傳輸來自風能系統的電能的電纜及其監控方法技術方案

本發明專利技術提供一種風能系統，其包括地理位置感測模塊，以及用于傳輸來自所述風能系統的能量的電纜。所述電纜包括位于所述電纜的第一位置處的第一感測裝置。所述第一感測裝置經設置用于感測所述第一感測裝置的相對位置。此外，所述電纜包括位于所述電纜的第二位置處的第二感測裝置。所述第二感測裝置經設置用于感測所述第二感測裝置的相對位置。所述第一感測裝置和所述第二感測裝置經設置用于彼此之間通信；并且所述第一感測裝置和所述第二感測裝置中的一者經設置用于與所述風能系統的地理位置感測模塊進行通信。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術大體涉及用于包括電纜的風機的方法和系統，確切地說，涉及用于感測風機的電纜中條件的方法和系統。
技術介紹
一般而言，風機包括具有轉子的渦輪機，所述轉子包括具有多片葉片的可旋轉輪轂組件。所述葉片將風能轉變成機械轉動扭矩，使得通過轉子驅動一個或多個發電機。發電機有時通過齒輪箱以可旋轉的方式連接到轉子，但并非總是如此。齒輪箱增大轉子固有的較低旋轉速度，以使發電機有效地將轉動機械能轉化成電能，電能通過至少一個電氣連接件輸送到公用設施電網中。也存在無齒輪直接驅動風機。轉子、發電機、齒輪箱和其他部件通常安裝在外殼或機艙內，外殼或機艙位于底座頂部上，底座可為桁架或管形塔筒。一些風機配置包括雙饋感應發電機(DFIG)。此類配置也可包括電力轉換器，該電力轉換器用于將生成電能的頻率轉換成大體類似于公用設施電網頻率的頻率。此外，結合DFIG的此類轉換器也在公用設施電網和發電機之間傳輸電能，并且將發電機激磁功率從連接到公用設施電網連接的一個連接件傳輸到繞線發電機轉子。或者，一些風機配置包括，但不限于，感應發電機、永磁(PM)同步發電機和電激同步發電機，以及開關磁阻發電機的替代類型。這些替代配置也可包括電力轉換器，所述電力轉換器用于如上所述轉換頻率，并且在公用設施電網和發電機之間傳輸電能。已知風機具有多個機械和電氣部件。當與其他部件比較時，每個電氣和/或機械部件可具有獨立或不同運行限制，例如電流、電壓、功率和/或溫度限制。此外，已知風機通常被設計成和/或組裝成具有預定的額定功率限制。為在此類額定功率限制內運行，電氣和/或機械部件可以運行限制的最大幅度運行。此運行可能導致風機運行效率低，并且風機的發電能力可能不被充分利用。由發電機生成的電能被輸送到電能用戶。為此，風能系統具有將風場連接到電網的輸出電纜。在風能系統位于海上，即，風能系統是近海風能系統的情況下，連接到電網的電纜至少部分是海底電纜。雖然電纜通過埋在海床下而受到保護，但是極端波浪、電流和海床運動可使電纜露出，并且使電纜易受海水的水動力的損害。此外，例如通過漁船的錨而造成的船舶事故或者地震可損壞近海風機的電纜，導致其無法修復。對近海風場的約10%的投資用于海底電纜。受損的電纜會大大影響風場的有效性。此外，涉及海底電纜的修復活動的時間間隔為幾個星期之內，尤其在難以找到電纜的入口時。因此，需要一種便于維護和修復，同時節省因維護和修復而產生的時間和成本的用于近海風機的電纜。
技術實現思路
一方面，本專利技術提供一種風能系統，所述風能系統具有地理位置感測模塊，其用于確定所述地理位置感測模塊的絕對位置；以及電纜，其經設置用于傳輸來自所述風能系統的能量。所述電纜包括位于所述電纜的第一位置處的第一感測裝置。所述第一感測裝置經設置用于感測所述第一感測裝置的相對位置。此外，所述電纜包括位于所述電纜的第二位置處的第二感測裝置。所述第二感測裝置經設置用于感測所述第二感測裝置的相對位置。所述第一感測裝置和所述第二感測裝置經設置用于彼此之間通信；并且所述第一感測裝置或所述第二感測裝置中的一者經設置用于與所述風能系統的所述地理位置感測模塊進行通信。其中所述第一感測裝置和所述第二感測裝置經設置用于確定自己相對于另一個感測裝置的相對位置。其中所述第一感測裝置和所述第二感測裝置經設置用于確定自己在第一時間點時與在所述第一時間點之前的第二時間點時的位置相比的相對位置。其中所述風能系統是近海風能系統，其包括至少一個風機以及一個近海變電站。其中由所述第一感測裝置和所述第二感測裝置組成的組中的至少一者經設置用于與第三方進行通信，所述第三方位于遠離所述電纜的位置處。其中所述第一感測裝置的所述第一位置與所述第二感測裝置的所述第二位置之間的距離為約IOOm至約2000m。其中所述風能系統的所述地理位置感測模塊為全球定位系統(GPS)模塊。其中由所述第一感測裝置和所述第二感測裝置中的至少一者經設置用于確定所述電纜在地下的位置。另一方面，本專利技術提供一種用于傳輸來自風能系統的能量的電纜。所述電纜包括位于所述電纜的第一位置處的第一感測裝置。所述第一感測裝置經設置用于感測所述第一感測裝置的相對位置。此外，所述電纜包括位于所述電纜的第二位置處的第二感測裝置。所述第二感測裝置經設置用于感測所述第二感測裝置的相對位置。所述第一感測裝置和所述第二感測裝置經設置用于彼此之間通信；并且所述第一感測裝置和所述第二感測裝置中的一者經設置用于與風能系統的地理位置感測模塊進行通信。其中所述第一感測裝置和所述第二感測裝置經設置用于確定自己相對于另一個感測裝置的相對位置。其中所述電纜經設置用于傳輸來自近海風能系統的能量，所述近海風能系統包括至少一個風機以及一個近海變電站。其中所述第一感測裝置的所述第一位置和所述第二感測裝置的所述第二位置之間的距離為約IOOm至約2000m。其中由所述第一感測裝置和所述第二感測裝置中的至少一者包括磁性傳感器。其中由所述第一感測裝置和所述第二感測裝置中的至少一者是由加速度傳感器、速度傳感器和位移傳感器組成的組中的至少一者。其中所述第一感測裝置和所述第二感測裝置通過光纖連接到彼此。又一方面，本專利技術提供一種用于感測傳導電纜的參數的方法，所述電纜經設置用于傳輸來自風能系統的能量。所述方法包括，確定位于所述電纜的第一位置處的第一感測裝置相對于位于所述電纜的第二位置處的第二感測裝置的相對位置；將所述第一感測裝置和所述第二感測裝置中至少一者的位置傳送給所述第一感測裝置和所述第二感測裝置中相應的另一者；以及，確定所述第一感測裝置或所述第二感測裝置相對于風能系統的地理位置感測模塊的絕對位置的相對位置。其中所述風能系統是近海風能系統，其包括至少一個風機以及一個近海變電站。其中感測電纜的參數包括由以下項組成的組中的至少一項感測所述電纜的溫度、感測所述電纜的振動、感測所述電纜在地下的位置、感測所述電纜的位置、感測波浪、電纜應力和電纜變形。所述的方法進一步包括，使用所述風能系統的所述地理感測模塊的位置以及所述地理感測模塊和所述感測裝置之間的相對位置，來計算所述第一感測裝置或所述第二感測裝置中至少一者的絕對位置。所述的方法進一步包括，以彼此相距約IOOm至約2000m的距離定位所述第一感測裝置和所述第二感測裝置。本專利技術的其他方面、優點和特征在從屬權利要求、具體說明和附圖中顯而易見。附圖說明本說明書的其余部分參照附圖，針對所屬領域的一般技術人員，完整且可實現地詳細揭示了本專利技術，包括其最佳模式，其中圖1是示例性風機的一部分的透視圖。圖2是適合用于圖1所示風機的示例性電氣和控制系統的示意圖。圖3是具有電纜的近海風機的示意圖；圖4是風能系統的示意圖；圖5是根據本專利申請文件所述實施例的具有電纜的近海風機的示意圖；圖6是根據本專利申請文件所述實施例的用于風能系統的電纜的一部分的示意圖；圖1是根據本專利申請文件所述實施例的用于風能系統的具有位置發射機應答器的電纜的一部分的示意圖；圖8是根據本專利申請文件所述實施例的用于風能系統的具有磁性傳感器的電纜的一部分的示意圖；圖9是根據本專利申請文件所述進一步實施例的用于風能系統的電纜的一部分的不意圖；以及圖10是一個流程圖，其圖示了一種根據本專利申請文件所述實施例的用于感測電纜的參數的方法。權利要求1.一種本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種傳輸來自風能系統的電能的電纜，其包括：位于所述電纜的第一位置處的第一感測裝置，其中所述第一感測裝置經設置用于確定所述第一感測裝置的相對位置；以及位于所述電纜的第二位置處的第二感測裝置，其中所述第二感測裝置經設置用于確定所述第二感測裝置的相對位置；其中所述第一感測裝置和所述第二感測裝置經設置用于彼此之間通信；并且其中所述第一感測裝置和所述第二感測裝置中的一者經設置用于與風能系統的地理位置感測模塊進行通信。

【技術特征摘要】
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【專利技術屬性】
技術研發人員：PW程，
申請(專利權)人：通用電氣公司，
類型：發明
國別省市：