CN102005816A - 用于监视和调度操作和维护活动的方法和系统 - Google Patents
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Abstract
提供一种用于监视和调度设施的操作和维护(O&M)活动的系统。设施包括多个机器。该系统包括用户计算机(144)、用于存储所述多个机器的O&M数据和资源可用性数据的存储器装置、以及耦合到存储器装置的处理器，处理器配置成经由电子数据通信装置(150)与用户计算机通信。处理器编程为：经由用户计算机接收对应于至少一个已完成O&M活动的已完成O&M活动数据；至少部分地基于所存储的O&M数据和已完成O&M活动数据确定至少一个推荐的O&M活动；分析资源可用性数据，资源可用性数据包括技术人员可用性数据和材料可用性数据的至少其中之一；并基于资源可用性数据调度推荐的O&M活动。
Description
技术领域
一般来说，本公开的领域涉及风电场的操作，更具体来说，涉及监视和调度风电场的操作和维护活动。
背景技术
风轮机利用风能来产生电功率。风轮机通常包括具有多个叶片的转子，这些叶片将风能变换为驱动轴的旋转运动，这进而用于驱动发电机的转子以产生电功率。多个风轮机可集合在一起，这有时称为“风电场”。
通常，由风电场的操作人员或由承包公司调度和监视预防性维护以便对风电场内的风轮机进行维护。材料或替换零件的订购可由不同单位执行。此外，风电场部件的制造商(例如，风力涡轮发电机的制造商)可具有最新的部件信息。风电场操作和维护数据的分散性可导致风电场操作的低效率。
发明内容
一方面，提供一种用于监视和调度包括多个机器的设施的操作和维护(O&M)活动的系统。该系统包括用户计算机、用于存储多个机器的O&M数据和资源可用性数据的存储器装置、以及耦合到存储器装置的处理器。处理器编程为经由电子数据通信装置与用户计算机通信。处理器编程为经由用户计算机接收对应于至少一个已完成O&M活动的已完成O&M活动数据，并至少部分地基于所存储的O&M数据和已完成O&M活动数据确定至少一个推荐的O&M活动。处理器还配置成分析资源可用性数据并基于资源可用性数据调度推荐的O&M活动。
另一方面，提供一种用于监视和调度设施的操作和维护(O&M)活动的方法。设施包括多个机器和用户计算机，并且在通信上耦合到集中式数据库服务器。该方法包括：将多个机器的O&M数据存储在集中式数据库服务器中；将资源可用性数据存储在集中式数据库服务器中；以及在集中式数据库服务器处接收已完成O&M活动数据。已完成O&M活动数据对应于至少一个已完成O&M活动。该方法还包括：至少部分地基于所存储的O&M数据和已完成O&M活动数据确定至少一个推荐的O&M活动；以及至少部分地基于所存储的资源可用性数据调度推荐的O&M活动。
又一方面，提供一种用于确定多个机器的保修符合性的方法。所述多个机器在通信上耦合到集中式数据库服务器，并且位于集中式数据库服务器的远程位置。该方法包括在集中式数据库服务器处接收已完成操作和维护(O&M)活动数据，已完成O&M活动数据对应于至少一个已完成O&M活动。该方法还包括：接收对应于所述多个机器的操作的操作数据；以及存储对应于所述多个机器中的每个机器的保修符合性要求的保修数据。该方法还包括基于保修数据、操作数据和已完成O&M活动数据的至少其中之一确定保修符合性。
附图说明
图1是示范性风轮机的透视图。
图2是在图1中示出的风轮机的一部分的局部剖视透视图。
图3是用于监视和调度风电场的操作和维护活动的示范性系统的示意图。
图4是用于监视和调度风电场的操作和维护活动的示范性方法的流程图。
具体实施方式
本文所用的术语“叶片”意在表示当相对于周围流体运动时提供反作用力的任何装置。本文所用的术语“风轮机”意在表示从风能生成旋转能、更具体来说是将风的动能转变为机械能的任何装置。本文所用的术语“风力发电机”意在表示从由风能生成的旋转能生成电功率、更具体来说是将从风的动能转变而来的机械能转变为电功率的任何风轮机。本文所用的术语“风车”意在表示利用从风能生成的旋转能、更具体来说是利用从风的动能转变而来的机械能来实现生成电功率以外的预定目的的任何风轮机，这些预定目的可以是例如但不限于抽运流体和/或碾磨物质。
本文描述的系统和方法的技术效果包括以下至少之一：(a)将资源可用性数据存储在集中式数据库服务器中；(b)在集中式数据库服务器处接收已完成O&M活动数据，已完成O&M活动数据对应于至少一个已完成O&M活动；(c)至少部分地基于所存储的O&M数据和已完成O&M活动数据确定至少一个推荐的O&M活动；以及(d)至少部分地基于所存储的资源可用性数据调度推荐的O&M活动。
图1是示范性风轮机10的透视图。图2是风轮机10的一部分的局部剖视透视图。这里描述和示出的风轮机10是用于从风能生成电功率的风力发电机。但是，在一些实施例中，除了风力发电机之外或作为风力发电机的备选，风轮机10可以是任何类型的风轮机，例如但不限于风车(未示出)。此外，这里描述和示出的风轮机10包括水平轴构型。但是，在一些实施例中，除了水平轴构型之外或作为水平轴构型的备选，风轮机10可包括垂直轴构型(未示出)。风轮机10可耦合到诸如但不限于电网(未示出)的电负载(未示出)，以便从其接收电功率以驱动风轮机10和/或相关联部件的操作，和/或向其提供由风轮机10生成的电功率。尽管图1和图2中只示出一个风轮机10，但在一些实施例中，多个风轮机10可集合在一起以形成风电场。
风轮机10包括有时称为“机舱”的主体12和耦合到主体12以便围绕旋转轴18关于主体12旋转的转子(一般由16表示)。在该示范性实施例中，主体12安装在塔架20上。但是，在一些实施例中，除了安装在塔架上的机舱12之外或作为安装在塔架上的机舱12的备选，风轮机10包括邻近地面和/或水面的机舱12。塔架20的高度可以是使得风轮机10能够如本文所描述地那样起作用的任何合适的高度。转子16包括轮毂22和多个叶片24(有时称为“翼型”)，这些叶片24从轮毂22向外径向延伸以便将风能转变为旋转能。尽管这里将转子16描述和示为具有三个叶片24，但转子16可具有任何合适数量的叶片24。叶片24可各自具有允许风轮机10如本文所描述地那样起作用的任何合适的长度。例如，在一些实施例中，其中一个或多个叶片24约为1.5米长，而在一些实施例中，其中一个或多个叶片24约为50米长。叶片24的长度的其它实例包括10米或更短、约20米、约37米和约40米。其它实例包括介于约50米与约100米长之间的转子叶片。
无论图1中如何示出转子叶片24，转子16可具有任何合适形状的叶片24，并且可具有任何类型和/或任何构型的叶片24，而与本文描述和/或示出的这些形状、类型和/或构型无关。另一类型、形状和/或构型的叶片24的一个实例是涡轮(未示出)包含在导管(未示出)内的导管式转子(未示出)。另一类型、形状和/或构型的叶片24的另一实例包含在Darrieus风轮机(有时称为“打蛋器形”涡轮机)内。另一类型、形状和/或构型的叶片24的又一实例包含在Savonious风轮机内。另一类型、形状和/或构型的叶片24的再一实例包含在用于抽水的传统风车内，例如但不限于具有木制闸板和/或织物翼(fabric sail)的四叶转子。此外，在一些实施例中，风轮机10可以是具有一般逆风面向以利用风能的转子16的风轮机，和/或可以是具有一般顺风面向以利用风能的转子16的风轮机。当然，在任何实施例中，转子16可以不是完全逆风和/或顺风面向，而是一般可以相对于风向成任何角度(该角度可变)面向以由此利用风能。
现在参考图2，风轮机10包括耦合到转子16以便从由转子16生成的旋转能生成电功率的发电机26。发电机26可以是任何合适类型的发电机，例如但不限于绕线式转子感应发电机。发电机26包括定子(未示出)和转子(未示出)。转子16包括耦合到轮毂22以便与其一起旋转的转子轴30。发电机26耦合到转子轴30，以使得转子轴30的旋转驱动发电机转子的旋转，并且因而驱动发电机26的操作。在该示范性实施例中，发电机转子具有与其耦合的转子轴28，并且转子轴28耦合到转子轴30，以使得转子轴30的旋转驱动发电机转子的旋转。在其它实施例中，发电机转子直接耦合到转子轴30，这有时称为“直接驱动式风轮机”。在该示范性实施例中，转子轴28通过变速箱32耦合到转子轴30，但在其它实施例中，转子轴28直接耦合到转子轴30。
转子16的转矩驱动发电机转子，由此从转子16的旋转生成可变频率的AC电功率。发电机26在发电机转子与定子之间具有与转子16的转矩相反的气隙转矩。变频器36耦合到发电机26以便将可变频率AC转变为固定频率AC以递送到耦合到发电机26的电负载(未示出)，例如但不限于电网(未示出)。变频器36可设置在风轮机10内或远离风轮机10的任何位置。例如，在该示范性实施例中，变频器36设置在塔架20的底座(未示出)内。
在一些实施例中，风轮机10可包括转子转速限制器，例如但不限于盘式制动器38。盘式制动器38对转子16的旋转施加制动以便例如减慢转子16的旋转，对转子16施加制动以防止达到满风转矩，和/或减少从发电机26生成电功率。此外，在一些实施例中，风轮机10可包括偏航系统42，以用于使主体12围绕旋转轴44旋转以便改变转子16的偏航角，更具体来说是改变转子16所面对的方向，从而例如调整转子16所面对的方向与风向之间的角度。
图3是用于监视和调度诸如风电场的设施的操作和维护(O&M)活动的示范性系统100的示意图。在该示范性实施例中，系统100配置成监视一个或多个机器的操作和维护。在该示范性实施例中，机器是风轮机102、104和106。尽管本文在风电场的情况下进行描述，但系统100可包含在其它设施内，例如但不限于包括水电轮机的发电厂、包括汽轮机的发电厂和/或太阳能发电厂。在该示范性实施例中，系统100还配置成为每个风轮机102、104和106调度O&M活动。例如，O&M活动可包括：检查风轮机102内的部件或系统；从风轮机102手动收集数据(例如，目视检查和记录仪表读数)；和/或执行维护活动(例如，更换轴承、给部件加润滑剂)。此外，系统100还配置成为所调度的每个O&M活动生成O&M活动数据包(packet)。O&M活动数据包可包括但不限于：对O&M活动的描述；完成O&M活动所需的材料列表；对与O&M活动相关联的安全建议的描述(例如，封锁/贴条(lockout/tagout)过程)；和/或与O&M活动有关的其它各种信息。
在该示范性实施例中，风轮机102、104和106包含在风电场110内。系统100可配置成监视位于单独的远程设置的风电场(例如，风电场110和风电场120)内的风轮机。在该示范性实施例中，风轮机102、104和106各自耦合到独立的监视装置，例如监视装置130、132和134。监视装置130、132和134测量与每个相应风轮机102、104和106的一个或多个部分或部件相关联的一个或多个操作参数。尽管示为一个监视装置与各个风轮机相关联，但每个监视装置130、132和134可监视多个风轮机。此外，每个风轮机102、104和106可包括用于测量操作参数的多个监视装置。
在该示范性实施例中，系统100还包括集中式服务器140和至少一个本地监视站142。在该示范性实施例中，集中式服务器140是监督控制和数据采集系统140，下文称为SCADA系统140。在该示范性实施例中，SCADA系统140包括至少一个计算机144，计算机144包括处理装置和存储器。计算机144配置成接收和处理下文将进一步描述的操作数据信号146。
在该示范性实施例中，监视装置130、132和134耦合到电子数据通信装置150。在该示范性实施例中，电子数据通信装置150包括以太网集线器和/或配置在以太网内的信号调节器。或者，电子数据通信装置150可包括无线通信装置、基于电力的宽带装置(broadband over power device)、或使得能够从监视装置130、132和134传送数据以及将数据传送到监视装置130、132和134的任何其它合适的通信装置。
在该示范性实施例中，每个监视装置130、132和134包括输入装置，例如输入装置152、154和156。在该示范性实施例中，输入装置152、154和156包括端口，例如便于将膝上型计算机耦合到监视装置130、132和134的以太网端口。例如，技术人员可将诸如膝上型计算机的合适装置连接到监视装置130，以便从系统100接收信息以及向系统100提供信息。在该示范性实施例中，技术人员将膝上型计算机连接到输入装置152，由此允许技术人员在风轮机102所在位置查看O&M活动数据包，并且还允许技术人员向系统100输入O&M数据，包括已完成O&M活动的指示。或者，输入装置152、154和156可便于从系统100接收信息以及向系统100提供信息，而无需使用独立装置(例如，膝上型计算机)。
监视装置130、132和134生成并传送多个数据信号160，这些数据信号160可包括测量数据和/或由技术人员输入的数据。每个信号160与风轮机102、104和106的一部分或部件和参数相关联。测量数据信号160包括但不限于与风轮机102、104和106的操作相关联的数据以及由技术人员输入的数据。更具体来说，测量数据信号160可包括与已完成O&M活动相关联的数据、油压级、总的运行时间、制动应用、至少一个电力发电机转子轴30(如图2所示)的旋转速度和/或与风电场110相关联的多个生成的电功率电压和电流。
系统100还配置成监视基本上代表包括风电场110的地理区域的多个气象状况。系统100包括至少一个气象数据收集组合件170。在该示范性实施例中，气象数据收集组合件170是位于风电场110内的气象桅杆，它包括多个气象测量装置(图3中未示出)，这些气象测量装置测量多个气象状况，包括但不限于基本上瞬间的风速和风向、周围气压和/或周期气温。这些气象测量装置生成和传送多个测量数据信号180。每个信号180与风电场110的一个或多个气象测量相关联。或者，组合件170包括配置成利于本文所述的系统100的执行的任何合适的装置。组合件170以电子数据通信方式与通信装置150耦合。之所以测量气象状况并将相关联的信号传送给通信装置150是因为，气象状况可对例如风轮机102的操作和维护有影响。例如，当风轮机在寒冷天气操作时，可建议对转子叶片防冰系统进行更频繁的维护。此外，当风轮机在炎热天气操作时，可建议对涡轮发电机冷却系统进行更频繁的维护。
在该示范性实施例中，系统100还配置成监视电耦合到风电场110的至少一个输配电变电站190。系统100还包括输入/监视装置192。在一个示范性实施例中，输入/监视装置192包括便于将膝上型计算机耦合到输入/监视装置192的端口。例如，技术人员可将诸如膝上型计算机的合适装置连接到输入/监视装置192，以便从系统100接收信息以及向系统100提供信息。输入/监视装置192还可测量与变电站190相关联的操作参数。然后，输入/监视装置192生成多个测量数据信号194并经由通信装置150将其传送给例如SCADA系统140。每个信号194与变电站190的一部分或部件和/或参数相关联。测量数据信号194表示但不限于电功率断路器(图3中未示出)的状态和/或与风电场110以及与变电站190电耦合的电网相关联的多个生成的电功率电压和电流。
如上所述传送到通信装置150的测量数据信号160、180和194通常统称为操作数据信号146。此外，将包含在这些操作数据信号146内的数据称为操作数据。备选实施例可包括额外的电子数据源。在该示范性实施例中，基本上连续地记录和传送操作数据。或者，按照利于如本文所述的系统100的操作性能的任何合适的周期性来记录和传送操作数据。
通信装置150配置成接收如上所述的操作数据信号146，并且还配置成将这些操作数据信号146路由和传送给多个目的地，包括但不限于SCADA系统140和本地监视站142。在该示范性实施例中，SCADA系统140包括计算机144，计算机144包括处理装置和存储器。计算机144配置成接收和处理操作数据信号146。
本文所用的术语“计算机”不只限于本领域中称为计算机的集成电路，而是广义地指处理器、服务器、微型控制器、微型计算机、可编程逻辑控制器(PLC)、专用集成电路和其它可编程电路，这些术语在本文中可互换使用。在该示范性实施例中，存储器可包括但不限于诸如随机存取存储器(RAM)的计算机可读介质(图3中均未示出)。或者，也可使用软盘、致密盘-只读存储器(CD-ROM)、磁光盘(MOD)、和/或数字通用盘(DVD)。并且，在该示范性实施例中，额外输入通道(图3中未示出)可包括但不限于包括与操作人员接口相关联的计算机外围设备，例如鼠标和键盘(图3中均未示出)。或者，也可使用包括例如扫描仪(图3中未示出)的其它计算机外围设备。此外，在该示范性实施例中，额外输出通道可包括但不限于操作人员接口监视器和/或打印机(图3中均未示出)。
系统100中所包含的处理器(包括位于SCADA系统140内的处理器)处理信息，包括来自装置150的操作数据。RAM和存储装置存储和传送信息以及将由处理器执行的指令。RAM和存储装置也可用于在处理器执行指令期间存储临时变量、静态(即，不变的)信息和指令或其它中间信息、以及将其提供给处理器。所执行的指令包括但不限于操作和维护调度算法。指令序列的执行不限于硬件电路和软件指令的任何特定组合。
SCADA系统140和本地监视站142以电子数据通信的方式与通信装置150耦合，通信装置150配置成将操作数据信号146基本上连续地传送到SCADA系统140和本地监视站142。通信装置150经由至少一个SCADA输入通道将操作数据信号146传送给SCADA系统140。
在该示范性实施例中，SCADA系统140包括至少一个数据库服务器224。以电子方式生成至少一个数据库架构(图3中未示出)并将其存储在SCADA系统140的数据库服务器224内，并且该数据库配置成生成和存储多个数据库记录(图3中未示出)。在该示范性实施例中，O&M数据存储在数据库服务器224中。O&M数据可包括例如但不限于单元特定维护计划、已完成O&M活动的记录、技术人员联系信息和/或安全信息。通过利用O&M数据的集中存储，系统100便于更新O&M数据。例如，通常，制造商将维护计划提供给风轮机的购买者，然后由购买者负责执行维护。随着时间的推移，由于风轮机内包含替换零件，或者由于风轮机的使用发生改变，维护计划和/或安全信息可能随之改变。集中存储便于对风电场操作运用例如最新的维护和安全信息。
另外，利用O&M数据的集中存储便于跟踪保修信息。例如，保修范围可能与推荐的O&M活动的正确执行和/或风轮机的定义的操作绑定。通常，由风电场的操作人员执行O&M活动。一旦出现技术问题或故障，操作人员可从制造商请求替换零件或修理协助。O&M数据的集中存储与操作数据相结合便于确定该技术问题或故障是否在保修范围之内，或者是否由于所存储的操作数据(例如，总的运行时间超过最大承保运行时间)和/或由于不正确的维护或缺少维护而在保修范围之外。
在一个示范性实施例中，存储在数据库服务器224中的O&M数据可包括多个单元特定维护计划。更具体地说，将针对受到监视装置130、132和134监视的每个单元、装置和/或部件的特定维护计划存储在数据库服务器224中。或者，将针对预期需要维护或更换的风电场110内的每个单元、装置和/或部件的特定维护计划存储在数据库服务器224中。维护计划可包括当应当执行O&M活动时为该单元推荐的O&M活动以及推荐的次数。例如，数据库服务器224可存储特别为安装在风轮机102内的发电机(即，发电机A)创建的维护计划。该维护计划可建议技术人员将发电机A内的流体每六个月更换一次。在该示范性实施例中，O&M数据还包括对如何完成O&M活动的描述、完成O&M活动所需的材料列表、完成O&M活动的估计时长、以及所发布的利于安全完成O&M活动的过程列表(例如，封锁/贴条LOTO过程)。如上所述，系统100可配置成从O&M数据汇集O&M活动数据包。
在另一实例中，可建议将发电机B(即，安装在风轮机104内)内的流体每三个月更换一次。系统100便于防止过度维护(例如，每三个月更换发电机A和B内的流体)或维护不足(例如，每六个月更换发电机A和B内的流体)。
在另一实例中，发电机A的维护计划可建议每十年或者在使用四万个小时之后(哪个先到按哪个)更换转子。由于运行时间通过例如监视装置130进行监视并且存储在数据库数据器224中，所以系统100便于建议何时更换发电机A的转子。此外，由于库存受到监视并且存储在数据库服务器224中，所以系统100便于在受到建议时通过确保在要调度进行更换时有替换转子可用并且通过确保有技术人员有空执行更换工作来更换发电机A的转子。
在该示范性实施例中，SCADA系统140还配置成确定库存状态。风轮机特有库存图表存储在数据库服务器224中。例如，包括序号的库存图表存储在数据库服务器224中。库存图表包括每个风轮机内所包含的所有单元、装置和/或部件的替换零件的列表以及对替换零件的位置的描述。库存图表使得系统100能够确定是否有完成O&M活动所需的材料可用。SCADA系统140还可配置成订购完成O&M活动所需的材料并根据材料的预期交货日期调度O&M活动。监视库存便于减少由于没有零件可用而无法完成的调度的O&M活动的数量。
SCADA系统140接收操作数据信号146并利用多个驻留算法来操纵所接收的数据的至少一部分。例如，多个平均算法配置成生成如上所述的至少一些测量的多个数据库记录。这些记录中的至少一些记录包括相关联测量的近似十分钟平均值。例如，经由通信装置150从组合件170接收的气象测量的记录中的至少一些记录包括但不限于风速和风向的十分钟平均值。并且，例如，经由装置150接收的风电场110中的各个风轮机102、104和106的记录中的至少一些记录包括但不限于发电机电功率输出、机舱风速和风向、以及操作状态信息的十分钟平均值。在该示范性实施例中，SCADA数据库架构配置成使得在每个风轮机102、104和106与每个组合件170的基础上存储与操作数据相关联的数据库记录。或者，SCADA数据库架构可以采用便于如本文所定义的SCADA系统140的操作的任何合适的方式进行配置。
在该示范性实施例中，SCADA系统140确定在特定时间周期内计划的O&M活动的预期总数。例如，SCADA系统140可确定，在即将到来的六个月时期内，将花费$10,000来执行所有推荐的O&M活动。此外，SCADA系统140可确定，在即将到来的六个月时期内，将在O&M活动上花费1,000个小时。O&M监视和调度系统100的拥有者或操作人员可利用对应于全体O&M活动的数据来实现调度和预算目的。
在该示范性实施例中，SCADA系统140以双向电子数据通信方式与至少一个远程监视和诊断(RM&D)工作站230和至少一个远程用户工作站232耦合。或者，任何数量的工作站可耦合到SCADA系统140。来自SCADA系统140的数据信号234可显示在工作站230和232上，而给SCADA系统140的操作命令信号236可从工作站230或工作站232进行传送。在该示范性实施例中，系统100还包括通知装置250。通知装置250可通信耦合到SCADA系统140和/或远程用户工作站232。通知装置250与特定技术人员相关联，并且配置成接收O&M活动报警信号以及将O&M活动报警信号变换为可视指示和可听指示的至少其中之一。在该示范性实施例中，通知装置250是蜂窝电话。例如，远程用户工作站232可将O&M活动报警作为所调度的O&M活动的提示传送给技术人员的蜂窝电话。如上所述，技术人员联系信息数据存储在数据库服务器224中，并且技术人员与他们有资格执行的O&M活动相关联。在备选实施例中，通知装置250可以是寻呼机、家用计算机、个人数字助理(PDA)或允许系统100如本文所描述地那样起作用的任何其它合适的装置。此外，系统100配置成便于经由互联网进行远程访问。此访问包括本领域中已知的安全特征。
以电子数据通信方式耦合例如SCADA系统140、气象数据收集组合件170和输入装置152便于关于物理定位SCADA系统140、组合件170和输入装置152方面的灵活性。例如，SCADA系统140、组合件170和输入装置152可位于独立的地理位置。相比之下，SCADA系统140、组合件170和输入装置152可在功能上配置在单个计算机(未示出)内。
在该示范性实施例中，SCADA系统140从数据库服务器224接收O&M数据，经由输入装置152从技术人员接收已完成O&M活动数据，从监视装置130、132和134接收操作数据，并从气象数据收集组合件170接收气象状况数据。SCADA系统140确定推荐的O&M活动，调度推荐的O&M活动，并汇集O&M活动数据包以供技术人员使用。系统100允许O&M技术人员访问执行O&M活动所需的所有信息，并便于准确调度和监视O&M活动。
图4是用于监视和调度诸如风电场110(如图3所示的)的风电场的操作和维护(O&M)活动的示范性方法310的流程图300。如上所述，O&M活动可包括：检查风轮机，例如风轮机102(如图3所示)；从风轮机102手动收集数据(例如，目视检查和记录仪表读数)；和/或执行维护活动(例如，更换轴承、给部件加润滑剂)。方法310便于在集中位置准确调度和监视O&M活动。
在该示范性实施例中，方法310包括存储320多个机器的O&M数据。例如，可存储风轮机102、104和106(如图3所示)的推荐的维护数据、技术人员联系信息和安全推荐/要求。此外，还可存储风轮机102、104和106内的部件或子系统的O&M数据。方法310还包括存储322资源可用性数据。例如，存储322资源可用性数据可包括存储库存数据和/或对应于技术人员可用性时间表的数据。在该示范性实施例中，所述多个机器的O&M数据和资源可用性数据存储在诸如数据库服务器224(如图3所示的)的中央位置。
在该示范性实施例中，方法310还包括接收324对应于已完成O&M活动的数据。例如，一旦技术人员完成O&M活动，本文描述的方法和系统就便于将已完成任务确认输入到例如系统100中。已完成任务确认传送到诸如SCADA系统140的中央位置。在一些实施例中，技术人员将已完成任务确认输入到位于风轮机102处的诸如输入装置152(如图3所示)的用户计算机中。
方法310还可包括至少部分地基于所存储的O&M数据和已完成O&M活动数据确定326推荐的O&M活动。例如，SCADA系统140访问存储在数据库服务器224中的O&M数据，并从例如输入装置152接收已完成O&M活动数据。利用O&M数据和已完成O&M活动数据，SCADA系统140确定预定将要的推荐的O&M活动。如上所述，数据库服务器224可存储特别为安装在风轮机102内的发电机(即，发电机A)创建的维护计划。该维护计划可建议技术人员将发电机A内的流体每六个月更换一次。SCADA系统140可确定五个月前已完成流体更换活动，并且建议在下一个月更换流体。
SCADA系统140还可接收对应于风电场操作的数据。然后，SCADA系统140可至少部分地基于所存储的O&M数据、已完成O&M活动数据和对应于风电场操作的数据确定326推荐的O&M活动。例如，发电机A的制造商可建议，每十年或者在使用四万个小时之后(哪个先到按哪个)更换转子。由于诸如运行时间的操作数据通过例如监视装置130进行监视并且存储在数据库服务器224中，所以SCADA系统140能够确定何时建议更换转子。
在该示范性实施例中，方法310还包括至少部分地基于所存储的资源可用性数据调度328推荐的O&M活动。如上所述，资源可用性数据可包括库存数据和/或对应于技术人员可用性的数据。SCADA系统140可对推荐的O&M活动、机器操作时间表数据、材料可用性数据和技术人员可用性数据进行分析以确定推荐的O&M活动的时间表。通过监视库存和技术人员可用性，方法310便于在受到建议时通过确保在要调度进行O&M活动时有必需的零件和材料可用并且有技术人员有空执行该活动而执行O&M活动。
方法310还可包括传送330对应于所调度的O&M活动的数据。例如，可将O&M活动通知传送到与能够执行推荐的O&M活动的技术人员相关联的预定通知装置。O&M活动通知可用作请求技术人员在特定日期和时间执行O&M活动的请求。O&M活动通知还可用作提醒技术人员预定将要的O&M活动的提示。O&M活动通知还可包括O&M活动数据包，它可包括O&M活动描述、O&M活动工具列表和安全描述。
在该示范性实施例中，方法310还包括：存储332对应于保修符合性要求的保修数据；以及确定334保修符合性。例如，保修范围可与推荐的O&M活动的正确执行绑定。通常，由风电场的操作人员执行O&M活动。一旦出现技术问题或故障，操作人员可从制造商请求更换零件或修理协助。O&M数据的集中存储便于确定该技术问题或故障是否在保修范围之内。
本文描述了用于调度和监视风电场的整体操作的示范性方法和系统。更具体来说，本文描述的方法和系统使得能够集中存储操作和维护(O&M)数据并访问这些集中存储。本文描述的方法和系统便于通过监视各个机器的操作以及气象状况并通过结合资源可用性数据利用所获得的信息来调度O&M活动而有效地执行O&M活动。这些方法和系统允许O&M技术人员访问执行O&M活动所需的所有信息。由于O&M技术人员将对应于已完成O&M活动、所用的材料和所用的替换零件的数据直接输入到集中式服务器中，所以这些方法和系统还便于准确调度和监视O&M活动。这些方法和系统还便于通过监视替换零件和材料库存并将那些库存与预定将要的O&M活动所需的材料和零件进行比较来有效操作风电场。
本文描述的方法和系统便于有效且经济地操作风电场。本文详细描述和/或示出了方法和系统的示范性实施例。这些方法和系统不限于本文描述的特定实施例，而是每个系统的部件以及方法的步骤可与本文描述的其它部件和步骤分开来独立地使用。每个部件和每个方法步骤也可与其它部件和/或方法步骤结合使用。尽管本文在风电场的情况下进行描述，但本文描述的方法和系统也可适用于例如但不限于：包括水电轮机或汽轮机的发电厂，太阳能发电厂，包括多个个别机器的制造设施，和/或其中对O&M活动进行监视的任何其它设施。
当介绍本文描述和/或说明的方法和系统的要素/部件/等时，冠词“一”、“该”和“所述”意在表示存在一个或多个这样的要素/部件/等。术语“包括”、“包含”和“具有”意在包含性，并且表示可存在不同于所列要素/部件/等的额外要素/部件/等。
本书面描述利用实例来公开包括最佳模式的本发明，并且还使得本领域技术人员能够实现本发明，包括制作和使用任何装置或系统并执行任何结合的方法。本发明的可授予专利的范围由权利要求限定，并且可包括本领域技术人员可想到的其它实例。如果这些其它实例具有与权利要求的字面语言没什么不同的结构元素，或者如果这些其它实例包括与权利要求的字面语言无实质差异的等效结构元素，则它们要在权利要求的范围内。
零件列表
10风轮机 12机舱
16转子 18旋转轴
20塔架 22轮毂
24叶片 26发电机
28转子轴 30转子轴
32变速箱 36变频器
38盘式制动器 42偏航系统
44旋转轴 100系统
102风轮机 104风轮机
106风轮机 110风电场
120风电场 130监视装置
132监视装置 134监视装置
140SCADA系统 142本地监视站
144计算机 146操作数据信号
150通信装置 152输入装置
154输入装置 156输入装置
160测量数据信号 170组合件
170气象数据收集组合件 180测量数据信号
190输配电变电站 192输入/监视装置
194测量数据信号 224数据库服务器
230工作站 232远程用户工作站
234数据信号 236操作命令信号
250通知装置 300流程图
310方法 320存储多个机器的O&M数据
322存储资源可用性数据
324接收对应于已完成O&M活动的数据
326至少部分基于所存储的O&M数据和已完成O&M活动数据确定推荐的O&M活动
328至少部分基于所存储的资源可用性数据调度推荐的O&M活动
330传送对应于所调度的O&M活动的数据
332存储保修数据 334确定保修符合性
Claims (10)
1.一种用于监视和调度设施的操作和维护(O&M)活动的系统，所述设施包括多个机器，所述系统包括：
用户计算机(144)；
用于存储所述多个机器的O&M数据和资源可用性数据的存储器装置；以及
耦合到所述存储器装置的处理器，所述处理器配置成经由电子数据通信装置(150)与所述用户计算机通信，所述处理器编程为：
经由所述用户计算机接收对应于至少一个已完成O&M活动的已完成O&M活动数据；
至少部分地基于所存储的O&M数据和所述已完成O&M活动数据确定至少一个推荐的O&M活动；
分析资源可用性数据，所述资源可用性数据包括技术人员可用性数据和材料可用性数据的至少其中之一；并且
基于资源可用性数据调度所述推荐的O&M活动。
2.如权利要求1所述的系统，其中所述处理器还编程为汇编每个调度的O&M活动的O&M活动数据包，所述O&M活动数据包包括对应于O&M活动描述、O&M活动工具列表和安全描述的至少其中之一的数据。
3.如权利要求2所述的系统，其中所述处理器还编程为应请求将所述O&M活动数据包传送到所述用户计算机(144)。
4.如权利要求2所述的系统，还包括通信耦合到所述处理器的通知装置(250)，所述通知装置配置成：
从所述处理器接收O&M活动报警信号和所述O&M活动数据包的至少其中之一，其中所述O&M活动报警信号至少部分地基于所述存储的O&M数据；并且
将所述O&M活动报警信号转换给可视指示和可听指示的至少其中之一。
5.如权利要求1所述的系统，其中所述处理器还编程为接收对应于所述多个机器的至少其中之一的操作的操作数据，所述处理器还编程为至少部分地基于所述操作数据确定所述推荐的O&M活动。
6.如权利要求5所述的系统，其中所述处理器还配置成：
将保修数据存储在所述存储器装置中，其中所述保修数据包括被要求执行的符合保修条件的至少一个O&M活动；并且
基于所存储的保修数据、所述已完成O&M活动数据和操作数据的至少其中之一确定保修符合性。
7.如权利要求1所述的系统，其中所述O&M数据包括推荐的维护数据、已完成维护数据、技术人员联系数据和安全过程数据的至少其中之一。
8.如权利要求1所述的系统，其中所述资源可用性数据包括技术人员可用性时间表、机器操作时间表和材料库存的至少其中之一。
9.如权利要求1所述的系统，其中所述处理器还编程为至少部分地基于所述调度的O&M活动确定即将到来的时间段内的花费估计和工时估计的至少其中之一。
10.一种用于确定多个机器的保修符合性的方法(310)，所述多个机器通信耦合到集中式数据库服务器(224)并且位于所述集中式数据库服务器(224)的远程位置，所述方法包括：
在所述集中式数据库服务器处接收已完成操作和维护(O&M)活动数据，所述已完成O&M活动数据对应于至少一个已完成O&M活动；
接收对应于所述多个机器的操作的操作数据；
存储对应于所述多个机器中的每个机器的保修符合性要求的保修数据；以及
基于所述保修数据、所述操作数据和所述已完成O&M活动数据的至少其中之一确定保修符合性。
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| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
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Application publication date: 20110406 |