[发明专利]用以调节风轮机中部件警报水平的方法和系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种用以调节风轮机中部件警报水平的方法，以及一种用以执行此方法的系统。更特别地，本发明涉及一种用以调节风轮机中部件警报水平以降低错误警报几率的方法。

背景技术

在风轮机的状态监控系统中，通常测量许多与风轮机有关的参数。这些参数中的一些可能涉及风轮机的一个或多个部件例如齿轮系统、齿轮系统的一部分、轴承、发电机、驱动轴等的健康状态。这些参数可以包括部件的温度、载荷、应力或应变。测量和分析这些参数会使操作者发现部件到达可能损坏的状态的时间。

当这些参数的其中一个超过某一特定数值时，警报被触发，并且需安排在役检查以检查该部件。如果超过即触发警报的数值为该部件的预定警报水平。根据该警报水平，在某一特定时间内安排检查，以使所检查的部件在其真正失效前被维修或替换。

因此，以使警报水平真实反映部件预期失效的时间的方式来定义警报水平是至关重要的。如果警报水平定义得太高，可能只有当部件很快就要失效的时候警报才会被触发。因此，在部件失效前可能不能及时安排检查，导致风轮机被停机。在部件损坏和安排维修之间的周期内，在安排检查或维修之前部件损坏或失效可能会造成电量以及因此带来的收入/利润的损失。部件在定期维修之前损坏可能还需要进行计划外的维修，造成额外费用。如果警报水平定义得太低，警报可能触发得太早，导致不必要的检查。这也导致额外费用。这两种情况都会导致维修费用增加，因此增加了能量成本。

在多数系统中，警报水平是根据其它类似部件的历史数据预先定义的。一旦了定义风轮机中部件的警报水平，对于风轮机的寿命来说它们就固定了。然而，相同类型的风轮机可能在具有不同气候的世界上的不同区域运行。另外，具有相同工作平台的不同风轮机的特征和性能可能也会由于其它因素，例如工作时间、不同供应商的不同部件等，而改变。因此，对风轮机中部件定义的最初的警报水平可能不能反映风轮机的整个寿命当中各个部件的真实健康状态。

因此，希望具有一种更精确的方式来定义和调整风轮机中部件的警报水平。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种用以调节风轮机中部件警报水平的方法和系统。

根据本发明的第一方面，一种用以调节风轮机中部件警报水平的方法被提供了。所述方法包括：

-定义与风轮机内该部件的运行参数相对应的警报水平；

-监控该部件的运行参数；

-确定该运行参数是否超过该警报水平，因而触发警报；

-当警报被触发时，检查该部件，确定该警报水平是否与部件预定的剩余使用寿命相对应；

-根据对部件的检查调节该警报水平。

在本文中，术语“风轮机”被解释为是指从风中提取能量并将其转换为电能的结构。当代的风轮机通常包括可旋转地支撑机舱的塔架结构。机舱携带有轴毂，轴毂具有被附接到其上面的一组转子叶片。机舱的内部部分包含能量转换设备，例如包括齿轮装置的驱动链和发电机，发电机被电连接到电力网络上。

术语“剩余使用寿命”或RUL被解释为是指该在部件损坏前平均流逝的时间，假定风轮机在当前工况下连续工作。术语部件的“运行参数”是指部件或与部件有关的物理特征，包括但不仅限于温度、振动、应力、应变等。

风轮机工作之前，针对风轮机内的部件定义该部件某一运行参数的一个或多个警报水平。在风轮机工作期间，监控该部件的该运行参数。当该运行参数超过定义的警报水平时，警报被触发。超过所定义的警报水平的部件的运行参数的示例包括超过某一特定阈值的温度，部件的应变、应力或者振动水平太高，信号振幅会有很大变化等。

每个警报水平还与该部件的预期RUL相对应。这意味着根据特定的警报水平中哪个警报被触发，可以预料该部件可能损坏的时间。因此，需要在该部件损坏之前，也就是在部件的预期RUL内，安排对该部件的检查。

部件的检查就是确定该部件的健康状态，和确定应该采取什么合适的行动。术语“健康状态”是指指示该部件是否在工作和多大程度上在工作的状态。因此，部件的健康状态可以指示该部件是否可能在不久的将来就要损坏，和/或是不是可能要发生故障和/或错误。健康状态还可以指示目前的工作设置对该部件是否合适。与部件健康状态有关的数据可以包括但不仅限于部件或部件邻近的温度、部件的振动、部件的应力、部件的应变和/或部件的载荷。

当确定了该部件的健康状态时，就可以决定该部件是否需要修补或替换了。检查可以通过派遣技术人员到风轮机上手动进行，或者可以通过分析从置于部件上或部件邻近的传感器得到的读数而自动进行。