[发明专利]风力涡轮机的状态监测方法和系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种风力涡轮机的状态监测方法，以及由此 得到的风力涡轮机状态监测系统。

背景技术

为了检测风力涡轮机运行过程中的异常并基于所检测到 的异常触发报警状态，现有技术中的风力涡轮机监测系统获取各种各 样的测量值并对因此而获得的这些值进行评估，以确定预定的报警条 件是否得到满足。

欧洲专利说明书EP1531376B1中提出的系统在预定的风 力涡轮机操作变量位于一定的预定操作范围内时开始采集输入测量 值，所述操作变量从风力涡轮机的控制系统接收。这种在发生预定条 件时进行的数据采集经常被描述为触发采集或触发测量。

然而，当满足了预定的触发条件之后开始数据采集时， 数据采集会在预期的采集时间内受到变得不稳定的进入数据的不利影 响。所采集数据值的这种不稳定性可能与风力涡轮机操作参数的突然 改变有关。上面提到的欧洲专利说明书中提出的系统检测任一测得操 作变量是否在整个信号采集过程中变化超出了预定的上限或下限，并 且，如果是这样，则其中断采集且丢弃所采集的数据。之后的结果是 一旦触发条件再次满足该采集程序便必须再次开始，并且进一步的结 果是，珍贵的信息会因为丢弃所记录的数据而丢失。

美国专利申请公报US2003/0200014A1讨论了对取决于被 监测设备的操作参数的不同报警阈值的需求。关于风力涡轮机的类似 论文刊载在Orbit2004的第21-27页。

发明内容

因此，本发明的一个目的在于提供一种风力涡轮机的状 态监测方法以及由此得到的风力涡轮状态监测系统，该方法避免输入 数据的遗失，该方法即便在发生不稳定输入数据的短暂时间间隔的情 况下也可以被用于有效状态监测。

该目的通过如下技术方案实现。

本发明提供了一种风力涡轮机的状态监测方法，该方法 包括如下步骤：

-采集待评估测量数据和运行状态参数；

-从所采集的运行状态参数中选择运行状态参数的子 集；

-基于所选择的运行状态参数的子集计算出一组n个表 征矩(characterizing moment)；

-提供有限的n维空间，n维中的每一维代表一个表征矩 的可能值，该n维空间被再分为多个分区(bin)，其中每个分区代表 由n个一维间隔限定的n维间隔，n个一维间隔中的每个代表该n维中 的一个的间隔，并且其中每个分区定义了上述一组n个表征矩的可接 受范围；

-确定计算出的所述一组表征矩是否属于分区中的一 个；

-如果检测到所述一组表征矩属于分区中的一个，则接 受所述一组表征矩和(通常是处理过的)测量数据。此外，可以提供 用于每个分区的至少一个指数，并且用所述分区的指数来标记所采集 的测量数据和表征矩，其中上述分区是被接受的一组表征矩所属的分 区。

通过计算操作状态参数的子集的表征矩，以及通过接下 来确定计算出的表征矩是否与任何一个分区(也就是分区中的单独一 个)相匹配，得以确立的是，即便当操作参数经历快速变化时，从各 种传感器采集的数据依然能够被使用，只要它们可以与表征矩相关联 且因此被分配至它们各自的分区中。这样一来，在采用本发明方法的 情况下，能够避免丢弃已用于状态监测的被采集数据，且所有与正确 的分区匹配的数据的确被用在状态监测中。

这种方案的另一个技术效果为所采集的测量数据不必在 时间上相关联，而是可以源自不同的测量时间。在采用本发明的方法 (和系统)的情况下，所需要仅仅是与所采集的测量数据相关的表征 矩与相同的分区相匹配。

因此，本发明的方法能够使用任意一组有效的采集测量 数据，其可以选自连续采集的测量数据。一旦所采集的一组测量数据 的数值与(任意)单个分区相匹配，则所述数据就可以被进一步用于 评估和产生警报。珍贵数据的丢弃变得不必要。

本发明可以按照如前所述方法的方式进行实施和/或如 具体实施方式中给出的方式来实施。

例如，一旦确定所述表征矩不属于分区中的一个，则确 定计算出的一组表征矩是否属于分区中的一个的步骤将在之后的时间 点被再次执行，也就是说使用基于后面选择的运行状态参数的子集的 表征矩。因此，得以确立的是，监测总是基于良好的数据组，并且一 旦有效数据临时缺失则系统将自动重试采集合适的数据组。