[发明专利]偏航管理

说明书

本发明涉及一种用于监测风力涡轮机的偏航系统的偏航故障事件的方法。该偏航系统包括用于驱动偏航系统的一个或多个致动器和用于抵抗偏航旋转的保持系统。该偏航系统被布置为响应于偏航控制信号提供偏航旋转。根据该方法，将监测到的偏航角与偏航控制信号进行比较，并且基于比较，确定监测到的偏航角的变化与偏航控制信号之间的相关性。依据确定的相关性来确定偏航故障事件。

技术领域

本发明涉及风力涡轮机中的偏航系统，特别是涉及监测这种偏航系统的健康状况。

背景技术

风力涡轮机中的偏航系统的功能是使风力涡轮机的转子逆风偏航并保持逆风定向。

偏航系统具有诸如偏航摩擦轴承的保持系统、制动系统或其他负责在未调整偏航角的期间保持风力涡轮机的转子逆风的保持机构。

可能会出现如下情况：保持系统的保持力矩无法保持机舱，并且风力涡轮机机舱被迫处于期望的偏航定向之外(例如由于阵风)。在这种情况下，偏航系统将被激活以将机舱和转子带回到逆风定向。在偏航角偏离正确偏航角的期间，存在能量生产损失，并且存在风力涡轮机的负载承载部件机械过载的风险。

因此，需要减少风力涡轮机机舱被迫处于期望的偏航定向之外的情况的发生。因此，需要改进偏航系统或改进偏航系统管理，以提高偏航系统的保持系统的可靠性。

发明内容

本发明的目的是改进风力涡轮机，特别是偏航系统和偏航系统的保持系统的可靠性，以减少风力涡轮机机舱被迫处于其定向之外的情况的发生。本发明的另一个目的是提高能量生产并减少瞬时负载和疲劳负载。

在本发明的第一方面，提供了一种用于监测风力涡轮机的偏航系统的偏航故障事件的方法，所述风力涡轮机包括塔架、机舱和偏航系统，所述偏航系统被布置为响应于偏航控制信号提供所述机舱的偏航旋转，其中，所述偏航系统包括用于驱动偏航系统的一个或多个致动器和用于抵抗偏航旋转的保持系统，所述方法包括：

-监测所述偏航系统的偏航角，

-将所述偏航角与所述偏航控制信号进行比较，

-基于比较，确定监测到的偏航角的变化和偏航控制信号之间的相关性，

-依据确定的偏航角与偏航控制信号之间的相关性记录偏航故障事件。

有利地，通过记录偏航故障事件，可以监测偏航系统、特别是保持系统的健康状况，从而可以在早期阶段检测到保持系统的问题，从而可以计划偏航系统的维护和修理。

当使用固定的维护间隔时，偏航系统可能要么被维护得太早(即被不必要地维护)，要么被维护得太晚(意味着能量生产和/或机械负载的不必要的损失)。

通过监测偏航故障的发生，可以立即执行维护，或者可以计划稍后与其他维护操作一起进行维护以降低维护成本。因此，可以例如依据累积的偏航故障的数量来计划偏航系统的维护。

通过这种方式，可以通过适当处理偏航故障来减少不必要的机械负载和不必要的能量生产损失的情况。

确定监测到的偏航角的变化与偏航控制信号之间的相关性的目的通常是确定偏航角的变化是预期的(即是响应于控制信号生成的)还是非预期的(即不是响应于控制信号生成的或不是仅响应于控制信号生成的)。因此，该相关性可以涉及确定偏航角和偏航控制信号之间的关系，或者相反地确定不存在关系或不存在强关系。

偏航控制信号可以是任何参考信号、误差信号、控制器输出信号或其他控制相关信号(诸如启用/禁用受控偏航调整所需的偏航启用/禁用信号)。

根据一个实施例，将偏航角与偏航控制信号进行比较包括确定在位于监测到偏航角的变化的时刻之前的时间窗口内是否发生了偏航控制信号的变化。