(fā)電站的柱狀物上。該風(fēng)力渦輪機(jī)具有推進(jìn)器1，該推進(jìn) 器1具有布置用以捕獲風(fēng)并驅(qū)動(dòng)風(fēng)輪3旋轉(zhuǎn)的葉片2。對(duì)于額定值為 3MW和2MW的風(fēng)力渦輪機(jī)，風(fēng)輪通常分別具有3-15卬m和5-20rpm 的轉(zhuǎn)速。風(fēng)輪3與齒輪箱4相連，對(duì)于較高額定值，該齒輪箱4通 常使得其輸出軸5上的轉(zhuǎn)速增加到風(fēng)輪3的轉(zhuǎn)速的100倍，且對(duì)于 較低的額定值，使其輸出軸5上的轉(zhuǎn)速增加到風(fēng)輪3的轉(zhuǎn)速的60倍。 輸出軸5連接到或承載異步發(fā)電機(jī)7的轉(zhuǎn)子6，該異步發(fā)電機(jī)7具有 定子繞組8，通過(guò)連接到與輸電網(wǎng)絡(luò)相連的變壓器9,該定子繞組8 通過(guò)第一分支22而連接到未示出的所述網(wǎng)絡(luò)。
轉(zhuǎn)子具有連接到電刷ii的滑環(huán)10，以用于轉(zhuǎn)子繞組到變頻器 12的連接，該變頻器12進(jìn)而通過(guò)第二分支23連接到變壓器9，且 因此連接到所述輸電網(wǎng)絡(luò)。
示出了從風(fēng)輪3到發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子6的傳動(dòng)系統(tǒng)怎樣被用于軸頸 支撐傳動(dòng)系統(tǒng)的相應(yīng)旋轉(zhuǎn)部件的軸承13 -16環(huán)繞，基于此可以施加大 量負(fù)載和扭矩，并不只是例如推進(jìn)器的大重量的結(jié)果。諸如通過(guò)部 分或完全進(jìn)入到油浴中，這些軸承以及齒輪箱4中的旋轉(zhuǎn)部件被油 或油脂潤(rùn)滑。
依賴于轉(zhuǎn)子6的轉(zhuǎn)速，定子繞組8可以Y形或△形連接到變壓 器9，其中Y形連接用在低速，否則用A形連接。因此，定子繞組 中的電流具有與所述輸電網(wǎng)絡(luò)相同的頻率，通常是50Hz或60Hz。 可以通過(guò)轉(zhuǎn)子、通過(guò)其繞組經(jīng)過(guò)滑環(huán)和電刷到變頻器12的連接饋送 電力到輸電網(wǎng)絡(luò)，該變頻器將到達(dá)其的、且具有對(duì)應(yīng)于轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的同的條件占主導(dǎo)，控制這種風(fēng)力渦輪機(jī)中使用的這種雙饋感應(yīng)發(fā)電 機(jī)的過(guò)程在現(xiàn)有技術(shù)中是眾所周知的，且在此處不做進(jìn)一步解釋。
在上面已經(jīng)徹底地討論了作為低風(fēng)速和/或低風(fēng)輪速度的低功率 條件下不良潤(rùn)滑的結(jié)果的、對(duì)與這種風(fēng)力渦輪機(jī)中軸承和齒輪箱中 齒輪的凹痕的磨損和損害的風(fēng)險(xiǎn)相關(guān)的問(wèn)題。
圖2示意性示出了修改之后從而處理和解決這些問(wèn)題的圖1的 類型的風(fēng)力渦輪機(jī)。示出了該風(fēng)力渦輪機(jī)如何具有用于感測(cè)風(fēng)力渦
輪機(jī)的區(qū)域中的風(fēng)速的裝置17以及適于感測(cè)風(fēng)輪的速度的裝置18。 該風(fēng)力渦輪機(jī)還包括從所述感測(cè)裝置接收信息且適于確定由低于相 應(yīng)預(yù)定值的風(fēng)速和/或風(fēng)輪速度和/或最大功率水平定義的低功率條 件是否占主導(dǎo)的裝置19。該風(fēng)力渦輪機(jī)當(dāng)然還包括根據(jù)圖1的風(fēng) 力渦輪機(jī)；用于控制變頻器的控制單元20，即，可控半導(dǎo)體器件， 諸如IGBT,用于將一個(gè)頻率的電力轉(zhuǎn)變成另一頻率的電力。所述確 定裝置19適于發(fā)送關(guān)于所述確定的信息到所述控制單元20,該控制
電刷/滑環(huán)連接30從輸電網(wǎng)絡(luò)(變壓器9)向發(fā)電機(jī)7的轉(zhuǎn)子饋送少 量電力，用于發(fā)電機(jī)的電動(dòng)機(jī)操作，用于使得風(fēng)輪的速度提升到預(yù) 定水平之上，以在所述低功率條件期間潤(rùn)滑傳動(dòng)系統(tǒng)的部件。為了 獲得該操作，確定裝置19適于發(fā)送關(guān)于所述確定的信息到切換裝置
定子繞組短^各。
在這種低功率條件，通過(guò)使發(fā)電機(jī)7作為電動(dòng)機(jī)操作，可以避 免在風(fēng)力渦輪機(jī)的停止、空載或低速操作中例如齒輪箱、軸承、電 刷/滑環(huán)這樣的傳動(dòng)系統(tǒng)組件上的應(yīng)力。因而，例如，可以確保風(fēng)輪 總是以每分鐘至少半圏或者用于確保合適的潤(rùn)滑的任意其他合適的
值來(lái)旋轉(zhuǎn)。
控制單元還適于在所述低功率條件下控制變頻器以通過(guò)電刷/滑 環(huán)連接遞送電流，該電流具有有利于該連接的潤(rùn)滑的表觀。這意味 著，通過(guò)在電刷和/滑環(huán)之間形成的合適的電弧，控制單元可以控制變頻器精確地遞送適于連接30的合適潤(rùn)滑的電流，以用于這種潤(rùn)滑。
然后，當(dāng)確定所述低功率條件時(shí)，發(fā)電機(jī)可以使用降低的氣隙通量 操作，以用于增加通過(guò)電刷/滑環(huán)的電流水平，以便潤(rùn)滑滑環(huán)。
圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的風(fēng)力渦輪機(jī)，其不同于 圖2的風(fēng)力渦輪機(jī)之處在于這樣的事實(shí)，發(fā)電機(jī)7是具有鼠籠式纏 繞轉(zhuǎn)子的異步發(fā)電機(jī)。定子繞組可以連接到變壓器9且由此通過(guò)第 一分支22，連接到輸電網(wǎng)絡(luò)，該第一分支具有所謂旁路接觸器24且 適于傳導(dǎo)與所述輸電網(wǎng)絡(luò)具有相同頻率的電力。該風(fēng)力渦輪機(jī)還包 括第二分支23，，該第二分支23，適于通過(guò)所述變頻器12，連接發(fā)電機(jī) 7的定子繞組到所述網(wǎng)絡(luò)。在正常操作中，在較低風(fēng)速，電力通過(guò)變 頻器饋送到所述網(wǎng)絡(luò)，而對(duì)于較高風(fēng)速，旁路接觸器閉合，用于從 定子向變壓器9直接饋電。圖2中的感測(cè)裝置17-18和確定裝置19 也可以存在于根據(jù)圖3的實(shí)施例中，但是在圖中為簡(jiǎn)單起見(jiàn)予以省
控制變頻器12，，以通過(guò)所述第二分支23，向發(fā)電機(jī)的定子繞組饋送 電力，用于將發(fā)電機(jī)作為電動(dòng)機(jī)操作，以便引起軸承和齒輪箱的合
適的潤(rùn)滑。
當(dāng)然，本發(fā)明不以任何方式受限于上述實(shí)施例，在不背離所附 權(quán)利要求書(shū)限定的本發(fā)明的基本思想的情況下，很多其修改可能性 對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員而言是顯而易見(jiàn)的。
1權(quán)利要求
1. 一種用于在低風(fēng)速和/或低風(fēng)輪速度的低功率條件下控制風(fēng)力渦輪機(jī)的方法，其中，所述風(fēng)力渦輪機(jī)包括傳動(dòng)系統(tǒng)，所述傳動(dòng)系統(tǒng)具有通過(guò)齒輪箱(4)連接到發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子(6)的風(fēng)輪(3)，并具有用于軸頸支撐所述傳動(dòng)系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)部件的軸承(13-16)，發(fā)電機(jī)連接到輸電網(wǎng)絡(luò)，其中所述渦輪機(jī)還包括一端連接到所述發(fā)電機(jī)且在另一端連接到所述網(wǎng)絡(luò)的變頻器(12)，所述方法的特征在于，包括以下步驟-感測(cè)風(fēng)速和/或所述風(fēng)輪的速度，-當(dāng)所感測(cè)的所述風(fēng)速和/或風(fēng)輪速度低于預(yù)定值時(shí)，確定低功率條件占主導(dǎo)，且當(dāng)確定所述低功率條件占主導(dǎo)時(shí)-控制所述變頻器(12)，以從所述網(wǎng)絡(luò)向所述發(fā)電機(jī)饋送電力，以用于使所述發(fā)電機(jī)作為電動(dòng)機(jī)操作，用于提升所述風(fēng)輪的速度到預(yù)定水平以上，以便潤(rùn)滑所述傳動(dòng)系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)部件。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，針對(duì)具有所謂的 雙饋感應(yīng)發(fā)電機(jī)(DFIG)的風(fēng)力渦輪機(jī)實(shí)施所述控制，所述雙饋感 應(yīng)發(fā)電機(jī)具有連接所述發(fā)電機(jī)到所述輸電網(wǎng)絡(luò)的兩個(gè)并聯(lián)分支(22， 23),用于通過(guò)所述兩個(gè)分支向網(wǎng)絡(luò)饋送電力，其中所述變頻器(12) 被布置在分支之一中且適于在正常功率條件下被控制，以將從發(fā)電頻率的電力。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述渦輪機(jī) 是具有受控異步發(fā)電機(jī)(7)的風(fēng)力渦輪機(jī)，所述異步發(fā)電機(jī)具有連 接到所述輸電網(wǎng)絡(luò)的定子繞組(8 ),以及通過(guò)滑環(huán)(IO)和電刷(11 ) 連接到所述變頻器(12)的轉(zhuǎn)子(6)，其中，當(dāng)確定所述低功率條 件占主導(dǎo)時(shí)，所述方法包括執(zhí)行的下述附加步驟-使所述發(fā)電機(jī)的定子繞組(8)短路，-所述變頻器(12)被控制，以通過(guò)到轉(zhuǎn)子的電刷和滑環(huán)連接(30)向所述發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子(6)饋送電力，以用于使得所述風(fēng)輪的 速度提升到預(yù)定水平以上，以便用于潤(rùn)滑所述傳動(dòng)系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)部件。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述變頻器(12) 在所述低功率條件下被控制，以通過(guò)所述電刷/滑環(huán)連接(30)遞送 電流，所述電流具有適于這種連接的潤(rùn)滑的表觀。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的方法，其特征在于，在確定所述 低功率條件時(shí)，所述發(fā)電機(jī)(7)使用降低的氣隙通量操作，用于增 加經(jīng)過(guò)所述電刷/滑環(huán)連接(30)的電流水平，以用于潤(rùn)滑所述滑環(huán)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，針對(duì)具有異 步發(fā)電機(jī)(7)的風(fēng)力渦輪機(jī)實(shí)施所述控制，所述異步發(fā)電機(jī)(7) 具有鼠籠式纏繞轉(zhuǎn)子和定子繞組，所述定子繞組通過(guò)所述變頻器(12，)連接到所述電力網(wǎng)絡(luò)，并且當(dāng)確定所述低功率條件占主導(dǎo)時(shí)， 所述變頻器被控制，以饋送電力到所述發(fā)電機(jī)的定子繞組，以用于 使所述發(fā)電機(jī)作為電動(dòng)機(jī)操作。
7. 根據(jù)前述權(quán)利要求的其中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于， 當(dāng)所感測(cè)的所述風(fēng)速和/或風(fēng)輪速度低于使得能夠產(chǎn)生低于風(fēng)力渦輪 機(jī)額定功率的5%或2%的最大功率的值時(shí)，確定所述低功率條件占 主導(dǎo)。
8. —種風(fēng)力渦輪機(jī)，所述風(fēng)力渦輪機(jī)包括傳動(dòng)系統(tǒng)，所述傳動(dòng) 系統(tǒng)具有通過(guò)齒輪箱(4)連接到發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子(6)的風(fēng)輪(3)，并 具有用于軸頸支撐所述傳動(dòng)系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)部件的軸承(13-16),所述 發(fā)電機(jī)(7)適于連接到輸電網(wǎng)絡(luò)，所述渦輪機(jī)還包括一端連接到所 述發(fā)電機(jī)(7)且適于在另一端連接到所述網(wǎng)絡(luò)的變頻器(12)、用 于控制所述變頻器的控制單元(20)、以及適于感測(cè)風(fēng)力渦輪機(jī)的 區(qū)域中風(fēng)速的裝置(17)和/或適于感測(cè)風(fēng)輪的速度的裝置(18), 其特征在于，所述風(fēng)力渦輪機(jī)包括適于基于來(lái)自所述感測(cè)裝置的信 息，確定由低于相應(yīng)預(yù)定值的風(fēng)速和/或風(fēng)輪速度定義的低功率條件 是否占主導(dǎo)的裝置(19),并且所述控制單元(20)適于在確定所 述低功率條件占主導(dǎo)時(shí)控制所述變頻器，以饋送電力到所述發(fā)電機(jī)，用于其電動(dòng)機(jī)操作，以便使得風(fēng)輪的速度提升到預(yù)定水平以上，用 以在所述低功率條件期間潤(rùn)滑所述傳動(dòng)系統(tǒng)的部件。
9. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的風(fēng)力渦輪機(jī)，其特征在于，所述發(fā)電機(jī)是所謂的雙饋感應(yīng)發(fā)電機(jī)(DFIG),所述雙饋感應(yīng)發(fā)電才幾具有連 接所述發(fā)電機(jī)到所述輸電網(wǎng)絡(luò)的兩個(gè)并聯(lián)分支(22, 23 ),用于通 過(guò)所述兩個(gè)分支向網(wǎng)絡(luò)饋送電力，其中所述變頻器(12)被布置在 分支之一中且適于在正常功率條件下由所述控制單元(20)控制， 以將從發(fā)電機(jī)(7)遞送的具有發(fā)電機(jī)的頻率的電力轉(zhuǎn)換成具有所述 電力網(wǎng)絡(luò)的頻率的電力。
10. 根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的風(fēng)力渦輪機(jī)，其特征在于，所 述發(fā)電機(jī)是異步發(fā)電機(jī)(7),所述異步發(fā)電機(jī)(7)具有適于連接 到所述輸電網(wǎng)絡(luò)的定子繞組(8)以及通過(guò)滑環(huán)(10)和電刷(11) 連接到所述變頻器(12)的轉(zhuǎn)子(6)，其特征在于，還包括適于在 確定所述低功率條件占主導(dǎo)時(shí)使所述發(fā)電機(jī)的定子繞組(8)短路的 裝置(21)，并且所述控制單元(20)適于在確定所述低功率條件 占主導(dǎo)時(shí)控制所述變頻器，以通過(guò)到轉(zhuǎn)子的電刷和滑環(huán)連接(30) 向發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子(6)饋送電力，用于提升所述風(fēng)輪的速度到預(yù)定水 平以上，以便潤(rùn)滑所述傳動(dòng)系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)部件。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的風(fēng)力渦輪機(jī)，其特征在于，所述控 制單元(20)適于在所述低功率條件下控制所述變頻器，以通過(guò)所 述電刷/滑環(huán)連接(30)遞送電流，所述電流具有適于這種連接的潤(rùn) 滑的表觀。
12. 根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的風(fēng)力渦輪機(jī)，其特征在于，的裝置，用于增加經(jīng)過(guò)所述電刷/滑環(huán)連接(30)的電流水平，以便 用于潤(rùn)滑所述滑環(huán)(10)。
13. 根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的風(fēng)力渦輪機(jī)，其特征在于，所 述發(fā)電機(jī)是異步發(fā)電機(jī)，所述異步發(fā)電機(jī)具有鼠籠式纏繞轉(zhuǎn)子和定 子繞組，所述定子繞組適于通過(guò)所述變頻器U2')連接到所述電力網(wǎng)絡(luò)，并且所述控制單元(20，)適于在確定所述低功率條件占主導(dǎo)時(shí)，控制所述變頻器，以饋送電力到所述發(fā)電機(jī)的定子繞組，用于 使所述發(fā)電機(jī)作為電動(dòng)機(jī)操作。
14. 根據(jù)權(quán)利要求8-13的其中任一項(xiàng)所述的風(fēng)力渦輪機(jī)，其特 征在于，所述確定裝置(19)適于在所感測(cè)的所述風(fēng)速和/或風(fēng)輪速 度低于使得能夠產(chǎn)生小于風(fēng)力渦輪機(jī)額定功率的5 %或2 %的最大功 率的值時(shí)，確定所述低功率條件占主導(dǎo)。
15. —種可直接裝載到計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)器中的計(jì)算機(jī)程序，其包 括當(dāng)所述程序在計(jì)算機(jī)上運(yùn)行時(shí)用于控制權(quán)利要求1-7的其中任一 項(xiàng)所述的步驟的計(jì)算機(jī)代碼部分。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的計(jì)算機(jī)程序，其至少部分地通過(guò)諸 如因特網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)提供。
17. —種其上記錄有計(jì)算機(jī)程序的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，其中所述 計(jì)算機(jī)程序被設(shè)計(jì)以使得計(jì)算機(jī)控制權(quán)利要求的1-7的其中任一項(xiàng) 所述的步驟。
18. —種根據(jù)權(quán)利要求8-14的其中任一項(xiàng)所述的風(fēng)力渦輪機(jī)以 及多個(gè)這種風(fēng)力渦輪機(jī)在諸如包括至少部分海上風(fēng)電場(chǎng)的風(fēng)力發(fā)電 廠中的用途。
19. 一種根據(jù)權(quán)利要求8-14的其中任一項(xiàng)所述的風(fēng)力渦輪機(jī)在 包括高壓直流(HVDC)輸電線的輸電系統(tǒng)中的用途。
全文摘要
風(fēng)力渦輪機(jī)的發(fā)電機(jī)(7)在低功率條件下通過(guò)對(duì)變頻器(12)的控制而作為電動(dòng)機(jī)操作，以從輸電網(wǎng)絡(luò)向該發(fā)電機(jī)饋送電力，從而提升風(fēng)輪的速度到預(yù)定水平以上，用于潤(rùn)滑該風(fēng)力渦輪機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)部件。
文檔編號(hào)F03D7/02GK101512143SQ200680055959
公開(kāi)日2009年8月19日 申請(qǐng)日期2006年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2006年9月29日
發(fā)明者E·科爾比·尼爾森, H·C·克里斯坦森, J·曼特爾, L·格特瑪, L-E·雷伊 申請(qǐng)人:Abb研究有限公司