(57)【要約】  風力タービンの誤較正の課題を解決するために、風力タービンの少なくとも１つのヨー角を、前記風力タービンの初期ヨー角較正から開始して、再較正するためのコンピュータ実装方法は、前記適切なヨー角１０に関係する乱流強度推定値２０を決定することに基づいており、乱流強度Ｔ１は、所定の期間にわたる平均風速に対する風速偏差の比である。更に、風力タービンの誤較正の課題を解決するために、風力タービンの少なくとも１つのヨー角を再較正するためのシステムは、上の再較正方法に基づく。更に、最適に満たないウィンド・パークの管理の課題を解決するために、ウィンド・パーク最適化のためのコンピュータ実装方法は、乱流強度推定値２０を含むシミュレーション計算に基づいて、前記少なくとも１つの効果付与する風力タービン１０１、１０２、１０３が、前記少なくとも１つの効果付与された風力タービン１００、１０１、１０２から後流を受けると推定する。更に、最適に満たないウィンド・パークの管理の課題を解決するために、ウィンド・パークは、上の最適化方法に基づいてウィンド・パークを最適化するための管理システムを含む。更にまた、本発明は、そのような方法を含むコンピュータ可読媒体に関する。
2020525702.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
風力タービン（１００）の少なくとも１つのヨー角（１０）を、前記風力タービン（１００）の初期ヨー角較正から開始して、再較正するためのコンピュータ実装方法であって、前記方法が少なくとも以下のステップ：
ａ．風データを受容するステップ；
ｂ．少なくとも前記風データに基づいて：
・  適切なヨー角（１０）を計算するステップ、および
・  乱流強度（Ｔ１）が所定の期間にわたる平均風速に対する風速偏差の比である、前記適切なヨー角（１０）に関係する乱流強度推定値（２０）を決定するステップ；
ｃ．前記計算されたヨー角（１０）に従って整列するように前記風力タービン（１００）に指示するステップ；
ｄ．前記ヨー角（１０）整列の達成後に、風力タービン（１００）特定風速データを回収するステップ；
ｅ．前記回収された風力タービン（１００）特定風データに基づいて、乱流強度検出値（３０）を計算するステップ；
ｆ．前記乱流強度検出値（３０）を前記乱流強度推定値（２０）と比較して、乱流強度偏差値（４０）を計算するステップ；
ｇ．前記乱流強度偏差値（４０）が所定の偏差閾値（４１）を超えている場合に、前記乱流強度検出値（３０）とマッチする乱流強度推定値（２１）を有するマッチング・ヨー角（１１）を検索するステップ；
ｈ．マッチング・ヨー角（１１）が分かる場合に、前記マッチング・ヨー角（１１）に従って整列するように、前記風力タービン（１００）に指示するステップ、
を含む方法。
【請求項２】
以下のステップ：
・  ルックアップ・テーブルに、ステップａ．で計算された前記適切なヨー角（１０）のための交換ヨー角（１２）として、前記マッチング・ヨー角（１１）を記憶するステップ、および
・  同じ適切なヨー角（１０）が適切であると計算される、前記風力タービン（１００）の運転条件のために、前記交換ヨー角（１２）に従って整列するように前記風力タービン（１００）に指示するステップ、
を更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
以下のステップ：
・  複数の別個のヨー角（１０）の個々のために少なくとも１つの乱流強度検出値（３０）を回収した後に、前記乱流強度検出値（３０）をマッピングして、これらをマッピング済み乱流強度推定値（２０）と比較するステップ；
・  １つの乱流強度検出値（３０）が乱流強度推定値（２０）とマッチする場合に、前記乱流強度検出値（３０）に関連する前記ヨー角（１１）と乱流強度推定値（２０）に関連する前記ヨー角（１０）との間の偏差角（１３）を計算するステップ；
・  前記偏差角（１３）を前記マッピング済み乱流強度推定値（２０）全体に適用して、これらを、個々が推定ヨー角（１０）および前記偏差角（１３）の合計である対応する新規結果のヨー角（１２）に、新規に関連付けるステップ；
・  前記複数のマッピング済み乱流強度検出値（３０）のうちの少なくとも幾つかを、それぞれの結果のヨー角（１２）に新規に関連付けられた前記マッピング済み乱流強度推定値（２０）と比較するステップ；
・  前記複数のマッピング済み乱流強度検出値（３０）のうちの所定数がマッピング閾値（４２）内にある場合に、前記偏差角（１３）を記憶し、前記偏差角（１３）をステップｂ．で計算された各適切なヨー角（１０）に加算し、前記新規結果のヨー角（１２）に基づいて前記風力タービン（１００）に指示するステップ、
を更に含む、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記新規結果のヨー角（１２）は、ルックアップ・テーブルに記憶され、ステップｃ．で、前記風力タービン（１００）は、前記ルックアップ・テーブルからのそれぞれの新規結果のヨー角（１２）に従って整列するように指示される、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記受容された風データは、風向および風速、そして、好ましくは、以下の情報：
・  景観効果；
・  少なくとも１つの隣接する風力タービン（１００）からの後流作用；
・  前記風力タービン（１００）タワー（５９）の機械的負荷；および
・  ロータの回転速度と風力タービンの電力出力の比率、
のうちの少なくとも１つを含む、請求項１から４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
ステップｂ．での適切なヨー角（１０）の前記計算は、以下の情報：
・  擬似マスト風データ；
・  必要な電力出力；
・  ウィンド・パーク（２００）が複数の風力タービン（１００、１０１、１０２、１０３）を有する、要求されたウィンド・パーク電力出力；
・  好ましくは、ＳＣＡＤＡによる、電力出力のシミュレーションの結果；および
・  複数の風力タービン（１００、１０１、１０２、１０３）を有する前記ウィンド・パーク（２００）のための後流効果最適化、
のうちの少なくとも１つに基づく、請求項１から５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか一項に記載の方法に従って風力タービン（１００）の少なくとも１つのヨー角（１０）を再較正するためのシステム（３００）であって、前記システムは、少なくとも以下の手段：
・  ロータ（５０）を有すると共に前記ロータ（５０）をヨー角位置に動かすためのヨー角駆動装置（５１）を有する風力タービン（１００）；
・  必要な風データを回収するための少なくとも１つの風センサ（５２、５３）；
・  前記計算操作の全てまたは幾らかを実行するための少なくとも１つのプロセッサ（５４）；
・  記憶されるべき前記データの全てまたは幾らかを少なくとも過渡的に記憶するための少なくとも１つのストレージ・デバイス（５５、５６）；
・  計算するステップ用のセンサ・データを準備するための少なくとも１つのセンサ・データ入力デバイス（５７）；
・  ヨー角（１０）整列用の前記ヨー角駆動装置（５１）に指示するための少なくとも１つの駆動出力デバイス（５８）、
を含む、システム（３００）。
【請求項８】
複数の風力タービン（１００、１０１、１０２、１０３）を有するウィンド・パーク（２００）に実装され、前記ウィンド・パーク（２００）が複数の風センサ（５２、５３）を有し、前記風センサ（５２、５３）が擬似マスト風データの計算を可能にするために前記ウィンド・パーク（２００）の複数の前記風力タービン（１００、１０１、１０２、１０３）に基づいている、請求項７に記載のシステム（３００）。
【請求項９】
ウィンド・パーク（２００）最適化のためのコンピュータ実装方法であって、前記ウィンド・パーク（２００）は、複数の風力タービン（１００）を含み、少なくとも効果付与する風力タービン（１０１、１０２、１０３）は、少なくとも効果付与された風力タービン（１００、１０１、１０２）から後流を受けることがあり、その間、少なくとも１つのヨー角位置に整列されており、前記方法は、少なくとも以下のステップ：
Ｉ．  乱流強度推定値（２０）を含むシミュレーション計算に基づいて、前記少なくとも１つの効果付与する風力タービン（１０１、１０２、１０３）が、前記少なくとも１つの効果付与された風力タービン（１００、１０１、１０２）から後流を受けると推定するステップ；
ＩＩ．  乱流強度推定値（２０）を含むシミュレーション計算に基づいて、前記少なくとも１つの効果付与された風力タービン（１００、１０１、１０２）が、前記推定された少なくとも１つの効果付与する風力タービン（１０１、１０２、１０３）に前記後流を引き起こすと推定するステップ；
ＩＩＩ．  風センサ・データに基づいて、前記推定された少なくとも１つの効果付与する風力タービン（１０１、１０２、１０３）と、前記推定された少なくとも１つの効果付与された風力タービン（１００、１０１、１０２）と、のために乱流強度検出値（３０）を計算するステップ；
ＩＶ．  前記乱流強度推定値（２０）と前記それぞれの乱流強度検出値（３０）とを比較して、それぞれの乱流強度偏差値（４０）を計算するステップ；
Ｖ．  前記風力タービン（１００、１０１、１０２、１０３）のうちの１つの前記乱流強度偏差値（４０）が、所定の偏差閾値（４１）を超えている場合に、その風力タービン（１００、１０１、１０２、１０３）は、逸脱する風力タービン（１１０、１１１、１１２、１１３）と設定され；
ＶＩ．  前記逸脱する風力タービン（１１０、１１１、１１２、１１３）のために、前記乱流強度検出値（３０）とマッチする乱流強度推定値（２１）を有するマッチング・ヨー角（１１）を検索するステップ；
ＶＩＩ．  マッチング・ヨー角（１１）が分かる場合に、そのマッチング・ヨー角（１１）に従って整列するように、前記逸脱する風力タービン（１００）に指示するステップ；
を含む、方法。
【請求項１０】
前記乱流強度検出値（３０）は、少なくとも前記少なくとも１つの効果付与する風力タービン（１０１、１０２、１０３）および前記少なくとも１つの効果付与された風力タービン（１００、１０１、１０２）の両方のためにマッピングされ、前記マッチング・ヨー角（１１）は、整列ヨー角（１４）であり、前記整列ヨー角（１４）は、ヨー角であって、そこでは、前記少なくとも１つの効果付与する風力タービン（１０１、１０２、１０３）および前記少なくとも１つの効果付与された風力タービン（１００、１０１、１０２）の両方の前記それぞれのマッピングされた乱流強度検出値（３０）の最大ピーク（３２、３３）が、前記それぞれの少なくとも２つの風力タービン（１００、１０１）のヨー角回転中心（１５、１６）を通る直線（３５）のまわりの閾値エリア（３４）の中に少なくとも位置する、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
ウィンド・パークであって、請求項９または１０の一方の前記方法に係る前記ウィンド・パーク（２００）を最適化するための管理システムを含み、前記ウィンド・パーク（２００）は、少なくとも以下の手段：
・  個々が、ロータ（５０）を有すると共に前記ロータ（５０）をヨー角位置に動かすためのヨー角駆動装置（５１）を有する、複数の風力タービン（１００）；
・  必要な風データを回収するための少なくとも１つの風センサ（５２、５３）；
・  前記計算操作の全てまたは幾らかを実行するための少なくとも１つのプロセッサ（５４）；
・  記憶されるべき前記データの全てまたは幾らかを少なくとも過渡的に記憶するための少なくとも１つのストレージ・デバイス（５５、５６）；
・  計算するステップ用のセンサ・データを準備するための少なくとも１つのセンサ・データ入力デバイス（５７）；
・  ヨー角（１０）整列用の前記ヨー角駆動装置（５１）に指示するための少なくとも１つの駆動出力デバイス（５８）、
を含む、ウィンド・パーク（２００）。
【請求項１２】
単一の風力タービン（１００）のヨー角（１０）の再較正は、請求項１から６のいずれか一項に従って実行され、好ましくは、再較正方法は、別の風力タービン（１００）へのまたはウィンド・パーク管理センタ（２０１）へのデータ出力なしで、前記単一の風力タービン（１００）の中で実行される、請求項１１に記載のウィンド・パーク（２００）。
【請求項１３】
前記ウィンド・パーク（２００）は、前記ウィンド・パーク最適化較正の全てまたは幾らかを実行するための管理センタ（２０１）を含む、請求項１１に記載のウィンド・パーク（２００）。
【請求項１４】
請求項１から６のいずれか一項に係る前記方法を含み、計算手段によって可読であり、前記計算手段は、好ましくは請求項７または８に係る風力タービン（１００）の少なくとも１つのヨー角（１０）を再較正するために風力タービン（１００）の中またはシステム（３００）の中に実装される、および／または、好ましくは請求項１１から１３のいずれか一項に係るウィンド・パーク（２００）の中に実装される、コンピュータ可読媒体。
【請求項１５】
請求項９または１０に係る前記方法を含み、好ましくは請求項１１から１３のいずれか一項に係るウィンド・パーク（２００）の中に実装される計算手段によって可読である、コンピュータ可読媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に、風力タービンの少なくとも１つのヨー角を、該風力タービンの初期ヨー角較正から開始して、再較正するためのコンピュータ実装方法と、風力タービンの少なくとも１つのヨー角を再較正するためのシステムと、ウィンド・パーク最適化のためのコンピュータ実装方法と、ウィンド・パークであって、該ウィンド・パークを最適化するための管理システムを含むウィンド・パークと、そのような方法を含むコンピュータ可読媒体と、に関する。
【背景技術】
【０００２】
ウィンド・パークは、陸上や海上の風によって電力を生成する発電機を有する多くの風力タービンが設置されている場所である。ウィンド・パークは、ドイツ、米国、デンマーク、および他の国々を含む世界中で広く研究／商業化されてきた。
【０００３】
ウィンド・パークは、システム操作者が要求した電力を生成して提供すべきであり、また、システム関連の標準を満たすように稼動すべきである。加えて、重要なことは、システム操作者が許容する範囲内で電力の生産を最大化することである。
【０００４】
更にまた、必要なことは、電力発生設備の機械的な負荷を最小化することによって電力の生産コストを最小化すること、および、メンテナンス・コストを削減することである。
【０００５】
風力タービンは、タワーと、高い位置で近付く風によって回転するように配置されるロータと、を含む。そのために、ロータは、ロータの中心でロータ・ハブに固定される複数の、通常３つの、ロータ・ブレードを含む。ロータ・ハブは、その背面側で、回転モーメントを発電機に伝達するために、発電機シャフトに固定される。ロータは、鉛直軸に対して回転可能であるように固定される。多くの場合、発電機は、いわゆるナセルの中で収容されロータに固定される。したがって、発電機およびナセルは、ロータと共に回転する。この回転は、ヨーイングと呼ばれ、また、通常ロータの回転軸に垂直である。
【０００６】
風向およびロータの回転軸の正しい整列は、高い電力の生産効率を達成するための重要なファクタである。いったん風力タービンが建てられると、そのヨー角は、初期に真の整列配向に較正されるであろう。ロータ・ハブの正面が北方向に向いているため、ヨー角の値は、０度から３６０度で、東方向が９０度、南方向が１８０度、西方向が２７０度に設定される。風向は、風がそこから由来する方向によって定義され、したがって、上の例によれば、単一の風力タービンに関して、北風の副作用によって影響を及ぼされずに、０度で最高の性能、９０度で東風に関して、等々を示すであろう。殆どの風力タービンに関して、ナセルは、整列の運動でヨーイングし、ヨー角は、ナセル方向として同じく説明される。
【０００７】
珍しくないことは、動作中の或るとき後の、または、事故もしくは（一時的な）測定システム機能不全に起因して、キャリブレーションされたヨー角が、ロータ軸の実際の整列から逸脱することである。従来技術によれば、いったんこれが検出されると、メンテナンス・チームは、それぞれの風力タービンに登らなければならず、また、ヨー角値を手動で再較正しなければならない。これは、非常に時間が掛かり、高価である。更に、風力タービンは、メンテナンス・チームがそうする時間を見つけるまで、低い性能で動作するかまたはスイッチをオフにさえされなければならないであろう。メンテナンス・チームは、通常、単一のウィンド・パークに拠点を置かない。更にまた、適切な較正からの僅かな逸脱は、検出も受け入れもされないことがあり、その理由は、再較正のコストが、損なわれた性能による損失を超えることがあるからである。
【０００８】
請求項１に照らして、欧州特許出願公開第２９４９９２４号では、方法は、ウィンド・パーク内に含められた２つの関連する風力タービンを、関連する風力タービンのために推定された後流特徴部を用いて、関連する風力タービンに関する過去の性能データと比較するために提案されている。これに基づいて、推定された後流特徴部と現状の後流特徴部との間の分散を識別して、関連する風力タービンのうちの少なくとも１つの再較正ファクタは、識別された分散に基づいて、決定される。段落［００１５］によれば、「後流効果」は、風力タービンを流通する風に起因した風または空気の流れにおける変化を指す。こうして、後流効果は、下流の風力タービンに対して減少した風をもたらす。段落［００１６］によれば、「後流特徴部」は、一方のタービンが他方のタービンに後流効果を引き起こしていることを示している、互い上流または下流にある風力タービンの生産データを指す。これは、生産高比率（ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ  ｏｕｔｐｕｔ  ｒａｔｉｏ）でのピークまたは谷である。
【０００９】
したがって、欧州特許出願公開第２９４９９２４号によれば、少なくとも２つの風力タービンのデータは、必要である。更に、段落［００７０］から［００７４］に、図１０および１１に関して詳細に説明されているように、この方法は、初期の較正を凌ぐ再較正結果を見つけることができず、過去データに依存するように（請求項１参照）、ナセルの方向を初期の較正に戻すように訂正するだけである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】欧州特許出願公開第２９４９９２４号
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上で議論された先行技術の欠点に取り組みために、本発明の主要な態様は、風力タービンの少なくとも１つのヨー角を、該風力タービンの初期ヨー角較正から開始して、再較正するためのコンピュータ実装方法を提供することであり、方法は、少なくとも以下のステップ：
ａ．風データを受容するステップ；
ｂ．少なくとも前記風データに基づいて：
・  適切なヨー角を計算するステップ、および
・  乱流強度（Ｔ１）が所定の期間にわたる平均風速に対する風速偏差の比である、前記適切なヨー角に関係する乱流強度推定値を決定するステップ；
ｃ．前記計算されたヨー角に従って整列するように前記風力タービンに指示するステップ；
ｄ．前記ヨー角整列の達成後に、風力タービン特定風速データを回収するステップ；
ｅ．前記回収された風力タービン特定風データに基づいて、乱流強度検出値を計算するステップ；
ｆ．前記乱流強度検出値を前記乱流強度推定値と比較して、乱流強度偏差値を計算するステップ；
ｇ．前記乱流強度偏差値が所定の偏差閾値を超えている場合に、前記乱流強度検出値とマッチする乱流強度推定値を有するマッチング・ヨー角を検索するステップ；
ｈ．マッチング・ヨー角が分かる場合に、該マッチング・ヨー角に従って整列するように、前記風力タービンに指示するステップ、を含む。
【００１２】
風力タービンの再較正のための任意の以前の公知の方法に反して、別の風力タービンからのヨー角情報、特に、そのような他の風力タービンの配向情報は、必要とされない。特に、別のタービンの後流効果は、風力タービンのヨー角を再較正するために必要ではない。更に、過去のデータは、風力タービンのヨー角を再較正するために必須ではない。それにもかかわらず、そのようなデータは、性能の改善のために、あるいは、提供された方法の妥当な結果を再保証するために、使用されることがあり、特に、欧州特許出願公開第２９４９９２４号によって提供されるような方法は、ウィンド・パークの最適化のために追加的に使用されることがある。
【００１３】
しかしながら、実際上、初期の（大雑把な）較正は、ヨー角が反転されていないことおよびどの方向にヨー角訂正が適用されるべきかを、少なくとも大雑把に知るために必要である。
【００１４】
最初に、風データが受容される。提案された方法を実行するために絶対に必要とされる風データは、風速と風向である。ステップｂ．では、シミュレーションに基づいて、適切なヨー角が推定される。その特定のヨー角のために、乱流強度推定値は、シミュレーションや先に検知、計算、および記憶されたデータに基づいて決定される。乱流強度（ＴＩ）は、所定の期間（例えば、１０分）にわたる平均風速に対する風速偏差（例えば、標準偏差）の比率であって、クロス効果を和らげるため、特に、突風に起因した速度偏差を、景観効果などの相当に静的な状況や隣接する風力タービンからの後流作用（ｗａｋｅ  ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ）によって引き起こされる速度偏差から区別するためである。
【００１５】
それ以降、ステップｃ．では、その特定の風力タービンは、ステップｂ．で計算されたその適切なヨー角に整列される。
【００１６】
その新規のヨー角に達するのに幾らかの時間が掛かることがあるとき（風力タービンが新規のヨー角に到達する前ではない）、更には、風力タービンの特定の風速データが回収される。較正が正しい場合に、乱流強度は、（乱流強度偏差閾値の範囲内で）乱流強度推定値と同じである。そのケースでは、新規のヨー角の整列は、正しいものと想定される。しかるに、較正が正しくないと想定されるのは、新規のヨー角整列に達したときに、風力タービンの特定風速データに基づく乱流強度検出値が、所定の偏差閾値を超える偏差値をもたらす、即ち、決定された乱流強度推定値よりも遥かに低いかまたは遥かに高い場合である。
【００１７】
乱流強度のピークの配向は、乱流の角度幅および強度が異なり得るが、風力タービンの一般的な固有の特性である。したがって、前記乱流強度検出値と（所定の偏差値の範囲内で）マッチする乱流強度推定値に対応するマッチング・ヨー角は、通常分かる場合がある。そのようなマッチング・ヨー角が分からない場合、これは、おそらくロータおよび／または風センサの欠陥、あるいは、乱流強度推定値のための不十分なデータ量が原因である。マッチング・ヨー角が分かると直ぐに、風力タービンは、そのマッチング・ヨー角に従って整列するように回転／調整される。
【００１８】
結論として、初期の較正で到達することは必要でないが、ロータの整列の新規の較正に到達することがある。しかしながら、特に、詳細な未知の風向に対するヨー角の整列は、達成されることがある。特に、隣接する風力タービンからなどの予期しない後流効果に対する景観効果は、現在の風向および風速に適したその特定のヨー角のための最高性能の再較正に到達するために、知られたファクタである必要はない。これが同じく意味することは、風力タービンに近すぎない地点、例えば、気象マストから風データがステップａ．で受容される場合に、風力タービンを再較正できるということである。しかしながら、反対に、任意の外部情報なしで、風力タービンにセンサが搭載されている場合に、それぞれ、ステップａで風力タービンから風データを受容するのに十分なこともある。しかしながら、同じく、風データを測定するための様々な地理的な場所は、例えば、擬似マストのデータを受容するために使用されることがある（下を参照）。
【００１９】
本方法の実施形態によれば、以下のステップ：
・  ルックアップ・テーブルに、ステップａ．で計算された前記適切なヨー角のための交換ヨー角として、前記マッチング・ヨー角を記憶するステップ、および、
・  同じ適切なヨー角が適切であると計算される、前記風力タービンの運転条件のために、該交換ヨー角に従って整列するように前記風力タービンに指示するステップ、を更に含む。
【００２０】
現在および将来のヨー角の計算では、有利なことは、較正された風力タービンが現在その交換ヨー角と正しく整列しているという仮定に基づいて（初期の）ヨー角を交換ヨー角で置き換えることである。したがって、風力タービンは、機械側で正しく較正されるのと同じくらい速く整列するであろう。
【００２１】
本方法の実施形態によれば、以下のステップ：
・  複数の別個のヨー角の個々のために少なくとも１つの乱流強度検出値を回収した後に、該乱流強度検出値をマッピングして、これらをマッピング済み乱流強度推定値と比較するステップ；
・  １つの乱流強度検出値が乱流強度推定値とマッチする場合に、乱流強度検出値に関連するヨー角と乱流強度推定値に関連するヨー角との間の偏差角を計算するステップ；
・  前記偏差角をマッピング済み乱流強度推定値全体に適用して、これらを、個々が推定ヨー角および前記偏差角の合計である対応する新規結果のヨー角に、新規に関連付けるステップ；
・  前記複数のマッピング済み乱流強度検出値のうちの少なくとも幾つかを、それぞれの結果のヨー角に新規に関連付けられた該マッピング済み乱流強度推定値と比較するステップ；
・  前記複数のマッピング済み乱流強度検出値のうちの所定数がマッピング閾値内にある場合に、前記偏差角を記憶し、該偏差角をステップｂ．で計算された各適切なヨー角に加算し、新規結果のヨー角に基づいて前記風力タービンに指示するステップ、を更に含む。
【００２２】
マッピング・データが意味するのは、乱流強度の検出値が、最適化とメンテナンスの目的のために、特定の角度に関連して記憶されることである。記憶されたデータは、極座標図に表示または印刷されることがあり、乱流強度値プロファイルをもたらす。しかしながら、これらの乱流強度の値は、機械読み取り目的のためにテーブルに寧ろ記憶されることがある。
【００２３】
１つの乱流強度推定値のためのマッチング・プロセスでは、好ましくは、現在必要な乱流強度値は、検出された乱流強度検出値と比較される。推定値に従ったそれぞれのヨー角と、マッチング推定値に従った前記ヨー角とは、偏差角を送達する。このマッチング・プロセスの利点は、偏差閾値が、単一の乱流強度検出値を幾つかの乱流強度推定値と単に比較する場合よりも狭めに設定され得るということである。この理由は、複数の乱流強度検出値を有するからであり、たとえ、乱流強度検出値とマッチング乱流強度推定値との間に比較的大きな偏差がそれぞれ生じても、確率が上昇して正しい再較正に到達するからである。
【００２４】
マッチングが成功した場合、偏差角は検出され、したがって、乱流強度推定値の個々のための新規の結果のヨー角は検出される。
【００２５】
方法の実施形態によれば、新規結果のヨー角は、ルックアップ・テーブルに記憶され、ステップｃ．で、前記風力タービンは、ルックアップ・テーブルからのそれぞれの新規結果のヨー角に従って整列するように指示される。
【００２６】
複数の個別のヨー角に関して、乱流強度検出値および乱流強度推定値は、いったんマッチング・プロセスが終了すると、記憶されることがあり、好ましくは、乱流強度推定値は、乱流強度検出値で置き換えられる。追加的に、乱流強度推定値は、乱流強度検出値で置き換えられることがある。更に、最大偏差閾値は、検出および推定の乱流強度値間の偏差がより小さい場合に、減らされることがある。
【００２７】
方法の実施形態によれば、前記受容された風データは、風向および風速、そして、好ましくは、以下の情報：
・  景観効果；
・  少なくとも１つの隣接する風力タービンからの後流作用；
・  前記風力タービンのタワーの機械的負荷；および
・  ロータの回転速度と風力タービンの電力出力の比率、のうちの少なくとも１つを含む。
【００２８】
方法を実行するために、風向および風速だけが必要である。それにもかかわらず、再較正の性能、効率、および／または速度は、追加の景観効果情報および／または後流作用情報を有することで、高められることがある。タワーや軸受などの風力タービンの機械的手段、ならびに、発電機や他の部品、特に、ロータ・ブレードの負荷を維持することに関して、この情報は、再較正方法の性能を高めるために、使用されることもある。
【００２９】
方法の実施形態によれば、ステップｂ．での適切なヨー角の前記計算は、以下の情報：
・  擬似マスト風データ；
・  必要な電力出力；
・  ウィンド・パークが複数の風力タービンを有する、要求されたウィンド・パーク電力出力；
・  好ましくは、ＳＣＡＤＡによる、電力出力のシミュレーションの結果；および
・  複数の風力タービンを有するウィンド・パークのための後流効果最適化、のうちの少なくとも１つに基づく。
【００３０】
乱流強度（ＴＩ）情報は、「擬似気象マスト」データを構築するために使用され、現場の気象データの代替的で公平なソースを提供する。自由風の状態に直面しているタービンの動的リストは、取得され、このリストに属するタービンからの環境センサ測定値は、平均化される。個々のナセル風速計および風向計センサからの測定値の確率的な変動は、複数のタービンからの読み取り値を平均化することによって緩和される。開発された手順は、恒久的な気象マスト情報を欠いておよび／またはそれに加えて、風関連の量（速度、方向）の頑強なパークレベルの基準を供給する。タービンレベルのナセル方向の読み取り値の適切な較正は、確実化されるべきである。ＴＩプロファイルの変更を動的に追跡して、それに応じて各タービンの自由風セクタを再定義できるので、「擬似気象マスト」手順は、タービン縮小またはダウンタイムに、ならびに、非標準のパーク制御操作（後流管理手順に関連するもののような）に関係なく、後流効果に起因するバイアスのないデータを送達する。
【００３１】
必要な電力出力は、そのそれぞれの風力タービンの要件である。他の風力タービンからの情報またはウィンド・パーク全体の最適化は、考慮されていない。寧ろ、これは、安全で効率的なモードで風力タービンを運転するための最大値または最小値であることがある。
【００３２】
反対に、要求されるウィンド・パークの電力出力は、実際の性能を考慮した、あるいは、ウィンド・パークの他の風力タービンのシミュレーション推定性能に従った情報である。しかしながら、これに関連して、依然として風力タービン特有の情報であって、先に述べた必要な電力出力と同じ値に既に分解されていることが好ましい。
【００３３】
好適な実施形態によれば、対応するデータは、監視制御およびデータ収集システム（ＳＣＡＤＡ）によって収集および記録される。ＳＣＡＤＡデータは、現場でのリアルタイム監視のためのオンラインと、詳細なデータ分析のためのオフラインとの両方で利用可能である。
【００３４】
後流効果の最適化は、動作中や縮小中であろうと潜在的に効果付与する風力タービンについての情報、および／または、後流効果のシミュレーションを含む。特に、現在の風の状態で、他の（隣接する）風力タービンにとって効果付与する風力タービンである風力タービンは、当該他の風力タービンへの後流効果を低減する目的で、現在の風向に対して僅かに不整列にされることがある。すなわち、電力出力は、等しいかもしくはもっと高く、および／または、それぞれの風力タービンの少なくとも１つの機械的負荷は、低減される。
【００３５】
本発明の別の態様によれば、システムは、上の実施形態の１つに従う方法に係る風力タービンの少なくとも１つのヨー角を再較正するために設けられ、システムは、少なくとも以下の手段：
・  ロータを有すると共に前記ロータをヨー角位置に動かすためのヨー角駆動装置を有する風力タービン；
・  必要な風データを回収するための少なくとも１つの風センサ；
・  計算操作の全てまたは幾らかを実行するための少なくとも１つのプロセッサ；
・  記憶されるべきデータの全てまたは幾らかを少なくとも過渡的に記憶するための少なくとも１つのストレージ・デバイス；
・  計算するステップ用のセンサ・データを準備するための少なくとも１つのセンサ・データ入力デバイス；
・  ヨー角整列用の前記ヨー角駆動装置に指示するための少なくとも１つの駆動出力デバイス、を含む。
【００３６】
システムは、上で説明されたように方法を実行するように構成され、１つの風力タービンまたは複数の風力タービンを含むことがあり、のみならず、風力タービンの中に組み込まれることもある。風力タービンに組み込まれているシステムにとって、方法は、風力タービン内で完全に実行されることが好ましい。これが意味するのは、方法が外部の計算センタと通信せずに実行されるということである。しかしながら、多くの用途にとって、外部のセンサから風データを受容すること、あるいは、外部の計算エンティティが方法を実行するために既に準備済みであること、が有益であることがある。
【００３７】
好ましくは、少なくとも１つの風センサは、風力タービンの上部に位置しており、風向計および／または風速計が実装される。処理デバイスおよびストレージ・デバイスに関しては、よく知られているデバイスを参照する（下を参照）。センサ・データ入力デバイスは、好ましくは、センサと通信するためのデバイスを有し、また、特に、アナログデータを受容して、プロセッサ内での計算に適した離散値またはデジタル値を計算するように配置される。駆動出力デバイスは、同様に、駆動装置または駆動システムと通信するように配置され、出力信号は、特定の電圧または電流などの最も低い機械レベルであることがあり、あるいは、ヨー角駆動装置の駆動制御部と通信するために高めのレベルであることがある。
【００３８】
実施形態によれば、システムは、複数の風力タービンを有するウィンド・パークに実装され、ウィンド・パークは、複数の風センサを有し、風センサは、擬似気象マスト風データの計算を可能にするために前記ウィンド・パークの複数の前記風力タービンに基づく。
【００３９】
好適な実施形態では、全てまたは殆どの風力タービンは、風速、風向、外部温度等々を測定する幾つかの環境センサを装備する。これらは、生成された電力、発電機やロータの速度読み取り値、および、風力タービンの動作を制御するために使用される全体的な設定と共に、各風力タービンの動作状態を監視するために使用される。この利用可能なセンサ情報に基づいて、好ましくは、乱流強度（ＴＩ）情報は、上で説明されたような「擬似気象マスト」データを構築するために使用される。ウィンド・パークの上流にある気象マストは、必要ではなく、したがって、遅延や景観効果のシミュレーションは、計算費用が掛かるおよび／またはあまり正確でなくて、省略される場合がある。
【００４０】
本発明の更に別の態様によれば、ウィンド・パーク最適化のためのコンピュータ実装方法が提供され、ウィンド・パークは、複数の風力タービンを含み、少なくとも効果付与する風力タービンは、少なくとも効果付与された風力タービンから後流を受けることがあり、その間、少なくとも１つのヨー角位置に整列されており、方法は、少なくとも以下のステップ：
Ｉ．  乱流強度推定値を含むシミュレーション計算に基づいて、前記少なくとも１つの効果付与する風力タービンが、前記少なくとも１つの効果付与された風力タービンから後流を受けると推定するステップ；
ＩＩ．  乱流強度推定値を含むシミュレーション計算に基づいて、前記少なくとも１つの効果付与された風力タービンが、前記推定された少なくとも１つの効果付与する風力タービンに前記後流を引き起こすと推定するステップ；
ＩＩＩ．  風センサ・データに基づいて、前記推定された少なくとも１つの効果付与する風力タービンと、前記推定された少なくとも１つの効果付与された風力タービンとのために乱流強度検出値を計算するステップ；
ＩＶ．  乱流強度推定値とそれぞれの乱流強度検出値とを比較して、それぞれの乱流強度偏差値を計算するステップ；
Ｖ．  前記風力タービンのうちの１つの前記乱流強度偏差値が、所定の偏差閾値を超えている場合に、その風力タービンは、逸脱する風力タービンと設定され；
ＶＩ．  前記逸脱する風力タービンのために、前記乱流強度検出値とマッチする乱流強度推定値を有するマッチング・ヨー角を検索するステップ；
ＶＩＩ．  マッチング・ヨー角が分かる場合に、そのマッチング・ヨー角に従って整列するように、前記逸脱する風力タービンに指示するステップ；を含む。
【００４１】
ここでの任意の従来アプローチに反して、乱流強度は、ウィンド・パークの中の風力タービンの後流効果を定義するために使用される。これは、非常にコスト効率の高いアプローチを可能にし、その一方、同時に、突風は、乱流強度の計算に殆どまたは全く効果を有しない。この理由は、突風の乱流強度が、通常、突風の開始時と終了時にだけ高いからである。したがって、長い突風に関して、乱流強度は、所定の期間における標準偏差と平均風速の比に殆ど影響を有しない。その期間中、長期の突風の乱流強度は、したがって、短い風速加速期間で結果を変える影響だけを有する。更に、短期突風に関して、例えば、数秒に満たない持続時間では、所定の期間の平均、例えば、１０分間にわたる乱流強度を計算することによって、それらは、たとえ乱流強度が突然の突風のその短期間に急激に上昇しても、殆ど影響を有しない。
【００４２】
したがって、風速だけでなく、電力出力さえも見ていることの欠点は、乱流強度検出を使用することによって、克服される場合がある。さらに、これは、単一の風力タービンの良好な再校正をもたらし、その理由は、この方法では、ウィンド・パークの風力タービンの効果が、さらに考慮され、複数の風力タービンの高速で高精度な整列を可能にするからである。非常に複雑な風向と後流の広がり挙動に関しても、景観効果や逸脱する風向を有する大多数の突風のおかげで、マッチング・ヨー角への新規の整列は、安全で正確である。
【００４３】
方法の実施形態によれば、乱流強度検出値は、少なくとも前記少なくとも１つの効果付与する風力タービンおよび前記少なくとも１つの効果付与された風力タービンの両方のためにマッピングされ、前記マッチング・ヨー角は、整列ヨー角であり、整列ヨー角は、ヨー角であって、そこでは、前記少なくとも１つの効果付与する風力タービンと、前記少なくとも１つの効果付与された風力タービンとの両方のそれぞれのマッピングされた乱流強度検出値の最大ピークが、それぞれの少なくとも２つの風力タービンのヨー角回転中心を通る直線のまわりの閾値エリアの中に少なくとも位置する。
【００４４】
方法のこの実施形態では、隣接する風力タービン、即ち、現在の風向で上流に位置する、したがって、後流を引き起こす、効果付与する風力タービンと、下流に位置して、少なくとも１つ（上流）の効果付与する風力タービンから近付く後流を受ける他の風力タービンと、の乱流強度検出値のピークは、位置する。乱流強度検出値のピークが、効果付与された風力タービンの乱流強度検出値のピークを指している場合、これは、最高の性能を得るための正しい整列である可能性が高い。
【００４５】
理解され得ることは、向きが変更され、風向の変更が起き、または、ピーク整列の変更が検出されたとき、全ての新規の整列が実行され得ることである。したがって、高い電力出力などの高い性能を示すための風力タービンの配向の最適化は、頻繁に、そしてもはや、高精度でより小さい偏差について実行される。
【００４６】
本発明の更に別の態様によれば、ウィンド・パークが設けられ、ウィンド・パーク最適化のための方法の実施形態に係る該ウィンド・パークを最適化するための管理システムを含み、ウィンド・パークは、少なくとも以下の手段：
・  個々が、ロータを有すると共に該ロータをヨー角位置に動かすためのヨー角駆動装置を有する、複数の風力タービン；
・  必要な風データを回収するための少なくとも１つの風センサ；
・  計算操作の全てまたは幾らかを実行するための少なくとも１つのプロセッサ；
・  記憶されるべきデータの全てまたは幾らかを少なくとも過渡的に記憶するための少なくとも１つのストレージ・デバイス；
・  計算するステップ用のセンサ・データを準備するための少なくとも１つのセンサ・データ入力デバイス；
・  ヨー角整列用の前記ヨー角駆動装置に指示するための少なくとも１つの駆動出力デバイス、を含む。
【００４７】
ウィンド・パークは、上で説明されたようなウィンド・パーク最適化のための方法を実行するように配置される。ウィンド・パークは、複数の風力タービンを含み、それらは、少なくとも稀に風向が生じると、後流によって互いに影響を及ぼし合う。風力タービンの手段に関して、参照は、風力タービンの上の説明ついて行われる。理解され得ることは、風力タービンの個々が、風センサ、ストレージ・デバイス、プロセッサ、センサ・データ入力デバイス、または、駆動出力デバイスを有する必要がないことである。代わりに、それの全てまたは幾らかは、風力タービンの外側に位置することがある。しかしながら、好適な実施形態では、風力タービンの個々は、そのような手段を含み、最適化は、分散化されて、したがって、風力タービンの風センサの近くで実行され、長期の高性能を達成するために迅速な再整列をもたらす。
【００４８】
ウィンド・パークの実施形態によれば、単一の風力タービンのヨー角の再較正は、風力タービンの少なくとも１つのヨー角を再較正するための上で説明された方法の実施形態に従って実行され、好ましくは、この再較正方法は、別の風力タービンへのまたはウィンド・パーク管理センタへのデータ出力なしで、該単一の風力タービンの中で実行される。
【００４９】
理解され得ることは、再較正および最適化が、２つの異なった目的であるということである。再較正は、それぞれの風力タービンでの風の状態を正確に知ることなく、単に現在の風の状態に向けてのロータのきれいな整列を単に可能にする。他方、最適化は、後流効果の減少による下流の風力タービンの電力出力によって補償されるその風力タービンの機械的負荷の削減を可能にするために、単一の風力タービンの最大の電力出力からの逸脱を含む。そのような処置は、例えば、より小さいブレード角を選択すること、および／または、風力タービンを風向に整列させそれに対してヨー角が僅かに逸脱すること、即ち、僅かに不整列であり、したがって、下流の風力タービンへの後流効果が減少する。
【００５０】
ウィンド・パークの実施形態によれば、ウィンド・パークは、ウィンド・パーク最適化計算の全てまたは幾らかを実行するための管理センタを含む。
【００５１】
管理センタ内では、人的な相互作用ならびに接点およびデータ記録のためのディスプレイおよび印刷機は、人的な相互作用による電力消費要求を管理するために利用可能であることがある。そのような管理センタは、ウィンド・パークからかなり離れて位置することがある、および／または、複数のウィンド・パークは、その管理センタから管理されている。管理センタは、風力タービンの再較正方法がそれに基づいて、人間の制御下で実行され得る情報を受容するために配置されることがある、および／または、その再較正方法に必要な計算を実行するために配置されることがある。これらの目的のために、管理センタは、現在または将来の開発に従って使用されるプロセスおよびストレージを含む。
【００５２】
更に、本発明は、風力タービンの少なくとも１つのヨー角を再較正するために、好ましくは、上で説明されたシステムの実施形態に係る、風力タービンの少なくとも１つのヨー角を再較正するために風力タービン内に、またはシステム内に実装された、および／または、好ましくは、そのウィンド・パークを最適化するための管理システムを含む上で説明されたウィンド・パークの実施形態に係るウィンド・パーク内に実装された、計算手段によって読み取り可能な風力タービンの少なくとも１つのヨー角を再較正するための上で説明された方法を含むコンピュータ可読媒体を提供する。
【００５３】
最後に、本発明は、コンピュータ可読媒体を提供しており、ウィンド・パーク最適化のための上で説明された方法の実施形態を含み、そのウィンド・パークを最適化するための管理システムを含む、好ましくは、上で説明された実施形態に従って、ウィンド・パークに実装されたコンピューティング手段によって読み取り可能である。
【００５４】
本明細書で使用されるとき、用語「コンピュータ可読媒体」は、コンピュータ可読命令、データ構造、プログラムモジュールおよびサブモジュール、または、任意のデバイスの他のデータなどの情報の短期および長期の保存のための任意の方法や技術で実装される有形のコンピュータベースのデバイスを表すことを意図している。したがって、本明細書で説明された方法は、記憶デバイスおよび／またはメモリデバイスを、限定を伴わずに含む、有形の非一時的なコンピュータ可読媒体に具体化された実行可能命令としてエンコードされることがある。そのような命令は、プロセッサによって実行されるとき、本明細書に説明された方法の少なくとも一部をプロセッサに実行させる。更に、本明細書で使用されるとき、用語「コンピュータ可読媒体」は、全ての有形のコンピュータ可読媒体を含み、非一時的なコンピュータ記憶媒体を、限定を伴わずに含み、ファームウェア、物理および仮想ストレージ、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ、ネットワークやインターネットなどの任意の他のデジタル・ソース、ならびに、依然開発中のデジタル手段など、一時的で伝播している信号という唯一の例外を除いて、取り外し型および非取り外し型の媒体や揮発性および不揮発性の媒体を、限定を伴わずに含む。
【００５５】
本明細書で使用されるとき、用語「ソフトウェア」および「ファームウェア」は、交換可能であり、また、モバイル・デバイス、クラスタ、パーソナル・コンピュータ、ワークステーション、クライアント、およびサーバを、限定を伴わずに含むデバイスによる実行のためにメモリに記憶された任意のコンピュータ・プログラムを含む。
【００５６】
本明細書で使用されるとき、用語「コンピュータ」および関連する用語、例えば、「コンピューティングデバイス」は、当技術分野でコンピュータと呼ばれる集積回路に限定されず、マイクロコントローラ、マイクロコンピュータ、プログラマブル・ロジック・コントローラ（ＰＬＣ）、特定用途向け集積回路、および他のプログラマブル回路を広く指しており、これらの用語は、本明細書で交換可能に使用される。
【００５７】
本明細書で使用されるとき、プロセッサは、マイクロコントローラ、縮小命令セット回路（ＲＩＳＣ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、論理回路、および本明細書で説明される機能を実行できる任意の他の回路またはプロセッサ、を使用するシステムを含む、任意のプログラム可能なシステムを含むことがある。上の例は、単なる例であり、こうして、用語「プロセッサ」の定義および／または意味を限定することを何ら意図していない。用語「データベース」は、データの本体、または、リレーショナル・データベース管理システム（ＲＤＢＭＳ）、あるいは、両方を指すことがある。データベースは、階層データベース、リレーショナル・データベース、フラット・ファイル・データベース、オブジェクト・リレーショナル・データベース、オブジェクト指向データベース、および、コンピュータ・システムに記憶されている任意の他の構造化された記録またはデータの集合を含む、任意のデータの集合を含むことがある。上記は、単なる例であり、こうして、用語データベースの定義および／または意味を限定することを何ら意図していない。
【００５８】
１つの実施形態では、コンピュータ・プログラムが提供され、プログラムは、コンピュータ可読媒体で具体化される。例示的な実施形態では、システムは、サーバ・コンピュータへの接続を必要とせずに、単一のコンピュータ・システム上で実行される。アプリケーションは、好ましくは、柔軟性があって、任意の主要な機能を損なわずに、異なった環境で稼動するように設計される。幾つかの実施形態では、システムは、複数の計算デバイスの間で分散された複数のコンポーネントを含む。１つまたは複数のコンポーネントは、コンピュータ可読媒体に具体化されたコンピュータ実行可能命令の形であることがある。
【００５９】
様々の特徴、態様、および、利点は、以下の詳細な説明が、図面全体にわたって類似の文字が類似の部品を表している添付の図面を参照して、読まれるときに、より良く理解されることになろう。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】風力タービンの再較正に基づくＴＩデータの極座標図である。
【図２】再較正のプロセスの一例のフロー図である。
【図３】互いに対して不整列である後流効果を受ける複数の風力タービンを示す図である。
【図４】各風力タービンの整列が互いに対して整列される後流効果を受ける複数の風力タービンを示す図である。
【図５】ＴＩ情報に基づく再較正方法の好適な実施形態を示す図である。
【図６】ＴＩ情報に基づくウィンド・パーク最適化方法の好適な実施形態を示す図である。
【図７】風力タービンを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００６１】
別段の表示がない限り、本明細書で提供される図は、本開示の実施形態の特徴を例証することを意味する。これらの特徴は、本開示の１つまたは複数の実施形態を含む多種多様のシステムに適用可能であると考えられる。したがって、図面は、本明細書に開示された実施形態の実施に必要とされる当業者に知られている全ての従来の特徴を含むことを意味しない。単数形「１つ（ａ）」、「１つ（ａｎ）」、および、「その（ｔｈｅ）」は、文脈からそうでないことが明確に示されない限り、複数形の参照をも含む。
【００６２】
図１は、風力タービン１００の再較正に基づく乱流強度データの極座標図を示す。それぞれのヨー角に従って図解されている乱流強度データは、３つの異なったプロファイル、即ち、乱流強度推定値プロファイル２２、（不整列）乱流強度推定値プロファイル３１および整列乱流強度推定値プロファイル３６を示す。シミュレーションは、ヨー角１０、ここでは３３０度をもたらす。そのヨー角１０の適用後に、分かることは、乱流強度検出値３０が、偏差閾値４１を明らかに超えているので、乱流強度推定値２０とマッチしない、ということである。次に、マッチング乱流強度推定値２１は、マッチング・ヨー角１１、ここでは３１５度に対応することが分かる。偏差角１３は、ここでは−１５度で計算され、３３０度（初期に計算されたヨー角１０）から引き算された３３０度（マッチング・ヨー角１１）から生じる。ここで、風力タービンは、交換ヨー角１２に沿って回転する。最大角度偏差は、大部分知られているため、ここでは背面ヨー角４５度〜１３５度への整列は、禁止される。
【００６３】
適切に実行するときにもっと良い性能やセキュリティを示す方法によれば、唯１つの乱流強度値だけでなく、複数の乱流強度値も、互いに比較される。ここでは、これは角度値として示されているマッピング閾値４２によって表されている。この例では、偏差角１３は、マッピング閾値４２を超えており、複数の乱流強度推定値と乱流強度検出値とのマッチングは、このケースでは同一の交換ヨー角１２への新しい整列をもたらす。
【００６４】
図２は、図１に関して説明されたような簡単な方法のフロー図を示す。ここでは、シミュレーションおよび測定が実行され、乱流強度を見つけると共に、これらの乱流強度をシミュレーション値に、乱流強度検出値プロファイルおよび乱流強度推定値プロファイルに基づいて、マッピングする。プロファイルの互いに対する整列後に（図１参照）、ナセルの方向、即ち、ヨー角は、訂正される。
【００６５】
図３および４は、現在の風向で互いに効果付与する第１の風力タービン１００、第２の風力タービン１０１、第３の風力タービン１０２および第４の風力タービン１０３を有するウィンド・パーク２００を示す。理解され得るように、図３では、風力タービン１００〜１０３は、それぞれの風力タービン１００および１０１の回転中心１５および１６をつなぐ直線３５に関して、第３および第４の風力タービンのそれぞれについて整列されていない。直線３５によれば、第１の風力タービン１００の効果付与する最大ピーク３２は、整列ヨー角１４と整列すべきであるが、偏差角１３だけ逸脱する。同様に、これは第２の風力タービン１０１のケースでもそうである。ここで、図４では、第１の風力タービン１００の効果付与する最大ピーク３２と第２の風力タービン１０１の効果付与された最大ピーク３３との整列は、直線３５のまわりの閾値エリア３４の中にある。したがって、互いに対する風力タービンの整列は、その現在の風の状態に従って最適化される。
【００６６】
図５は、風力タービンを再較正するための以下のステップを有するフロー図を示す。
ａ．  風データを受け取るステップ；
ｂ．  少なくとも前記風データに基づいて：
・  適切なヨー角１０を計算するステップ、および
・  乱流強度Ｔ１が所定の期間にわたる平均風速に対する風速偏差の比である、前記適切なヨー角１０に関係する乱流強度推定値２０を決定するステップ；
ｃ．  前記計算されたヨー角１０に従って整列するように前記風力タービン１００に指示するステップ；
ｄ．  前記ヨー角１０整列の達成後に、風力タービン１００の特定の風速データを回収するステップ；
ｅ．  前記回収された風力タービン１００特定の風データに基づいて、乱流強度検出値３０を計算するステップ；
ｆ．  前記乱流強度検出値３０を前記乱流強度推定値２０と比較して、乱流強度偏差値４０を計算するステップ；
ｇ．１  前記乱流強度偏差値４０が所定の偏差閾値４１を超えているケースでは、マッチング・ヨー角１１は、前記乱流強度検出値３０とマッチする乱流強度推定値２１を有するために検索され；
ｈ．１  マッチング・ヨー角１１が分かるケースでは、前記風力タービン１００は、そのマッチング・ヨー角１１に従って整列するように指示される。その後、方法は、風データ入力が変わるまで終了する。
【００６７】
図５に従った方法におけるステップｇ．およびｈ．での代替の決定のために、以下のステップは、実行されている。
ｇ．２  しかしながら、前記乱流強度偏差値４０が所定の偏差閾値４１を下回るケースでは、方法は終了し、較正は正しいと仮定される。
ｈ．２  しかしながら、マッチング・ヨー角１１が分かることのできない稀なケースでは、その後に方法が終了する。好ましくは、方法は、エラー信号を出力する。
【００６８】
図６は、ウィンド・パーク内の風力タービンを最適化するための以下のステップを有するフロー図を示す。
Ｉ．  乱流強度推定値２０を含むシミュレーション計算に基づいて、前記少なくとも１つの効果付与する風力タービン１０１、１０２、１０３が、前記少なくとも１つの効果付与された風力タービン１００、１０１、１０２から後流を受けると推定するステップ；
ＩＩ．  乱流強度推定値２０を含むシミュレーション計算に基づいて、前記少なくとも１つの効果付与された風力タービン１００、１０１、１０２が、前記推定された少なくとも１つの効果付与する風力タービン１０１、１０２、１０３に後流を引き起こすと推定するステップ；
ＩＩＩ．  風センサ・データに基づいて、前記推定された少なくとも１つの効果付与する風力タービン１０１、１０２、１０３と、前記推定された少なくとも１つの効果付与された風力タービン１００、１０１、１０２と、のために乱流強度検出値３０を計算するステップ；
ＩＶ．  乱流強度推定値２０とそれぞれの乱流強度検出値３０とを比較して、それぞれの乱流強度偏差値４０を計算するステップ；
Ｖ．１  前記風力タービン１００、１０１、１０２、１０３のうちの１つの前記乱流強度偏差値４０が、所定の偏差閾値４１を超えているケースでは、その風力タービン１００、１０１、１０２、１０３は、逸脱する風力タービン１１０、１１１、１１２、１１３と設定され；その他のケースは下のステップＶ．２を参照のこと；
ＶＩ．  ステップＶ．１のケースでは、前記逸脱する風力タービン１１０、１１１、１１２、１１３のために、マッチング・ヨー角１１は、前記乱流強度検出値３０とマッチする乱流強度推定値２１を有するものが検索され；
ＶＩＩ．１  ステップＶＩ．の後、マッチング・ヨー角１１が分かるケースでは、前記逸脱する風力タービン１００は、そのマッチング・ヨー角１１に従って整列するように指示され；その他のケースは下のステップＶＩＩ．２を参照のこと。
【００６９】
ステップＶ．およびＶＩＩ．の代替の決定に関して、図６に従った方法では、以下のステップが実行されている。
Ｖ．２  しかしながら、ステップＩＶ．後のケースでは、前記風力タービン１００、１０１、１０２、１０３のうちの１つの前記乱流強度偏差値４０が所定の偏差閾値４１を下回る場合、方法は終了し、配向は、最適であると仮定される。
ＶＩＩ．２  しかしながら、ステップＶＩ．後、マッチング・ヨー角１１が分からない稀なケースでは、方法は終了する。好ましくは、方法は、エラー信号を出力する。
【００７０】
図７は、中央タービン・ハブ６１に固定された３つのタービン・ブレード６０を備えたロータ５０を有する風力タービン１００を示す。ロータ５０は、ナセル６２の前側に位置する。ナセル６２は、風力タービン・タワー５９の上部に位置しており、ヨー角駆動装置５１を介してロータ５０が現在の風向に整合するように回転させることができる。この例では、ナセル６２の上部において、第１の風センサ５２、例えば、風速計、および、第２の風センサ５３、例えば、風向計は、ロータ５０の下流に置かれる。更に、ナセル６２は、発電機（図示せず）の他に、好ましくは、上で説明された再較正の方法を実行するための再較正用のシステム３００を収容する。再較正用のシステム３００は、プロセッサ５４、移行ストレージ・デバイス５５、非移行ストレージ・デバイス５６、センサ・データ入力デバイス５７、駆動出力デバイス５８を含む。再較正用のシステム３００に含まれるデバイスは、較正以外の目的のために他の機能を有することもある。プロセッサ５４は、ストレージ・デバイス５５および５６を適切に利用して、センサ・データ入力デバイス５７を介して、第１の風センサ５２および第２の風センサ５３と通信する。更に、プロセッサ５４は、駆動出力デバイス５８を介して、ヨー角駆動装置５１と通信して、ロータ５０の整列を調整する。オプションとして、さらに、プロセッサ５４は、ウィンド・パーク管理センタ２０１と通信するかまたは別の風力タービンと直接通信することがある。
【符号の説明】
【００７１】
１０  ヨー角
１１  マッチング・ヨー角
１２  交換ヨー角
１３  偏差角
１４  整列ヨー角
１５  第１のヨー角回転中心
１６  第２のヨー角回転中心
２０  乱流強度推定値
２１  マッチング乱流強度推定値
２２  乱流強度推定値プロファイル
３０  乱流強度検出値
３１  不整列乱流強度検出値プロファイル
３２  効果付与する最大ピーク
３３  効果付与される最大ピーク
３４  閾値エリア
３５  直線
３６  整列乱流強度推定値プロファイル
４０  乱流強度偏差値
４１  偏差閾値
４２  マッピング閾値
５０  ロータ
５１  ヨー角駆動装置
５２  第１の風センサ
５３  第２の風センサ
５４  プロセッサ
５５  移行ストレージ・デバイス
５６  非移行ストレージ・デバイス
５７  センサ・データ入力デバイス
５８  駆動出力デバイス
５９  風力タービン・タワー
６０  タービン・ブレード
６１  タービン・ハブ
６２  ナセル
１００  第１の風力タービン
１０１  第２の風力タービン
１０２  第３の風力タービン
１０３  第４の風力タービン
２００  ウィンド・パーク
２０１  ウィンド・パーク管理センタ
３００  再較正用のシステム
ＴＩ  乱流強度
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【国際調査報告】
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