[发明专利]用于操作风力涡轮的系统和方法

权利要求书

1.一种用于操作风力涡轮的方法，所述方法包括：

利用控制器从至少一个源接收多个数据输入，所述多个数据输入表示所述风力涡轮的构件的多个监测属性；

利用所述控制器使用所述多个监测属性来确定关于所述构件的综合风险指数，所述风险指数限定与所述构件的标称行为的偏差；

利用所述控制器预测在所限定的多个构件周期内的从所述综合风险指数发展的潜在风险指数范围，其中每个潜在风险指数与损坏潜势相关；

利用所述控制器基于所述损坏潜势和寿命终止损坏阈值来确定剩余使用寿命分布；以及

如果所述剩余使用寿命分布低于停机阈值，使所述风力涡轮停机或空转。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，接收所述多个数据输入还包括：

利用所述控制器从至少一个传感器接收多个时间序列数据输入，所述至少一个传感器配置成在操作期间监测所述构件。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，确定关于所述构件的综合风险指数还包括：

利用所述控制器向下选择所述多个时间序列数据输入以建立所述多个监测属性；

利用所述控制器将上常态界限和下常态界限应用于所述多个监测属性中的每个，所述上常态界限和所述下常态界限限定与健康构件的基线一致的数据输入范围，所述上常态界限和所述下常态界限基于历史机组涡轮数据集；

利用所述控制器检测所述监测属性中的至少一个与由所述常态界限所限定的范围的偏差；

利用所述控制器限定关于所述多个监测属性中的每个的预测误差，其中所述预测误差反映相应监测属性与相应常态界限的偏差量；

利用所述控制器对关于所述多个监测属性中的每个的预测误差进行平方；以及

利用所述控制器对关于所述多个监测属性中的每个的平方预测误差求和，以便计算关于所述构件的综合风险指数，其中非零值指示在关于所述构件的常态界限外的操作。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

限定风险指数阈值，其中限定所述风险指数阈值使早期故障检测与错误警报的可能性平衡；以及

在预测所述潜在风险指数范围之前，检测所述风险指数阈值由关于所述构件的综合风险指数所越过。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，预测所述潜在风险指数范围还包括：

在所限定的多个构件周期内为多个风力涡轮中的每者从历史机组涡轮数据集选择历史风险指数数据集；

利用所述控制器确定在所述限定的多个构件周期内的平均机组风险指数；

利用所述控制器确定关于所述多个风力涡轮中的每个的历史风险指数数据集相对于所述平均机组风险指数的协方差；

利用所述控制器对关于所述构件的潜在风险指数范围建模；

利用所述控制器确定关于所述构件的最佳拟合风险指数级数；以及

利用所述控制器确定关于所述潜在风险指数范围的置信带。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，当关于所述多个风力涡轮中的每个的风险指数越过预定阈值时，将所述限定的多个构件周期设置成零。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

利用所述控制器经由损坏与风险指数的相关性将所述潜在风险指数范围转换为所述损坏潜势，其中所述损坏与风险指数的相关性通过对历史机组涡轮故障数据集执行回归来确定，其中所述历史机组涡轮故障数据集描绘由检查给定的损坏值以及在检查时关于所述构件的所记录的风险指数。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，确定所述剩余使用寿命分布还包括：

基于其中所述构件的故障或对所述风力涡轮的二次损坏的可能性超过可接受限度的损坏水平来建立所述寿命终止损坏阈值；

利用所述控制器确定对达到关于采样的每个样本的所述寿命终止损坏阈值所需要的预测周期数；以及

利用所述控制器组合关于每个样本的所确定的预测周期数，以便产生在上置信区间与下置信区间之间的剩余使用寿命分布。