專利名稱：監(jiān)測風(fēng)力發(fā)電裝置的轉(zhuǎn)子葉片的負(fù)荷的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種方法，該方法用于在風(fēng)力發(fā)電裝置運(yùn)行期間借助 在至少一個轉(zhuǎn)子葉片上的加速度測量儀來監(jiān)測風(fēng)力發(fā)電裝置的轉(zhuǎn)子葉
片的負(fù)荷，并且由采集的加速度信號對用以評定轉(zhuǎn)子葉片的負(fù)荷的評 估量值進(jìn)行確定。
背景技術(shù)：
轉(zhuǎn)子葉片屬于風(fēng)力發(fā)電裝置負(fù)荷最高的組件。為了使風(fēng)力發(fā)電裝 置能夠經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，轉(zhuǎn)子葉片應(yīng)該在多年連續(xù)運(yùn)行情況中經(jīng)受住極大的 離心力、氣流和風(fēng)暴、湍流、太陽輻射、極端溫差以及結(jié)冰情況的考 驗。
因此轉(zhuǎn)子葉片也屬于具有最高故障率的組件。轉(zhuǎn)子葉片的修理和 目前大部分采用轉(zhuǎn)子葉片的更換會非常增加成本并且導(dǎo)致大量損失收 益時間?；谶@個原因需要提早識別在轉(zhuǎn)子葉片不同組件上的損傷， 尤其是在轉(zhuǎn)子葉片的氣體動力學(xué)外殼內(nèi)和轉(zhuǎn)子葉片內(nèi)部的支承轉(zhuǎn)子葉 片組件上的損傷。
損傷事件的通告對于抵御侵害和預(yù)防性的維護(hù)來說是重要的信 息。然而要達(dá)到的目的是識別和消除損傷事件的可能的成因。為此， 首先考慮動態(tài)超負(fù)荷，其由于強(qiáng)的風(fēng)情變化或者湍流以及強(qiáng)風(fēng)產(chǎn)生， 并且由此這導(dǎo)致轉(zhuǎn)子葉片被負(fù)荷超出設(shè)計的負(fù)荷大小并由此被損傷。 動態(tài)負(fù)荷是具有較高變化速度的交變負(fù)荷，因此是轉(zhuǎn)子葉片損傷的一 個主要原因。
如果轉(zhuǎn)子葉片的空氣動力性不同或者相互不協(xié)調(diào)，例如對于一個葉片的槳距調(diào)節(jié)是不合適的，就可能出現(xiàn)動態(tài)超負(fù)荷。
因此，這種狀況一定要避免。通常情況是轉(zhuǎn)子葉片的槳距調(diào)節(jié)或 者說在所謂的失速調(diào)節(jié)型設(shè)備情況下(其中轉(zhuǎn)子葉片具有固定的在其 安裝時預(yù)定的角度設(shè)定)，轉(zhuǎn)子葉片的基本設(shè)定負(fù)責(zé)校正所述事件或 類似事件，以使得不會出現(xiàn)超負(fù)荷。
因此，確認(rèn)動態(tài)超負(fù)荷是重要的，以便識別并且消除現(xiàn)有的調(diào)節(jié) 誤差或者根據(jù)對動態(tài)超負(fù)荷的認(rèn)識優(yōu)化槳距調(diào)節(jié)。同樣可以檢驗和匹 配失速調(diào)節(jié)型風(fēng)力發(fā)電裝置的基本設(shè)定。
到目前為止已經(jīng)公開了這樣一些方法和裝置，其中，借助應(yīng)變計 和作用相同的玻璃纖維系統(tǒng)測量轉(zhuǎn)子葉片內(nèi)的確定位置上的伸長，以 便由此獲取和評估各一個完整轉(zhuǎn)子葉片的負(fù)荷狀態(tài)。在此測得的負(fù)荷 狀態(tài)從一開始就不是交變負(fù)荷而僅是具有低變化速度的準(zhǔn)靜態(tài)負(fù)荷。 然而應(yīng)變計在長期使用中存在問題，并且很難以保持同樣定位的方式 更換它。而借助玻璃纖維測量伸長十分昂貴，并且因為過高的伸長使 得玻璃纖維在破壞后不能修補(bǔ)。
在轉(zhuǎn)子葉片中借助加速度傳感器測量加速度是有利的，例如在專 利EP 1 075 600中所描述的那樣。借助加速度值基本上已經(jīng)得到關(guān)于負(fù)
荷的情況說明，此外加速度傳感器相對廉價和耐用并且損傷時可無問 題地更換它。
在DE 100 65 314 Al中，對于預(yù)防性的維護(hù)進(jìn)行了對轉(zhuǎn)子葉片的損 傷類型的更精確的確定。此外根據(jù)諧振頻率和固有頻率(其在轉(zhuǎn)子葉 片內(nèi)借助振蕩激勵器生成)的確定和其與提供的、表明限定的損傷狀 態(tài)的特征的參考頻譜的比較，來確定單個轉(zhuǎn)子葉片的不同的、甚至不 重要的損傷。然而在此證實(shí)了如下缺點(diǎn)，即損傷性的事件被當(dāng)作為單 一事件，基于頻繁出現(xiàn)的本身不重要的事件所導(dǎo)致的轉(zhuǎn)子葉片材料老化僅在該事件導(dǎo)致?lián)p傷時才會被考慮。因此，本發(fā)明的任務(wù)在于給出
一種方法，借助該方法差分地(differenziert)獲取動態(tài)的、甚至不重 要的負(fù)荷狀態(tài)，并且為進(jìn)行評估可以將所述負(fù)荷狀態(tài)以適當(dāng)?shù)男问浇M 合，以便盡可能在轉(zhuǎn)子葉片出現(xiàn)損傷之前，對風(fēng)力發(fā)電裝置的運(yùn)行方 式施加影響，尤其是，不僅與全部所有轉(zhuǎn)子葉片有關(guān)而且與單個轉(zhuǎn)子 葉片有關(guān)地，對失速調(diào)節(jié)型轉(zhuǎn)子葉片的槳距控制或者說角度設(shè)定的設(shè) 計施加影響。

發(fā)明內(nèi)容
該任務(wù)通過具有權(quán)利要求l的特征的方法解決。
根據(jù)本發(fā)明的方法不僅可以確定絕對的、極限值性的情況說明， 也可以確定在轉(zhuǎn)子葉片上出現(xiàn)動態(tài)負(fù)荷狀態(tài)的概率，在這里，對于更 低概率的、但是對其自身來說更重要的動態(tài)負(fù)荷狀態(tài)的識別是主要考
慮的內(nèi)容。通過對短時間的單個事件進(jìn)行連續(xù)記錄和評估獲得這種狀 態(tài)的極限值性的積累。
這種認(rèn)識不僅可以個別地從各個轉(zhuǎn)子葉片獲得，從所述認(rèn)識出發(fā) 又可以推斷關(guān)于單個轉(zhuǎn)子葉片的基本設(shè)定或者槳距角的可能的錯誤調(diào) 節(jié)。而且該方法還使得對風(fēng)力發(fā)電裝置的所有轉(zhuǎn)子葉片的情況說明成 為可能，例如借助與所有轉(zhuǎn)子葉片的槳距角設(shè)定或者基本設(shè)定的相符 合相關(guān)地對出現(xiàn)在單個轉(zhuǎn)子葉片上的負(fù)荷進(jìn)行的比較。例如可以使用 比較分析來評估槳距調(diào)節(jié)的功能作用。
一方面可以直接從較高模式的固有頻率的加速度幅度中推斷出動 態(tài)超負(fù)荷，另一方面也可以直接從加速度時間信號中推斷出動態(tài)超負(fù) 荷。表現(xiàn)超負(fù)荷的所謂的撞擊在加速度時間信號中例如作為尖脈沖的 集合示出，并且所謂的撞擊可以通過由此推斷出的表明特征的值而被 引入評估中。將所記錄的負(fù)荷和概率與表明正常運(yùn)行特征的分布(Verteilung) 進(jìn)行比較，來實(shí)現(xiàn)所記錄的負(fù)荷和概率的評估，所述分布是在風(fēng)力發(fā) 電裝置上在無故障運(yùn)行期間所采集的。
因為除了沿撞擊方向和擺動方向的主負(fù)荷方向之外，在其它的振 蕩方向(例如扭轉(zhuǎn)振蕩)上也出現(xiàn)負(fù)荷，因此以不同的且可評估的方 式提供這些負(fù)荷是更加有利的。
利用該方法采集的負(fù)荷狀態(tài)的概率分布示出對于通常與運(yùn)行相關(guān)
的負(fù)荷值的特別高的概率，該負(fù)荷值由于驅(qū)動風(fēng)力發(fā)電裝置的風(fēng)而產(chǎn)
生，而結(jié)構(gòu)性設(shè)計的實(shí)現(xiàn)是針對該負(fù)荷值的。在概率分布中的其它峰
值指代其他始終反復(fù)出現(xiàn)的負(fù)荷值。它們中的哪些以何種概率導(dǎo)致極
限負(fù)荷(所述極限負(fù)荷要求將對風(fēng)力發(fā)電裝置的運(yùn)行、調(diào)節(jié)的改變、 尤其是槳距調(diào)節(jié)或者維護(hù)的改變施加影響)，這可以根據(jù)參考觀測、
根據(jù)模擬和/或?qū)⒏鶕?jù)本發(fā)明的監(jiān)測方法與下面這些方法相結(jié)合來實(shí) 現(xiàn)，在這些方法中如DE 100 65 314 Al所描述的，根據(jù)振蕩行為的改變
推斷出轉(zhuǎn)子葉片特性的改變以及出現(xiàn)損傷的類型及其位置。
結(jié)合該方法是有利的，這是因為該方法同樣進(jìn)行對在轉(zhuǎn)子葉片上 的加速度的測量，從而針對根據(jù)本發(fā)明的方法可以同時應(yīng)用轉(zhuǎn)子葉片 的測量系統(tǒng)。
轉(zhuǎn)子葉片生產(chǎn)商給定的極限值在評估出現(xiàn)的負(fù)荷的概率時是有特 別意義的，該極限值基于材料特性以及各個組件之間的連接方式和可 靠性。該值始終這樣衡量即單個的、少的超過尚不引發(fā)在轉(zhuǎn)子葉片 上的損傷。然而，借助根據(jù)本發(fā)明的方法將會記錄和評估對生產(chǎn)商極 限值的更頻繁的超過，從而可以確定在組件中或者其連接部分中的損 傷性的材料老化。
基于具有不同的、彼此相近似的負(fù)荷值的、完全不同地出現(xiàn)的負(fù)荷有利的是，將負(fù)荷值的范圍歸納為負(fù)荷等級，并確定被分配給各個 等級的負(fù)荷的出現(xiàn)概率。
負(fù)荷值例如可以由轉(zhuǎn)子葉片的一個或者多個限定的固有頻率，例 如第一撞擊頻率和擺動頻率，的幅度確定。為該目的，由借助加速度 傳感器接收的與時間相關(guān)的信號，借助快速傅里葉變換來確定頻率幅 度譜(Fr叫職z-Amplituden-Spektr畫)。例如可以借助DE 100 65 314 Al 描述的方法和對應(yīng)的裝置來生成和測量信號以及對信號評估，以確定 頻率幅度譜，在此應(yīng)該明確地參考該專利的內(nèi)容。
與上述對離散負(fù)荷值的概率分布或者負(fù)荷等級的概率分布的確定 相應(yīng)地，也可以直接將基于負(fù)荷的確定得出的加速度幅度值或者相應(yīng) 形成的加速度幅度等級應(yīng)用于根據(jù)本發(fā)明對轉(zhuǎn)子葉片的監(jiān)測?；谒?選的固有頻率的測得加速度幅度和出現(xiàn)的負(fù)荷之間的直接關(guān)系，將幅 度或者幅度等級的出現(xiàn)概率的一個或者多個極限值限定為極限負(fù)荷是 可行的。
該分布也可以用于確定，槳距調(diào)節(jié)是否正常工作，所述槳距調(diào)節(jié) 與整體相關(guān)且也可以與單個葉片相關(guān)。
在較長時間段上采集的分布示出轉(zhuǎn)子葉片的負(fù)荷歷史，并且能夠 被考慮用于確定損傷原因。


在具有三個轉(zhuǎn)子葉片的風(fēng)力發(fā)電裝置的實(shí)施例中描述了方法和為 此需要的裝置。所屬附圖以
圖l示出風(fēng)力發(fā)電裝置的示意性整體圖； 圖2示出轉(zhuǎn)子葉片的示意性視圖； 圖3示出根據(jù)本發(fā)明的方法的示意性方框圖；以及 圖4示出風(fēng)力發(fā)電裝置的三個轉(zhuǎn)子葉片的相關(guān)負(fù)荷的概率分布，該概率分布被劃分為四個負(fù)荷等級。
具體實(shí)施例方式
圖l示出具有三個轉(zhuǎn)子葉片l的風(fēng)力發(fā)電裝置的整體圖，這些轉(zhuǎn)子 葉片1固定在輪轂2上。輪轂2又過渡入水平支承的軸。軸終止在吊艙3
內(nèi)，吊艙3包括未進(jìn)一步示出的機(jī)械技術(shù)裝置，并且吊艙3可圍繞豎直 的軸線旋轉(zhuǎn)地布置在塔架4的上端部上。
根據(jù)圖2，在所示的實(shí)施例中，在轉(zhuǎn)子葉片l的寬大的自由空氣動 力外殼6的內(nèi)表面上，在轉(zhuǎn)子葉片l的下方的、面對轉(zhuǎn)子葉片底座16的 三分之一處，兩個一維加速度傳感器5固定安裝在轉(zhuǎn)子葉片1的空氣動 力外殼6上，該加速度傳感器5具有彼此不同的加速度方向。在本實(shí)施 例中， 一個加速度傳感器5以X取向以測量平行于空氣動力外殼6的上表 面走向的彎曲振蕩，而一個加速度傳感器5以Z取向以測量垂直于上表 面定向的彎曲振蕩。借此監(jiān)測撞擊方向和擺動方向上的負(fù)荷，并且通 過兩個傳感器信號的組合也可以跟蹤扭轉(zhuǎn)振蕩引發(fā)的負(fù)荷。也可以以 在空間上相互分離的方式布置這兩個加速度傳感器5。作為應(yīng)用兩個加 速度傳感器5的替代方案也可以安裝三個加速度傳感器，即，針對X方 向、Y方向和Z方向分別安裝一個加速度傳感器。
加速度傳感器5通過在轉(zhuǎn)子葉片1內(nèi)走向的電纜10與傳感器供電及 測量值預(yù)處理單元ll連接，傳感器供電及測量值預(yù)處理單元ll位于輪 轂2內(nèi)。風(fēng)力發(fā)電裝置的另外兩個轉(zhuǎn)子葉片分別裝備有另外的加速度傳 感器，這些加速度傳感器同樣通過電纜與傳感器供電及測量值預(yù)處理 單元11連接。
傳感器供電及測量值預(yù)處理單元ll借助無線傳輸方式(例如借助 無線電傳輸)與圖2中未進(jìn)一步示出的評估單元12連接，評估單元12位 于吊艙3內(nèi)或者塔架4的底座內(nèi)，并且通常通過接口15與其它的計算器 21網(wǎng)絡(luò)連接。此外，該裝置包括運(yùn)行數(shù)據(jù)模塊18和氣象模塊17，該裝置同樣未被進(jìn)一步示出并且位于吊艙3內(nèi)、塔架4內(nèi)或者其它適合用于 獲取這些數(shù)據(jù)的位置上。
以下對在運(yùn)行中的風(fēng)力發(fā)電裝置的轉(zhuǎn)子葉片l上的測量進(jìn)行描述。
對于測量所必須的振蕩激勵通過運(yùn)行自身來實(shí)現(xiàn)，以及在此通過 作用到轉(zhuǎn)子葉片l上的風(fēng)來實(shí)現(xiàn)。固定在轉(zhuǎn)子葉片1的空氣動力外殼6上 的傳感器5由于這種持續(xù)的振蕩激勵而提供電模擬信號作為關(guān)于時間 的幅度信號，該幅度信號通過電纜10傳輸至在輪轂2內(nèi)的傳感器供電及
測量值預(yù)處理單元ll。
在同時用作傳感器供電裝置的傳感器供電及測量值預(yù)處理單元ll
內(nèi)實(shí)現(xiàn)信號的數(shù)字化；無線電傳輸至具有中央計算單元13 (圖3)的 評估單元12;以及測量控制，以便保證與傳感器供電及測量值預(yù)處理 單元11和中央計算單元13之間的無線電傳輸無關(guān)的可靠的控制。在中 央計算單元13中借助傅里葉變換由在每個測量周期中在每個轉(zhuǎn)子葉片 l上采集到的時間信號獲得與頻率有關(guān)的加速度值。借助適當(dāng)?shù)姆椒ù_ 定第n個轉(zhuǎn)子葉片l的第一固有頻率并且由此確定該頻率下的加速度幅 度以及由此確定該頻率下的負(fù)荷。
以這種方式從風(fēng)力發(fā)電裝置的其它轉(zhuǎn)子葉片l并行獲得第一固有 頻率情況下與頻率有關(guān)的幅度譜以及由此獲得第一固有頻率情況下的 負(fù)荷。與用于上述不同加速度方向的所述或多個傳感器5相應(yīng)地，對每 個測量周期所確定的負(fù)荷進(jìn)行確定和評估。
在中央處理單元中，將傳感器5的負(fù)荷數(shù)值分配給負(fù)荷等級，該負(fù) 荷數(shù)值由近乎連續(xù)進(jìn)行的測量周期的每個測量周期中獲得。負(fù)荷等級 由負(fù)荷極限值限定(在評定轉(zhuǎn)子葉片狀態(tài)時由經(jīng)驗值獲得該負(fù)荷極限 值)，并且與對風(fēng)力發(fā)電裝置運(yùn)行施加影響的要求和可能性相應(yīng)地來 確定。例如在失速調(diào)節(jié)型風(fēng)力發(fā)電裝置中的等級劃分與槳距可調(diào)節(jié)的設(shè)備的等級劃分不同，并且包含至少一個針對正常動態(tài)負(fù)荷事件的 等級； 一個針對升高但依然允許的動態(tài)負(fù)荷事件的等級；以及各一個 針對要求輸出警告或者說警報的動態(tài)負(fù)荷事件的等級。
每個幅度表示一個負(fù)荷事件，該負(fù)荷事件借助其在負(fù)荷等級中的 分類被評估為重要程度較高或較低。由連續(xù)測量獲得和評估的事件以 與等級有關(guān)的方式累加，以使得通過限定的時間段或者限定的事件數(shù) 量來確定針對各個轉(zhuǎn)子葉片l的每個等級的事件的概率(圖4)。將轉(zhuǎn) 子葉片l的一個等級的事件與該轉(zhuǎn)子葉片l的總事件數(shù)相關(guān)聯(lián)，以便評 估累積的事件對轉(zhuǎn)子葉片1狀態(tài)的影響。
圖4示出風(fēng)力發(fā)電裝置的三個轉(zhuǎn)子葉片1的負(fù)荷事件的各一個概率 分布，其是經(jīng)過一個月來確定的。負(fù)荷值被標(biāo)準(zhǔn)化，以便能夠與其它 的風(fēng)力發(fā)電裝置進(jìn)行比較，以及與先前獲得的經(jīng)驗值進(jìn)行比較，并且
負(fù)荷值表示相對值。將事件的概率與總事件數(shù)ioooo聯(lián)系起來并且借助
連續(xù)的測量平滑地確定該事件的概率。
在圖4中，負(fù)荷等級I表示具有正常負(fù)荷(即在一般氣候條件和運(yùn)
行條件下)的事件。其概率符合期望是最高的。在負(fù)荷等級n中獲取到
的是起因于升高的但依然允許的動態(tài)負(fù)荷的事件。該事件概率低于 負(fù)荷等級I的事件概率。負(fù)荷等級III的事件基于升高的動態(tài)負(fù)荷，在總 事件數(shù)中較少份額的情況下，該負(fù)荷已經(jīng)被評估重要的，并且因而可 能作用于用于保護(hù)風(fēng)力發(fā)電裝置運(yùn)行的措施。這些措施例如可以是有 目的地查找可能的損傷或者是中期維護(hù)計劃或者也可以是修正設(shè)備的 轉(zhuǎn)子葉片l的或者所有轉(zhuǎn)子葉片l的槳距角。與上不同，負(fù)荷等級iv的 事件本身已經(jīng)或者至少就其非常低的概率而言被評定為是如此嚴(yán)重 的，即對設(shè)備運(yùn)行施加直接的影響，例如通過關(guān)斷或者槳距調(diào)節(jié)。這 兩個最后描述的負(fù)荷等級中的事件的所確定的概率，符合期望地總是 明顯低于相應(yīng)鄰近的低負(fù)荷等級的事件的概率。在該實(shí)施例中，三個轉(zhuǎn)子葉片l的概率分布曲線是可以比較的，從 而可以推斷出不存在僅一個葉片的單個損傷，并且所有轉(zhuǎn)子葉片l的槳 距調(diào)節(jié)也處于允許的公差范圍內(nèi)。
基于經(jīng)驗值(其可以作為參考值儲存在評估單元中)將負(fù)荷的限 定數(shù)值范圍的某個確定的概率分配給一種轉(zhuǎn)子葉片狀態(tài)。在達(dá)到或者 超過參考值時，基于所述分配來決定對風(fēng)力發(fā)電裝置的運(yùn)行方式施加 影響或者直接改變運(yùn)行方式。
此外，在超過允許的概率值時，向運(yùn)行決定模塊19傳輸信號(圖3)， 并且產(chǎn)生相應(yīng)的狀態(tài)信息。狀態(tài)信息又被傳送到輸入和輸出單元20， 輸入和輸出單元20是評估單元12的部分且例如包括二進(jìn)制輸出模塊，
通過該輸出模塊可以以冗余的、借助第三方實(shí)現(xiàn)安全的和自身安全的
方式將狀態(tài)信息發(fā)送至設(shè)備控制系統(tǒng)22。測量的數(shù)據(jù)、保存的數(shù)據(jù)和 事件相關(guān)性的數(shù)據(jù)的可視化同樣可以通過輸入和輸出單元20或者通過 備份服務(wù)器21實(shí)現(xiàn)，對此有權(quán)限的用戶可以通過網(wǎng)絡(luò)瀏覽器進(jìn)入備份 服務(wù)器21。
作為獲取負(fù)荷值概率的替代方案，也可以應(yīng)用被測量的關(guān)于時間 的加速度的幅度值來評定單個轉(zhuǎn)子葉片的負(fù)荷和總設(shè)備的負(fù)荷。在此 儲存幅度值，用以進(jìn)行其對具有限定負(fù)荷值的轉(zhuǎn)子葉片的狀態(tài)或者總 設(shè)備的狀態(tài)的評估，所述評估直接借助幅度值進(jìn)行。幅度值直接由關(guān) 于時間的加速度值來確定，并且關(guān)于其出現(xiàn)的概率，以上述方式評估 該幅度值，以便確定在限定時間段中累加的負(fù)荷，以及確定風(fēng)力發(fā)電 裝置的一個或者多個轉(zhuǎn)子葉片的狀態(tài)。為此在測量周期內(nèi)采集的與時 間相關(guān)的加速度值的幅度最大值被確定作為幅度值。關(guān)于幅度值其他 的評估參閱上述實(shí)施方式。
在不同的應(yīng)用中可能需要與結(jié)構(gòu)聲信號(K6rperschallsignal)無關(guān) 地實(shí)施對轉(zhuǎn)子葉片的負(fù)荷的確定，結(jié)構(gòu)聲信號從風(fēng)力發(fā)電裝置的驅(qū)動
12桿傳遞至轉(zhuǎn)子葉片l。在這種情況下，并行于轉(zhuǎn)子葉片l的結(jié)構(gòu)聲測量， 以上述方式借助一個或者最好多個一維傳感器或者多維傳感器5來確 定以及評估。借助該干擾譜修正來自對轉(zhuǎn)子葉片l的測量的頻譜。
另外，在轉(zhuǎn)子葉片l的狀態(tài)測量期間，通過系統(tǒng)自身、氣象模塊17 以及運(yùn)行數(shù)據(jù)模塊18，能夠?qū)?shí)際測量值傳送到中央計算單元13，例
如轉(zhuǎn)子葉片l的溫度、風(fēng)力發(fā)電裝置的功率或者作為另選的如相應(yīng)的轉(zhuǎn) 子葉片l的風(fēng)速和運(yùn)行時長。因此，在一個測量周期的評估中，可以將 某些確定的外部影響或者設(shè)備特有影響分配給限定的負(fù)荷值。
中央計算單元13的測量周期的所獲得的數(shù)據(jù)以一定的固定的周期 并且當(dāng)出現(xiàn)事件時直接地以及借助數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程傳輸經(jīng)由合適的接口15存 儲在與中央計算單元13無關(guān)的備份服務(wù)器21中，備份服務(wù)器21又被整 合到數(shù)據(jù)安全裝置中。附圖標(biāo)記列表
1轉(zhuǎn)子葉片
2輪轂
3吊艙
4塔架
5傳感器、加速度傳感器
6空氣動力外殼
7支板、支架
8運(yùn)動指向
9支承的組件
10電纜
11傳感器供電及測量值預(yù)處理單元
12評估單元
13中央計算單元
14旋轉(zhuǎn)角
15接口
16轉(zhuǎn)子葉片底座
17氣象模塊
18運(yùn)行數(shù)據(jù)模塊
19運(yùn)行決定模塊
20輸入和輸出單元
21附加的計算器、備份服務(wù)器
22設(shè)備控制系統(tǒng)
I、 II、 III、 IV負(fù)荷等級
權(quán)利要求
1. 用于監(jiān)測風(fēng)力發(fā)電裝置轉(zhuǎn)子葉片的負(fù)荷的方法，所述方法借助在風(fēng)力發(fā)電裝置的至少一個轉(zhuǎn)子葉片上的加速度測量儀進(jìn)行監(jiān)測，并且由所采集的加速度信號對所述轉(zhuǎn)子葉片的所述負(fù)荷進(jìn)行確定，其特征在于，在時間信號中加速度被確定為與頻率無關(guān)的量值，或者某些確定的固有頻率的由此確定的加速度幅度被確定為負(fù)荷，并且在某個確定的時間段上確定且評估其強(qiáng)度和各個單個負(fù)荷值出現(xiàn)的概率。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的用于監(jiān)測轉(zhuǎn)子葉片的負(fù)荷的方法，其特征在于，定下預(yù)定的負(fù)荷值的分布或者概率值和極限負(fù)荷，在達(dá)到或 者超過所述預(yù)定的負(fù)荷值的所述分布或者所述概率值和所述極限負(fù)荷 時，作出對所述風(fēng)力發(fā)電裝置的其它運(yùn)行方式的決定。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于監(jiān)測轉(zhuǎn)子葉片的負(fù)荷的方法，其特 征在于，對所述風(fēng)力發(fā)電裝置的所述其它運(yùn)行方式的所述決定涉及對 所述風(fēng)力發(fā)電裝置的關(guān)斷。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于監(jiān)測轉(zhuǎn)子葉片的負(fù)荷的方法，其特 征在于，對所述風(fēng)力發(fā)電裝置的所述其它運(yùn)行方式的所述決定涉及對 槳距調(diào)節(jié)的調(diào)節(jié)算法施加影響。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用于監(jiān)測負(fù)荷的方法，其特征在于， 可能出現(xiàn)的所述負(fù)荷被劃分為負(fù)荷值的一系列的受限的范圍(負(fù)荷等 級)，并且所述負(fù)荷等級的出現(xiàn)的概率被確定，其中，將極限負(fù)荷定 為預(yù)定的負(fù)荷等級的概率值。
6. 根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的用于監(jiān)測負(fù)荷的方法，其特征在 于，所述負(fù)荷是由所述轉(zhuǎn)子葉片的至少一個固有頻率的幅度確定的。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的用于監(jiān)測負(fù)荷的方法，其特征在于，確 定比第一振蕩模式更高的振蕩模式的固有頻率。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的用于監(jiān)測負(fù)荷的方法，其特征在于，所述可能出現(xiàn)的幅度被劃分為幅度值的一系列的受限的范圍(幅度等 級)，并且所述幅度等級的出現(xiàn)的概率被確定，其中，將極限負(fù)荷定 為預(yù)定的幅度等級的概率值。
9. 根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的用于監(jiān)測負(fù)荷的方法，其特征在于，為風(fēng)力發(fā)電裝置的至少兩個轉(zhuǎn)子葉片確定概率分布并且相互比較 所述概率分布。
10. 根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的用于監(jiān)測負(fù)荷的方法，其特征在于，對所述幅度的評估也可以被用于在超過極限值時對所述風(fēng)力 發(fā)電裝置的控制施加影響，例如改變所述槳距，以便減小超負(fù)荷。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種方法，該方法用于借助在風(fēng)力發(fā)電裝置的至少一個轉(zhuǎn)子葉片上的加速度測量儀來監(jiān)測風(fēng)力發(fā)電裝置的轉(zhuǎn)子葉片的負(fù)荷，并且由采集到的加速度信號對轉(zhuǎn)子葉片的負(fù)荷進(jìn)行確定，本發(fā)明的任務(wù)在于提出一種方法，借助該方法差分地獲取動態(tài)的、甚至不重要的負(fù)荷狀態(tài)，并且為進(jìn)行評估可以將該負(fù)荷狀態(tài)以適當(dāng)?shù)男问浇M合，以便盡可能在轉(zhuǎn)子葉片出現(xiàn)損傷之前，對風(fēng)力發(fā)電裝置的運(yùn)行方式施加影響，尤其是，不僅與全部所有轉(zhuǎn)子葉片有關(guān)而且與單個轉(zhuǎn)子葉片有關(guān)地，對失速調(diào)節(jié)型轉(zhuǎn)子葉片的槳距控制或者說角度設(shè)定的設(shè)計施加影響。該問題通過下述方式解決，即在某個確定的時間段上從時間信號的幅度確定負(fù)荷值出現(xiàn)的概率，或者從根據(jù)傅里葉變換獲得的頻譜的所選的固有振蕩的幅度來確定負(fù)荷值出現(xiàn)的概率。
文檔編號G05B23/02GK101460901SQ200780017821
公開日2009年6月17日 申請日期2007年5月15日 優(yōu)先權(quán)日2006年5月15日
發(fā)明者彼得·沃爾克默 申請人:易格斯創(chuàng)新技術(shù)系統(tǒng)有限公司