專利名稱：風(fēng)場(chǎng)的操作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種操作具有多個(gè)風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的風(fēng)場(chǎng)的方法。本發(fā)明還涉及一種具有電勵(lì)磁發(fā)電機(jī)的風(fēng)力發(fā)電設(shè)備以及一種由中央設(shè)備控制的風(fēng)場(chǎng)。
背景技術(shù)：
這里使用的術(shù)語(yǔ)“風(fēng)場(chǎng)”意指連接至公共網(wǎng)絡(luò)接點(diǎn)、而不考慮各個(gè)風(fēng)力發(fā)電設(shè)備相互之間的空間布置關(guān)系的多個(gè)風(fēng)力發(fā)電設(shè)備。即，即使多組風(fēng)力發(fā)電設(shè)備在空間上相互分離，但如果它們例如由一個(gè)公共的變電站連接至網(wǎng)絡(luò)接點(diǎn)，也可以認(rèn)為是一個(gè)風(fēng)場(chǎng)。
風(fēng)場(chǎng)在現(xiàn)有技術(shù)中廣為人知已經(jīng)有一段時(shí)間了。相較于單個(gè)設(shè)備的情況，在這樣的風(fēng)場(chǎng)中，風(fēng)的動(dòng)能可以更大程度上的轉(zhuǎn)化為電能。但可以理解，上述情況的先決條件是有足夠的風(fēng)吹動(dòng)。
但是，風(fēng)不會(huì)沒(méi)有停息的吹動(dòng)，可以利用無(wú)風(fēng)的時(shí)候來(lái)進(jìn)行諸如扭開(kāi)線纜等的操作程序。但是，當(dāng)無(wú)風(fēng)時(shí)風(fēng)力發(fā)電設(shè)備不產(chǎn)生任何電能，它們從網(wǎng)絡(luò)中獲得進(jìn)行操作程序所需的能量。但是要指出的是，網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)方只會(huì)同意從網(wǎng)絡(luò)中汲取有限的能量。在此情況下，網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)方對(duì)超出允許最大限度的部分征收更高的費(fèi)率，由網(wǎng)絡(luò)獲得的能量已經(jīng)相對(duì)較為昂貴。由此，取決于由網(wǎng)絡(luò)獲得的能量的多少，風(fēng)場(chǎng)運(yùn)營(yíng)方要承受額外成本，該額外成本減少了風(fēng)場(chǎng)的利潤(rùn)。

發(fā)明內(nèi)容
由此，本發(fā)明的目的是提供一種操作具有多個(gè)風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的風(fēng)場(chǎng)的方法、一種具有電勵(lì)磁發(fā)電機(jī)的風(fēng)力發(fā)電設(shè)備以及一種由中央設(shè)備控制的風(fēng)場(chǎng)，其中通過(guò)從網(wǎng)絡(luò)獲得的受限或減少的能量(基準(zhǔn)能量)來(lái)執(zhí)行操作過(guò)程。
在此說(shuō)明書(shū)開(kāi)頭部分所述類(lèi)型的風(fēng)場(chǎng)的情況下，上述目的的實(shí)現(xiàn)在于以如下方式控制至少一個(gè)風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的操作過(guò)程，即從網(wǎng)絡(luò)獲得的電能僅能達(dá)到一個(gè)預(yù)定的最大值。適當(dāng)限制由網(wǎng)絡(luò)獲取的能量(基準(zhǔn)能量)使得該基準(zhǔn)能量至少不會(huì)超過(guò)所允許的最大值。這樣就可以至少避免為超過(guò)最大值的能量支付高出很多的費(fèi)用。
在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式中，風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的操作過(guò)程在至少兩個(gè)組中進(jìn)行，該兩個(gè)組彼此錯(cuò)開(kāi)一預(yù)定時(shí)間周期。這種建組法使得總是處于只有一些風(fēng)力發(fā)電設(shè)備從網(wǎng)絡(luò)中獲取能量的情況下，且所獲取的能量盡可能低或者至少不超過(guò)所允許的最高值。
在該方法的特別優(yōu)選改進(jìn)例中，第一組由一個(gè)風(fēng)力發(fā)電設(shè)備形成。如果操作過(guò)程正啟動(dòng)風(fēng)場(chǎng)，即在風(fēng)再次吹動(dòng)之后，這是非常有利的。代替由網(wǎng)絡(luò)獲取風(fēng)場(chǎng)的所有風(fēng)力發(fā)電設(shè)備進(jìn)行方位調(diào)整、葉片角度調(diào)整、設(shè)備控制及發(fā)電機(jī)勵(lì)磁所需的能量，而僅獲取一組所需的能量，且該組優(yōu)選僅包括一個(gè)風(fēng)力發(fā)電設(shè)備。由此，僅一個(gè)風(fēng)力發(fā)電設(shè)備所需的能量是由網(wǎng)絡(luò)所獲得的。
一旦一個(gè)風(fēng)力發(fā)電設(shè)備自身開(kāi)始產(chǎn)生電能，該能量就被用來(lái)啟動(dòng)其他的風(fēng)力發(fā)電設(shè)備，然后，這些設(shè)備再產(chǎn)生電能進(jìn)而用于啟動(dòng)另外的設(shè)備。時(shí)間交錯(cuò)的過(guò)程是指，為了啟動(dòng)風(fēng)場(chǎng)，僅需從網(wǎng)絡(luò)獲得用于啟動(dòng)第一個(gè)設(shè)備所需的能量，而風(fēng)場(chǎng)的其他設(shè)備可接著由該風(fēng)場(chǎng)中已經(jīng)產(chǎn)生的能量來(lái)啟動(dòng)。這樣，在風(fēng)場(chǎng)中產(chǎn)生的能量顯然不會(huì)傳送至網(wǎng)絡(luò)，從而無(wú)需從網(wǎng)絡(luò)汲取昂貴的能量。
按照根據(jù)本發(fā)明的方法的一個(gè)優(yōu)選改進(jìn)例，將操作過(guò)程所用的能量限制于風(fēng)場(chǎng)中所產(chǎn)生能量的一可預(yù)先定設(shè)的比例。這樣，一方面可以啟動(dòng)風(fēng)場(chǎng)且另一方面可獲得可傳送至網(wǎng)絡(luò)的電能。由此，在風(fēng)場(chǎng)啟動(dòng)的同時(shí)也可支持電力較弱的網(wǎng)絡(luò)，而不必仍然從網(wǎng)絡(luò)獲得能量以啟動(dòng)風(fēng)場(chǎng)。
在一個(gè)特別優(yōu)選實(shí)施方式中，該方法為使得風(fēng)力發(fā)電設(shè)備以預(yù)定操作過(guò)程所需的最低能量需求優(yōu)選以相同的方法執(zhí)行。這里，將根據(jù)即將執(zhí)行的各個(gè)操作過(guò)程指出區(qū)別。如果將要進(jìn)行的操作過(guò)程例如是扭開(kāi)線纜的操作，則在此優(yōu)選實(shí)施方式中該過(guò)程首先由產(chǎn)生最少扭曲的風(fēng)力發(fā)電設(shè)備來(lái)進(jìn)行。那些風(fēng)力發(fā)電設(shè)備可相應(yīng)地快速進(jìn)行該過(guò)程并隨后可再次用于產(chǎn)生電能。類(lèi)似的，優(yōu)選首先對(duì)產(chǎn)生最小偏移角的風(fēng)力發(fā)電設(shè)備進(jìn)行風(fēng)向跟蹤調(diào)整。
在啟動(dòng)風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的操作過(guò)程中可考慮不同的方面。一個(gè)方面例如是相對(duì)上風(fēng)面范圍最大——即在風(fēng)向上——的各個(gè)風(fēng)力發(fā)電設(shè)備首先啟動(dòng)，這是因?yàn)樗鼈儧](méi)有被其他風(fēng)力發(fā)電設(shè)備所遮擋且由此可從風(fēng)獲得最大的能量。另一方面涉及以預(yù)定風(fēng)速產(chǎn)生最高的能量。由此，這里可考慮風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的能量特性，使得可由所能獲得的風(fēng)產(chǎn)生盡可能最大的電能量。可理解的是，也可以將這些特征相結(jié)合，例如考慮最小偏移角以及最高電能水平。
還有，為了使風(fēng)場(chǎng)可以自啟動(dòng)，其可包括一個(gè)具有無(wú)動(dòng)力風(fēng)向跟蹤調(diào)整裝置的永久勵(lì)磁風(fēng)力發(fā)電設(shè)備。這里的自啟動(dòng)能力是指盡管不能從網(wǎng)絡(luò)獲得能量(例如由于網(wǎng)絡(luò)故障)，但仍然可啟動(dòng)風(fēng)場(chǎng)的能力。由此，通過(guò)所述永久勵(lì)磁風(fēng)力發(fā)電設(shè)備，根據(jù)所要求的方法，首先可啟動(dòng)至少一個(gè)風(fēng)力發(fā)電設(shè)備，而后該風(fēng)力發(fā)電設(shè)備產(chǎn)生電能，然后將該能量用于啟動(dòng)其他風(fēng)力發(fā)電設(shè)備。這樣，即使迎風(fēng)角及方位位置足以啟動(dòng)所述風(fēng)力發(fā)電設(shè)備且發(fā)電機(jī)的剩磁足以用于勵(lì)磁，在任何情況下也都需要電能以便為即將啟動(dòng)的風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的控制系統(tǒng)供電。
本發(fā)明的優(yōu)選例在所附權(quán)利要求中描述。
以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行更詳細(xì)的描述，其中

圖1示出了用于描述根據(jù)本發(fā)明的方法的風(fēng)場(chǎng)；且圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的風(fēng)場(chǎng)。
具體實(shí)施例方式
參考圖1，所示為具有多個(gè)風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的風(fēng)場(chǎng)10。其中的一些風(fēng)力發(fā)電設(shè)備由參考標(biāo)號(hào)21-35標(biāo)出。此外風(fēng)向15由圖中的箭頭標(biāo)出。以下將參考該圖來(lái)解釋根據(jù)本發(fā)明的方法啟動(dòng)風(fēng)場(chǎng)的操作。
相對(duì)上風(fēng)面范圍最大——即在風(fēng)向上——的風(fēng)力發(fā)電設(shè)備是設(shè)備21。因此，該設(shè)備當(dāng)然可從風(fēng)中取得最大的能量。因此，最初僅僅是風(fēng)力發(fā)電設(shè)備21使用從網(wǎng)絡(luò)獲得的能量啟動(dòng)，用于方位調(diào)節(jié)、轉(zhuǎn)子葉片調(diào)節(jié)、發(fā)電機(jī)勵(lì)磁、設(shè)備控制等等。這里可以假設(shè)能量汲取約為5kW，其中，可以理解，該值還取決于設(shè)備的類(lèi)型。
如果取風(fēng)速約為6m/s作為討論的基礎(chǔ)，則可假設(shè)產(chǎn)生了例如80kW的能量。因?yàn)榇四芰渴怯娠L(fēng)力發(fā)電設(shè)備傳送的能量，其自身消耗已考慮在內(nèi)。由此，由這個(gè)風(fēng)力發(fā)電設(shè)備所傳送的能量可用來(lái)啟動(dòng)另外16個(gè)風(fēng)力發(fā)電設(shè)備，等等。將很明顯的是，盡管為時(shí)間交錯(cuò)的啟動(dòng)過(guò)程，但整個(gè)風(fēng)場(chǎng)可非?？焖俚拈_(kāi)始運(yùn)轉(zhuǎn)。由此，與由于多個(gè)風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的“延遲”啟動(dòng)而導(dǎo)致的較輕微的損失比較，就不必付費(fèi)的基準(zhǔn)能量而言可有很大的節(jié)省。
圖2也示出了具有多個(gè)風(fēng)力發(fā)電設(shè)備28-40的風(fēng)場(chǎng)10。在風(fēng)場(chǎng)10中還設(shè)置有具有無(wú)動(dòng)力風(fēng)跟蹤調(diào)整器50的永久勵(lì)磁風(fēng)力發(fā)電設(shè)備。所述無(wú)動(dòng)力風(fēng)跟蹤調(diào)整器由風(fēng)向標(biāo)51圖示說(shuō)明。因此，由于發(fā)電機(jī)是永久勵(lì)磁的，當(dāng)起風(fēng)時(shí)，該風(fēng)力發(fā)電設(shè)備50由風(fēng)向標(biāo)51沿風(fēng)的方向自動(dòng)定向并開(kāi)始產(chǎn)生電能，從而無(wú)需任何勵(lì)磁電流。
因?yàn)榇朔N永久勵(lì)磁風(fēng)力發(fā)電設(shè)備在現(xiàn)有技術(shù)中是眾所周知的，這里不再對(duì)該設(shè)備進(jìn)行詳細(xì)描述。在此實(shí)施方式中采用ENERCON E-12型風(fēng)力發(fā)電設(shè)備，其可產(chǎn)生30kW的能量，且在上述假設(shè)的約6m/s的風(fēng)速時(shí)產(chǎn)生約6kW——即足以啟動(dòng)風(fēng)場(chǎng)中至少另外一個(gè)的風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的能量。這樣，可使用本身已知的合適的應(yīng)急電源作為設(shè)備控制系統(tǒng)的電源，這是至少必須的。
由此，根據(jù)上述實(shí)施例，風(fēng)力發(fā)電設(shè)備21可以由約5kW的啟動(dòng)風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的電力汲取來(lái)啟動(dòng)。然后，風(fēng)力發(fā)電設(shè)備21以80kW提供足夠的電力來(lái)啟動(dòng)風(fēng)場(chǎng)的另外16個(gè)風(fēng)力發(fā)電設(shè)備。這樣，風(fēng)場(chǎng)10中的20個(gè)風(fēng)力發(fā)電設(shè)備中的17個(gè)就可在短時(shí)間內(nèi)運(yùn)行。但是，在此情況下沒(méi)有使用來(lái)自網(wǎng)絡(luò)的電能，且由此沒(méi)有產(chǎn)生額外的成本，或者盡管網(wǎng)絡(luò)發(fā)生故障風(fēng)場(chǎng)仍可啟動(dòng)并向網(wǎng)絡(luò)供給能量。
在網(wǎng)絡(luò)故障——所稱的網(wǎng)絡(luò)中斷——的情況下，首先需要再次建立頻率及電壓，主機(jī)自然是必需的，其例如利用自換向變換器實(shí)現(xiàn)上述功能。接著可以使這些(其他的)風(fēng)力發(fā)電設(shè)備與所述網(wǎng)絡(luò)同步并可開(kāi)始供電。取決于各自相關(guān)的需求，供應(yīng)至網(wǎng)絡(luò)的電力可以是無(wú)功功率和/或有功功率。
上面已經(jīng)描述了一個(gè)給定的風(fēng)場(chǎng)可以由取自網(wǎng)絡(luò)的盡可能小能量供應(yīng)來(lái)啟動(dòng)的方式，以下還將描述單個(gè)風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的對(duì)應(yīng)原理。
如果風(fēng)力發(fā)電設(shè)備因?yàn)轱L(fēng)力不足而停止或該設(shè)備因?yàn)槔邕M(jìn)行檢修而停止，需要電能來(lái)啟動(dòng)該風(fēng)力發(fā)電設(shè)備，至少為該設(shè)備的控制系統(tǒng)供電并/或?qū)⑥D(zhuǎn)子葉片設(shè)置到最佳迎角(迎風(fēng)角)并/或?qū)L(fēng)力發(fā)電設(shè)備的機(jī)殼以轉(zhuǎn)子可由風(fēng)以最佳的方式驅(qū)動(dòng)的方式設(shè)置到風(fēng)中等等。
如上所述，在現(xiàn)有風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的情況下，用于啟動(dòng)風(fēng)力發(fā)電設(shè)備所需的能量通常來(lái)自網(wǎng)絡(luò)。但是，該能量必須以很高的成本從網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商那里獲得，進(jìn)而風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的運(yùn)營(yíng)商必須為該基準(zhǔn)能量付出高昂的、超出其因供應(yīng)相應(yīng)能量至網(wǎng)絡(luò)而由網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商獲取的回報(bào)的費(fèi)用。
由此，除了以上描述，本發(fā)明的目的也是限制對(duì)來(lái)自網(wǎng)絡(luò)的用于啟動(dòng)單個(gè)風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的電能的需求，以由此在整體上減少操作風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的成本。
為了上述目的，在一個(gè)具有存儲(chǔ)電能的能量存儲(chǔ)裝置的風(fēng)力發(fā)電設(shè)備中，建議首先使用來(lái)自能量存儲(chǔ)裝置的電能來(lái)啟動(dòng)該風(fēng)力發(fā)電設(shè)備，以由此將機(jī)架移動(dòng)進(jìn)入正確的方位位置及/或?yàn)榘l(fā)電機(jī)提供所需的勵(lì)磁電力及/或?qū)⑥D(zhuǎn)子葉片移動(dòng)至所需的設(shè)定角度，并且具體來(lái)說(shuō)是使設(shè)備控制系統(tǒng)運(yùn)行并為此向其供應(yīng)電能。
所使用的能量存儲(chǔ)裝置例如可以是電能存儲(chǔ)裝置，其在任何情況下通常都設(shè)置于風(fēng)力發(fā)電設(shè)備中，用于風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的緊急關(guān)閉，例如一個(gè)用于在緊急關(guān)閉時(shí)提供能量以固定轉(zhuǎn)子葉片的電能存儲(chǔ)裝置。在這一點(diǎn)上需要確保在該能量存儲(chǔ)裝置中保持足夠的用于緊急關(guān)閉的能量。
優(yōu)選的，當(dāng)啟動(dòng)風(fēng)力發(fā)電設(shè)備時(shí)，為了調(diào)整機(jī)殼，轉(zhuǎn)子葉片也相應(yīng)調(diào)整其設(shè)定角度以驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子并隨后供應(yīng)勵(lì)磁能量至發(fā)電機(jī)，從而風(fēng)力發(fā)電設(shè)備可通過(guò)發(fā)電機(jī)來(lái)產(chǎn)生電能。
考慮用于緊急關(guān)閉的儲(chǔ)備量，也可以將由發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電能單獨(dú)使用或與已然存在于電能存儲(chǔ)裝置中的能量一同使用，以將機(jī)架移動(dòng)至所需的方位位置。
當(dāng)移動(dòng)機(jī)架時(shí)，如果轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)并且轉(zhuǎn)子葉片移動(dòng)到一個(gè)不會(huì)或極少制動(dòng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的位置的情況是優(yōu)選的。
在風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的吊艙與塔架之間轉(zhuǎn)接的傳輸線纜也必須不定期地扭開(kāi)(因?yàn)榈跖撘牙@其旋轉(zhuǎn)軸沿相同方向旋轉(zhuǎn)了數(shù)次)，且該扭開(kāi)操作在設(shè)備靜止時(shí)定期執(zhí)行，而且在此情況下，為了完成扭開(kāi)操作，扭開(kāi)線纜(即方位旋轉(zhuǎn)360度或更大角度)所需的能量要理解為來(lái)自網(wǎng)絡(luò)的能量，而且當(dāng)風(fēng)速高于啟動(dòng)速度但優(yōu)選低于額定速度時(shí)進(jìn)行該扭開(kāi)操作。在此情況下，扭開(kāi)線纜所需能量可以在包括單獨(dú)的風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的風(fēng)場(chǎng)中精確地提供，這些風(fēng)力發(fā)電設(shè)備隨后將其能量直接供應(yīng)給必須進(jìn)行線纜扭開(kāi)的設(shè)備，由此不必從網(wǎng)絡(luò)獲取用于扭開(kāi)操作的能量。
例如，如果風(fēng)速是約5m/s，則在任何情況下產(chǎn)生的能量都不會(huì)很大，但通常都足以提供用于旋轉(zhuǎn)機(jī)殼所需的能量。
在Enercon的風(fēng)力發(fā)電設(shè)備中，例如E-40或E-66型風(fēng)力發(fā)電設(shè)備，每個(gè)轉(zhuǎn)子葉片都設(shè)置有電荷存儲(chǔ)裝置來(lái)用于緊急關(guān)閉過(guò)程，它們都是Ultracap型(來(lái)自Epcos)的且利用其可存儲(chǔ)相對(duì)較多的能量，該能量通常不僅足以引起一次性緊急關(guān)閉及由此而將轉(zhuǎn)子葉片移置到順槳位置，還可以提供足夠的能量以便以該方式提供其他設(shè)備組件的能量，所述其它組件設(shè)備例如設(shè)備控制系統(tǒng)、方位調(diào)整裝置等等。
如果風(fēng)力發(fā)電設(shè)備或風(fēng)場(chǎng)裝備有諸如電池等的獨(dú)立能量存儲(chǔ)裝置，也可使用電池的能量來(lái)啟動(dòng)一個(gè)設(shè)備或?yàn)榇嗽陂_(kāi)始時(shí)提供所需能量。
還可以給一個(gè)單個(gè)的風(fēng)力發(fā)電設(shè)備，其具有小風(fēng)輪或葉輪，其在該風(fēng)力發(fā)電設(shè)備剛啟動(dòng)時(shí)可提供全部或部分所需能量，其在風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的啟動(dòng)時(shí)，可由其他能量存儲(chǔ)裝置提供足夠的電能。
如果裝置自有能量?jī)?chǔ)備不足以用于啟動(dòng)過(guò)程，則在最初使用其使得僅在該時(shí)刻由網(wǎng)絡(luò)獲得電能，且由此從網(wǎng)絡(luò)獲得的能量整體上減至最小。
最終，在風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的正常運(yùn)行期間，由能量存儲(chǔ)裝置汲取的能量可以再次由風(fēng)力發(fā)電設(shè)備自身產(chǎn)生的能源來(lái)供應(yīng)。
本申請(qǐng)中也提到一種能量存儲(chǔ)裝置，該裝置也可以是風(fēng)場(chǎng)中的一個(gè)特定發(fā)電機(jī)，例如柴油發(fā)電機(jī)，即可提供如下發(fā)電機(jī)，其不必由網(wǎng)絡(luò)獲得的電能來(lái)啟動(dòng)風(fēng)場(chǎng)中的單個(gè)或多個(gè)風(fēng)力發(fā)電設(shè)備。
如果風(fēng)力發(fā)電設(shè)備設(shè)置有小風(fēng)輪或渦輪，例如提供約250瓦特至3kW能量的風(fēng)輪(此風(fēng)輪實(shí)際上可在任何位置安裝，例如在風(fēng)力發(fā)電設(shè)備上的塔架、吊艙等等處)，則也可以當(dāng)由于許多不同原因無(wú)法根本不再可能從網(wǎng)絡(luò)本身中汲取能量時(shí)，也可容易地為風(fēng)力發(fā)電設(shè)備供應(yīng)電能。但是，因?yàn)轱L(fēng)力發(fā)電設(shè)備在汲取用于以下操作的能量方面通常也是可靠的，例如用于操作危險(xiǎn)信號(hào)燈(閃光燈)并/或用于涉及調(diào)節(jié)及控制過(guò)程的設(shè)備組件的操作，也可以利用小風(fēng)輪產(chǎn)生所需能量(還用于給所提供的能量存儲(chǔ)裝置充電)。此外，如上所述，也可使用小風(fēng)輪來(lái)提供全部或部分的用于啟動(dòng)風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的電能。例如，在不是全部轉(zhuǎn)子葉片都同時(shí)調(diào)整而是首先僅調(diào)整單個(gè)轉(zhuǎn)子葉片的情況下，這也可以發(fā)生在調(diào)整轉(zhuǎn)子葉片時(shí)，由此，由風(fēng)力發(fā)電設(shè)備自身已經(jīng)開(kāi)始旋轉(zhuǎn)，隨后當(dāng)有足夠的風(fēng)力時(shí)使得由風(fēng)力發(fā)電設(shè)備自身所產(chǎn)生的能量還足以將其他轉(zhuǎn)子葉片調(diào)整至所需的設(shè)置角度。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面提供由單個(gè)風(fēng)力發(fā)電設(shè)備產(chǎn)生的能量不僅被用來(lái)使另一個(gè)或多個(gè)風(fēng)力發(fā)電設(shè)備運(yùn)行，例如提供能量使得可以采用正確的方位角度，而且，如果一個(gè)無(wú)風(fēng)期到來(lái)，即處于一個(gè)可能降至0的低風(fēng)速中，且風(fēng)場(chǎng)中的風(fēng)力發(fā)電設(shè)備逐漸關(guān)閉，其可以根據(jù)本發(fā)明以如下方式實(shí)現(xiàn)——即風(fēng)場(chǎng)的風(fēng)力發(fā)電設(shè)備以不同方向定向。一方面其可通過(guò)在該設(shè)備中設(shè)置一個(gè)控制系統(tǒng)而在立刻就要最后關(guān)閉之前使設(shè)備旋轉(zhuǎn)至預(yù)定的或可預(yù)定的方向而實(shí)現(xiàn)，或者通過(guò)那些還在旋轉(zhuǎn)并由此產(chǎn)生少量電能的設(shè)備使用該電能來(lái)驅(qū)動(dòng)其他設(shè)備的方位驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)而使這些設(shè)備實(shí)現(xiàn)相互不同的定向而實(shí)現(xiàn)。
如果無(wú)風(fēng)期繼續(xù)且風(fēng)停止或風(fēng)速變的很低使得全部設(shè)備都不再產(chǎn)生任何電能，則各個(gè)設(shè)備或各個(gè)設(shè)備組相對(duì)于風(fēng)處于不同的方向。
如果現(xiàn)在速度增大的風(fēng)再次吹起，其以開(kāi)啟速度之上的速度吹動(dòng)，則一些設(shè)備相對(duì)于風(fēng)已基本正確地定位并可立刻開(kāi)始生產(chǎn)，而不再絕對(duì)需要對(duì)此設(shè)備進(jìn)行方位調(diào)整。這些設(shè)備現(xiàn)在可以優(yōu)選產(chǎn)生用于首先按風(fēng)向正確地調(diào)整其他設(shè)備的方位的能量。
可理解的是，不僅每個(gè)單個(gè)的設(shè)備可以取不同的方向，而且這也可以通過(guò)組的方式實(shí)現(xiàn)，從而如果在無(wú)風(fēng)的情況下風(fēng)速降至開(kāi)啟速度以下，則數(shù)個(gè)給定設(shè)備幾乎定向在同一方向上。
在任何情況下，上述當(dāng)無(wú)風(fēng)狀態(tài)發(fā)生時(shí)不同設(shè)備具有不同風(fēng)向定向的實(shí)施方式是有利的，因?yàn)楫?dāng)風(fēng)再次吹動(dòng)時(shí)，這確保了風(fēng)場(chǎng)的至少一個(gè)風(fēng)力發(fā)電設(shè)備可以在無(wú)需顯著方位調(diào)整的情況下運(yùn)行。
上述實(shí)施方式的變例提供當(dāng)無(wú)風(fēng)狀態(tài)發(fā)生時(shí)首先關(guān)閉的那些風(fēng)力發(fā)電設(shè)備采用與盛行風(fēng)向盡可能處于同一直徑上的方位定向，使得如果無(wú)風(fēng)狀態(tài)持續(xù)，最后關(guān)閉的風(fēng)力發(fā)電設(shè)備保持在風(fēng)最后吹動(dòng)的方向上。
另一變例提供當(dāng)發(fā)生無(wú)風(fēng)狀態(tài)時(shí)存在所述設(shè)備可以相對(duì)其定向的優(yōu)選方向。此優(yōu)選方向例如可以是主風(fēng)向，從而當(dāng)風(fēng)再次吹動(dòng)時(shí)，即當(dāng)無(wú)風(fēng)期結(jié)束時(shí)，很可能風(fēng)會(huì)來(lái)自主風(fēng)向且由此大量的風(fēng)力發(fā)電設(shè)備不再需要完全重新調(diào)整其方位。
當(dāng)發(fā)生無(wú)風(fēng)狀態(tài)時(shí)，由風(fēng)場(chǎng)管理系統(tǒng)或合適的計(jì)算機(jī)負(fù)責(zé)風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的不同方位定向。所述風(fēng)場(chǎng)管理系統(tǒng)或計(jì)算機(jī)包括合適的程序，其使得不同的設(shè)備根據(jù)相應(yīng)的盛行風(fēng)向而采用不同的方位定向。其不僅可以實(shí)現(xiàn)為任何設(shè)置的方位定向，而且可以是特定的優(yōu)選方向，例如四個(gè)主羅盤(pán)方位點(diǎn)北、東、南及西。由此，例如風(fēng)場(chǎng)西方的設(shè)備可朝西定向，風(fēng)場(chǎng)北方的設(shè)備朝北，風(fēng)場(chǎng)東方的設(shè)備朝東，而風(fēng)場(chǎng)南方的設(shè)備朝南?？衫斫獾氖?，也可以是例如西北、西南等等的風(fēng)向定向之間的中間位置。
由此，幾乎100％可能的是，當(dāng)風(fēng)開(kāi)始以高于開(kāi)啟速度的風(fēng)速再次吹動(dòng)時(shí)，某些設(shè)備直接暴露于風(fēng)中且不在任何其他設(shè)備的風(fēng)影區(qū)中。這樣，所有其他設(shè)備的復(fù)原也可加快。
方位調(diào)整不僅需要使用方位驅(qū)動(dòng)裝置，其也通過(guò)彼此異步地調(diào)整一個(gè)設(shè)備的各個(gè)轉(zhuǎn)子葉片和其他葉片來(lái)實(shí)現(xiàn)。如果例如3個(gè)轉(zhuǎn)子葉片中的2個(gè)處于順槳位置而1個(gè)轉(zhuǎn)子葉片定向?yàn)樽畲笙薅鹊貦M過(guò)風(fēng)，也可以通過(guò)有經(jīng)驗(yàn)的調(diào)整該轉(zhuǎn)子葉片來(lái)調(diào)整方位——精確地取決于其分別所處的位置，例如在9點(diǎn)鐘位置或3點(diǎn)鐘位置——而無(wú)需該目的所需的方位驅(qū)動(dòng)裝置操作或由合適的方位調(diào)整輔助的操作，由此，調(diào)整過(guò)程不需要最大的電能。
權(quán)利要求
1.一種操作包括多個(gè)風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的風(fēng)場(chǎng)的方法，其特征在于，每個(gè)風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的操作控制方法是從網(wǎng)絡(luò)獲得的電能僅達(dá)到一可預(yù)先設(shè)定的最大值。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，為了在停止之后啟動(dòng)一個(gè)風(fēng)力發(fā)電設(shè)備或多個(gè)風(fēng)力發(fā)電設(shè)備，僅啟動(dòng)單個(gè)風(fēng)力發(fā)電設(shè)備所需的能量從電力網(wǎng)絡(luò)獲得。
3.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，為了進(jìn)行操作過(guò)程，所述風(fēng)力發(fā)電設(shè)備至少在彼此錯(cuò)開(kāi)一可預(yù)先設(shè)定的時(shí)間周期的兩個(gè)組中進(jìn)行操作過(guò)程。
4.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，第一組由一單個(gè)的風(fēng)力發(fā)電設(shè)備構(gòu)成。
5.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，用于啟動(dòng)風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的電能由一個(gè)或更多個(gè)已進(jìn)入能量產(chǎn)生操作的風(fēng)力發(fā)電設(shè)備獲得。
6.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，將執(zhí)行操作過(guò)程的風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的數(shù)量為使操作過(guò)程所用的能量限制于當(dāng)時(shí)風(fēng)場(chǎng)中所產(chǎn)生的能量。
7.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，將操作過(guò)程所用的能量限制在風(fēng)場(chǎng)中所產(chǎn)生能量的一可預(yù)先設(shè)定的比例。
8.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述風(fēng)力發(fā)電設(shè)備優(yōu)選以一預(yù)定操作過(guò)程的最低能量需求來(lái)實(shí)現(xiàn)該過(guò)程。
9.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，優(yōu)選啟動(dòng)那些在給定風(fēng)速下傳送最高能量的風(fēng)力發(fā)電設(shè)備。
10.一種風(fēng)場(chǎng)，其包括用于場(chǎng)控制的中央設(shè)備，其特征在于具有用于實(shí)現(xiàn)根據(jù)權(quán)利要求1至9中任一項(xiàng)所述的方法的裝置。
11.如權(quán)利要求10所述的風(fēng)場(chǎng)，其特征在于，具有無(wú)動(dòng)力風(fēng)向跟蹤器的永久勵(lì)磁風(fēng)力發(fā)電設(shè)備。
12.一種風(fēng)力發(fā)電設(shè)備，其特征在于，在停止后消耗存儲(chǔ)在與該風(fēng)力發(fā)電設(shè)備相聯(lián)的電能存儲(chǔ)裝置中的電能而啟動(dòng)該風(fēng)力發(fā)電設(shè)備。
13.如權(quán)利要求12所述的風(fēng)力發(fā)電設(shè)備，其特征在于，所述電能存儲(chǔ)裝置是電池、蓄電池或電容器，且通常風(fēng)力發(fā)電設(shè)備緊急關(guān)閉所需的能量也優(yōu)選的存儲(chǔ)在該電能存儲(chǔ)裝置中。
14.如權(quán)利要求13所述的風(fēng)力發(fā)電設(shè)備，其特征在于，設(shè)置有一控制系統(tǒng)，該控制系統(tǒng)以如下方式控制從用于緊急關(guān)閉程序的存儲(chǔ)裝置的能量獲取，即總是在該存儲(chǔ)裝置中保持充足的緊急關(guān)閉儲(chǔ)備。
15.如權(quán)利要求10和11中任一項(xiàng)所述的風(fēng)場(chǎng)，其特征在于，當(dāng)啟動(dòng)單個(gè)風(fēng)力發(fā)電設(shè)備或多個(gè)風(fēng)力發(fā)電設(shè)備時(shí)，由風(fēng)場(chǎng)的中央控制系統(tǒng)以以下方式控制風(fēng)場(chǎng)中的電能，即首先啟動(dòng)一單個(gè)風(fēng)力發(fā)電設(shè)備或一風(fēng)力發(fā)電設(shè)備組，其中由網(wǎng)絡(luò)汲取的電流為0或極小且由網(wǎng)絡(luò)汲取的電能是啟動(dòng)所需的能量與在風(fēng)場(chǎng)中還可使用的電能的差。
16.如權(quán)利要求12所述的風(fēng)力發(fā)電設(shè)備，其特征在于，所述風(fēng)力發(fā)電設(shè)備具有大于50千瓦的額定功率值，且風(fēng)力發(fā)電設(shè)備設(shè)置有小風(fēng)輪，該小風(fēng)輪優(yōu)選安裝至風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的塔架或吊艙，且所述風(fēng)輪能夠提供約250瓦特或優(yōu)選達(dá)3千瓦的電能，且當(dāng)風(fēng)力發(fā)電設(shè)備停止時(shí)，風(fēng)輪的能量用于為風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的組件供電。
17.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的風(fēng)場(chǎng)，其特征在于，當(dāng)出現(xiàn)無(wú)風(fēng)狀態(tài)時(shí)，風(fēng)力發(fā)電設(shè)備定向于不同的羅盤(pán)方位點(diǎn)。
18.如權(quán)利要求17所述的風(fēng)場(chǎng)，其特征在于，使用由比那些已經(jīng)停止的風(fēng)力發(fā)電設(shè)備產(chǎn)生電能時(shí)間更長(zhǎng)的風(fēng)力發(fā)電設(shè)備所產(chǎn)生的電能來(lái)調(diào)整已處于靜止?fàn)顟B(tài)的風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的方位位置。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種操作具有多個(gè)風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的風(fēng)場(chǎng)的方法。本發(fā)明還涉及一種具有電勵(lì)磁發(fā)電機(jī)的風(fēng)力發(fā)電設(shè)備及一種由中央設(shè)備控制的風(fēng)場(chǎng)。由此，本發(fā)明的目的是提供一種操作具有多個(gè)風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的風(fēng)場(chǎng)的方法、一種具有電勵(lì)磁發(fā)電機(jī)的風(fēng)力發(fā)電設(shè)備以及一種由中央設(shè)備控制的風(fēng)場(chǎng)，其中通過(guò)從網(wǎng)絡(luò)獲得的受限或減少的能量(基準(zhǔn)能量)來(lái)實(shí)現(xiàn)操作過(guò)程的執(zhí)行。一種用于操作包括多個(gè)風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的風(fēng)場(chǎng)的方法，其特征在于，每個(gè)風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的操作的控制方法是從網(wǎng)絡(luò)獲得的電能僅達(dá)到一可預(yù)先設(shè)定的最大值。
文檔編號(hào)F03D7/02GK1784544SQ200480012077
公開(kāi)日2006年6月7日 申請(qǐng)日期2004年4月19日 優(yōu)先權(quán)日2003年5月5日
發(fā)明者艾勞埃斯·烏本 申請(qǐng)人:艾勞埃斯·烏本