Способ управления ветроэнергетической установкой



Способ управления ветроэнергетической установкой
Способ управления ветроэнергетической установкой
Способ управления ветроэнергетической установкой
Способ управления ветроэнергетической установкой

 


Владельцы патента RU 2600846:

ВОББЕН ПРОПЕРТИЗ ГМБХ (DE)

Изобретение относится к способу управления ветроэнергетической установкой, включающему в себя этапы, на которых: обнаруживают внутренний, выдаваемый установкой аварийный сигнал, указывающий на ее неполадку, принимают по меньшей мере один внешний, выданный вне установки аварийный сигнал, указывающий на неполадку другой установки, оценивают внутренний аварийный сигнал в зависимости от по меньшей мере одного внешнего аварийного сигнала. Изобретение направлено на повышение надежности распознавания аварийных сигналов и предотвращение ложных тревог. 4 н. и 8 з.п. ф-лы, 3 ил.

 

Изобретение относится к способу управления ветроэнергетической установкой, а также к способу управления множеством ветроэнергетических установок. Кроме того, изобретение относится к ветроэнергетической установке и к ветровому парку с множеством ветроэнергетических установок.

Ветроэнергетические установки общеизвестны, и в своей типовой в настоящее время конструктивной форме они преобразуют кинетическую энергию ветра в энергию движения аэродинамического ротора. Энергия движения преобразуется генератором в электрическую энергию или электрическую мощность, если рассматривается мгновенное потребление. Примерная ветроэнергетическая установка изображена на фиг. 1.

При управлении ветроэнергетической установкой следует также обратить внимание на предотвращение возможных неполадок ветроэнергетической установки, чтобы исключить или уменьшить косвенный ущерб ей и/или угрозу, в частности, персоналу. Для этого контролируются ее возможные неполадки, чтобы при необходимости принять защитные меры.

Например, с помощью датчика дыма можно регистрировать пожар в гондоле ветроэнергетической установки. Последняя может быть тогда остановлена, и, при необходимости, может быть начат процесс тушения. При использовании оптического сигнализатора дыма он может вызвать ложную тревогу, если условия видимости плохие по иным причинам, нежели из-за дыма, например вследствие пыли или ледяных кристаллов.

Другим примером является шумовой контроль ветроэнергетической установки, который может быть предусмотрен, например, на спиннере, т.е. в зоне крышки ступицы ротора. За счет такого шумового контроля можно регистрировать необычно громкие шумы, что может указывать на имеющееся или грозящее повреждение, в частности механическую ложную функцию. В этом случае ветроэнергетическая установка, называемая ниже также в качестве синонима просто установкой, останавливается, и об этом извещается обслуживающий персонал. Также здесь может возникнуть ложная тревога, если на ветроэнергетическую установку, включая спиннер, обрушивается, например, сильный град, что приводит к необычно высокому уровню шума.

Это только два примера контроля установки, которые могут вызвать ложную тревогу. При ее возникновении следствием может быть снижение рентабельности ветроэнергетической установки из-за ее нежелательной остановки. С другой стороны, это может нанести намного больший ущерб ветроэнергетической установке или за счет нее, если не обращать внимания на упомянутые или иные предупредительные сигналы, в то время как ложная тревога отсутствует.

В основе изобретения лежит задача, заключающаяся в том, чтобы адресовать, в частности уменьшить, одну из вышеназванных проблем. В частности, должно быть создано решение, заключающееся в более надежном распознавании аварийных сигналов или предотвращении ложных тревог, не игнорируя или не упуская из виду соответствующим образом выработанные аварийные сигналы. По меньшей мере, должно быть создано альтернативное выполнение.

Согласно изобретению, предложен способ управления ветроэнергетической установкой по пункту 1 формулы. В соответствии с ним регистрируется аварийный сигнал, выработанный внутри управляемой ветроэнергетической установки. Он указывает на ее неполадку, например на подозрение пожара в ней или подозрение повреждения механического элемента. Ниже для пояснения используются оба этих случая, а именно аварийные сообщения или сигналы, касающиеся пожара, и аварийные сигналы или сообщения, касающиеся вызванного громким шумом повреждения. Тем не менее, изобретение не ограничено этими обоими принципиальными применениями.

Под выражением, что аварийный сигнал, который в принципе можно назвать также аварийным сообщением, указывает на неполадку ветроэнергетической установки, следует понимать, что имеется соответствующий аварийный критерий, например срабатывание сигнализатора дыма или датчика шума. То, что аварийный сигнал указывает на данную неполадку, включает в себя также возможность того, что фактически неполадка отсутствует. Аварийный сигнал может быть результатом одного или более датчиков, или могут оцениваться другие состояния, например эксплуатационные. Точно так же одновременно может иметь место множество аварийных сигналов для различных неполадок.

Кроме того, ветроэнергетическая установка принимает внешний аварийный сигнал. Это такой сигнал, который указывает на неполадку другой ветроэнергетической установки. В частности, такой внешний аварийный сигнал, относящийся к неполадке внешней, т.е. другой, ветроэнергетической установки, является у этой другой ветроэнергетической установки внутренним аварийным сигналом, который, однако, передается также на эту первую ветроэнергетическую установку. За счет этой передачи он становится для первой ветроэнергетической установки внешним аварийным сигналом.

Первая ветроэнергетическая установка оценивает внутренний аварийный сигнал в зависимости по меньшей мере от одного внешнего аварийного сигнала. Таким образом, оценка внутреннего аварийного сигнала не ограничивается им, а учитывает, кроме того, по меньшей мере один внутренний аварийный сигнал, а именно, в частности, такой, который касается той же неполадки или вида неполадки, что и внутренний аварийный сигнал, чтобы сначала сделать вывод о том, имеет ли место неполадка или нет.

Предпочтительно меры по защите ветроэнергетической установки, в частности ее остановке, принимаются в зависимости от внутреннего аварийного сигнала и, кроме того, в зависимости по меньшей мере от одного внешнего аварийного сигнала. Принятие защитных мер не ограничивается, тем самым, оценкой внутреннего аварийного сигнала. Таким образом, один или более учтенных внешних аварийных сигналов могут тогда при необходимости решать, следует ли предполагать неполадку или нет. Помимо остановки ветроэнергетической установки рассматриваются и другие защитные меры, например процесс тушения, если аварийный сигнал касается пожара, что является еще одним примером.

Согласно одному варианту, предложено, что при оценке внутреннего аварийного сигнала следует предполагать отсутствие неполадки, если внутренний аварийный сигнал указывает на нее, а по меньшей мере один дополнительный внешний аварийный сигнал также указывает на аналогичную неполадку, при которой упомянутый внешний аварийный сигнал является внутренним аварийным сигналом. Если, например, в первой ветроэнергетической установке возникает внутренний аварийный сигнал, указывающий на пожар, в частности выработанный сигнализатором дыма в первой ветроэнергетической установке, то, прежде всего, следует предполагать пожар. При наличии внешнего аварийного сигнала другой, например второй, ветроэнергетической установки, который также указывает на пожар, а именно на пожар во второй ветроэнергетической установке, это может быть указанием на ложную тревогу. Согласно изобретению, было обнаружено, что крайне нереально, чтобы пожар возник сразу в обеих ветроэнергетических установках. В таком случае можно предполагать, что сигнализаторы дыма, которые соответственно передали сигнал предупреждения о пожаре в качестве аварийного сигнала, сработали за счет иных условий, нежели пожар, а именно за счет условий, которых, по опыту, и/или целесообразно следовало ожидать сразу для множества установок. Это, например, случай песчаной бури. При ее возникновении условия видимости могут ухудшиться сразу у множества расположенных в непосредственной близости друг от друга установок.

Такое явление может возникать и в случае других неполадок, например при контроле шума. Если в первой ветроэнергетической установке внутренний аварийный сигнал сообщает о слишком высоком уровне шума, то это может указывать на механическую проблему, например повреждение подшипников. Датчики шума рассчитаны, в первую очередь, или обычным образом на обнаружение ослабленных деталей и, тем самым, на спорадически возникающие шумы. Если же почти одновременно с этим внешний аварийный сигнал, например, второй ветроэнергетической установки, также сообщает о слишком высоком уровне шума, то нереально, чтобы сразу обе ветроэнергетических установки имели механическое, создающее сильный шум повреждение. Так, в частности, нереально, чтобы сразу в обеих ветроэнергетических установках ослабла деталь. Вместо этого одновременное возникновение громкого шума во множестве расположенных в непосредственной близости друг от друга установок может, напротив, указывать, например, на град. Обычно град падает не изолированно на одну отдельную ветроэнергетическую установку, а, например, почти одновременно на весь ветровой парк.

Таким образом, может возникнуть тот неожиданный факт, что наличие множества однотипных аварийных сигналов или аварийных сигналов для множества однотипных неполадок, напротив, указывает на то, что такая неполадка именно тогда и отсутствует. Этот факт учитывается описанными способами и соответственно реализуется.

Согласно одному варианту, предложен способ, отличающийся тем, что в том случае, когда внутренний аварийный сигнал указывает на неисправность первой ветроэнергетической установки, принимаются защитные меры, в частности ее остановка, если принятый внешний аварийный сигнал или, прежде всего, один или более принятых внешних аварийных сигналов, не указывает на однотипную неполадку соответствующей другой ветроэнергетической установки. Если же принятый внешний аварийный сигнал или один из принятых внешних аварийных сигналов указывает на однотипную неполадку соответствующей другой ветроэнергетической установки, то вырабатывается предупреждение, в частности предупредительный сигнал, без принятия защитных мер. Как уже сказано, дополнительная оценка по меньшей мере одного внешнего аварийного сигнала может указывать на то, что, несмотря на наличие внутреннего аварийного сигнала, указываемая им неполадка нереальна. При этом упомянутая неполадка все же не исключена, а за счет наличия предупредительного сигнала в этом случае существует возможность подробного анализа лежащей в основе ситуации.

Анализ такой ситуации, который может быть осуществлен, при необходимости, также без наличия упомянутого предупредительного сигнала, может осуществляться, например, автоматически за счет ветроэнергетической установки или ее управления или центрального управления. При этом оцениваются, например, другие данные датчиков, например температура температурного датчика. Дополнительно или в качестве альтернативы анализ может осуществляться вручную. В частности, на основании известных метеоусловий или условий окружающей среды или же также других эмпирических данных можно найти причину внутреннего аварийного сигнала, чтобы убедиться в отсутствии указанной неполадки. Точно так же во время анализа может оказаться, что указанная неполадка вопреки ожиданию, тем не менее, имеет место.

Предпочтительно используется так называемая система SCADA, название которой происходит от английского сокращения от “Supervisory Control And Data Acquisition“ (диспетчерское управление и сбор данных), и при этом является употребительным в немецком языке. В ветроэнергетической установке такая система используется для передачи измерительных и управляющих данных между отдельными ветроэнергетическими установками и системой управления. Эта система SCADA может вырабатывать соответствующие аварийные сигналы. В соответствии с этим каждая ветроэнергетическая установка, принимающая участие в этой системе, предоставляет в распоряжение свои внутренние аварийные сигналы в качестве внешних аварийных сигналов. Предпочтительно каждый аварийный сигнал включает в себя не только свой вид, но и свое происхождение, а именно от конкретной ветроэнергетической установки. За счет этого в распоряжении имеются аварийные сигналы, в частности также соседних установок, в частности ветрового парка, а каждая участвующая установка может, по существу, по своему усмотрению включать предоставленную информацию, в частности аварийные сигналы, в собственную оценку этих сигналов.

Согласно другому варианту, предложено, что внутренний аварийный сигнал и/или соответствующий сигнал датчика подавляется на заданное время, если внутренний аварийный сигнал указывает на неполадку, а по меньшей мере один внешний аварийный сигнал указывает на однотипную неполадку соответствующей другой ветроэнергетической установки или одной из соответствующих других установок.

Оптимально предусмотреть охватывающий способ, применяемый для управления множеством установок. По меньшей мере одна из установок эксплуатируется способом по меньшей мере по одному из упомянутых вариантов. Предпочтительно управление всеми лежащими в основе этого общего управления ветроэнергетическими установками осуществляется соответственно способом по одному из описанных вариантов. Предпочтительно ветроэнергетические установки обмениваются между собой своими аварийными сигналами для осуществления описанных выше оценок. Это может происходить напрямую или через центральную диспетчерскую, такую как система SCADA. В частности, по меньшей мере одна из установок предоставляет в распоряжение остальным ветроэнергетическим установкам по меньшей мере один внутренний аварийный сигнал в качестве внешнего аварийного сигнала. Соответственно возникает предпочтительная общая концепция управления этими ветроэнергетическими установками.

Согласно изобретению, предложена ветроэнергетическая установка, содержащая аэродинамический ротор для создания вращательного движения из ветра и электрический генератор для вырабатывания электрической мощности из вращательного движения. Для управления ветроэнергетической установкой применяется способ по одному из описанных вариантов. Такой способ может быть реализован в установке, например, на основе устройства управления и/или процессора. Соответственно ветроэнергетическая установка выполнена с возможностью более скрупулезной оценки неполадки за счет того, что учитываются не только внутренний аварийный сигнал, но и другие внешние аварийные сигналы или по меньшей мере один из таких сигналов, которые вырабатываются другими ветроэнергетическими установками.

Предпочтительно предложен ветровой парк с множеством ветроэнергетических установок, причем по меньшей мере одна ветроэнергетическая установка выполнена так, как описано выше, и эксплуатируется, в частности, способом по одному из описанных вариантов. Ветровой парк выполнен с возможностью применения всего общего способа, в соответствии с которым во всех или по меньшей мере в части установок парка используется дополнительная информация других его установок. Преимущественно ветроэнергетические установки связаны между собой через систему SCADA для обмена данными. Благоприятно, если предусмотрена центральная диспетчерская, которая управляет центральными данными и/или передает их дальше. Ветровой парк отличается, в частности, тем, что он используется для ввода электрической мощности в электрическую сеть общей для всех установок узловой точки ввода.

Благодаря описанным решениям можно, при необходимости, предотвратить принятие защитных мер при возникновении внутреннего аварийного сигнала, если имеет место по меньшей мере один другой аварийный сигнал другого ветрового парка, указывающий на такую же неполадку. При этом может быть так, что для той установки, в которой этот аварийный сигнал возникает прежде всего, следует предполагать указанную им неполадку и принять соответствующие защитные меры. Следовательно, эта ветроэнергетическая установка, возможно, останавливается ненужным образом. Только если, при необходимости, спустя короткое время возникают другие аварийные сигналы других установок, становится очевидным предположение о том, что указанная неполадка, тем не менее, отсутствует. В зависимости от ситуации можно принять решение о том, следует ли снова запустить уже остановленную ветроэнергетическую установку или в целях безопасности оставить ее остановленной вплоть до выяснения причин возникновения аварийного сигнала.

В принципе, предложено на основании статистических соображений поставить под сомнение информативность аварийного сигнала об указанной неполадке. Предпочтительно предложено привлечь не только единственный внешний аварийный сигнал, то и учесть по меньшей мере один второй аварийный сигнал и исключить наличие указанной внутренним аварийным сигналом неполадки только тогда, когда по меньшей мере два внешних аварийных сигнала указывают на ту же неполадку. Предпочтительно наличие указанной неполадки исключается только тогда, когда три внешних аварийных сигнала или предпочтительно по меньшей мере четыре внешних аварийных сигнала указывают на однотипную неполадку в соответственно других установок.

Согласно другому или альтернативному варианту, учитываются аварийные сигналы, находящиеся в причинной связи между множеством установок. К ним относятся, в частности, аварийные сигналы, касающиеся ситуаций, возникающих в локальной близости множества установок. К ним относится, в частности, обнаружение отложения льда. У множества установок одного ветрового парка в основе лежат обычно очень схожие метеоусловия. Если множество установок одного ветрового парка обнаруживают отложение льда, то высока вероятность того, что имеет место отложение льда на всем ветровом парке. Такой вывод может зависеть также от того, сколько и какие ветроэнергетические установки ветрового парка обнаружили отложение льда, а также от того, насколько точным является обнаружение отложения льда соответствующей ветроэнергетической установкой. Если отложение льда обнаружили, например, десять из одиннадцати установок одного ветрового парка, то высока вероятность того, что отложение льда произошло и на одиннадцатой ветроэнергетической установке. Однако это несправедливо в том случае, если эта одиннадцатая ветроэнергетическая установкалибо настолько надежно обнаружила отложение льда, что на это можно положиться со 100%-ной уверенностью, либо иные причины конкретно у этой ветроэнергетической установки говорят против отложения льда, например более защищенное положение или уже включенный обогрев лопастей ротора для предотвращения отложения льда.

Предпочтительно предложено оценивать в отношении тех дефектов, которые находятся в причинной связи между множеством ветроэнергетических установок, соответствующие аварийные сигналы множества установок, в частности множества установок одного ветрового парка. Такая оценка включает в себя предпочтительно оценку того, сколько исследованных установок, в частности сколько установок ветрового парка, подают в настоящий момент этот аварийный сигнал. Дополнительно предложено оценивать другие подробности установок, подавших такой аварийный сигнал, в частности место их расположения в ветровом парке. Такая оценка может осуществляться полностью или частично в одной ветроэнергетической установке, во всех ветроэнергетических установках или в центральном процессоре. Результат выдается предпочтительно в виде сигнала неполадки парка и может указывать, например, число установок с таким аварийным сигналом, в частности в отношении всех установок ветрового парка. Это указание может осуществляться в виде абсолютного значения или в процентах по отношению ко всем имеющимся ветроэнергетическим установкам ветрового парка. Предпочтительно сигнал неполадки парка подается в виде вероятности или частоты для упомянутого случая дефекта в ветровом парке, или он используется для расчета такой вероятности или частоты.

Следовательно, предложено различать для одинаковых дефектов разных установок те, которые находятся в причинной связи между этими ветроэнергетическими установками, и те, которые не находятся в причинной связи. При возникновении одинаковых аварийных сигналов разных установок для дефектов, не находящихся в причинной связи, следует предполагать, что соответствующие аварийные сигналы подавались ошибочным образом или что вероятно, что они подавались ошибочным образом. Соответственно это, при необходимости, позволяет игнорировать аварийный сигнал.

Для множества аварийных сигналов разных установок, указывающих одинаковые, находящиеся в причинной связи аварийные сигналы, следует предполагать, что это позволяет вывести по меньшей мере вероятность наличия дефекта в других ветроэнергетических установках, при необходимости, во всех ветроэнергетических установках одного ветрового парка.

Такой причинный дефект касается, в частности, отложения льда и соответственно обнаружения отложения льда или обнаружения льда. Предпочтительно, тем самым, предложено, что если уже одна или более установок одного ветрового парка были остановлены с соответствующим статусом обнаружения льда при помощи соответствующей функции, которую можно назвать обнаружением льда парка, то можно достичь остановки всех других или выбранных установок парка, даже если они сами еще не обнаружили отложения льда.

Для этого ветроэнергетические установки обмениваются между собой данными через систему SCADA. Каждый статус отложения льда один раз вместе с числом установок парка и номером ветроэнергетической установки, выработавшей статус, передается на все ветроэнергетические установки парка. Каждая ветроэнергетическая установка хранит в виде таблицы эту информацию от всех других установок парка и при каждом изменении установок парка и числа установок, обнаруживших отложение льда, вычисляют в процентах так называемую степень обледенения парка.

Если эта степень обледенения парка, которая может образовать также сигнал неполадки парка, выше заданного значения, в частности выше указываемого в управляющей программе значения, то ветроэнергетическая установка останавливается со статусом обнаружения отложения льда. Этот статус, поскольку он не был выработан в соответствующей ветроэнергетической установке, не распределяется по всем ветроэнергетическим установкам и, тем самым, не влияет также на вычисленную степень обледенения парка.

Предпочтительно установки, выработавшие статус обнаружения льда, передают соответствующее сообщение на все другие установки, как только обнаружение отложения льда было сброшено. Такое сообщение о статусе передается посредством системы SCADA на все установки ветрового парка. Вслед за этим каждая установка стирает в своей таблице обнаружение отложения льда установкой, выработавшей информацию о том, что отложение отсутствует, и вычисляет заново степень обледенения парка. Если эта степень обледенения парка ниже установленного предельного значения, установка снова запускается.

Если, например, установлено предельное значение 20%, то это означает, например, в случае парка из десяти установок, что эта установка останавливается, если две или более установок вырабатывают статус обнаружения льда. Чтобы деактивировать обнаружение льда в парке, это предельное значение должно быть установлено в 100%.

Предпочтительно такие значения могут стираться также вручную или сбрасываться до 0.

Сброс такого обнаружения льда в парке должен осуществляться предпочтительно только в исключительном случае. Для повторного запуска установок, которые были остановлены за счет такого обнаружения льда в парке, вместо его сброса следует, в целом, сбросить обнаружение льда в установках, которые были остановлены из-за отложения льда. За счет этого степень обледенения парка может уменьшиться ниже предельного значения, так что остановленные в зависимости от этого предельного значения установки могут быть снова запущены.

Точно так же отдельная установка, которая была остановлена из-за обнаружения льда в парке, будь то даже лишь на короткое время с целью техобслуживания, может быть снова запущена за счет установления предельного значения на 100%, в результате чего обнаружение льда в парке для этой установки фактически деактивируется.

Ниже изобретение более подробно поясняется с помощью конкретных вариантов его осуществления со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых изображают:

- фиг. 1 - установку, в которой применяется предложенный способ;

- фиг. 2 - схематично три связанные между собой системой SCADA установки для обмена аварийными сигналами и их совместной оценки;

- фиг. 3 - блок-схему варианта управления установкой.

На фиг. 1 изображена ветроэнергетическая установка 100 с башней 102 и гондолой 104. На гондоле 104 установлен ротор 106 с тремя лопастями 108 и спиннером 110. Ротор 106 при работе приводится ветром во вращательное движение и за счет этого приводит в действие генератор в гондоле 104.

На фиг. 2 схематично изображены три установки 2, связанные системой 4 передачи данных, которая здесь выполнена проводной, однако может быть предусмотрена также в виде радиосвязи. Кроме того, система 4 создает связь с так называемой системой SCADA 6. Последняя включает в себя статистический блок 8. Информация, такая как аварийный сигнал для указания неполадки, передается установками 2 на систему 6. Это обозначено информационными стрелками 10. Сборные стрелки 12 обозначают, что вся информация стекается в систему 6. На основании информации посредством статистического блока 8 осуществляется статистическая оценка. В нее входит оценка аварийных сигналов множества установок, чтобы определить, действительно ли эти аварийные сигналы указывают на неполадку, или речь может идти о ложной тревоге. При этом, например, изображенная слева установка 2 оценивает аварийный сигнал в качестве внутреннего для нее аварийного сигнала вместе с аварийными сигналами обеих других установок 2 в качестве внешних аварийных сигналов. Изображение на фиг. 2 выдержано так, что все три установки 2 функционально равноценны. В соответствии с этим в зависимости от ситуации, а именно от того, где в первую очередь возникает аварийный сигнал, каждая из установок 2 может быть первой в смысле приведенных пояснений установкой, которая вырабатывает внутренний аварийный сигнал. Обе оставшиеся установки могут быть в данном примере соответственно другими установками, вырабатывающими соответственно внешний аварийный сигнал.

Оценка представлена на фиг. 2 так, что она проводится в системе 6. Точно так же оценка может проводиться соответственно в установке. В любом случае, система SCADA используется по меньшей мере для передачи информации, предпочтительно также для ее оценки.

Кроме того, на фиг. 2 показано грозовое облако 14. Если оно приводит к молнии в сопровождении грома, то этот гром может произвести такой громкий шум, который вызовет срабатывание в каждой установке 2 датчика шума, вырабатывающего в любом случае, т.е. в каждой установке 2, соответствующий аварийный сигнал. Штриховые активные линии 16 обозначают, что гром воздействует на каждую установку 2. В этом примере каждая установка 2 вырабатывает соответствующий аварийный сигнал, так что вырабатываются и в системе 6 оцениваются, в общей сложности, три аварийных сигнала. В этом примере при воздействии одновременно три установки 2 соответственно вырабатывают вызванный громким шумом аварийный сигнал. Из этого делается вывод о том, что это не может быть дефектом установок, таким как ослабленная деталь, вызывающая громыхание, а это должно быть связано с действующим одновременно для всех трех установок 2 явлением. За счет дополнительной оценки прогноза погоды, будь то автоматически или вручную оператором, может подтвердиться подозрение о том, что неполадка отсутствует, а причиной срабатывания датчиков шума, напротив, является надвигающаяся гроза.

В основе изобретения лежит тот факт, что нереально, чтобы все три установки 2 одновременно имели одно и то же техническое повреждение, которое заставляет срабатывать датчики шума. Даже если у одной из этих трех установок 2 датчик шума срабатывает сначала потому, что гром, например, прогремел ближе именно к ней, то она в целях безопасности отключается, однако после приема других аварийных сигналов в результате размышлений о вероятности следует, что не везде может иметь место такой дефект и соответственно не все установки отключаются и их соответственно также не приходится снова запускать вручную. За счет этого можно повысить их готовность к эксплуатации. Вслед за этой ситуацией можно, при необходимости, снова запустить также отключенную первой установку. Это может осуществляться в зависимости от выполнения вручную или автоматически.

Этот гром с возможными, вызванными шумом аварийными сигналами приведен лишь в качестве примера. Соответственно могут рассматриваться также другие явления и другие аварийные сигналы.

На фиг. 3 в упрощенном виде изображена блок-схема предложенной оценки в соответствии с одним вариантом. В блоке 30 принимается внутренний аварийный сигнал (Fint) первой установки. Блоки 32, 34 иллюстрируют, что, в принципе, может приниматься много других внешних аварийных сигналов (Fex,1-Fex,n). В принципе, это зависит от числа имеющихся установок. Пример на фиг. 3 касается, тем самым, n+1 установок, а именно первой и n других.

Аварийные сигналы, а именно внутренний и внешние, объединяются в блоке оценки 36. Необходимо обратить внимание на то, что в данном примере следует исходить из аварийного сигнала, который всегда имеет место, однако вследствие своего значения лишь указывает на то, имеет ли место неполадка или нет. Например, аварийные сигналы могут принимать соответственно значение 0 при отсутствии неполадки и 1 при ее предположении. В качестве альтернативы передача аварийного сигнала происходит вообще только тогда, когда имеется дефект.

Объединенная таким образом информация оценивается затем сначала в блоке запроса 38 внутреннего аварийного сигнала (Fint). Если оценка отрицательная, то, следовательно, аварийный сигнал для первой установки отсутствует, т.е. все в порядке, и процесс переходит к первому блоку вывода 40, который здесь прерывает оценку, во всяком случае, для первой установки и, при необходимости, подает сигнал «o.K.». Однако о подаче сигнала речь не идет, поскольку, напротив, потребность в действиях возникает только в случае дефекта.

Если результат первого блока запроса 38 положительный, т.е. имеет место аварийный сигнал для первой установки, то происходит дальнейший запрос во втором блоке запроса 42. Здесь проверяется, указывает ли по меньшей мере один из внешних аварийных сигналов Fex,1-Fex,n также на такой же дефект или на такую же неполадку.

Если этого не происходит, то из этого делается вывод о том, что, действительно, первая установка имеет неполадку и установка, тем самым, останавливается, что обозначено блоком защиты 44. Установка может быть соответственно остановлена, и рассматриваются также другие или дополнительные меры.

Если же во втором блоке запроса 42 результат положительный, т.е. имеет место по меньшей мере один внешний аварийный сигнал, который указывает на такую же неполадку в другой установки, что и внутренний аварийный сигнал первой установки, то защитные меры не принимаются по меньшей мере не непосредственно, а вместо этого блок предупреждения 46 выдает предупреждение. Оно может обрабатываться в системе SCADA, и, при необходимости, можно позднее решить, следует ли на основании дальнейшей информации делать окончательное предположение о ложном предупреждении или все же остановить первую установку или принять другие защитные меры.

В блоке запроса 42 последний может осуществляться так, что по меньшей мере два, или по меньшей мере три, или по меньшей мере четыре внешних аварийных сигнала, т.е. соответственно многих других установок, должны указывать на ту же неполадку, что и внутренний аварийный сигнал, чтобы перейти к блоку предупреждения 46, а не к блоку защиты 44.

Изображенная на фиг. 3 блок-схема может быть реализована, в принципе, для любой установки рассмотренной группы, в частности соответствующего ветрового парка, последовательно или параллельно.

Следовательно, согласно изобретению, простым образом, в частности без дополнительных затрат на аппаратное обеспечение, с помощью статистической оценки можно повысить информативность возможных аварийных сигналов. Возможных нежелательных простоев установок можно избежать.

Таким образом, за счет статистически полученных вероятностей о множестве установок ветрового парка можно скорректировать возможные ложные измерения или ложные оценки. Времени простоев, вызванного ложной тревогой из-за такого ложного измерения, можно избежать.

Для этого центральная система SCADA регистрирует все состояния всех установок ветрового парка. Эти необходимые данные можно назвать также данными статусов. Выбранные состояния статистически регистрируются, а именно, в частности, в виде числа установок с одинаковым состоянием в один и тот же момент времени, и посылаются обратно на установки в виде статистики. Автономных систем управления установок можно, тем самым, избежать, включив статистику ложных тревог. Система SCADA обеспечивает, тем самым, подбор данных и настройку базы данных, причем, однако, самой установке предоставлено решать, какой вывод из этого она должна сделать. Согласно одному варианту, автономных систем управления можно, тем самым, избежать, включив статистику ложных тревог, или использовать состояния других установок и соответственно среагировать на них.

Создано недорогое решение, поскольку требуются лишь одноразовые затраты на программное обеспечение.

Для пояснения изобретения следует еще раз указать на конкретные примеры его осуществления.

В случае сильной грозы и сильного града с экстремально крупными градинами в уровне техники происходит ложное срабатывание датчиков шума. Во избежание этого предложен обмен информацией между установками парка с помощью системы SCADA.

Как только установка передает на систему SCADA соответствующую информацию, например «обнаружен шум в спиннере», которая обычно предшествует соответствующему статусу («шум в спиннере») 50:14, система SCADA посылает эту информацию обратно непосредственно всем установкам парка. Таким образом, каждая установка имеет возможность обнаружить, сработали ли в течение определенного промежутка времени еще датчики шума других установок парка.

Если, например, в течение 30 минут две установки парка из двух или трех установок или трех и более установок крупных парков обнаруживают шумы, то датчики шума всех установок парка деактивируются по меньшей мере на 30 минут. Все установки вырабатывают статусную информацию «датчик шума деактивирован». Через 30 минут после обнаружения установкой последнего шума или максимум через 5 часов датчики шума снова активируются. Здесь вместо упомянутых 30 минут или 5 часов могут использоваться, в принципе, и другие значения времени. Все установки передают затем информацию «датчик шума активирован» на систему SCADA. За счет этой информации можно, при необходимости, установить, когда и как долго были деактивированы датчики шума.

Если установка вследствие грозы или сильного града уже была отключена с упомянутым статусом 50:14, прежде чем достаточное число других установок также обнаружило шумы в спиннере, то в этой установке снова прекращается действие так называемой блокировки сброса, и квитируется неполадка. Теперь установка автоматически снова запускается в эксплуатацию с деактивированным датчиком шума. Предпосылкой этого является, однако, то, что упомянутый статус 50:14 длится более 30 минут. Тогда следует предполагать, что причина статуса иная.

Блокировка сброса не дает эксплуатанту снова запустить установку. Действие блокировки сброса может быть прекращено после ввода сервисного кода сотрудником сервиса.

Вызванные грозой ложные срабатывания смогут быть, вероятно, в самой значительной степени исключены в будущем благодаря этим мерам. Для отдельных установок это предложенное изменение в системе управления, в принципе, неэффективное, так что, в принципе, можно, в целом, предложить переналадку программного обеспечения, не обращая внимания на то, должна ли быть установка смонтирована отдельно или в парке. Таким образом, это может привести к тому, что, при необходимости, в случае грозы пришлось бы учитывать отдельные ложные срабатывания в отдельных установках.

В качестве другого примера следует указать на имеющиеся проблемы с сигнализаторами дыма. Из-за мельчайших ледяных кристаллов и пыли пустыни в уровне техники в некоторых местах постоянно происходят ложные срабатывания сигнализаторов дыма в гондоле. Также для этого предложено, в принципе, по-прежнему обеспечить в случае описанных выше датчиков шума обмен информацией между установками парка с помощью системы SCADA.

Как только одна установка передаст на систему SCADA статус «сигнализатор дыма (люк)» или «сигнализатор дыма (спиннер)», система передаст эту информацию обратно на все установки парка или распределит ее по ним. Таким образом, каждая установка имеет возможность обнаружить, сработали ли в течение определенного промежутка времени еще сигнализаторы дыма других установок парка.

Если в течение 5 часов в двух установках парка из двух или трех установок или в трех или более установках крупных парков сработают сигнализаторы дыма, то оба сигнализатора дыма на люке и спиннере во всех установках парка будут деактивированы на 24 часа. Все установки вырабатывают тогда информацию «сигнализаторы дыма люка и спиннера деактивированы». По истечении 24 часов сигнализаторы дыма снова активируются по меньшей мере на 6 часов с информацией «сигнализаторы дыма люка и спиннера активированы». Также это время может варьироваться. Это препятствует длительному деактивированию сигнализаторов дыма всех установок несколькими, например, неисправными сигнализаторами дыма парка.

Поскольку деактивирование сигнализаторов дыма происходит предпочтительно только тогда, когда уже две или три установки отключены со статусом «автоматическое деактивирование сигнализаторов дыма», прекращается действие блокировки сброс, и квитируется неполадка. Теперь установка с деактивированными сигнализаторами дыма снова автоматически запускается. Однако условием этого является то, чтобы статус «автоматическое деактивирование сигнализаторов дыма» длился не более 5 часов. Тогда следует предполагать, что причина статуса иная.

1. Способ управления ветроэнергетической установкой (2, 100), включающий в себя этапы, на которых:
- обнаруживают внутренний аварийный сигнал (FINT), выработанный в ветроэнергетической установке, указывающий на неполадку в ветроэнергетической установке,
- принимают по меньшей мере один внешний аварийный сигнал (FEX), выданный вне ветроэнергетической установки, указывающий на неполадку другой ветроэнергетической установки,
- оценивают внутренний аварийный сигнал (FINT) в зависимости по меньшей мере от одного внешнего аварийного сигнала (FEX).

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в зависимости от внутреннего аварийного сигнала (FINT) и в зависимости от по меньшей мере одного внешнего аварийного сигнала (FEX) принимают по меньшей мере одну меру по защите ветроэнергетической установки (2, 100), в частности остановку ветроэнергетической установки (2, 100).

3. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что при оценке внутреннего аварийного сигнала (FINT) предполагают об отсутствии неполадки, если внутренний аварийный сигнал (FINT) указывает на неполадку, и по меньшей мере один внешний или по меньшей мере один из внешних аварийных сигналов (FEX) соответственно указывает на такую же неполадку соответствующей внешней ветроэнергетической установки.

4. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что в том случае, если внутренний аварийный сигнал (FINT) указывает на неполадку ветроэнергетической установки (2, 100),
- принимают защитные меры, в частности осуществляют остановку ветроэнергетической установки (2, 100), если принятый внешний аварийный сигнал (FEX) или один из принятых внешних аварийных сигналов (FEX) не указывает на такую же неполадку соответствующей другой ветроэнергетической установки,
- выдают предупреждение, в частности предупредительный сигнал, если принятый внешний аварийный сигнал (FEX) или один из принятых внешних аварийных сигналов (FEX) указывает на такую же неполадку соответствующей другой ветроэнергетической установки, причем тогда, в частности, не принимают никаких защитных мер.

5. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что предупредительный сигнал, выдаваемый в том случае, если внутренний аварийный сигнал (FINT) указывает на неполадку, а по меньшей мере один внешний или по меньшей мере один из внешних аварийных сигналов (FEX) соответственно указывает на такую же неполадку соответствующей внешней установки, передают в диспетчерскую, причем упомянутый сигнал включает в себя информацию внутреннего аварийного сигнала (FINT) и по меньшей мере одного внешнего аварийного сигнала (FEX).

6. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что предупредительный сигнал и/или передачу или выдачу по меньшей мере одного внешнего аварийного сигнала (FEX) осуществляют посредством системы диспетчерского управления и сбора данных (SCADA).

7. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что внутренний аварийный сигнал (FINT) и/или соответствующий сигнал датчика подавляют на заданное время, если внутренний аварийный сигнал (FINT) указывает на неполадку, а по меньшей мере один внешний или по меньшей мере один из внешних аварийных сигналов (FEX) соответственно указывает на такую же неполадку соответствующей ветроэнергетической установки.

8. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что при оценке внутреннего аварийного сигнала (FINT) предполагают о наличии неполадки, если внутренний аварийный сигнал (FINT) указывает на неполадку, и по меньшей мере один внешний или один из внешних аварийных сигналов (FEX) соответственно указывает на такую же неполадку соответствующей внешней ветроэнергетической установки, в частности отложение льда, причем тогда выдают сигнал неполадки парка, указывающий другим ветроэнергетическим установкам на наличие неполадки, которая относится к другим ветроэнергетическим установкам или при которой вероятным является то, что она относится к другим ветроэнергетическим установкам, которые до сих пор сами не выдали соответствующего аварийного сигнала.

9. Способ управления ветровым парком, имеющим множество ветроэнергетических установок (2, 100), причем по меньшей мере одной из ветроэнергетических установок (2, 100) управляют способом по одному из предыдущих пунктов и в ее распоряжение предоставляют по меньшей мере один внутренний аварийный сигнал (FINT) по меньшей мере одной другой из ветроэнергетических установок (2, 100) в качестве внешнего аварийного сигнала (FEX) и, в частности, ветроэнергетические установки (2, 100) обмениваются между собой своими аварийными сигналами.

10. Способ по п. 9, отличающийся тем, что при наличии аварийного сигнала о дефектном состоянии, в частности при обнаружении отложения льда по меньшей мере на двух ветроэнергетических установках, другую, в частности соседнюю, ветроэнергетическую установку, которая не выдала такого аварийного сигнала, приводят в то же дефектное состояние, что и ветроэнергетические установки, обнаружившие дефект, и/или выдают сигнал неполадки парка и передают его по меньшей мере на одну или ту ветроэнергетическую установку, которая не выдала аварийного сигнала упомянутого дефекта.

11. Ветроэнергетическая установка (2, 100), содержащая аэродинамический ротор (106) для создания вращательного движения из ветра и электрический генератор для выработки электрической энергии из вращательного движения, причем ветроэнергетическая установка (2, 100) выполнена с возможностью управления способом по одному из пп. 1-7, в частности ветроэнергетическая установка (2, 100) содержит устройство управления, посредством которого осуществляется способ по одному из пп. 1-7.

12. Ветровой парк с множеством ветроэнергетических установок (2, 100) и по меньшей мере одной ветроэнергетической установкой (2, 100) по п. 11, причем ветровой парк выполнен с возможностью осуществления способа по п. 9 или 10.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к устройству для манипулирования лопастью ротора ветровой энергетической установки. Устройство для манипулирования лопастью (21) ротора ветровой энергетической установки, имеющей продольную ось, включающее в себя по меньшей мере одну основную часть (1) для по меньшей мере частичного охватывания и удерживания лопасти (21) ротора, по меньшей мере одну опорную раму (4) для размещения основной части (1) с возможностью вращения и по меньшей мере одно крепежное устройство (30) для крепления лопасти (21) ротора ветровой энергетической установки в устройстве.

Изобретение относится к области ветроэнергетики, в частности к ветроэнергетическим установкам. Ветроэнергетическая установка содержит башню (102) с по меньшей мере одним нижним башенным сегментом (102а), изготовленный заранее противопожарный модуль (300), вмещающий трансформатор (500) и служащий для ограничения распространения пожара, возникшего в противопожарном модуле (300).

Изобретение относится к области ветроэнергетики, в частности к гондоле ветровой энергетической установки и способу сооружения ветровой энергетической установки с гондолой.

Группа изобретений относится к области машиностроения. Круглая эластомерная втулка (16) выполнена с возможностью предварительной затяжки и калибровки в смонтированном состоянии.

Данное изобретение относится к анкерной секции для анкерного крепления башни ветроэнергетической установки в фундаменте. Анкерная секция для анкерного крепления башни ветроэнергетической установки в фундаменте содержит несущий участок для закрепления сегмента башни над фундаментом, прочно соединенный с несущим участком фундаментный участок для бетонирования в фундамент.

Изобретение относится к области ветроэнергетики. Ветроэлектрическая установка содержит ротор, установленный на горизонтальном валу, генератор электрического тока, элементы крепления.

Изобретение относится к способу управления заградительными огнями ветрового парка с помощью акустического контролирования или к ветровому парку, состоящему из одной или нескольких ветроэнергетических установок.

Изобретение относится к лопатке для ротора ветровой турбины и способу изготовления такой лопатки. Лопатка (104а, 104b, 104с, 108, 201) для ротора ветровой турбины (101) содержит корпус (218) лопатки, имеющий несущую поверхность для размещения нагревательного элемента, электропроводный, по существу, плоский нагревательный элемент (110, 120, 122, 124, 126, 128, 130, 132, 208, 208а, 208b), содержащий многоосную углеродную ткань, расположенный на несущей поверхности и проходящий в продольном направлении, по существу, вдоль по меньшей мере передней кромки (108а) лопатки, электропроводный элемент (112а, 112b, 212, 212а, 212b) подачи электропитания, расположенный на одном конце нагревательного элемента, проходящий, по существу, по ширине нагревательного элемента с обеих его сторон и связанный с ним электрически, и соединительную конструкцию, содержащую по меньшей мере один электропроводный соединительный элемент (114а, 114b, 214) и, по существу, покрывающую с обеих сторон нагревательного элемента части электропроводного элемента, которые проходят по ширине нагревательного элемента, при этом указанная лопатка предпочтительно содержит такой электропроводный элемент и соединительную конструкцию на обоих концах нагревательного элемента.

Изобретение относится к ветроэнергетической установке (100), содержащей гондолу (104) и ротор (106), первый и/или второй микроволновый и/или радиолокационный измерительный блок (1100, 1200) для излучения микроволновых и/или радиолокационных сигналов и для регистрации отражений микроволновых и/или радиолокационных сигналов для получения данных о ветре и/или метеорологических данных или информации относительно поля ветра спереди и/или сзади ветроэнергетической установки (100), и систему управления ветроэнергетической установкой, которая управляет работой ветроэнергетической установки (100) в зависимости от данных, регистрируемых с помощью первого и/или второго измерительного блока (1100, 1200).

Изобретение относится к электротехнике, а именно к электрическим машинам с волновой передачей. Электрическая машина с мультипликатором содержит корпус 10, статор 3, ротор 4 и волновую передачу в режиме мультипликатора с телами качения 7, причем мультипликатор размещен коаксиально внутри ротора электрической машины.

Изобретение относится к способу работы ветроэнергетической установки или ветрового парка. Предложен способ работы ветроэнергетической установки или ветрового парка и электрически соединенного с ними блока преобразования мощности в газ, при котором ветроэнергетическая установка или ветровой парк генерирует электрическую мощность и подает ее в подключенную к ветроэнергетической установке или к ветровому парку электрическую сеть.

Изобретение относится к возобновляемой энергетике, в частности к ветродвигателям со складными лопастями. Циклоидный ветродвигатель со складными лопастями содержит полый вертикальный вал с установленной внутри центральной заторможенной осью, кинематически связанной с планетарным редуктором, корпус которого посредством размещенных вокруг него горизонтальных кронштейнов и расположенных в них сателлитных валов соединен с осями лопастей, противобуревый флажковый узел и флюгерный узел самоориентации лопастей на ветер с реверсивным приводом.

Изобретение относится к ветроэнергетике. Регулятор момента и частоты вращения вала ветротурбины с лопастями, установленными с возможностью поворота на осях, размещенных на валу ветротурбины, установленном горизонтально в головке ветроагрегата.

Изобретение относится к способу управления заградительными огнями ветрового парка с помощью акустического контролирования или к ветровому парку, состоящему из одной или нескольких ветроэнергетических установок.

Изобретение относится к области нетрадиционной энергетики и может быть использовано как источник электрической и механической энергии в гидро- и ветроустановках.

Изобретение относится к ветроэнергетике. Ветроагрегат с системой ограничения мощности и частоты вращения, в котором через вал пропущена штанга с возможностью перемещения в осевом направлении, связь штанги с лопастями осуществлена через систему тяг, противоположный конец штанги имеет резьбовую нарезку с навинченной на нее конической шестерней, закрепленной на конце вала с возможностью поворота вокруг его осевой линии и связанной через зубчатое зацепление с ведущей шестерней, насаженной на установленную на валу ось, перпендикулярную осевой линии вала, на эту же ось насажен жестко связанный с ведущей шестерней фрикционный диск, образующий пары фрикционного зацепления с двумя расположенными по одну и другую стороны от него в перпендикулярных осевой линии вала плоскостях тормозными кольцами, закрепленными соосно с валом на корпусе подшипника с возможностью осевого перемещения в направлении фрикционного диска под действием исполнительных органов системы автоматического управления, на вход устройства управления которой дополнительно подаются сигналы от двух конечных выключателей, фиксирующих крайние положения штанги в осевом направлении.

Изобретение относится к ветроэнергетике. Система ограничения частоты вращения и мощности ветроагрегата содержит установленный горизонтально в корпусе подшипника вал с пропущенной через него штангой, одним концом системой тяг связанной с закрепленными на валу с возможностью поворота вокруг осей, перпендикулярных валу, лопастями, а другим - с регулирующим органом, выполненным в виде винта с навинченным на него и зафиксированным от продольного перемещения диском с приводом для вращения от первого исполнительного органа устройства управления, другой конец штанги связан с винтом регулирующего органа через упорный подшипник, винт регулирующего органа зафиксирован от проворачивания и механически связан с датчиком угла установки лопастей, устройство управления снабжено вторым исполнительным органом, установленным между электрической сетью и обмотками генератора, а к соответствующим входам устройства управления подключены выходы датчиков: угла установки лопастей, скорости ветра, частоты вращения, мгновенных значений тока и напряжения генератора.

Изобретение относится к способу конфигурирования ветроэнергетической установки, к ветроэнергетической установке, которая подготовлена для такого конфигурирования и к системе ветроэнергетической установки с ветроэнергетической установкой и банком данных управления.

Изобретение относится к способу эксплуатации ветроэнергетической установки, содержащей аэродинамический ротор по меньшей мере с одной роторной лопастью. Способ эксплуатации ветроэнергетической установки содержит стадии эксплуатации ветроэнергетической установки в зависящей от скорости ветра рабочей точке, измерения рабочего параметра рабочей точки, сравнения измеренного рабочего параметра с заданной эталонной величиной и нагревания по меньшей мере одной роторной лопасти, когда измеренный рабочий параметр превышает заданное отклонение относительно эталонной величины, при этом продолжают эксплуатацию ветроэнергетической установки.

Изобретение относится к ветряным турбинам. Ветряная турбина (1) для преобразования энергии ветра в электроэнергию содержит гондолу (2), имеющую головную часть (11) и хвостовую часть (12), первичный ветровой ротор (3), установленный с возможностью вращения относительно гондолы (2) вокруг первичной оси вращения (А1) и содержащий первичную группу лопастей (4), ступицу (5) для крепления вышеупомянутых лопастей (4), выступающую из головной части (11) гондолы (2), а также вал, предназначенный для его вращения с помощью первичного ветрового ротора (3), по меньшей мере один первичный электрогенератор, содержащий по меньшей мере первичный электрический статор, неподвижно закрепленный в вышеупомянутой гондоле (2), и первичный электрический ротор, неподвижно закрепленный на вышеупомянутому валу или установленный с возможностью соединения с вышеупомянутым валом, причем первичный электрогенератор предназначен для преобразования энергии ветра, получаемой вышеупомянутой первичной группой лопастей (4), в электроэнергию.

Изобретение относится к ветроэнергетической установке (100), содержащей гондолу (104) и ротор (106), первый и/или второй микроволновый и/или радиолокационный измерительный блок (1100, 1200) для излучения микроволновых и/или радиолокационных сигналов и для регистрации отражений микроволновых и/или радиолокационных сигналов для получения данных о ветре и/или метеорологических данных или информации относительно поля ветра спереди и/или сзади ветроэнергетической установки (100), и систему управления ветроэнергетической установкой, которая управляет работой ветроэнергетической установки (100) в зависимости от данных, регистрируемых с помощью первого и/или второго измерительного блока (1100, 1200).
Наверх