专利名称：风力涡轮机自我诊断系统和程序的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于对风力涡轮部件的核查和有效性进行检验的系统和程序，特别是用于风力涡轮机自我诊断的系统和程序。
背景技术：
现代风力涡轮机配备许多收集用于不同目的的数据的多个传感器和系统。例如，在US20020(^9097专利申请中，风厂控制系统的描述基于由每个停放的风力涡轮机的命令和数据收集的控制系统，如已知的SCADA系统提供的信息和其他信息来源，特别是气象站。风厂管理优化的任务包含不同的方面，其中包括风力涡轮机的维护、用于侦测缺陷和修理缺陷部件所需的有效程序。那么，对于给定的风力涡轮机的结构复杂性和其物理位置所带来的问题，这不是简单的任务。为了提高风力涡轮机的维护任务，专利申请WO 2008/0743 提出了用于进行风力涡轮机功能测试的方法和系统。大体上，该方法包括执行激活确定的计算机组部件的例行程序、获得与其功能相关的测量数据以及将这些信息与参考信息比较来决定这些部件的状态。该方法通过替代风力涡轮机的工作控制系统、适合于该方法的另一个控制系统来实现。还没有针对风力涡轮机自我诊断的已知提案，尽管事实上其对涡轮机维护的优化有贡献。这个发明目的在于满足这个需要。
发明内容
本发明的一个目的在于提供风力涡轮机在任何故障情况下进行自我诊断来鉴别哪个部件失效(故障)的系统和程序。本发明的另一个目的在于提供通过识别有缺陷的部件来优化风力涡轮机维护的程序和系统，从而便于在现场更换。首先，这些和其他目的通过风力涡轮机的自我诊断程序来完成，这些程序包括用于检测风力涡轮机功能单元的有效性的多个测试和用于监控这些功能单元的部件的多个警报，包括下列阶段-基于有效警报识别风力涡轮机潜在有缺陷的部件。-选择合适这些部件的测试并按预设的顺序有序执行，预设的顺序基于测试的加权值，加权值取决于具体的参数。-在测试结果的基础上，识别风力涡轮机潜在有缺陷的部件。第二，这些和其他目的借助风力涡轮机的自我诊断系统来完成，自我诊断系统包括-一识别模块，用于根据风力涡轮机的控制系统的有效警报给出的信号来识别潜在的有缺陷的部件。-一测试模块，包括用于验证风力涡轮机功能单元的有效性的多个测试。-一自我诊断模块，其管理选择和有序执行适合潜在有缺陷部件的测试。-一通讯模块，其管理自我诊断的结果到控制中心的储存和传输。根据本发明的优选实施例，使用分级警报结构来忽略那些分级依赖其他有效警报的有效警报。通过这个，仅考虑侦测缺陷部件中的相关警报来优化自我诊断。在本发明的另一个优选实施例中，诊断测试分成子测试，特别是电的、执行机构和功能子测试。通过这个，减少某些风力涡轮机部件的测试次数来优化自我诊断，进行完整的测试是不必要的，相反的，进行电的或执行机构子测试就足够了。根据本说明的另一个优选实施例，在测试加权值的基础上决定执行测试的顺序， 加权值取决于具体的参数，如测试持续时间和测试所覆盖的部件的故障率。通过这个，避免重复同一部件的测试申请和减少自我诊断的时间来优化自我诊断。本发明的其他特征和优点将从与附图有关的、伴随其目的示例的详细描述中得到。
图1所示为典型风力涡轮机的部件示意图。图2所示为说明本发明程序的方块图。图3所示为本发明系统的操作程序的示意图。
具体实施例方式风力涡轮机是将机械能转换成电能的装置。如图1所示，典型的风力涡轮机5包括安装在塔架11上方的吊舱21，其罩住传动系，传动系包括元件17、19，用于将其上安装有一个或多个叶片15的转子13的旋转的传输到发电机23。还包括多个监控风力涡轮机部件的传感器四。大体上，风力涡轮机控制分两级。在第一级，第一控制模块输入风力涡轮机外部的参考值，如风速、电网电压、电网频率等并校正叶片角度、吊篮方向等来适应风力涡轮机的操作并提供实际工作状况下所需的动力。在另一方面，在第二级，第二控制模块控制风力涡轮机连接到公用电网，关系到连接和断开以及提供给电网的发电量和电力的品质。根据本发明的优选实施例，风力涡轮机控制系统另外配备多个测试来检验风力涡轮机功能单元的有效性，为了进行不同的操作每个测试被分成子测试。根据本发明的优选实施例，测试分成电和执行机构测试附带一个或多个功能子测试，以及用于测试管理的附加模块，特别是，用于重置在功能子测试过程执行给定操作的风力涡轮机的重置模块和用于显示测试结果的模块。可以提到的这些有效测试的一个例子是用于检验变速箱冷却系统有效性的测试， 功能单元由几个部件(风扇、泵、电动机、电阻器等)组成。在这个测试范围内，电的子测试检查功能单元的电信号，执行机构子测试检查每个功能单元的执行机构消耗的电能落入预先设定的范围内，第一功能子测试检查变速箱的水-乙二醇冷却循环的元件，而第二功能子测试检查变速箱油冷却循环的元件。
测试的进行分三个部分-主程序，通过其管理子程序，初始化参数并设定一般的安全条件。-子程序，通过其诊断部件。-结果解释，在此，收集和评估子测试产生的数据。测试最终的目的是通知每个功能单元涉及的部件的功能正常或不正常，有三个可能的结果当功能正常时显示“0K”， 当功能不正常是显示“NO 0K”，当测试结束并由于任何原因评估测试中的部件失败时显示 "Gap一个完整的测试，由几个例行程序组成，基本可以分成检查电的执行机构部件的部分和检查剩下的功能部分。只进行电的子测试、执行机构子测试或全面测试是相当方便的。每个有效测试显示其进行时间，无论是全部或部分(如只针对电执行机构部件检查)进行。为了正确理解这个发明，在描述根据随后的这个发明的自我诊断的优选实施例之前，定义描述报告中使用的一些术语。-部件，风力涡轮机的一群元件，在失效的情况下必须作为一个整体被替换，也被称作LRU(“现场可更换单元”)。仅为了信息的目的，可以说现代风力涡轮机由大概1200个部件组成。-功能单元，成套的风力涡轮机组件，测试的目标。仅为了信息的目的，可以说测试数量大概20个。功能单元具有不同数量的部件，仅为了信息的目的，平均而言，部件数量可以达到100个左右。两个不同的功能单元可以有共同的元件。如图2所示，根据这个发明的优选实施例的自我诊断程序包括3个基本阶段。第一阶段41用于部分地识别有缺陷的部件，第二阶段51用于选择和执行下面详细描述的测试，而第三阶段53用于在这些测试61的结果的基础上识别缺陷的风力涡轮机部件。a)阶段41 识别潜在的有缺陷的部件一旦启动自我诊断程序，通常与风力涡轮机的停止有关，通过下面描述的两个步骤来识别潜在的有缺陷的部件。al)步骤43，警报过滤风力涡轮机控制系统具有警报系统31，其通过传感器四收集数据，考虑到进行不同的风力涡轮机操作，必要的时候，控制系统自动停止风力涡轮机并启动自我诊断程序。-在自我诊断开始的时候，有效的警报是潜在的缺陷部件的指示信号，而不是指示缺陷部件的信号。如，由警报a监控的配电箱的电气故障也理解为依靠由警报b、c和d监控的这个配电箱供电的所有元件的缺陷。因此，如果警报a有效，警报b、c和d也有效。那么，在这些情况下，忽视警报b、c和d，因为这些会不必要的增加进行测试的数量。为此，可以使用下面的表格，其显示了警报之间的相关性，其中所有的风力涡轮机警报在左栏，依赖这些的每个警报显示在右边的栏中。
权利要求
1.风力涡轮机(5)自我诊断程序，包括用于检测风力涡轮机功能单元的有效性的多个测试和用于监控这些功能单元的部件的多个警报(31)，其特征在于，包括下列阶段a)基于有效警报识别风力涡轮机潜在有缺陷的部件(5)。b)选择适合这些部件的测试(61)并按预设的顺序有序执行，顺序基于测试(61)的加权值，加权值取决于具体的参数。c)在测试(61)结果的基础上，识别风力涡轮机潜在有缺陷的部件。
2.根据权利要求1所述的风力涡轮机(5)自我诊断程序，其特征在于，步骤a)采用分级警报结构(31)来忽略分级地依靠其他有效警报的那些有效警报。
3.根据权利要求1或2所述的风力涡轮机(5)自我诊断程序，其特征在于，这些诊断测试(61)包括多个子测试，步骤b)可能经历完整的测试或其子测试中的一个。
4.根据权利要求3所述的风力涡轮机(5)自我诊断程序，其特征在于，这些子测试包括随后的至少一种-电的子测试，-执行机构子测试，-功能子测试。
5.根据权利要求4所述的风力涡轮机(5)自我诊断程序，其特征在于，步骤b)中用于决定加权值的参数包括下面的一个或多个-测试持续时间；-测试所覆盖的部件的数量；-测试所覆盖的部件的故障率。
6.风力涡轮机(5)故障自我诊断系统，其特征在于，包括a)一识别模块(41)，用于根据风力涡轮机的控制系统的有效警报(31)给出的信号来识别潜在的有缺陷的部件；b)一测试模块(61)，包括用于验证风力涡轮机功能单元的有效性的多个测试；c)一自我诊断模块(51)，其管理选择和有序执行适合潜在有缺陷部件的测试。d)一通讯模块(53)，其管理自我诊断的结果(5 到控制中心(7 的储存和传输。
7.根据权利要求6所述的风力涡轮机(5)故障自我诊断系统，其特征在于，所述识别模块Gl)包括警报过滤模块(43)，其具有使用分级警报结构(31)的算法，分级警报结构允许忽略分级依赖其他有效警报的那些有效警报。
8.根据权利要求6所述的风力涡轮机(5)故障自我诊断系统，其特征在于，在测试模块 (61)中的每个测试包括下面子测试中的至少一个-电的子测试；-执行机构子测试；-功能子测试。
9.根据权利要求6所述的风力涡轮机(5)故障自我诊断系统，其特征在于，自我诊断模块(51)包括决定测试(61)执行顺序的算法，顺序取决于根据预先设定的参数分配给每一个测试的加权值。
10.根据权利要求8所述的风力涡轮机(5)故障自我诊断系统，其特征在于，这些参数包括下列的至少一个-测试持续时间； -测试所覆盖的部件的数量； -测试所覆盖的部件的故障率。
全文摘要
风力涡轮机自我诊断系统和程序。根据本发明，该系统包括a)一识别模块(41)，用于根据风力涡轮机的控制系统的有效警报(31)给出的信号来识别潜在的有缺陷的部件，包括警报过滤模块(43)；b)一测试模块(61)，带有用于验证风力涡轮机功能单元的有效性的多个测试；c)一自我诊断模块(51)，其管理选择和有序执行适合潜在有缺陷部件的测试(61)；d)一通讯模块(53)，其管理自我诊断的结果(55)到控制中心(73)的储存和传输。本发明还涉及风力涡轮机的程序。
文档编号F03D1/00GK102428270SQ200980159366
公开日2012年4月25日 申请日期2009年5月21日 优先权日2009年5月21日
发明者米凯尔·拉腊索拉·阿尔科瑞 申请人:歌美飒创新技术公司