[发明专利]用于基于模型的风力涡轮机诊断的系统和方法

说明书

本发明公开了用于为风力涡轮发电机提供基于模型的诊断和分析的系统和方法。该方法包括：获得一个或多个风力涡轮机的设计数据，该设计数据包括以下各项中的一者或组合：故障模式与效果分析(FMEA)；用于机械系统、电气系统、液压系统和气动系统的图/示意图；软件逻辑图；界面控制图；部件故障率；网表；故障代码；故障诊断手册；和/或部件成本；以及通过以下方式基于该设计数据来生成风力涡轮机模型：基于该FMEA、该部件故障率和/或该部件成本来生成关系模型；基于用于机械系统、电气系统、液压系统和气动系统的图/示意图、软件逻辑图和/或ICD来生成子系统模型；以及在逻辑上集成该子系统模型和该关系模型以形成风力涡轮机模型。

技术领域

本公开的各种实施方案整体涉及风力涡轮机诊断和分析的领域，并且更具体地涉及用于为风力涡轮发电机提供基于模型的诊断和分析的系统和方法。

背景技术

风力涡轮机(有时称为“风力涡轮发电机”或“WTG”)一般由复杂且集成的电子控件、传感器、致动系统和电源管理系统自动操作。因此，在风力涡轮机系统内发生的数千种故障模式常常导致风力涡轮机无法操作或能力降低。为了在发生故障时检测和识别故障模式，在风力涡轮机中结合有特殊的传感器以及内置的测试和诊断特征。

然而，在风力涡轮机中结合有传感器并且设计有诊断特征可能会带来许多挑战。例如，风力涡轮机诊断设计可具有可能与多个实例重叠的故障模式到征兆关系，并且跨扩展的风力涡轮机系统具有级联效应。在故障模式故障诊断过程期间，重叠关系和级联效应可能会导致显著的模糊性。在针对风力涡轮机故障模式进行故障诊断时遇到的模糊性可能会增加时间消耗，并且导致不准确且低效的纠正措施。另外，风力涡轮机诊断设计可跨越多个不同的设计人工制品。因此，常规风力涡轮机诊断设计使得风力涡轮机工程师难以对故障模式进行一致性和准确性的评估和追踪。此外，可向风力涡轮机诊断设计引入错误和间隙，这增加了风力涡轮机现场技术人员执行故障诊断的时间消耗和不准确性。

本公开涉及克服上文所述的挑战中的一者或多者。本发明提供的背景技术描述是为了大致给出本公开的背景。除非本发明另外指明，否则本部分中描述的材料不是本专利申请的权利要求书的现有技术，并且不会因为包括在本部分中而被承认为现有技术或现有技术的建议。

发明内容

根据本公开的某些方面，公开了用于为风力涡轮发电机提供基于模型的诊断和分析的系统和方法。

在一个实施方案中，公开了一种用于生成用于风力涡轮机诊断的模型的方法。该方法可包括：获得一个或多个风力涡轮机的设计数据，该设计数据包括以下各项中的一者或组合：(1)故障模式与效果分析(FMEA)；(2)用于机械系统、电气系统、液压系统和气动系统的图/示意图；(3)软件逻辑图；(4)界面控制图(ICD)；(5)部件故障率；(6)网表；(7)故障代码；(8)故障诊断手册；和/或(9)部件成本；以及基于设计数据生成风力涡轮机模型，其中生成风力涡轮机模型包括：基于FAME、部件故障率和/或部件成本来生成关系模型；基于用于机械系统、电气系统、液压系统和气动系统的图/示意图、软件逻辑图和/或ICD来生成子系统模型；以及在逻辑上集成子系统模型和关系模型以形成风力涡轮机模型。

根据另一个实施方案，公开了一种用于风力涡轮机诊断的方法。该方法可包括：获得风力涡轮机模型；从一个或多个风力涡轮机接收实时数据；使用风力涡轮机模型执行诊断推理程序，以基于实时数据检测故障状况；基于检测到的故障状况，生成解决方案信息；将解决方案信息传输到维护实体；以及发起学习循环过程以基于实时数据和解决方案信息来更新风力涡轮机模型。

根据另一个实施方案，公开了一种用于对风力涡轮机进行工程分析的方法，该方法包括：获得风力涡轮机模型；接收设计请求；响应于包括编译请求的设计请求，基于风力涡轮机模型和报告书来识别设计冲突和错误(如果有的话)；响应于包括追踪请求的设计请求，基于风力涡轮机模型和报告书来识别追踪关系；响应于包括对改变的验证请求的设计请求，基于风力涡轮机模型和报告书来识别改变的设计冲突(如果有的话)；以及响应于包括工程数据请求的设计请求，基于风力涡轮机模型和报告书来生成工程内容。