[发明专利]用于测试桨距系统故障的桨距控制系统

说明书

技术领域

本发明涉及用于操纵风力涡轮发电机转子叶片的叶片桨距(blade pitch)的桨距控制系统。特别地，本发明涉及对叶片桨距系统的操作信号 进行测试，以便检测桨距系统故障。

背景技术

用于调节运行过程中转子叶片桨距的桨距系统是风力涡轮发电机的一 个基本运行部件。变桨距轴承(pitch bearing)是桨距系统的重要元件。

桨距系统在使用过程中会遇到故障，这样的故障可涉及轴承故障或其 它桨距系统部件的故障。

例如，轴承的损坏可由桨距系统机械部件的腐蚀、磨损、缺乏润滑、 损坏的变桨距轴承的疲劳的损坏等引起。损坏的轴承增加了对于涡轮机上 的负载来说非常严酷的叶片桨距阻滞的危险。另外，轴承交货时间典型地 非常长，损坏的轴承因此可导致长的、不希望的停工时间。

因此，对风力涡轮发电机的桨距系统进行测试是非常重要的。

发明内容

本发明寻求提供一种对风力涡轮发电机的桨距系统的状况进行评估的 改进的方法。

可以看出，应对上述方面的本发明的一个目的在于改进桨距系统的故 障检测。

优选为，本发明减轻、缓和或消除了与桨距系统故障检测有关的一个 或一个以上的问题。

根据本发明第一实施形态，提供了一种运行桨距控制系统的运转方法， 其用于具有两个或两个以上的转子叶片的风力涡轮发电机，所述两个或两 个以上的转子叶片包含用于操纵叶片桨距的叶片桨距系统，该方法包含：

-将指令信号施加到叶片桨距系统，所述指令信号代表希望的桨距系统 动作，并从所述叶片桨距系统接收响应信号，所述响应信号代表响应于所 述指令信号以及希望的桨距系统动作所得到的实际桨距系统动作；以及

-将来自叶片桨距系统的响应信号或其衍生值(derivative)与参考量 (reference)进行比较。

本发明一般涉及具有两个或两个以上的转子叶片的风力涡轮发电机， 然而，典型地，涡轮机包含三个转子叶片。

所述桨距控制系统可为风力涡轮发电机的一般电子控制系统的一部 分，例如一般电子控制系统的专用模块或提供变桨距调节控制的其它装置。 在实施例中，这样的模块可向桨距控制系统提供桨距系统测试或桨距系统 状况监视的功能。

通过向叶片桨距系统施加指令信号--也称为桨距要求--来控制转 子叶片的变桨距，以便根据希望的动作来操纵桨距系统。指令信号典型地 采用要求桨距角和变桨距速度的形式。在施加指令信号之后或与之同时地， 所述桨距控制系统还从叶片桨距系统接收响应信号，该信号指示响应于指 令信号和希望的桨距系统动作而获得的桨距响应。桨距响应可以为实际桨 距动作的检测，例如，借助传感器进行的实际桨距角以及变桨距速度的检 测。

所述参考量可采用适合与响应信号或响应信号衍生值进行比较的任意 形式。所述参考量可采用参考值的形式、阈值的形式、范围的形式、参考 信号的形式，等等。

在一有利实施例中，如果检测到响应信号和参考量之间的差大于预设 标准，则产生指示桨距系统故障的信号。桨距系统故障可导致桨距系统的 特性偏离期望特性或正常特性。例如，这可反映为桨距系统相对于所施加 的指令信号产生的延迟的响应、不均匀的(uneven)响应、或任何其它不 期望的响应。桨距系统故障可显示出变桨距轴承故障，然而，桨距系统的 其它故障也可反映在桨距系统故障中，例如，密封泄漏或其它机械故障。 桨距系统故障可直接反映在响应信号中，在实施例中，可利用直接从叶片 桨距系统得到的响应信号来完成所述检测。然而，响应信号与参考量之间 的比较可有利地基于或根据响应信号的衍生函数式完成。在一实施例中， 所述衍生函数式可基于响应信号和指令信号之间的差异信号。通过使用差 异信号，能得到桨距系统故障的更为清楚的指示。差异信号可以是指示时 间上的差的信号，即指示实际桨距落后于所要求桨距的时间的信号。差异 信号也可以是指示加速度的信号，即指示实际桨距多快地适应于所要求桨 距的信号。差异信号还可以是指示以度为单位的差的信号，即指示实际桨 距落后于所要求桨距多少度的信号。还可以使用其它类型的差异信号。