用于风力涡轮上的振动减轻的方法和装置与流程

本公开涉及用于安装和拆卸用于减小风力涡轮中的振动的装置的方法以及这样的装置。更特别地，本公开涉及用于安装和拆卸用于在风力涡轮停机时、尤其是在风力涡轮安装和/或维护期间减小涡流诱导振动和失速诱导振动的装置的方法，并且涉及这样的装置。

背景技术：

1、现代风力涡轮通常用来将电力供应到电力网中。这种类型的风力涡轮大体上包括塔架和布置在塔架上的转子。典型地包括轮毂和多个叶片的转子在风对叶片的影响下开始旋转。所述旋转生成扭矩，该扭矩通常通过转子轴直接地(“直接驱动”或“无齿轮传动”)或通过使用齿轮箱传递到发电机。这样，发电机产生可供应到电力网的电力。

2、风力涡轮轮毂可能够旋转地联接到机舱的前部。风力涡轮轮毂可连接到转子轴，并且转子轴然后可使用布置在机舱内部的框架中的一个或多个转子轴轴承能够旋转地安装在机舱中。机舱是布置在风力涡轮塔架的顶部上的壳体，其可包含并保护齿轮箱(如果存在)和发电机(如果未放置在机舱外部)，以及取决于风力涡轮包含并保护另外的部件，诸如功率转换器和辅助系统。

3、有一种趋势是将风力涡轮叶片制造得越来越长，以捕获更多的风并将风的能量转化为电力。这使得叶片更柔韧，并且更容易发生叶片的振动。过度振动的风力涡轮叶片可能会损坏。转子叶片的振动还可导致整个风力涡轮结构振荡，例如前后振荡或侧向振荡。由于过度的应力，风力涡轮叶片中的振动也可能损坏风力涡轮的其它部件。

4、当风力涡轮在操作中(即产生能量并连接到电力网)时，风力涡轮控制器可操作诸如变桨系统或偏航系统的辅助驱动系统，以减少或改变叶片上的负载。这样，叶片的振动可被抵消。然而，在风力涡轮停机和与电网断开连接的情况下，振动的问题也可能是严重的。

5、当风力涡轮停机时，风可能从不寻常的方向(即不同于当在正常操作时的那样)吹向风力涡轮。风力涡轮周围的空气流可导致风力涡轮振动。振动可压迫和甚至损坏一个或多个风力涡轮部件，这可损害风力涡轮的性能，增加修理的需要并减少风力涡轮的寿命。由于风力涡轮叶片的取向不能调适到(例如，通过如与风力涡轮正在操作时相反的偏航和/或变桨)来风的方向，当风力涡轮停机时振动的影响可能大于或不同于当风力涡轮正在正常操作并产生能量时振动的影响。

6、特别地，这种情况可能适用于风力涡轮正在安装或调试时。例如，可能发生的情况是安装了不完整的转子(例如，具有总共三个叶片中的单个叶片或两个叶片的转子)。剩余叶片可能直到几天或一周后才能安装。同时，部分安装(或“不完整”)的转子可能处于停滞。转子可被锁定，或者可不被锁定，并且风力涡轮可暴露于变化的风力条件。如果风力涡轮在几个小时、几天或几周期间停止，例如出于维护原因，这种情况可能同样适用。特别地取决于风的方向，风力涡轮叶片可在任何这些条件下开始振动。

技术实现思路

1、在本公开的一个方面中，提供了一种用于在停机的风力涡轮的风力涡轮叶片上安装用于减轻风力涡轮振动的振动减轻装置的方法。该方法包括使用一个或多个无人机将振动减轻装置至少部分地围绕风力涡轮叶片移动。该方法还包括将振动减轻装置固连到风力涡轮。

2、根据该方面，一个或多个无人机有助于在停机的风力涡轮的风力涡轮叶片上安装用于减轻风力涡轮振动的装置。一旦振动减轻装置相对于叶片处于期望位置，例如在已围绕叶片移动(可选地展开)之后，振动减轻装置则固连到风力涡轮。因此，该装置可减轻诸如viv和/或siv的振动。

3、相对于其它安装方法，使用至少一个无人机来安装用于减轻风力涡轮振动的装置可提供若干个优点。例如，可避免为了使得该装置能够被安装而旋转转子以将叶片放置在特定的预定位置中。因此，即使转子损坏或失去平衡，通过使用用于安装该装置的一个或多个无人机，也可保护叶片免受振动。也可避免同样为了将其放置在更合适的位置中而使叶片变桨。因此，即使变桨系统被阻挡或损坏，振动减轻装置仍然可安装到叶片。由于这些动作可能都不是必需的，因此可更快且以更容易的方式安装该装置。另外，可免于使用一个或多个提升装置。这可减少用于安装振动减轻装置所需的时间。此外，使用无人机安装振动减轻装置可在任何时刻(例如，在风力涡轮的架设和调试期间)进行，但也可在风力涡轮的正常寿命期间在长时间维护或与电网断开的情况下进行。

4、在整个本公开中，术语“停滞”和“停机”可互换使用，并且可理解为其中风力涡轮不产生电力并且转子基本上停滞的情况。转子可被锁定或者可不被锁定而处于停滞。例如，风力涡轮可在安装和/或调试期间停机或处于停滞。风力涡轮也可在正常操作(即产生能量)之后或者在长时间电网损失的情况下出于例如维护原因而停机。

5、在本文中可理解，当风力涡轮的转子正以足够高的速度旋转以产生能量并且风力涡轮的发电机正产生电功率时，风力涡轮在操作中。

6、在本公开的另一个方面中，提供了一种用于移除布置在停机的风力涡轮的风力涡轮叶片上的用于减轻风力涡轮振动的振动减轻装置的方法。该方法包括：使用一个或多个无人机将振动减轻装置运载远离叶片；以及使用无人机将振动减轻装置运载到现场。

7、上面提及的优点同样适用于拆卸方法。

8、在本公开的又一个方面中，提供了一种用于减轻停机的风力涡轮的振动的方法。该方法包括：使用无人机将处于缩回构造的用于减轻风力涡轮振动的装置运载到风力涡轮叶片；使用无人机将该装置围绕风力涡轮叶片滑动；使用无人机将该装置朝向叶片根部展开；以及将该装置固连到风力涡轮的机舱或轮毂。

技术特征：

1.一种用于在停机的风力涡轮的第一风力涡轮叶片上安装用于减轻风力涡轮振动的第一振动减轻装置的方法，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其中，移动包括将所述第一振动减轻装置从叶片末梢朝向叶片根部移动。

3.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其中，移动包括将所述第一振动减轻装置从缩回构造展开到展开构造。

4.根据权利要求3所述的方法，其中，展开所述第一振动减轻装置包括：展开所述第一振动减轻装置，直到所述装置的构造成更靠近所述叶片末梢的端部卡在所述叶片周围。

5.根据权利要求3或权利要求4所述的方法，其中，所述第一振动减轻装置由可断裂连接器保持处于所述缩回构造。

6.根据权利要求5所述的方法，其中，展开所述第一振动减轻装置包括通过用超过预定力阈值的力将所述装置朝向所述叶片根部牵拉来使所述可断裂连接器断裂。

7.根据权利要求6所述的方法，其中，展开所述第一振动减轻装置包括继续朝向所述叶片根部移动所述振动减轻装置，直到将所述振动减轻装置完全展开。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其中，所述第一振动减轻装置通过运载绳附接到无人机。

9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述运载绳附接在所述第一振动减轻装置的根部端部处或附近，所述装置的所述根部端部构造成当围绕所述风力涡轮叶片安装时更靠近所述叶片根部。

10.根据权利要求8或权利要求9所述的方法，其中，固连所述第一振动减轻装置包括将所述运载绳运载到机舱或轮毂。

11.根据权利要求10所述的方法，其中，将所述运载绳运载到所述机舱或所述轮毂还包括用超过预定力阈值的力牵拉所述运载绳以展开所述运载绳。

12.根据权利要求11所述的方法，其中，展开所述运载绳包括将运载绳从绞盘解开。

13.根据权利要求11所述的方法，其中，展开所述运载绳包括撕裂所述运载绳的附接部分。

14.根据权利要求1至13中任一项所述的方法，还包括使用所述一个或多个无人机将所述第一振动减轻装置至少部分地围绕所述风力涡轮叶片布置。

15.根据权利要求14所述的方法，其中，布置包括围绕所述风力涡轮叶片末梢布置所述第一振动减轻装置。

16.根据权利要求1至15中任一项所述的方法，还包括使用所述一个或多个无人机将所述第一振动减轻装置运载到所述风力涡轮叶片。

17.根据权利要求16所述的方法，其中，运载包括从轮毂、机舱或地面提升所述第一振动减轻装置。

18.根据权利要求1至17中任一项所述的方法，还包括使用一个或多个附加无人机在第二风力涡轮叶片上安装用于减轻风力涡轮振动的第二振动减轻装置，用于安装所述第一振动减轻装置的第一时间段与用于安装所述第二振动减轻装置的第二时间段至少部分地重叠。

19.根据权利要求1至18中任一项所述的方法，其中，所述装置包括空气通道，当围绕所述风力涡轮叶片布置时，所述空气通道从构造成更靠近叶片根部的根部端部延伸到构造成更靠近叶片末梢的末梢端部。

20.一种用于移除布置在停机的风力涡轮的第一风力涡轮叶片上的用于减轻风力涡轮振动的第一振动减轻装置的方法，所述方法包括：

21.根据权利要求20所述的方法，其中，所述一个或多个无人机经由一根或多根运载绳附接到所述第一振动减轻装置。

22.根据权利要求21所述的方法，还包括将所述运载绳从机舱或轮毂拆下。

23.根据权利要求20至22中任一项所述的方法，其中，牵拉包括朝向叶片末梢移动所述第一振动减轻装置。

24.根据权利要求21至23中任一项所述的方法，还包括在将所述振动减轻装置运载到现场之前缩短在无人机和所述第一振动减轻装置之间延伸的运载绳的长度。

25.根据权利要求24所述的方法，其中，在将所述第一振动减轻装置牵拉远离所述第一叶片之前，所述运载绳的长度被缩短。

26.根据权利要求20至24中任一项所述的方法，还包括使用一个或多个附加无人机从第二风力涡轮叶片移除用于减轻风力涡轮振动的第二振动减轻装置，用于移除所述第一振动减轻装置的第一时间段与用于移除所述第二振动减轻装置的第二时间段至少部分地重叠。

27.一种用于减轻停机的风力涡轮的振动的方法，所述方法包括：

28.根据权利要求27所述的方法，其中，将所述装置朝向所述叶片根部展开包括牵拉所述装置直到所述装置接触叶片表面并停止。

29.根据权利要求28所述的方法，其中，将所述装置朝向所述叶片根部展开还包括使将所述装置保持处于所述缩回构造的可断裂连接器断裂。

30.根据权利要求27至29中任一项所述的方法，其中，固连所述装置包括使用所述无人机将连结所述无人机和所述装置的运载绳带到机舱或轮毂。

31.根据权利要求27至30中任一项所述的方法，还包括在所述风力涡轮启动或恢复操作之前将所述装置从所述叶片移除。

32.根据权利要求31所述的方法，还包括：将运载绳从轮毂或机舱拆下；将无人机连结到所述运载绳；以及用所述无人机将所述装置运载离开所述叶片。

33.根据权利要求32所述的方法，其中，运载所述装置包括使所述装置朝向叶片末梢滑动并将所述装置运载到收集现场。

技术总结本公开涉及用于安装和拆卸用于减小风力涡轮中的振动的装置的方法以及这样的装置。更特别地，本公开涉及用于安装和拆卸用于在风力涡轮停机时、尤其是在风力涡轮安装和/或维护期间减小涡流诱导振动和失速诱导振动的装置的方法，并且涉及这样的装置。提供了一种用于在停机的风力涡轮的风力涡轮叶片上安装用于减轻风力涡轮振动的振动减轻装置的方法。该方法包括：使用一个或多个无人机至少部分地围绕风力涡轮叶片移动振动减轻装置；以及将振动减轻装置固连到风力涡轮。在一些示例中，可使用一个或多个无人机将振动减轻装置运载到风力涡轮叶片。技术研发人员：M·卡纳尔维拉受保护的技术使用者：通用电气可再生能源西班牙有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/18