[发明专利]用于风力涡轮机健康管理的系统和方法

说明书

技术领域

本发明的领域大体涉及风力涡轮机，且更具体而言涉及管理风力涡轮机发电机的运行寿命。 

背景技术

风力涡轮机发电机使用风能来发电，且其在发电的可再生源方面正变得日益更加重要。 

风力涡轮机典型地包括监测风力涡轮机的各种运行参数的装置，例如控制器。控制器可调节各种运行参数，例如风力涡轮机所面向的方向和/或转子叶片的桨距角。另外，控制器可确定置于风力涡轮机上的发电机负载，以在风力涡轮机构件的物理约束内高效地发电。施加在风力涡轮机上的这些应力和负载可导致风力涡轮机故障或失灵，这可阻止风力涡轮机发电。这个故障或失灵可导致风力涡轮机的经营者的收入损失，直到修好或更换了风力涡轮机为止。 

一般来说，风力涡轮机监测系统是反作用式的，因为系统针对表示风力涡轮机中的立即要求进行修理或更换的故障或失灵的异常和/或出错触发来监测风力涡轮机的各种运行参数。其它监测系统可针对诸如振动、温度、机械应力和发电输出的运行参数的显著增大或减小来监测风力涡轮机。这些运行参数可表示风力涡轮机在不久的将来的某个未知时间会接近故障或失灵。这种故障或失灵可需要修理或更换，但是也可表示风力涡轮机的运行参数应当调节成使得风力涡轮机能够继续运行。在必须更换风力涡轮机之前修理或更换风力涡轮机可不必要地增加风力涡轮机发电设施的运行成本。可确定风力涡轮机的故障的更加精确的时间估计值的经营者可在更接近风力涡轮机的运 行寿命结束的时候更换风力涡轮机，以便避免这种过早的修理或更换。另外，这种经营者可减小来自于由风力涡轮机的意外故障或失灵造成的发电容量损失的潜在的收入损失。 

发明内容

在一方面，提供了一种用于在管理至少一个风力涡轮机的运行寿命时使用的控制器。该控制器通信地联接到风力涡轮机和服务器子系统上。控制器构造成以便接收来自风力涡轮机的运行数据，将运行数据传输到服务器子系统，以及将对于对应于风力涡轮机的历史数据的请求传输到服务器子系统。该控制器进一步构造成以便接收来自服务器子系统的响应，其中该响应包括对应于风力涡轮机的历史数据，且构造成以便基于运行数据和历史数据来确定风力涡轮机故障前时间的估计值。运行数据可包括由传感器传输的信号，该信号对应于由传感器测量的风力涡轮机的至少一个运行参数的测量值。运行数据可进一步包括对应于由传感器传输的信号的出错状态，该出错状态表示信号值在预定范围外。历史数据可包括对应于风力涡轮机和预定的可互换的风力涡轮机发电机构件中的至少一个的历史运行数据。在一个实施例中，服务器子系统可将接收到的运行数据存储在存储介质上以用作历史数据。控制器可进一步构造成以便基于估计的故障前时间、运行数据和历史数据中的至少一个来确定风力涡轮机的修理、检修、检查和更换中的至少一个的时间。控制器可联接到用于在输出估计的故障前时间、运行数据和历史数据中的至少一个时使用的至少一个输出装置上。在另一方面，提供了一种用于在管理至少一个风力涡轮机的运行寿命时使用的系统。该系统包括通过通信接口通信地联接到风力涡轮机上的控制器。该控制器构造成以便基于对应于风力涡轮机的运行数据和/或历史数据来确定风力涡轮机故障前时间的估计值。该系统进一步包括通信地联接到控制器上的服务器子系统。该服务器子系统构造成以便从控制器接收对应于风力涡轮机的运行数据，从控制器接 收对于对应于风力涡轮机的历史数据的请求，以及将响应传输到控制器。该响应包括对应于风力涡轮机的历史数据。