[發明專利]用于操作風力渦輪機的方法和系統

有效

• 申請號: 201210063086.3
• 申請日: 2012-03-02
• 公開（公告）號: CN102654100A
• 公開（公告）日: 2012-09-05
• 發明（設計）人: J·米登多夫;T·B·克里布斯
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: F03D7/00
• 分類號: F03D7/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 嚴志軍;楊炯

技術領域

本發明總體涉及用于操作風力渦輪機的方法和系統、用于修復風力渦輪機的方法。此外，本發明涉及包括這樣的系統的風力渦輪機。

背景技術

至少一些已知的風力渦輪機包括塔架和安裝在塔架上的機艙。轉子可旋轉地安裝至機艙并且通過軸聯接至發電機。多個葉片從轉子延伸。葉片定向成使得經過葉片的風使轉子轉動并且使軸旋轉，從而驅動發電機發電。但是，在風力渦輪機的操作過程中可能出現不正常工作(malfunction)。一些不正常工作可以使年能量產生減少。其它的不正常工作可以導致風力渦輪機的完全停止。一些不正常工作可以基于軟件失效和風力渦輪機的重新啟動，風力渦輪機軟件或風力渦輪機控制器中的一個可以對不正常工作進行修正。但是，由于其它的不正常工作基于具體裝置的故障(例如硬件故障)，因此不能通過這樣的自動復位、重新啟動來糾正這些其它的不正常工作。對于風力渦輪機的操作者而言，確定風力渦輪機的相應原因是重要的。

典型地，技術單元的許多功能通常通過故障代碼或錯誤消息顯示給使用者。這些消息通常是隱蔽的并且可以潛在地包括多個不同的根本原因。服務技術人員必須接著根據其經驗或通過試誤法來診斷實際的根本原因。例如，服務技術人員可以跟隨包括以下步驟的故障排除程序：閱覽故障排除指南并且進行復雜的驗證過程、測量和檢查系統的部件(具體而言，測量和檢查風力渦輪機系統的部件)，以找出真正的根本原因。

進行故障處理程序是耗時的并且需要經過良好培訓的人員。例如，指南可以包括類似以下所述的步驟：轉換接觸器和測量反饋信號、驗證參數設定是否正確、驗證內部軟件壽命值(像風速和溫度)、呼叫遠程控制中心并且與遠程控制中心進行通信、啟動固定測試程序以及檢查線路連接。這些步驟通常需要技術知識。

檢查的順序對故障排除的效率具有很大影響。如果發生馬達保護開關故障，則技術人員可以呼叫遠程中心來詢問故障的頻率。接著，遠程中心設定具體參數。接下來，技術人員受命進行復位并且檢查故障是否是可復位的。這表示這樣的程序是耗時的并且需要大量專業知識。但是，如果技術人員已經以另一種順序完成了工作，則可能花費更長的時間來找出風力渦輪機不正常工作的原因。

發明內容

在一個方面中，提供一種用于操作風力渦輪機的方法。該方法包括：(a)對風力渦輪機進行監測，包括：接收至少一個傳感器的至少一個值，并且將該至少一個值與至少一個參考進行比較；以及，根據該至少一個值與至少一個參考之間的比較確定是否存在風力渦輪機的不正常工作；(b)根據至少一個傳感器的傳感器類型或至少一個測量值中的至少一個確定風力渦輪機的不正常工作的原因，其中原因確定過程包括：根據至少一個傳感器的傳感器類型和至少一個測量值中的至少一個自動產生包括不正常工作的至少一個可能原因的第一列表；以及自動產生第二列表，第二列表包括用于處理不正常工作的至少兩個步驟的順序，其中第二列表的第一步驟基于從第一列表中選擇的原因，并且基于第一步驟的結果自動確定第二列表的第二步驟。所述的方法基于優先級參數從所述第一列表自動選擇所述原因。所述優先級參數是：所述原因是所檢測到的不正常工作的根源的可能性、所述原因對能量產生的影響或由于所述原因對所述風力渦輪機造成嚴重損壞的可能性。

所述的方法，確定過程的步驟還包括消除不正常工作。所述原因確定過程的步驟包括：根據所述第一步驟的結果或所確定的不正常工作中的至少一個向服務人員提供至少一個指令。所述方法進一步包括：將所確定的原因和所檢測到的不正常工作存儲到數據庫中。

所述方法進一步包括：調整與所述數據庫中所檢測到的不正常工作相關的原因的優先級參數。所述的方法，所述至少一個值是傳感器的錯誤消息或測量值。所述至少一個參考是閾值、時間間隔或歷史數據。

所述原因確定過程的至少一個步驟包括以下步驟中的至少一個：對所述風力渦輪機的至少一個控制器進行復位；從參數設定數據庫獲取至少一個歷史操作參數；從數據庫獲取至少一個參考操作參數；獲取所述風力渦輪機的至少一個實際操作參數，并且將所述至少一個操作參數與參考參數進行比較；獲取至少一個原因的優先級和引起不正常工作的相應原因，其中所述優先級取決于至少一個在先步驟；觸發至少一個測試信號，并且檢測所述至少一個測試信號的至少一個響應信號。所述至少一個歷史操作參數、所述至少一個實際操作參數或所述至少一個參考操作參數與所檢測到的不正常工作相關。