[发明专利]用于监测偏航系统状况的方法和设备

说明书

本发明的第一方面提供了一种监测风轮机偏航系统状况的方法，所述风轮机包括：转子；所述偏航系统，该偏航系统布置成控制所述转子的偏航旋转，所述方法包括：提供代表偏航力矩和偏航旋转速度之间的预期关系的设计数据；测量一对参数，该对参数包括指示应用于所述偏航系统的偏航力矩的偏航力矩参数以及指示由所述偏航力矩引起的偏航旋转速度的偏航旋转速度参数；使用所述设计数据评估所述一对参数是否偏离了所述预期关系；以及基于所述评估确定所述偏航系统的状况。

技术领域

本发明涉及风轮机的偏航系统的领域，特别是涉及监测所述偏航系统的状况的领域。

背景技术

WO-A1-2018/157897中描述了一种用于多转子风轮机系统的已知偏航系统监测器。该多转子风轮机包括：具有支撑结构的塔架；安置到支撑结构的至少两个风轮机模块；以及布置成能够使支撑结构绕塔架旋转的偏航系统。该方法包括在偏航系统上施加偏航力矩以旋转支撑结构，使所施加的偏航力矩朝偏航力矩阈值增加，测量指示偏航移动的偏航参数，并基于测量的偏航参数确定偏航系统的状况。

可以通过控制至少一个风轮机模块的推力产生施加的偏航力矩，或通过控制偏航系统的偏航驱动以旋转支撑结构来产生施加的偏航力矩。

发明内容

本发明的第一方面提供了一种监测风轮机偏航系统状况的方法，所述风轮机包括：转子；所述偏航系统，该偏航系统布置成控制所述转子的偏航旋转，所述方法包括：提供代表偏航力矩和偏航旋转速度之间的预期关系的设计数据；测量一对参数，该对参数包括指示施加于所述偏航系统的偏航力矩的偏航力矩参数以及指示由所述偏航力矩引起的偏航旋转速度的偏航旋转速度参数；使用所述设计数据评估所述一对参数是否偏离了所述预期关系；以及基于所述评估确定所述偏航系统的状况。

确定所述偏航系统的所述状况可以包括确定所述偏航系统是处于正常状况还是故障状况。

所述故障状况可以是与异常低的偏航旋转速度相关联的卡住故障状况。例如，对于正在施加的给定偏航力矩，观察到的偏航旋转速度可能低于预期。

所述故障状况可以是与异常高的偏航旋转速度相关联的松动故障状况。例如，对于正在施加的给定偏航力矩，观察到的偏航旋转速度可能高于预期。

基于所述评估确定所述偏航系统的状况可以包括确定所述偏航系统是否处于正常状况、与异常低的偏航旋转速度相关联的卡住故障状况或与异常高的偏航旋转速度相关联的松动故障状况。

所述偏航系统可以包括连接到液压回路的液压马达，并且所述偏航力矩参数可以是通过测量所述液压回路的液压压力来测量的。另选地，所述风轮机可以包括多个转子，并且所述偏航力矩参数可以是通过估计所述转子之间的推力差来测量的。

所述一对参数可以是在所述偏航系统处于停止状态时测量的，在所述停止状态下，所述偏航系统与施加到所述偏航系统的所述偏航力矩对抗，并且所述偏航旋转速度可以是由所述偏航系统的滑移引起的。偏航系统的滑移可能是由液压流体流经安全阀、摩擦制动器的滑移或任何其他滑移模式引起的。

风轮机可以在测量所述一对参数时产生功率或推力。通常，当测量所述一对参数时，所述风轮机处于工作状态，其中所述转子产生推力。

可以测量多对参数的时间序列，每对参数均包括：指示在相应时间施加到所述偏航系统的偏航力矩的偏航力矩参数；和指示在所述相应时间由所述偏航力矩引起的偏航旋转速度的偏航旋转速度参数，并且可以评估每对参数以确定所述偏航系统在所述相应时间的状况。

所述偏航旋转速度参数可以是通过测量所述偏航系统的偏航旋转速度获得的，例如，使用测量偏航系统的偏航角的编码器或其他传感器。

所述设计数据可以定义参数空间的区域，并且所述设计数据可以用于评估所述一对参数是落在所述参数空间的所述区域之内还是之外。另选地，设计数据可以定义参数空间中的边界，并且设计数据用于评估所述一对参数是落在边界的一侧还是另一侧。