确定风力涡轮的偏航方向的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种用于确定满轮机的偏航方向的方法、满轮机及装置。此外，提出了 相应的计算机程序产品和计算机可读介质。
【背景技术】
[0002] 操作中的风力满轮将并非总是经历垂直于转子平面的风。当风力满轮的转子平面 (其也称为航向）并未垂直于风时，效率将降低。因此，实际的风力满轮包括设计成自动地 调整其航向等的偏航系统，例如，使转子平面垂直于到来的风旋转，或保持相对于风来说的 角度W使满轮转子的表面面积最大化。
[0003] 通常，偏航系统为机舱的一部分，机舱可被包含在偏航移动中，即，经由至少一个 偏航轴承可旋转地安装在塔架的顶部上。转子附接到机舱的逆风侧上。转子经由传动系联 接到收纳在机舱内的发电机上。转子包括中屯、转子穀和多个叶片，所述多个叶片安装到转 子穀上且从其沿径向延伸，从而限定转子平面。
[0004] 对于风力发电站的操作者来说重要的是知道相应的风力满轮的转子平面或航向 的实际位置或方向，所述平面或航向与机舱的实际位置或方向相关联。机舱的实际方向也 称为偏航方向或偏航位置，或相对于确定方向（例如，基本方向）称为偏航角。作为备选， 偏航角可限定为相对于到来的风的方向来说的机舱方向。
[0005] 图1在示意性顶视图中示出了相对于表示为图1的背景的方位圈的公知基本点或 罗盘点的风力满轮100的示例性方案。包括限定转子平面140的多个叶片130的转子穀 120安装在机舱110的逆风侧处。根据图1的方案，风力满轮100的实际偏航方向150 (其 也称为"罗盘航向"）（即，机舱110的实际方向）指向基本方向"东北"或"肥"。如图1 中示例性所示，绝对偏航角"Θ "是指相对于朝基本方向"北"或"N"来说的风力满轮 的实际偏航方向150。绝对偏航角Θ偏航角由箭头160示出，其中Θ偏航角=45°。
[0006] 关于偏航方向的信息是用于分析关于风力满轮的数据或执行分段管理控制的常 用基础，例如，如： -现场风图和风型的历史数据收集， -通过避免在噪声生成过大所处的风向上操作来限制风力满轮噪音， -可存在显著风端流的偏航角下的风力满轮的自动缩减和调节， -在一天中的某些时刻和偏航角下防止对邻近的居民或企业的阴影闪烁/光污染， -风力满轮偏航位置的远程手动控制， -效率测试和风力满轮功率曲线验证，或 -当维护团队到来时在结冰状况期间安全地定位转子。
[0007] 为了确定例如绝对偏航角，风力满轮可配备有偏航编码器，其测量相对于静止物 体的相对偏航方向，所述静止物体例如是装固到地面水平处的地基上的塔架。偏航编码器 通常通过在完成风力满轮安装设施之后确定基准偏航方向或基准偏航角来校准。
[0008] 在一些方案中，由于应用粗略估计或经验法则来确定基本方向作为偏航角校准的 基础或基准，故偏航角的初始校准不正确或不准确。
[0009] 错误偏航角校准的另一个可能的原因在于基于包括较强的永磁体的设计的风力 满轮安装设施，从而消除了应用磁罗盘来确定偏航方向或偏航角的可能性。作为另一常见 缺点，磁罗盘包括固有的不准确性，特别是在安装设施位于高地理缔度处时。
[0010] 作为备选，基于GPS(全球定位系统）或其它基于卫星的定位系统的罗盘已经用于 确定风力满轮的基准偏航方向。
[0011] 圧P2559993A1]设及一种确定风力满轮的构件的偏航角的方法，其中自动或自主 定位系统的至少一个接收器用于生成接收器的位置数据。接收器布置在经历偏航移动的风 力满轮位置处。
[0012] 然而，应用用于解决校准问题的此类自动和自主定位系统由于高成本和有限准确 度而受限。
【发明内容】
[0013] 因此，目的在于克服此类缺点，且具体是提供一种用于确定风力满轮的准确偏航 方向和/或偏航角的改进的方法。
[0014] 该问题根据独立权利要求的特征来解决。其它实施例由从属权利要求得到。
[0015]为了克服此问题，提供了一种用于确定风力满轮的偏航方向的方法，其包括W下 步骤： -在风力满轮的构件处接收从源传播的信号， -基于接收信号确定从构件朝源的方向， -确定相对于朝源的确定方向来说的风力满轮的偏航方向。
[0016] 基于从源传播的接收信号确定偏航方向可成本效益划算的方式在风力满轮 中实施。作为另一优点，不需要风力满轮的主动偏航移动来允许W足够的准确度确定偏航 方向，即，即使在风力满轮静止时也可能实现偏航方向的确定。
[0017] 在一个实施例中，偏航方向基于无线电定向（RD巧方向确定。
[0018] 在另一个实施例中，无线电定向方法基于假多普勒方法。基于假多普勒方向实施RDF可在很低成本下实施，其中RDF的结果基于高质量而定。
[0019] 在另一个实施例中， -信号经由附接到构件上的天线和/或接收器接收，天线和/或接收器具有相对于构件 的方向来说的校准0°方向， -偏移角基于相对于确定方向的校准0°方向确定， -偏航方向基于偏移角和确定方向来确定。
[0020] 在下一实施例中， -信号从位于源指定的地理位置处的源被传播， -传播信号在构件指定的地理位置处被接收到， -相对罗盘航向通过处理构件指定的地理位置和源指定的地理位置来导出， -风力满轮的偏航角基于W下导出： -偏移角，W及 -相对罗盘航向。
[0021] 传播信号的接收器与发射器之间的相对罗盘航向或相对基本方向可通过例如根 据Ξ角计算比较（即，处理）地理位置的相应坐标来确定。基于标准地理坐标系的运种处 理是公知的，且将在描述结束部分简短概述。
[0022] 偏航角W朝限定基本方向的关系被确定也是一个实施例。通过W朝限定基本方向 的关系确定偏航角，所得的偏航方向和/或偏航角（也称为"绝对偏航方向和/或角度"） 可独立地针对风场安装设施的各个风力满轮W足够的准确度确定。举例来说，独立的偏航 角/方向可对于各个风力满轮相对于基本方向"北"来确定。
[0023] 按照另一个实施例，传播信号在风力满轮的机舱或转子处接收到。基本上，传播信 号可经由天线或接收器接收到，所述天线或接收器位于包括在导致天线/接收器与信号源 之间的方向变化的偏航或旋转运动的风力满轮的任何部分处。
[0024] 根据一个实施例，偏航方向按W下方式被确定： -连续地，或 -定期地，或 -在至少一个限定的时间间隔内，或 -一次性地。
[0025] 作为一个优点，发射器的功率消耗可优化，即，能量浪费最小化。作为一个实例，为 了功率消耗的目的，发射器可连同安装在风力满轮上的接收器被定时成在规则间隔（即， 每24小时）传播信号。
[0026] 根据另一个实施例，地理位置根据W下被限定： -地理缔度和经度坐标系，或 -通用横向麦卡托图扣TM)坐标系，或 -通用极球面投影坐标网0JP巧坐标系。
[0027] 上文指出的问题还通过包括W下特征的风力满轮解决： -用于接收从源传播的信号的接收器， -处理单元，其布置成： -基于接收信号确定从接收器朝源的方向， -确定相对于朝源的确定方向来说的风力满轮偏航方向。
[0028] 上文指出的问题还通过包括和/或关联布置成使得可在其上执行如本文所述的 方法的处理单元和/或硬接线电路和/或逻辑装置的装置来解