[發明專利]風力渦輪機監視裝置、風力渦輪機監視方法、風力渦輪機監視程序以及存儲介質

有效

• 申請號: 201780041465.3
• 申請日: 2017-07-03
• 公開（公告）號: CN109416023B
• 公開（公告）日: 2020-11-03
• 發明（設計）人: 鈴木潤;武藤厚俊;藤田泰宏;鈴木廣幸
• 申請（專利權）人: 株式會社日本制鋼所
• 主分類號: F03D17/00
• 分類號: F03D17/00
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司 11219
• 代理人: 李蘭;孫志湧

一種監視裝置(20)，該監視裝置容易地計算對風力渦輪機(1)中的規定機械裝置的損壞程度，并且能夠制定陣風的評估指標，其包括在風力渦輪機(1)的施工地點發生陣風的程度和頻率。監視裝置(20)具有監視控制單元(23)，其根據指示風力渦輪機(1)的風速隨時間的變化的風速數據來獲得風速的時間歷史波形。監視控制單元(23)被配置，以便從風速的時間歷史波形提取陣風，執行陣風評估，以及在陣風評估的基礎上，針對每個陣風輪廓累積地計算風力渦輪機(1)中的所規定的機械裝置的損壞程度。

技術領域

本公開涉及一種用于監視風力渦輪發電機的狀態的技術，并且具體地涉及一種風力渦輪機監視設備、風力渦輪機監視方法、風力渦輪機監視程序、和存儲介質，用于監視由于風力渦輪發電機中的電子部件和裝置的熱量、振動等引起的疲勞壽命狀態。

背景技術

在現有技術中，存在一種PTL 1和PTL 2中提出的設備，作為用于監視風力渦輪發電機(在下文中，稱為風力渦輪機)的狀態的設備。PTL 1中提出的設備是風力渦輪機監視設備，其自動地執行風力渦輪機狀態監視并且還根據適當的參考定量地執行狀態評估。PTL 2中提出的設備是狀態監視系統，其通過使用在診斷之前收集的數據來生成風力渦輪機中提供的裝置的異常的閾值，并且然后基于在診斷期間收集的數據和所生成的閾值來執行診斷。

如NPL 1所示，在設計風力渦輪機時，考慮了用于檢查針對由陣風、渦輪機故障以及其他惡劣風況和/或渦輪機狀態導致的最大負載(50年再現周期)的安全性的極端負載評估，以及用于檢查針對在其設計壽命中渦輪機將經歷的疲勞負載的安全性的疲勞負載評估。雖然設計標準評估由于陣風的特定形狀而作用于風力渦輪機的極端負載，但是該標準沒有描述用于定量地評估頻繁發生的并且經常在多山的地形中被觀察的獨特的陣風的影響的方法。

此外，根據NPL 1中描述的標準，極端風速和湍流強度用于地點處的風況評價。通過將風速的標準偏差除以平均風速來獲得湍流強度，并且該湍流強度指示風的擾動的程度。15m/s的湍流強度被假設為地點處的參考湍流強度，被認為是用于地點風況評價的準則之一，并且在地點處的參考湍流強度超過設計的湍流強度的情況下，風力渦輪不適用于地點風況。

然而，湍流強度僅是表示風變化特性的指標之一，并且根據變化的周期和模式而對風力渦輪機具有不同的影響。

由于間歇地發生由地形或天氣引起的陣風，特別是陣風趨于不被反映為在湍流強度上的增加。然而，陣風可能會對風力渦輪機造成嚴重損壞。

引用列表

專利文獻

PTL 1：JP-A-2009-243428

PTL 2：JP-A-2016-8536

非專利文獻

NPL 1：2010年的IEC61400-01、GL2003、用于風力渦輪機支撐結構和基礎設施的設計規范和評論(A Design Code and Commentary for Wind Turbine Support Structuresand Foundations)

發明內容

發明解決的技術問題

用于監視風力渦輪機的狀態的現有技術的設備是用于通過使用基于測量數據創建的特征值來監測風力渦輪機的狀態的車監視設備，該測量數據通過如專利文獻1提出的、風力渦輪機處安裝的多個傳感器得以測量，并且該設備提取診斷所需的數據集合并且根據預定義確定標準自動地診斷狀態。

然而，由于風力渦輪機中的裝置的損壞程度強烈地取決于風速和運行歷史，因此難以基于部分提取的數據進行確定。此外，需要相同類型的裝置的運行記錄，以便用預定義的確定標準來診斷狀態，并且確定的精度取決于該運行記錄。