用于运行风能设备的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于运行至少一个风能设备的方法。本发明还涉及一种风能设备和一种风电厂。除此之外，本发明涉及一种用于运行风电厂的方法。
【背景技术】
[0002]风能设备通常是已知的，风能设备尤其是借助于围绕基本上水平设置的轴线旋转的转子将风中的机械能转换为电能，其中还使用电发电机。这样的风能设备的一个实例示意性地在图1中示出。
[0003]在这样的风能设备中会发生:该风能设备处于振动中，所述振动除此之外对承载风能设备的空气动力学的转子的塔起作用。在此，基本上区分为两种振动，即纵向振动和横向振动，所述纵向振动和横向振动基本上也可能叠加。
[0004]横向振动是基本上横向于转子轴线的定向出现的振动。这样的横向振动通常因转子的不平衡引起并且相应地对应于转子的转速振动。因为该不平衡在转动时直接触发这种振动，所以在此也可称为受迫振动。
[0005]纵向振动基本上沿着转子的旋转轴线的纵向方向出现。也就是说，风能设备因此近似来回振动。这样的纵向振动主要通过风产生并且通常与风能设备的特性一起起作用。尤其是，这样的纵向振动的振动频率通常取决于固有频率或者谐振频率(所述固有频率和谐振频率通常非常类似)或者它们的数倍。尤其是，当风本身是不连续的时，风会促进这样的纵向振动。纵向振动也可以通过如下方式出现或者增强:风能设备在调节技术上对风力增强包括对阵风做出反应，从而影响风能设备的运动，其中风能设备对这种调节介入的反应重新引起另外的改变，这在最坏的情况下会导致跃起。
[0006]会触发或者增强这种振动的可能调节介入是所谓的俯仰调节，其中转子叶片的迎角通过相应的调节驱动器改变。在此，例如可以通过相应地调节转子叶片减小提高的风压，由此风压又会变得太弱，使得转子叶片再次复位，直至可能又出现过高的风压，使得俯仰调节再一次地反应并且从而可能产生振动特性。
[0007]在调节技术上自然地可能考虑这样的问题，通过例如设置相应的减振装置或者设置较复杂的调节器的方式，所述减振装置或者调节器例如包含干扰变量观察器，以便可以更好地考虑干扰变量。然而在此有问题的是，调节结构的这种改变通常会有不可预见的后果。这自然也应归咎于，每个风能设备架设在不同的地点处并且相应地绝不会存在相同的条件。
[0008]可能在现有技术中尚未认识到的并且本发明所基于的另一个问题会在多个风能设备相互影响时出现。尤其是，在此情况下观察到如下现象，其中第一风能设备处于特定的运行状态中、尤其是在特定的风向情况下处于第二风能设备后方的背风面中。除了已知的能量不足(在风能设备处于背风面的情况下)之外，振动也会从前方的、即第二风能设备传递到后方的、即第一风能设备，或者在后方的风能设备中才触发。
[0009]在这样的影响的情况下尤其有问题的是，这些影响鲜少出现并因此困难到甚至无法研宄。最终，仅当风向为使得第一风能设备设置在第二风能设备后方时，才会出现这种所描述的现象。但是即使如此基本上也不出现这样的影响，相反而是与其他调节有关，例如主导风速或者可能是主导风的阵风性。
[0010]德国专利和商标局在优先权申请中检索了下述现有技术:DE 10 2006 001613 Al、DE 10 2008 009 740 Al、DE 10 2009 039 340 Al、DE 699 01 876 T2、US2009/0200804 Al、WO 2007/089136 A2 和 WO 2012/125842 A2。
【发明内容】
[0011]本发明因此基于下述目的:解决上述问题中的至少一个。特别地，要提出一种解决方案，所述解决方案以尽可能简单且不复杂的方式和方法并且在尽可能不影响现存的调节器的情况下抵消所描述的纵向振动。至少要提出一种替选的解决方案。
[0012]根据本发明，提出一种根据权利要求1所述的方法。这样的方法至少涉及至少一个第一风能设备的运行。考虑第二风能设备或者还考虑其他风能设备会是有意义的，但是根据具体出现的振动也不必一定与第二风能设备有关。最后，在单个风能设备上也可以至少根据一个实施方式实行所述方法，即使所解决的问题可能通过其他风能设备才产生或者增强。优选地，所提出的方法在不确定需要消除的振动的具体原因的情况下也够用。
[0013]根据本发明的方法因此首先检测塔振动。只要这种塔振动是纵向振动或者包含纵向振动，那么当纵向振动的振幅超出预定的极限值时采取用于减少振动的措施。根据一种可能性，仅研宄纵向振动的振幅并且相应地采取措施。在此情况下，可以不考虑具有所检测到的纵向振动振幅的这种纵向振动是否还叠加有横向振动。但是补充地或者替选地，也可以考虑横向振动，这必要时对触发极限值有影响。极限值优选被确定为，使得风能设备不因振动而过载。
[0014]作为用于减少振动的措施现在提出多个变型形式，所述变型形式原则上也可以组合。用于减少振动的措施也可以简化地仅称为减少振动。对于相应的措施决定性的是采取这些措施。现场单独具体而言，检查因此实际是否并且何种程度实现振动减少在风能设备运行时可以省去。就此而言，所述措施优选涉及控制措施，即使非排他性的。
[0015]根据一个用于减少振动的措施，当前的俯仰角在预定的冻结时间段中被冻结到当前的值上。相应地，前提是:存在俯仰调节的风能设备。这样的风能设备设有调节算法，所述调节算法根据完全不同的预设来调节俯仰角。该调节算法基本上在风能设备运行时持续地一起运行，并且可以引起对俯仰角的持续跟踪，这也可以是所期望的。纯粹的调节算法例如持续地预设俯仰期望值，所述俯仰期望值通过一个或多个俯仰驱动器针对每个单个的转子叶片或者必要时针对所有转子叶片实施。尤其是，该期望值在当前的俯仰角冻结到固定的值上时被设置。俯仰的调节算法在此不改变地继续运行并且必要时持续地计算新的俯仰角期望值。但是这种由调节算法此时在该冻结时间间期内重新计算的俯仰期望值不被转发。自然地，内部的实现也可以以不同的方式实行。
[0016]在任何情况下都实现的是，使俯仰运动短时地停住。由此可以中断已经出现的可能的起振节律(Aufschwingrhythmus)。通常这种短的中断是足够的并且用于俯仰角的调节算法随后又可以正常地运行。起振因此终止并且俯仰调节算法本身(和设备中的其他调节算法)不需要改变或者可以适配。尤其是，由此也并不持久地干涉整个调节方案的稳定性。
[0017]所提出的措施也基于如下认识:这样的纵向振动相对极少出现并且至少假设关于其出现通常必须同时出现非常多的状况。在经过预定的冻结时间段之后，随后已经不再存在如下情况，其中出现或者激发纵向振动的这样的起振。短时冻结的这种措施因此通常可以保持为一次性的措施并且可能不必在接下来的时间中重复。可能地，所述措施甚至是在风能设备的使用寿命中的一次性的方法措施。
[0018]冻结时间可以相对短地选择并且优选在5s至Imin的范围中、尤其是在1s至20s的范围中。用于通过冻结俯仰角来减少振动的措施的目的在于一次性地中断起振并且由此创建新的前提条件，其中纵向振动通常不再起振并且由此也不再超出预定的极限值。
[0019]此外，预定的极限值可以为塔的例如在塔头部的区域中的振动路径的位移幅度，或者也可以是最大的加速度。
[0020]除此之外或者替选地提出:变换所使用的俯仰调节算法。尤其是，俯仰调节基本上借助于基础俯仰调节算法或者标准俯仰调节算法来实现。仅当出现纵向振动并且振幅超出预定的极限值时，才变换俯仰调节算法。对此，可以存储替选的第二俯仰调节算法或者仅改变调节算法中的时间参数。在这两种情况下，俯仰调节算法的变换可以进行为，使得降低调节速度。调节时间常数例如可以提高10%或者20%。当纵向振动的振幅随后已经平息时和/或在经过预定的时间后，随后再次变换回到起始的俯仰调节算法上。
[0021]替选地或者补充地提出:将方位位置调节了预定的方位角。用于减少振动的这样的措施尤其被提出来用于风电厂中的风能设备，但是并非是排他性的。在此，相对于风，位于第一风能设备前方的第二风能设备影响风，使得风在位于第二风能设备后方的第一风能设备中引起振动。通过略微地调节方位角、即旋转轴线的方向，可以至少改变对位于第一风能设备前方的这样的第二风能设备的影响。
[0022]即使在单个风能设备中，使方位位置改变小的值也可以再次减少所出现的高的纵向振动，因为风能设备的区域中的也可以远隔几百米地伫立的特定的障碍物引起风的特定的不利的迎流，所述迎流已经通过最小的方位调节来缓和。
[0023]优选地