使用活动转子叶片附加装置的转子叶片偏转控制的制作方法

1.本发明涉及一种用于在操作期间确保转子叶片和风力涡轮机塔架之间的间隙高于预定最小间隙的方法和装置。因此，本发明提出了一种控制具有风力涡轮机塔架的风力涡轮机的至少一个转子叶片的至少一个可调适气流调节系统的方法和装置。此外，本发明涉及包括该装置的风力涡轮机。


背景技术：

2.风力涡轮机包括风力涡轮机塔架、安装在风力涡轮机塔架顶部上的机舱，其中机舱容纳转子，多个转子叶片连接在该转子处。在风力涡轮机的操作期间，转子叶片在垂直于转子轴的旋转轴线的转子平面中旋转。在操作时，例如由于变化的风力条件或其他操作参数，会出现转子叶片与风力涡轮机塔架碰撞的风险。
3.常规地，为了确保叶片尖端与塔架之间的间隙，叶片设计涉及能够显著偏转的较轻/较便宜/较软/较长叶片与偏转较少的较重/较贵/较硬/较短叶片之间的权衡。涡轮机操作参数（诸如倾斜角、锥度角、重心）进一步影响叶片尖端与塔架的间隙（也称为叶片尖端到塔架的轴向距离）。
4.常规地，叶片尖端到塔架的轴向距离通常是风力涡轮机的设计驱动因素。设计载荷工况（dlc）可适当地以模拟来评估涡轮机设计，从而确保涡轮机设计符合特定的叶片尖端到塔架的间隙约束。通常，在极端事件下，诸如阵风和在负风切变下操作，可看到较大的叶片偏转（较小的间隙）。
5.常规地，部件可以设计成符合间隙约束。当存在更高偏转的风险时，常规控制器可具有卸载涡轮机的功能。常规地，这可涉及使叶片变桨。常规地，控制器可以被保守地调谐以牺牲性能，但是可允许更好的尖端到塔架的间隙。
6.已经观察到，使叶片变桨以确保转子叶片和塔架之间的特定最小轴向距离并不是在所有情形下都提供可靠且安全的操作。此外，对叶片施加变桨可对变桨设备的寿命具有负面影响。特别地，由于大量的变桨动作，变桨系统中轴承上的载荷可能相对地高。此外，变桨可能不够快来适当地控制间隙保持在可接受的范围内。
7.因此，可能需要一种方法和对应的装置来确保保持转子叶片和风力涡轮机塔架之间的预定最小距离，从而防止叶片和风力涡轮机塔架之间的冲击。特别地，可能需要确保在任何操作条件和外部事件下叶片尖端到塔架的间隙高于最小间隙。


技术实现要素：

8.这种需求可以通过根据独立权利要求的主题来满足。从属权利要求描述了本发明的有利实施例。
9.根据本发明的一个实施例，提供了一种控制具有风力涡轮机塔架的风力涡轮机的至少一个转子叶片的至少一个可调适气流调节系统（也称为附加装置，例如升力调节装置，例如包括相对于叶片的外部翼型在位置和/或取向上可改变的空气动力学活动表面）、特别
是扰流器和/或襟翼（特别是用于控制叶片偏转和/或塔架间隙）的方法。因此，该方法包括确定与转子叶片和风力涡轮机塔架之间的距离（例如，实际和/或未来）相关的量；以及基于该量控制气流调节系统。因此，控制气流调节系统包括：调适气流调节系统，使得：如果所述量低于第一阈值，则减小转子叶片的至少一部分中的空气动力学升力。该方法包括，如果与距离相关的量低于第二阈值，则基于与距离相关的量附加地控制至少一个另外的转子叶片的气流调节系统，其中第二阈值小于第一阈值。
10.该方法可以部分地在软件和/或硬件中实施。该方法可以例如由风力涡轮机控制器的软件模块（部分地）执行。可调适气流调节系统可包括一个或多个部件，这些部件布置在转子叶片的翼型部分处或附近。气流调节系统可以例如包括扰流器，该扰流器可以特别地包括若干个段，这些段可以沿着转子叶片的纵向方向布置，例如在转子叶片翼型的吸力侧处。此外，替代地或附加地，气流调节系统可包括一个或多个襟翼，例如，襟翼安装在转子叶片的后缘附近或后缘处。
11.气流调节系统在某种意义上是可调适，因为气流调节系统的空气动力学性质、特别是结合转子叶片的翼型部分是可改变的。例如，由于气流调节系统的特定适应性，转子叶片受到的升力或推力可以在风冲击转子叶片时以及当转子叶片旋转时可变化。因此，气流调节系统可以设置在一个或多个不同的状态下。例如，当气流调节系统包括多个段时，那些单独的段可被单独控制成处于关闭状态或开启状态，包括例如改变至少一个活动表面部分相对于转子叶片翼型的位置和/或取向。在其它实施例中，该调适可以是连续的方式，因为至少一个活动表面部分可以相对于转子叶片翼型连续地改变取向和/或位置。气流调节系统也可以称为活动附加装置。
12.为了调适气流调节系统，这意味着将其设置成不同的状态，例如可以利用气动系统。在一个实施例中，气流调节系统可包括扰流器，该扰流器可放置在转子叶片的吸力侧上。气流调节系统还可以包括一个或多个涡流发生器，例如，如从前缘看时，涡流发生器放置在扰流器后面的流线中。该一个扰流器或多个扰流器可以使用放置在活动表面（诸如襟翼）下的压力软管来激活，当空气充气被推入到软管中时，可以使活动表面上升到叶片表面以上。当该一个扰流器或多个扰流器被激活时，例如向上倾斜以从转子叶片翼型突出，可通过在遍及转子叶片的气流上引发至少局部失速来实现叶片载荷（以及空气动力升力）的快速减小。
13.通过适应气流调节系统（例如将其设定在一个或多个不同状态下），转子叶片翼型和经调适的气流调节系统的组合的升力可以改变。进而，当升力例如减小时，转子叶片的偏转也减小。
14.转子叶片和风力涡轮机塔架之间的“与距离相关的量”不一定是转子叶片和风力涡轮机塔架之间的（轴向）距离。然而，转子叶片和风力涡轮机塔架之间的（轴向）距离可能够从“与距离相关的量”中导出。
15.与转子叶片和风力涡轮机塔架之间的距离相关的量可以例如是两个参考物体或参考位置之间的（轴向）距离或涉及两个参考物体或参考位置之间的（轴向）距离，一个参考物体或参考位置在转子叶片上，且另一个在塔架上。例如，小件物品（例如，诸如可由radar或lidar检测的传感器或参考标签等）可被放置在塔架上。该物品和叶片（尖端）之间的距离可被确定（例如，通过测量），并且控制可基于该物品-叶片距离（和/或导出的叶片-塔架距
离）。通过几何考虑，可以计算塔架（例如，前部位置）和叶片之间的（轴向）距离。
16.与转子叶片和风力涡轮机塔架之间的距离相关的量可以与例如（轴向）距离相关，例如沿着平行于转子的旋转轴线的轴向方向测量的距离，转子叶片在该转子处连接。在其它实施例中，该距离也可以与例如转子叶片尖端的三维位置和风力涡轮机塔架外表面上的点之间的实际距离相关。轴向距离（即，沿着平行于转子的旋转轴线的轴向方向测量的转子叶片的特定部分（特别是尖端）与风力涡轮机塔架之间的距离）可从由两个三维点之间的欧几里德距离所定义的距离或从三维点的坐标中导出。在其他实施例中，与距离相关的量可以例如是或包括转子叶片的偏转，例如转子叶片的尖端偏离出旋转平面的偏转，该旋转平面可以被定义为垂直于转子并与转子叶片的根部部段相交的平面。在又一些实施例中，该量可例如与例如在转子叶片内测量的应变值相关。例如，从应变值，偏转可以是可导出的，进而，转子叶片和风力涡轮机塔架之间的距离、特别是轴向距离可以是可导出的。
17.为了确定该量，可以使用测量值和/或估计值。为了确定该量，可以利用与不同几何形状相关的预先给定的数据，例如与转子叶片长度、转子叶片的材料性质、空载情形下转子叶片和塔架之间的距离相关的预先给定的数据。确定该量可以包括（例如通过处理器）执行应用于测量值和/或估计值和/或其他参数的若干算术逻辑运算。
18.所确定的量可以指示轴向距离，或者轴向距离可以至少基于该量来导出。在下文中，术语“距离”可指转子叶片部分和风力涡轮机塔架的一部分之间的距离。特别地，它可与转子叶片尖端和风力涡轮机塔架的前部部分之间的距离相关。术语“轴向距离”可指转子叶片部分和风力涡轮机塔架部分之间的轴向距离。
19.确定该量可以在控制气流调节系统之前进行。特别的，该量可在所考虑的风力涡轮机叶片将经过塔架之前确定。经过塔架可在风力涡轮机转子叶片在旋转平面内沿着一整周旋转或遍及其一整周旋转接近风力涡轮机塔架至最小距离时发生。
20.该距离和/或轴向距离可在转子叶片经过塔架之前的时间点处确定。从该时间点处的距离或轴向距离的值，可以导出当转子叶片经过风力涡轮机塔架时的时间点处的距离和/或轴向距离。根据实施例中的近似，如在经过塔架之前的时间点处确定的距离和/或轴向距离可被假定为保持还可适用于当风力涡轮机转子叶片经过风力涡轮机塔架时的时间点。当转子叶片经过风力涡轮机塔架时的时间点可称为“跨越时间点”。控制气流调节系统可以在跨越时间点之前执行。因此，可以确保风力涡轮机叶片不会与塔架的部分碰撞。根据本发明的实施例，可以基于刚好在跨越时间点之前和刚好在其之后的特定方位角范围内的量来控制气流调节系统。因此，可提高风力涡轮机的效率，同时确保转子叶片和风力涡轮机塔架之间的最小距离。
21.在该方法中使用的控制目标可以正好是叶片尖端和塔架之间的（最小）（特别是轴向）距离，当叶片正好在塔架前面时（转子方位角导致叶片笔直指向下方）评估该距离。然而，由于在控制活动附加装置时存在一些延迟（例如，0.1-2秒的小的开启/激活延迟），并且由于叶片空气动力学不会瞬间改变，因此在叶片到达临界位置（即，跨越时间点）之前发起控制动作。该方法可以在经过时刻“之前”作出反应，例如一个叶片或者甚至一周旋转之前，或者之前的某个相位裕度，并且针对跨越时间点预测预期距离。
22.轴向距离（例如，转子/叶片的平面和塔架之间的距离）可以是控制目标（不引起碰撞），但是该方法需要在此之前作出反应，因此，例如，在经过时刻之前的距离或距离估计
（例如，在另一个或之前的位置处，而不是当叶片笔直指向下方时）可以用于推断跨越时间点处的距离。
23.控制气流调节系统可以例如包括向气动系统发送适当的控制信号，该气动系统在接收到信号时可以产生气动压力，以便对例如软管进行充气（或放气），该软管在充气或放气时移动活动表面部分（例如在扰流器的情况下）。当气流调节系统包括若干段时，不同的单独控制信号可以供应给气流调节系统的各个段。例如，不同的段可以以不同的方式控制。可以开启一个或多个段（包括向外倾斜相应的活动表面），并且可以关闭一个或多个其它的段。该控制可以使得由于空气动力学或由于气流产生的升力减小到这样的程度，使得在转子叶片和风力涡轮机塔架之间确保最小的预定距离。
24.因此，可提供用于控制偏转或控制转子叶片和风力涡轮机塔架之间的距离（或间隙）的快速方法。此外，变桨轴承上的载荷可以减小。特别地，当执行该方法时，桨距角可以（至少暂时）保持不变，即恒定。
25.例如，当激活设置在转子叶片吸力侧处的分段扰流器的一段时，气流可至少部分地受到干扰，从而实现气流失速。因此，由流过包括流动调节装置的活动表面的转子叶片翼型的气流产生的升力可减小。因此，该距离、特别是轴向距离可以保持在预定最小距离以上。如果该量不低于第一阈值，则可不需要对气流调节系统进行控制，因为所确定的距离不小于预定的最小距离。因此，与常规方法相比，能量生产可以继续并且效率可提高。
26.调适气流调节系统可以使得与距离相关的量越小，升力减小越多，例如成反比。
27.第二阈值小于第一阈值。因此，当确定该距离低于第二阈值时，转子叶片的偏转相对地强，使得对于一个或多个其他风力涡轮机叶片来说，也将会发生以太近的距离跨越塔架或者甚至与塔架碰撞的风险。因此，可以有力的是，在首先考虑的转子叶片已经经过塔架之后，已经控制将接近塔架的一个或多个其他风力涡轮机叶片上的相应气流调节系统。这种种类的控制也可称为多个风力涡轮机叶片或风力涡轮机叶片上的调节系统的集体控制。
28.根据本发明的实施例，与距离相关的量通过至少一个测量和/或至少一个估计来获得，和/或其中距离涉及叶片尖端和塔架之间的轴向距离，该轴向距离是沿着在其处安装有转子叶片的风力涡轮机转子的轴向方向获得的，其中该距离特别涉及当叶片经过塔架时（即，当叶片尖端指向下方并且叶片的纵向轴线基本平行于塔架的纵向轴线时）时的时间点。
29.可以结合测量和估计来确定该量。特别地，可以利用或结合来自不同传感器的不同测量值，并且该估计可以考虑这些不同的测量值来确定该量。当轴向距离为零时，转子叶片尖端将刚好接触风力涡轮机塔架的外壁。为了确保可靠且安全的操作，轴向距离可被要求大于最小值。该标准仅在跨越时间点处适用。当不在时间按跨越点处时，该（轴向）距离甚至可小于最小（轴向）距离。根据本发明的实施例，除了跨越时间点之外的其他时间处的轴向距离实际上低于由风力涡轮机的操作指令预定和给出的最小距离。因此，可以提高风力涡轮机的效率，同时确保防止叶片和塔架之间的碰撞。转子叶片的尖端可以是转子叶片的离叶片根部距离最远的部分（例如纵向末端）。
30.根据本发明的实施例，测量包括以下至少一项：测量叶片的一部分和塔架的一部分之间的距离；测量转子叶片在转子叶片的至少一部分中的偏转，其中该测量基于radar和/或lidar和/或应变测量和/或加速度测量。
31.测量可以例如通过光学或电磁方法、部分安装在叶片和/或塔架和/或机舱处的设备来执行。偏转可以例如通过评估来自放置或布置在转子叶片表面上或内部的一个或多个加速度传感器和/或应变传感器的信号来测量。由此，常规上可用的测量技术可以被支持以用于简单且可靠地确定涉及测量的量。
32.根据本发明的一个实施例，该估计包括以下至少一项：基于至少一个测量结果、特别是叶片应变和/或加速度，估计叶片的至少一个部分、特别是叶片尖端的偏转；基于至少一个测量结果和/或估计结果、特别是叶片在至少一个部分中的偏转和/或叶片根部力矩，估计叶片的一部分和塔架的一部分之间的距离。
33.偏转可以作为叶片的设计形状与叶片的实际形状的偏差给出。偏转可以例如作为相对于叶片根部的角度或者作为转子叶片的整个曲线形状给出。在其他实施例中，偏转可被作为转子叶片尖端的轴向位置与转子叶片尖端的设计轴向位置的偏差给出。使用几何考虑，距离、以及特别是还有轴向距离可以从偏转和/或一个或多个其他测量或估计中导出。考虑到例如制造转子叶片的材料和/或叶片几何形状，可以利用物理和/或数学模型来进行估计。
34.根据本发明的实施例，确定与距离相关的量包括：针对第一时间点测量与距离相关的量；基于针对第一时间点测量的与距离相关的量，预测针对第二时间点、特别是当转子叶片经过塔架时的与距离相关的量；其中控制气流调节系统包括：在第二时间点之前，基于针对第二时间点预测的量来控制气流调节系统。
35.因此，第二时间点可以是跨越时间点。第一时间点可早于第二时间点。当气流调节系统在第二时间点之前被控制时，升力可以被改变，特别是被减小，以有效地阻止如此大以致发生叶片和塔架碰撞的风险的偏转。特别地，可以确保最小（轴向）距离不被削弱影响（undercut）。
36.第一时间点和第二时间点之间的时间范围可以例如总计在0.1秒和10秒之间。
37.根据本发明的一个实施例，所述至少一个测量和/或至少一个估计涉及在塔架前面、在叶片的移动方向上定位在预定的转子方位角范围内，特别是具有90
°
和180
°
之间的角度宽度的转子方位角范围内的转子叶片。
38.当测量和/或估计涉及定位在预定转子方位角范围内的转子叶片时，与距离相关的量的确定可能更可靠和/或更准确。例如，当转子叶片直立时，所经历的风力条件可显著不同于指向下的、即刚刚穿过塔架的风力涡轮机叶片。在相对接近跨越情形的范围内取测量值可以提高所确定的量的可靠性和准确性。进而，控制可以得到改进。也可以提供其他角度宽度，例如在60
°
和100
°
之间。
39.根据本发明的一个实施例，确定与距离相关的量包括：当叶片处于预定的转子方位角范围内时，测量叶片偏转，并基于先前测量的叶片偏转，在当叶片尖端经过塔架时的时间点处估计叶片尖端和塔架之间的距离。
40.偏转可例如根据一个或多个加速度测量结果或应变传感器测量结果来估计，并且包括关于转子叶片的几何信息和材料信息。在近似中，在跨越的时间点处（即在跨越时间点处）的距离可以被近似或假设为与先前在预定角度范围内测量的距离相似或相等。
41.在其他实施例中，可以考虑变化的风力条件或者可以考虑其他变化的性质，以根据在先前的时间点处测量或获得或估计的距离来实际预测在跨越时间点处的轴向距离。
42.根据本发明的实施例，控制气流调节系统使得当叶片经过塔架时，转子叶片的尖端和塔架之间的（轴向）距离等于或大于预定的最小（轴向）距离。
43.特别地，轴向距离可以保持等于或大于预定的轴向最小距离。该方法可以包括，代替定义或利用最小距离，还定义预定的最大偏转（或例如最大应变）或与如设计的轴向位置的最大偏差。因此，可以避免叶片和塔架之间的碰撞，并且还可以提供安全裕度。
44.根据本发明的实施例，控制气流调节系统包括：如果该量低于第一阈值，则调适气流调节系统，使得转子叶片的至少一部分中的空气动力学升力和/或风阻和/或弯曲/偏转减小（例如减小在10%和50%之间），特别包括实现接近叶片的至少一个部分的气流失速。
45.根据本发明的实施例，每个风力涡轮机叶片可基于相应自己的测量值和相应地自己确定的塔架和相应的转子叶片尖端之间的距离来单独控制。在其他实施例中，为了节省设备和处理工作量，可以对仅一个风力涡轮机叶片进行测量，该测量使得能够估计和/或测量或确定该特定叶片尖端和塔架之间的距离，而其他风力涡轮机叶片不进行这种测量和/或估计。当所有风力涡轮机叶片以相同的设计和相同的材料制造时，这特别适用。可应用集体控制还是单独控制取决于特定的应用和环境，例如风力条件和天气条件。
46.根据本发明的实施例，该方法还包括，在转子叶片已经经过塔架之后，特别是如果与距离相关的量小于第一阈值但大于第二阈值：调适气流调节系统，以增加空气动力学升力，特别是采用经过塔架之前的设置。
47.在经过塔架之前的设置、即在跨越时间点之前的设置可以在该方法期间被存储。在跨越时间点之前返回到该设置可以有利地将转子叶片置于例如由其它控制机构确定、也由期望的功率输出决定的操作条件下。因此，在叶片已经经过塔架之后，可以以快速的方式重新获得这些其他期望的基准，例如关于功率输出的基准。因此，可以提高效率，并且还可以提高可控性。在该量甚至小于第二阈值的另一种情况下，偏转可能如此严重，以至于流动调节装置不被设置回到如经过塔架之前的设置，以避免与其经过风力涡轮机塔架的下一个转子叶片的冲击或过于紧密接近。
48.根据本发明的实施例，控制气流调节系统包括：相对于转子叶片的翼型部分移动气流调节系统的至少一个空气动力学活动表面的位置和/或取向。
49.取决于流动调节装置或系统的应用和具体实施方式，移动位置和/或取向可以通过适当控制例如气动系统或压电系统或它们的组合或液压系统来实现。例如，将空气动力学活动表面的取向移动到开启状态（例如，部分或完全转出）可例如导致气流的局部失速。将活动表面设定在关闭状态可建立遍及活动表面的气流，该活动表面可根据转子叶片的正常翼型表面形状来成形。
50.根据本发明的实施例，气流调节系统包括以下中的至少一者：襟翼，特别是布置在转子叶片的后缘处的襟翼；特别是分段的扰流器，其布置在叶片的吸力面处，其中气流调节系统不同于桨距角改变系统。
51.因此，可以支持常规可用的调节系统。扰流器可以例如包括五至十段，这些段沿着转子叶片的纵向方向并排布置，并且设置在或安装在转子叶片的吸力侧处。
52.应当理解，根据本发明的实施例，为控制至少一个可调适气流调节系统的方法而公开、描述、解释或提供的特征也可以单独或以任何组合的方式应用或提供给用于控制风力涡轮机的至少一个转子叶片的至少一个可调适气流调节系统的装置，且反之亦然。
53.根据本发明的实施例，提供了一种用于控制具有风力涡轮机塔架的风力涡轮机的至少一个转子叶片的至少一个可调适气流调节系统的装置，该装置适于：确定与转子叶片和风力涡轮机塔架之间的距离相关的量；并且基于该量来控制气流调节系统。因此，控制气流调节系统包括调适气流调节系统，使得如果：该量低于第一阈值，则减小转子叶片的至少一部分中的空气动力学升力，其中，如果与距离相关的量低于第二阈值，则基于该与距离相关的量附加地控制至少一个另外的转子叶片的气流调节系统，其中第二阈值小于第一阈值。
54.该装置例如可以是风力涡轮机控制器的一部分，并且可以在硬件和/或软件中实施。
55.根据本发明的实施例，提供了一种风力涡轮机，包括：风力涡轮机塔架；安装在塔架上的机舱；安装在机舱中的转子轴，多个转子叶片安装在转子轴处，至少一个转子叶片具有至少一个可调适气流调节系统；以及根据前述实施例的被连接以控制气流调节系统的装置。
56.根据下文将要描述的实施例的实施，本发明的上述方面和其他方面是显而易见的，并且参照实施例的示例进行解释。
附图说明
57.现在参照随附附图描述本发明的实施例。本发明不限于图示或描述的实施例。
58.图1示意性地图示了根据本发明实施例的风力涡轮机，该风力涡轮机包括根据本发明实施例的装置；和图2图示了根据本发明实施例的方法方案，该方法方案例如可由图1所示的装置执行。
具体实施方式
59.图1中示意性图示的风力涡轮机1包括竖立在未图示的基座上的风力涡轮机塔架3。风力涡轮机还包括机舱5，机舱5可旋转地安装在风力涡轮机塔架3的顶部上。风力涡轮机机舱5包括安装在机舱5内的转子轴7。转子轴驱动发电机9，发电机9产生电能，电能被供应给转换器11，转换器11将变频ac功率流转换成基本固定频率的功率流，该基本固定频率的功率流被提供给风力涡轮机变压器，风力涡轮机变压器将输出电压转换成更高的值。
60.风力涡轮机1还包括控制至少一个可调适气流调节系统13的装置20，可调适气流调节系统13设置在至少一个风力涡轮机叶片15处。其中，旋转轴7具有毂17，多个转子叶片15安装在毂17处。至少一个转子叶片具有流动调节系统13。
61.在所示实施例中，流动调节系统包括具有扰流器段19a、19b、19c、19d、19e、19f的分段扰流器，扰流器段19a、19b、19c、19d、19e、19f沿着转子叶片15的纵向轴线21布置在吸力侧14上。气流调节系统13还可以包括在后缘16处的至少一个襟翼，其中襟翼用附图标记23指示。
62.装置20适于控制可调适气流调节系统13。因此，装置20执行如图2所示的方法30。在方法步骤31中，确定与转子叶片和风力涡轮机塔架之间的距离相关的量。特别地，该距离可与转子叶片尖端25和风力涡轮机塔架3的部分27之间的轴向距离“da”相关。风力涡轮机
塔架的部分27特别是风力涡轮机塔架3的前部部分，其位于转子轴7下方预定距离处，其中该距离可以对应于转子叶片15的整个长度。在另外的方法步骤33中，基于该量来控制气流调节系统，例如图1所示的系统13。
63.如图1所示，风力涡轮机还包括雷达测量系统28，该系统能够测量区域27处的塔架和转子叶片尖端25之间的轴向距离da。因此，雷达测量系统28可以例如如wo 2020/057917中描述的那样配置。雷达系统28可以包括接收器和发射器35、37，它们一方面可以产生电磁信号，该电磁信号被馈送到可以被配置为泄漏馈线的波导39中。电磁信号在泄漏馈线39内传播，泄漏馈线39包括允许电磁波通过波导39或泄漏馈线39泄漏到外部的开口或孔。然后，电磁波可以被例如转子叶片15的一部分反射，并且反射的信号可以通过引导件39朝向接收器37传播，接收器37接收反射的电磁波。基于雷达技术，可以确定例如转子叶片尖端25的位置。此外，基于关于风力涡轮机塔架外表面的定位信息，转子叶片尖端25和塔架3的区域27之间的距离da可由装置20确定，该装置20例如经由数据传输线41从雷达系统28接收测量信号。
64.转子叶片15还沿其纵向范围或至少在根部部分12处安装了若干个应变传感器或加速度传感器43。装置20还接收来自加速度传感器或应变传感器43的测量信号，并根据这些测量传感器确定转子叶片15的偏转。根据转子叶片的偏转，还可以计算或预测或估计距离da。在其他实施例中，可以使用lidar或其他合适的距离测量技术来确定距离da。
65.取决于应用，装置20可以例如布置在风力涡轮机的毂17内，或者可以布置在机舱5内。
66.图1图示了转子叶片15正跨越或经过塔架3的时间点。然而，测量或估计可以在该跨越时间点之前发生，即在跨越时间点之前的时间点处发生。因此，测量可关于转子叶片的位置，或者特别是转子叶片25的尖端在经过风力涡轮机塔架之前的时间点处的位置。然而，基于转子叶片尖端距垂直于转子7的转子轴线8的平面45的距离，可以推断出跨越时间点处的距离da。其中，平面45垂直于转子7的旋转轴线8，并在位置27处与风力涡轮机塔架3相交。在第一近似中，可以假设尖端在轴向方向8上距平面45的距离在进一步旋转以经过风力涡轮机塔架3时不会显著改变。转子叶片的尖端25距平面45的距离可以例如在方位角轴向角度范围内测量，其位于叶片经过塔架3之前。
67.轴向距离da也可以根据多个应变传感器或加速度传感器43的测量信号并且适当地处理这些测量信号中推断出。
68.然后，装置20通过供应适当的控制信号来控制流动调节系统19a、19b、19c、19d、19e、19f和/或23，例如经由到各个段19a、
……
、19f的控制线47和到襟翼23的控制线48。这些段19a-19f然后可以单独开启或关闭，例如如果它们包括两个不同的或分立的状态的话。在其他实施例中，附加地或替代地，可以执行流动调节装置13的连续调适，例如通过连续移动后缘襟翼23的取向和/或位置。通过由装置20控制气流调节系统13，确保了距离da不小于最小距离dmin。
69.如果所确定的距离da相对地大，例如大于第一阈值，则可以不执行附加装置调适。然而，如果所确定的距离或轴向距离da低于第一阈值，则装置20可以控制气流调节装置以降低其升力。该装置可基于单个或若干个距离测量或确定来对所有风力涡轮机叶片的所有气流调节装置执行集体控制。
70.根据本发明的实施例，不同转子叶片的流动调节装置可被不同地控制，例如不以相同的时间间隔控制。例如，一个转子叶片的流动调节装置或系统可以仅在跨越时间点之前、跨越时间点期间和仅在跨越时间点之后被控制，而其他转子叶片的所有其他风力涡轮机调节或气流调节装置在该时间窗口中不被控制。因此，在该实施例中，不同转子叶片的流动调节装置可在不同的时间范围内被控制。然而，关于由于相应的流动调节装置的调适而导致的升力的减小，控制可以相似或者甚至相同。
71.在本发明的其他实施例中，不执行单独的控制，而是执行集体控制，这可以简化算法。
72.每个扰流器段19a、
……
、19f具有相应的空气动力学活动表面，该表面暴露于转子叶片15周围的气流。由于从装置20供应的控制信号，该活动表面在位置和/或取向上移动。
73.本发明的实施例利用活动叶片附加装置来控制叶片偏转，并因此根据需要确保叶片尖端到塔架之间的间隙。
74.较大涡轮机的变桨系统通常可比附加装置（即气流调节系统）相对地慢（能够以较慢的速率变桨）。这意味着，变桨系统对快速事件的动作可能比附加装置更慢。此外，变桨可能涉及旋转整个叶片以及还有叶片根部附近的翼型，叶片根部附近的翼型具有最小空气动力学影响。因此，变桨可能不如利用附加装置来控制叶片偏转并因此确保转子叶片尖端和塔架之间的最小距离高效。
75.活动叶片附加装置、诸如扰流器（特别是分段的）和/或后缘襟翼可能够在短时间内显著改变转子叶片的升力。
76.以下步骤说明了本发明的特定实施例，但并不限制本发明：1）首先，确定关于叶片尖端到塔架距离的信息。这可包括a.尖端至塔架距离的测量，b.尖端偏转的测量，c.尖端到塔架距离的估计,d.尖端偏转的估计。
77.测量可以基于雷达、激光雷达等。估计可以基于叶片根部力矩、叶片中的传感器信号（例如加速度计信号）、测量的外推等。在叶片偏转和叶片尖端到塔架的间隙或叶片尖端到塔架的距离之间可存在强相关性。
78.偏转只能在特定的转子方位角范围内进行评估（例如，在叶片经过塔架之前的在90-180
°
的扇区内）。当叶片经过塔架时，偏转可被评估为预测距离。当叶片不在塔架前面（即，不是正经过塔架）时，本发明的实施例可允许叶片尖端的任意偏转或任意位置。然而，实际上，叶片在经过塔架之前的偏转当然也会对叶片稍后经过塔架时的偏转具有影响。
79.2）基于该信息确定适当的控制动作命令。这可以包括：a.如果超过阈值，则对所有叶片应用集体控制动作。
80.b.对超过阈值的单个叶片应用单独的控制动作。
81.c.每当信息指示更小的间隙（或距离）时——当间隙低于某个极限时，很可能首先反应，持续应用更严厉种类的控制动作。
82.3）根据适当的控制动作命令来移动活动叶片附加装置。这可包括：a.激活扰流器（或停用扰流器）或激活至少一个扰流器段或停用一些扰流器段,
b.激活或停用后缘襟翼,c.激活其他附加装置。
83.本发明的实施例可以提供若干个优点，诸如：应用活动叶片附加装置可以是卸载转子叶片以减少叶片偏转的高效方式。
84.使整个叶片或所有叶片变桨可以是卸载叶片以减少叶片偏转的不那么高效的方式。
85.叶片尖端到塔架的间隙（或距离）通常是由设计驱动的，并且可能导致更高的lcoe，因为涡轮机部件被设计成从增加的成本/材料或通过牺牲性能来提供间隙。
86.生产具有成本竞争力的涡轮机的能力提高。
87.应注意，术语“包括”不排除其他元件或步骤，并且“一个”和“一”不排除多个。结合不同实施例描述的元件也可以组合。还应注意的是，权利要求中的附图标记不应该被理解为限制权利要求的范围。