检测叶片结构异常的制作方法_4

文档序号:9276432阅读:来源:国知局
时间(例如,叶片旋转5-10个周期所需的时间),所以故障检测系统包括次级独立检测技术,其可以比方法600中的其它技术更快地返回结果。例如,次级检测技术执行光学连续性检查或产生对叶片的重量或质量的估计。例如,叶片可以包括光学连续性检查系统,其中至少一个光纤缠绕叶片。只要在光纤的一端发送的光到达光纤的另一端,叶片就通过测试。然而,如果叶片的一部分脱离,由此切断了光纤,则光将不会到达光纤的另一端,这指示叶片具有结构故障。
[0051]在另一个实施例中,次级故障技术可以使用与框315和325中所使用的相同的数据传感器来识别异常表现。例如,可以使用负载传感器来测量叶片在转子平面中的O度和180度处的力矩。对这些值,故障检测系统可以基于叶片的单次旋转来推导出对叶片质量的估计。尽管在例如在强阵风期间进行负载测量的情况下,所估计的质量可能不准确,但是与所估计的质量相比较的误差阈值可以足够大,以使环境条件的影响无关紧要。例如,在叶片被列为异常之前,误差阈值可能要求10%的质量损失,但是环境条件可能至多导致估计值降低5%。因此,只有当叶片的一些部分已经脱离时,框605才将指示叶片表现异常。以这种方式,添加到方法600的次级故障技术可能不如其它技术准确,但是可以在较快的时间内识别出主要故障。
[0052]如果次级故障技术识别到表现异常的叶片,方法600则直接进行到框335,其中涡轮机的运行模式被改变,例如空转或降低涡轮机额定值。在一个实施例中,故障检测系统可以根据是框605的次级技术还是框315和325的初级技术确定叶片表现异常而做出不同的响应。如果是初级技术确定叶片表现异常,则故障检测系统可以将叶片与电网断开连接,但是允许转子继续旋转。如果是次级技术识别到异常表现,则故障检测系统可以立即停止转子。方法600的剩余部分可以与图3先前描述的相同。
[0053]在上文的讨论中,对本发明的实施例进行了参考。然而,应该理解,本发明不限于特定的所描述的实施例。相反,考虑下文的特征和要素的任何组合来实施并实践本发明,无论这些特征和要素是否与不同实施例相关。此外,尽管本发明的实施例相对于其它可能的方案和/或相对于现有技术可能获得优点,但是特定优点是否由给定实施例获得并不是本发明的限制。因此,以下方面、特征、实施例和优点只是说明性的,并且除非在权利要求中明确叙述的情况下,否则不被视为所附权利要求的要素或限制。类似地,对“本发明”的参考不应被解释为对本文所公开的发明性主题内容的概括,并且除非在权利要求中明确叙述的情况下,否则对“本发明”的参考不应被视为所附权利要求的要素或限制。
[0054]如本领域的技术人员将领会的,可以将本发明的方面体现为系统、方法或计算机程序产品。因此,本发明的方面可以采用全硬件实施例、全软件实施例(包括固件、常驻软件、微代码等)或将软件和硬件方面结合的实施例的形式,它们在本文中可以被统称为“模块”或“系统”。另外,本发明的方面可以采用体现在一个或多个计算机可读介质中的计算机程序产品的形式,该计算机可读介质具有体现在其上的计算机可读程序代码。
[0055]可以利用一个或多个计算机可读介质的任何组合。计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或计算机可读存储介质。计算机可读存储介质可以是例如但不限于电子、磁、光、电磁、红外或半导体系统、装置或设备、或前述的任何适合的组合。计算机可读存储介质的更具体的示例(非详尽列表)将包括以下介质:具有一根或多根导线的电气连接、便携式计算机软磁盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦可编程只读存储器(EPR0M或闪存存储器)、光纤、便携式光盘只读存储器(CD-ROM)、光存储设备、磁存储设备、或前述的任何适合组合。在本文的语境中,计算机可读存储介质可以是任何有形介质,其可以包含或存储由指令执行系统、装置或设备使用或与其连接的程序。
[0056]计算机可读信号介质可以包括传播的数据信号,该数据信号中体现了计算机可读程序代码,例如在基带中或作为载波的一部分。这种传播的信号可以采用多种形式中的任一种,包括但不限于电磁、光或其任何适合的组合。计算机可读信号介质可以是并非计算机可读存储介质并且可以传送、传播或传输由指令执行系统、装置或设备使用或与其连接的程序的任何计算机可读介质。
[0057]可以使用任何合适的介质来发送计算机可读介质上体现的程序代码,所述介质包含但不限于无线、有线、光纤电缆、RF等、或前述的任何适合组合。
[0058]可以以一种或多种编程语言的任何组合来编写用于执行本发明的方面的操作的计算机程序代码,编程语言包括诸如Java、Smalltalk、C++等的面向对象的编程语言、以及诸如“C”编程语言或类似编程语言等的常规程序编程语言。程序代码可以完全在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为独立软件包执行、部分在用户计算机上并且部分在远程计算机上执行、或完全在远程计算机或服务器上执行。在后者的场景中,可以通过任何类型的网络将远程计算机连接到用户计算机,所述网络包括局域网(LAN)或广域网(WAN),或者可以连接到外部计算机(例如,通过使用互联网服务提供商的互联网)。
[0059]下文将参考根据本发明的实施例的方法、装置(系统)和计算机程序产品的流程图说明和/或框图对本发明的方面进行描述。要理解,可以由计算机程序指令来实施流程图说明和/或框图中的每个框、以及流程图说明和/或框图中的框的组合。可以向通用计算机、专用计算机或其它可编程数据处理装置的处理器提供这些计算机程序指令来生产机器,以使经由计算机或其它可编程数据处理装置的处理器执行的指令创建用于实施流程图和/或框图或框中指定的功能/动作的模块。
[0060]这些计算机程序指令还可以存储在计算机可读介质中,这些计算机程序指令可以引导计算机、其它可编程数据处理装置或其它设备来以特定方式运行,以使计算机可读介质中存储的指令产生一件制品,该制品包括实施流程图和/或框图或框中指定的功能/动作的指令。
[0061]可以将计算机程序指令加载到计算机、其它可编程数据处理装置或其它设备上,以使一系列操作步骤在计算机、其它可编程装置或其它设备上被执行,以产生计算机实施的进程,以使在计算机或其它可编程装置上执行的指令提供用于实施流程图和/或框图或框中指定的功能/动作的进程。
[0062]总结
[0063]在异常导致致使叶片不可修复或对风力涡轮机的其它部分造成损害的灾难性故障之前检测叶片中的诸如破裂、变形、碎片等的叶片异常或结构缺陷可能具有经济和声誉优势。一旦检测到异常表现,控制系统就可以改变涡轮机的运行模式(例如,将涡轮机与公用电网解耦或停止转子)。然后可以派遣技术人员到该涡轮机以评估或修理异常。
[0064]在一个实施例中,故障检测系统为涡轮机上的每个叶片产生指纹。指纹可以是叶片的一组动态、诸如叶片的质量、应变比、阻尼比等的物理特性。故障检测系统可以基于与叶片相关联的制造商规范、在构造阶段测量的动态特性、在试验装置中验证叶片时所测量的动态特性、或这些技术的任何组合来为每个叶片产生指纹。当涡轮机运行时(例如,在公用电网上产生电力),故障检测系统接收用于推导叶片的当前特性的更新的传感器信息。如果当前特性偏离叶片指纹中的特性,则系统将叶片识别为异常。为了确认叶片确实表现异常(即,具有结构缺陷),故障检测系统可以将偏离指纹的叶片的特性与涡轮机上的另一个叶片的特性进行比较。将叶片彼此进行比较降低了短时环境条件导致叶片的当前物理特性偏离其指纹的风险。然而,如果叶片的当前特性不同于另一个叶片的特性,则故障检测系统确认叶片具有异常并且改变涡轮机的运行模式,例如将涡轮机与公用电网断开连接或停止转子。
[0065]附图中的流程图和框图示出了根据本发明的各实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能的实施方式的架构、功能和运行。在这方面,流程图或框图中的每个框可以表示代码的模块、段或部分,其包括用于实施(多个)特定逻辑功能的一个或多个可执行指令。应该注意的是,在一些替代的实施方式中,框中记录的功能可以不按附图中所记录的顺序发生。例如,实际上可以大体上同时执行连续示出的两个框,或者有时可以以相反顺序来执行框,取决于所包含的功能。还应该注意的是,可以通过执行特定功能或动作的基于专用硬件的系统、或专用硬件和计算机
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