CN102094757A - 用于风力涡轮机的声音及可视监测的系统、装置和方法 - Google Patents
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Abstract
提供用于监测风力涡轮机(100)的系统(400)。该系统包括耦合于该风力涡轮机并且配置成提供包括音频信号和图像信号中的至少一个的一个或多个监测信号的监测装置(200)，和通信地耦合于该监测装置的监测控制器(420)，其配置成提供表示该风力涡轮机的正常运行的基准数据，基于从该监测装置接收的监测信号形成运行数据，比较该运行数据与该基准数据以确定偏差，以及当该偏差超过阈值时传送偏差通知。
Description
技术领域
本文描述的主旨大体上涉及监测风力涡轮机，并且更加具体地涉及使用声音和/或可视数据自动监测风力涡轮机。
背景技术
风电场(wind farm)包括一个或多个利用风能产生或生产电力的风力涡轮机。风力涡轮机一般遭受来自例如风切变、极端温度、结冰和海洋波浪、其他外部要素、内部摩擦和一般的机械磨损等环境要素的运行损害。运行损害可最终导致非最佳的性能，无论暂时地(例如转子叶片结冰)或无期限地(转子叶片的结构损伤)。
监测风力涡轮机的至少一些已知的方法通过检测风力涡轮机的例如减小的功率输出和/或不可操作性等症状间接地检测运行损害。此外，因为这样的症状存在许多可能原因，确定症状的根本原因要求维修技术人员进行人工检查，在根本原因可以解决之前引入不期望的延迟和花费。
发明内容
在一个方面，提供用于监测风力涡轮机的系统。该系统包括耦合于风力涡轮机并且配置成提供一个或多个监测信号的监测装置。该监测信号包括音频信号和/或图像信号。例如，音频信号可包括从麦克风数字采样的音频，并且图像信号可包括一个或多个静止图像和/或一个或多个视频流。
该系统还包括通信地耦合于监测装置的监测控制器。该监测控制器配置成提供代表风力涡轮机的正常运行的基准数据(baseline data) 并且基于从监测装置接收的监测信号形成运行数据。该监测控制器进一步配置成比较运行数据与基准数据以确定偏差以及当偏差超过阈值时传送偏差通知。
在另一个方面，提供用于监测风力涡轮机的运行状况的装置。该装置包括配置成从风力涡轮机监测装置接收一个或多个监测信号的监测装置接口。该监测信号包括音频信号和/或图像信号。该装置还包括配置成存储从监测装置接口在第一时间接收的至少第一监测信号计算的基准数据的存储区和耦合于该监测装置接口和该存储区的处理器。该处理器程序化以便基于监测装置接口在第二时间接收的第二监测信号计算运行数据以及比较运行数据与基准数据以确定风力涡轮机的运行状况。该装置进一步包括配置成传送风力涡轮机的运行状况到远程装置的通信接口。
在再另一个方面，提供用于监测具有配置成提供一个或多个监测信号的监测装置的风力涡轮机的方法。该监测信号包括音频信号和/或图像信号。该方法包括由计算装置基于至少一个第一监测信号计算基准数据。第二监测信号从监测装置接收。运行数据由计算装置基于第二监测信号计算。风力涡轮机的运行状况通过比较运行数据与基准数据确定，并且该运行状况传送到远程装置。
附图说明
图1是示范性风力涡轮机的透视图。
图2是可固定地耦合于在图1中示出的风力涡轮机的示范性监测装置的透视图。
图3是可移动地耦合于在图1中示出的风力涡轮机的示范性监测装置的透视图。
图4是放置在保护外壳内的示范性监测装置的透视图。
图5是图示用于监测在图1中示出的风力涡轮机的示范性系统的框图。
图6是图示用于与在图5中示出的系统一起使用的示范性用户计算装置的框图。
图7是图示用于与在图5中示出的系统一起使用的示范性服务器计算装置的框图。
图8是图示用于与在图5中示出的系统一起使用的示范性监测控制器的框图。
图9是图示用于与在图5中示出的系统一起使用的示范性组合控制器的框图。
图10和11是用于监测风力涡轮机的示范性方法的流程图。
具体实施方式
本文描述的实施例便于基于来自监测装置的一个或多个音频和/或图像信号监测风力涡轮机的运行状况。在一个实施例中，基准数据在风力涡轮机在正常状态运行时的时间从第一信号或多个第一信号产生。这些信号可称为“测试”信号。运行数据稍后从第二信号或多个第二信号产生并且与基准信号比较。可确定基准数据和运行数据之间的偏差。
本文描述的方法、系统和装置的示范性技术效果包括下列中至少一个：(a)由计算装置基于一个或多个第一监测信号计算基准数据；(b)从监测装置接收第二监测信号；(c)由计算装置基于第二监测信号计算运行数据；(d)通过比较运行数据与基准数据确定风力涡轮机的运行状况；以及(e)传送运行状况到远程装置。
图1是示范性风力涡轮机100的透视图。风力涡轮机100包括容置发电机(未在图1中示出)的机舱102。机舱102安装在塔104上(在图1中仅示出塔104的部分)。塔104可具有便于如本文描述的风力涡轮机100的运行的任何合适的高度。在示范性实施例中，风力涡轮机100还包括转子106，其包括耦合于旋转毂110的三个转子叶片108。备选地，风力涡轮机100可包括任何数量的转子叶片108， 其实现如本文描述的风力涡轮机100的运行。在示范性实施例中，风力涡轮机100包括变速箱(未示出)，其旋转地耦合于转子106和发电机。
图2是可固定地耦合于风力涡轮机100的示范性监测装置200的透视图。监测装置200配置成提供包括音频信号和/或图像信号的监测信号。监测装置200包括例如麦克风、静态图像拍摄装置、摄像机和/或网络摄像头。在示范性实施例中，监测装置200放置在机舱102的顶上。然而，监测装置200可放置在风力涡轮机100上的允许如本文描述的运行的任何位置。
在一些实施例中，监测装置200提供图像信号。例如，监测装置200可产生静止图像(例如当请求时)、一系列静止图像和/或连续视频流。
监测装置200可以是定向的或全向的。例如，定向麦克风具有极性图(polar pattern)，其使麦克风对于从一个方向到达的声波比从另一个方向到达的声波更敏感，而全向麦克风大致上对从所有方向到达的声波同样敏感。相似地，拍摄装置可配置成捕捉仅在透镜对准的方向上的图像。
在一些实施例中，监测装置200配置成监测一个或多个转子叶片108。在示范性实施例中，监测装置200是定向监测装置200并且取向平行于机舱102的横向轴线(lateral axis)205。转子叶片108可由定向监测装置200监测，例如，当转子叶片108近似平行于横向轴线205时。此外，每当监测装置200传送转子叶片108的监测信号时转子叶片108可停在预定位置上，以便于比较在不同时间传送的监测信号。
在一些实施例中，风力涡轮机100包括一个或多个传感器210。传感器210感测或检测风力涡轮机运行参数。例如，传感器210可包括风速和/或方向传感器(例如风速计)、环境空气温度传感器、空气密度传感器、气压传感器、湿度传感器、功率输出传感器、叶片螺距 传感器(blade pitch sensor)、涡轮转速传感器、传动比传感器(gear ratiosensor)和/或适合与风力涡轮机100一起使用的任何传感器。每个传感器210根据它的功能来放置。例如，图2示出放置在机舱102的外表面上的风速计212，使得风速计212暴露于包围的风力涡轮机100的空气。每个传感器210生成并且传送对应于它的功能的信号。例如，风速计212传送指示风速和/或风向的信号。
图3是可移动地耦合于风力涡轮机100的示范性监测装置200的透视图。在示范性实施例中，机舱102包括平移机构215。旋转毂110绕旋转轴线220旋转，并且平移机构215限定大致上平行于旋转轴线220的平移轴线225。平移机构215无限制地包括轨道(track)、钢轨(rail)、缆绳(cable)、一个或多个轮子和/或伺服机构。图3示出作为轨道230的平移机构215。监测装置200平移地耦合于轨道230使得监测装置200可沿平移轴线225移动。监测装置200可通过一个或多个轮子、齿轮齿(gear and tooth)、夹子、缆绳和/或适合于相对于机舱102移动监测装置200的任何其他装置可平移地耦合于轨道230。在一些实施例中，监测装置200包括平移机构215的至少一部分。
示范性实施例从多个方面便于监测转子叶片108。例如，如果监测装置200包括拍摄装置，可提供转子叶片108的多个静止的二维图像。在该实施例中的每个图像对应于沿平移轴线225的预定位置。二维图像可结合成转子叶片108的三维图像。
图4是放置在保护外壳305内的示范性监测装置200的透视图。监测装置200包括拍摄装置310和麦克风315。监测装置200和外壳305可平移地耦合于平移机构215。外壳305包括开口320，监测装置200通过其监测风力涡轮机100。
外壳305由金属、塑料、玻璃纤维和/或适合于使监测装置200避开例如风、降水、结冰、灰尘和/或鸟等外部要素和状况的任何其他材料。在一些实施例中，外壳305包括大致上覆盖开口320的保护面板 325。保护面板325包括例如织物屏幕和/或透明窗口。保护面板325便于进一步使监测装置200避开外部要素和状况。
此外，麦克风315可包括风挡(windscreen)330。保护面板325和/或风挡330便于使在由监测装置200提供的音频信号中的风噪声最小化。
图5是图示用于监测一个或多个风力涡轮机100的示范性系统400的框图。系统400包括网络405。例如，网络405可无限制地包括因特网、局域网(LAN)、广域网(WAN)、无线LAN(WLAN)、网状网络和/或虚拟专用网络(VPN)。
用户计算装置410、服务器计算装置415和一个或多个风力涡轮机监测控制器429配置成通过网络405互相通信耦合。用户计算装置410、服务器计算装置415和风力涡轮机监测控制器420使用有线网络连接(例如，以太网或光纤)、无线通信手段(例如射频(RF)、电气和电子工程协会(IEEE)802.11标准(例如802.11(g)或802.11(n))、微波接入全球互通(WIMAX)标准、蜂窝电话技术(例如，全球移动通信标准(GSM))、卫星通信链路)和/或任何其他适合的通信手段互相通信。WIMAX是俄勒冈州比弗顿的WiMax Forum的注册商标。IEEE是纽约州纽约的电气和电子工程协会公司的注册商标。
用户计算装置410、服务器计算装置415和风力涡轮机监测控制器420中的每个包括处理器，如在图6-8中示出的。处理器可无限制地包括集成电路(IC)、专用集成电路(ASIC)、微型计算机、可编程逻辑控制器(PLC)和/或任何其他可编程电路。用户计算装置410、服务器计算装置415和风力涡轮机监测控制器420中的每个可配置成通过使对应的处理器程序化来执行本文描述的操作。例如，处理器可通过将操作编码为一个或多个可执行指令并且在耦合于处理器的存储区(也在图6-8中示出)中提供该可执行指令给处理器而程序化。存储区可无限制地包括一个或多个随机存取存储器(RAM)装置、一个或多个存储装置和一个或多个计算机可读介质。
图6是图示用于与系统400一起使用的示范性用户计算装置410的框图。用户计算装置410包括用于执行指令的处理器500。在一些实施例中，可执行指令存储在存储区505中。处理器500可包括一个或多个处理单元(例如采用多核配置)。存储区505是允许例如可执行指令和/或其他数据等的信息被存储和检索的任何装置。
用户计算装置410还包括用于向用户515显示信息的至少一个介质输出部件510。介质输出部件510是能够传达信息给用户515的任何部件。介质输出部件510可无限制地包括显示装置(例如，液晶显示器(LCD)、有机发光二极管(OLED)显示器或“电子墨水”显示器)或音频输出装置(例如扬声器或耳机)。在一些实施例中，介质输出部件510包括输出适配器，例如视频适配器和/或音频适配器。输出适配器操作上耦合于处理器500并且配置成操作上耦合于输出装置，例如显示装置或音频输出装置。
在一些实施例中，用户计算装置410包括用于从用户515接收输入的输入装置520。输入装置520可包括例如键盘、指针装置、鼠标、笔、触敏面板(例如，触摸板或触摸屏)、陀螺仪、加速计、位置检测器和/或音频输入装置。例如触摸屏等单个部件可充当介质输出部件510的输出装置和输入装置520。用户计算装置410还包括通信接口525，其配置成通信地耦合于网络405、服务器计算装置415和/或监测控制器420。
例如计算机可读指令存储在存储区505中用于通过介质输出部件510提供用户界面给用户515并且可选地从输入装置520接收和处理输入。用户界面可包括(除其他的可能性外)网页浏览器和/或客户端应用程序。网页浏览器和客户端应用程序使用户(例如用户515)能够显示介质和来自远程装置(例如服务器计算装置415)的其他信息并且与其交互。
图7是图示用于与系统400一起使用的示范性服务器计算装置的框图。服务器计算装置415包括用于执行指令的处理器600。指令可 存储在例如存储区605中。处理器600可包括一个或多个处理单元(例如采用多核配置)。
处理器600操作地耦合于通信接口610使得服务器计算装置415能够与例如用户计算装置410、监测控制器420和/或另一个服务器计算装置415等远程装置通信。处理器600可也操作地耦合于存储装置615。存储装置615是适合于存储和/或检索数据的任何计算机操作的硬件。在一些实施例中，存储装置615集成在服务器计算装置415中。例如，服务器计算装置415可包括一个或多个作为存储装置615的硬盘驱动器。在其他实施例中，存储装置615是服务器计算装置415外部的并且可由多个服务器计算装置415访问。例如，存储装置615可包括采用廉价磁盘冗余阵列(RAID)配置的多个存储单元，例如硬盘或固态磁盘等。存储装置615可包括存储区域网络(SAN)和/或附连于网络的存储(NAS)系统。
在一些实施例中，处理器600通过存储接口620操作地耦合于存储装置615。存储接口620是能够为处理器600提供对存储装置615的访问的任何部件。存储接口620可包括例如高级技术附件(ATA)适配器、串行ATA(SATA)适配器、小型计算机系统接口(SCSI)适配器、RAID控制器、SAN适配器、网络适配器和/或给处理器600提供对存储装置615的访问的任何部件。
图8是图示用于与系统400一起使用的示范性监测控制器420的框图。监测控制器420包括用于执行指令的处理器700。例如，指令可存储在存储区705中以使处理器700程序化。处理器700可包括一个或多个处理单元(例如采用多核配置)。处理器700耦合于存储区705和监测装置接口710。
监测装置接口710配置成通信地耦合于监测装置200。监测装置200耦合于风力涡轮机100并且配置成提供一个或多个监测信号，其包括一个或多个音频信号和/或一个或多个图像信号。监测装置接口710配置成从监测装置200接收监测信号。监测装置接口710还可配 置成控制监测装置200。例如，监测装置接口710可配置成控制监测装置200的取向、方向、位置、平移、变焦水平、聚焦、增益水平和/或信号传送。
存储区705配置成存储一个或多个风力涡轮机的基准数据。在一个实施例中，存储区705配置成存储从由监测装置接口710在第一时间接收的第一监测信号计算的基准数据。例如，处理器700可基于在风力涡轮机100的正常运行期间接收的第一监测信号计算基准信号。在备选实施例中，存储区705配置成存储一个或多个风力涡轮机的预定基准数据。例如，可限定对于风力涡轮机100的型号、转子叶片108的型号和/或风场的基准数据。这样的实施例便于产生多个风力涡轮机100的基准数据集。
处理器700程序化以基于由监测装置接口710在第二时间接收的第二监测信号计算运行数据。处理器700还程序化以比较运行数据与基准数据以确定风力涡轮机100的运行状况。例如，处理器700可通过计算运行数据和基准数据之间的偏差确定运行状况。相对小偏差可指示正常的运行状况，并且大偏差可指示异常运行状况。
在一些实施例中，监测控制器420还包括配置成传送风力涡轮机100的运行状况到例如用户计算机装置410和/或服务器计算装置415等远程装置的通信接口715。运行状况可无限制地包括风力涡轮机100的标识符、状况描述符(例如“正常”或“检测到偏差”)、确定运行状况的时间和/或用于确定运行状况的监测信号。
在一些实施例中，处理器700比较运行数据与基准数据以确定偏差。在一个实施例中，处理器700程序化以通过对一个或多个监测信号执行快速傅立叶变换(FFT)算法来计算基准数据和运行数据以产生基准变换和运行变换。处理器700程序化以比较运行变换与基准变换以确定偏差。
在一些实施例中，监测装置200提供多个图像信号。处理器700程序化以通过例如将图像信号从一个格式转换成第二个格式、给图像 信号内的元素编索引和/或调整来自图像信号的图像大小计算基准数据和运行数据。在一个实施例中，基准数据包括基准图像，并且运行数据包括运行图像。处理器700程序化以通过识别运行图像和基准图像之间的差异比较运行图像和基准图像。例如，图像之间的差异可指示转子叶片108的形状的偏差。
如果由处理器700确定的偏差超过阈值，通信接口715可配置成传送偏差通知到远程装置。偏差通知可无限制地包括风力涡轮机100的标识符、偏差数量和/或严重性、偏差类型(例如，幅度偏差和/或频率偏差)和/或计算运行数据所根据的监测信号。
在一个实施例中，监测装置200配置成提供多个音频信号。处理器700程序化以通过确定运行数据与基准数据之间的频率偏差和/或运行数据与基准数据之间的幅度偏差来确定偏差。
监测装置200可包括一个或多个麦克风315。监测装置200可传送来自每个麦克风的音频信号或将来自所有麦克风的输入结合成单个音频信号。在一个实施例中，监测装置200、监测装置接口710和/或处理器700配置成基于来自多个麦克风的多个音频信号计算相干性，并且处理器700配置成基于计算的相干性来计算基准数据和/或运行数据。
在一个实施例中，监测装置接口710进一步配置成接收多个音频信号和多个图像信号。存储区705进一步配置成存储从第一音频信号和第一图像信号计算的基准数据，并且处理器700进一步配置成基于第二音频信号和第二图像信号计算运行数据。
在一些实施例中，监测控制器420还包括风力涡轮机控制接口720，其配置成通信地耦合于风力涡轮机控制器725。风力涡轮机控制器725可通信地耦合于风力涡轮机100的一个或多个传感器210和一个或多个控制装置730。例如风速计等传感器210在上文描述。监测控制器420可通过风力涡轮机控制接口720和风力涡轮机控制器725与控制装置730和/或传感器交互。
控制装置730配置成控制风力涡轮机100的运行并且可无限制地包括制动器、继电器、电动机和/或伺服机构。在一个实施例中，风力涡轮机控制器接口720配置成操作例如制动器和/或电动机等的控制装置730以防止毂110(在图1中示出)转动和/或以将一个或多个转子叶片108放置在相对于监测装置200的期望和/或预定位置中。另外，或备选地，风力涡轮机控制器接口720可操作例如叶片螺距伺服机构等的控制装置730以调节一个或多个转子叶片108到期望和/或预定的螺距。
在一些实施例中，存储区705进一步配置成存储转子叶片取向，例如对应于基准数据的一个或多个转子叶片108的位置和/或螺距。风力涡轮机控制接口720可配置成在处理器700计算运行数据之前基于存储的转子叶片取向来定向风力涡轮机100的每个转子叶片108。在一个实施例中，风力涡轮机控制接口720配置成使转子叶片108取向为固定位置，并且监测装置接口710进一步配置成通过接收转子叶片108的一个或多个图像来接收监测信号。
监测控制器420可与例如用户计算装置410或服务器计算装置415(在图5-7中示出)等远程装置交互。在一些实施例中，用户计算装置410通信地耦合于监测控制器420(例如，通过网络405)并且从监测控制器420接收运行状况和/或偏差通知。用户计算装置410包括作为介质输出部件510的、配置成显示运行状况和/或偏差通知的显示装置。存储区705可配置成存储监测信号。例如，处理器700可在存储区705中维持监测信号的滚动日志(例如，从之前的二十四小时)。另外或备选地，服务器计算装置415可配置成从一个或多个监测控制器420请求监测信号，并且服务器计算装置415可配置成存储来自一个或多个监测控制器420的监测信号在存储区605和/或存储装置615中。
在一个实施例中，通信接口715配置成传送一个或多个监测信号到远程装置。例如，大致上当监测信号由监测装置接口710接收时， 通信接口715可将监测信号流式传输到服务器计算装置415和/或用户计算装置410。这样的实施例便于风力涡轮机100的实时或准实时远程监测。
在一些实施例中，服务器计算装置415通过网络405通信地耦合于多个风力涡轮机100，并且一个或多个用户计算装置410通信地耦合于服务器计算装置415。服务器计算装置415从风力涡轮机100接收运行状况和/或偏差通知。用户计算装置410从服务器计算装置415访问运行状况和/或偏差通知。另外或备选地，服务器计算装置415从监测控制器420接收偏差通知并且传送该偏差通知到多个用户计算装置410。
在一个实施例中，用户计算装置410包括作为介质输出部件510的配置成显示风力涡轮机100的偏差通知历史的显示装置。例如，服务器计算装置415可存储偏差通知在存储区605或存储装置615中，并且用户计算装置410可请求与特定的风力涡轮机100关联的偏差通知。另外或备选地，显示装置可配置成显示靠近风力涡轮机100的一个或多个其他风力涡轮机100的偏差通知的历史。例如，显示装置可显示风电场内的多个风力涡轮机100的偏差通知的历史。这样的实施例便于识别在地理区域内展现潜在的即将发生的问题的多个风力涡轮机100。
图9是图示用于与系统400一起使用的示范性组合控制器750的框图。在示范性实施例中，监测控制器420(在图5和8中示出)实现为组合控制器750。组合控制器750还执行由风力涡轮机控制器725执行的功能中的至少一些(在图8中示出)。
如上文关于图8描述的，组合控制器750包括处理器700、存储区705、监测装置接口710和通信接口715。组合控制器750还包括风力涡轮机控制接口720，在示范性实施例中其直接与一个或多个控制装置730交互。组合控制器750还包括传感器接口755，其配置成通信地耦合于一个或多个传感器210。
监测控制器420、风力涡轮机控制器725和/或组合控制器750可通过导电体、低级串行数据连接(例如推荐标准(RS)232或RS-485等)、高级串行数据连接(例如通用串行总线(USB)或电气与电子工程协会(IEEE)1394等)、并行数据连接(例如IEEE 1284或IEEE488等)、短程无线通信信道(例如BLUETOOTH)、有线或无线的专用(例如风力涡轮机100外部是不可访问的)网络连接，和/或适合于传送通信和/或数据信号的任何其他连接类型通信地耦合于监测装置200、传感器210和/或控制装置730。BLUETOOTH是华盛顿州贝尔维尤的Bluetooth SIG公司的注册商标。
图10和11是用于监测具有配置成提供多个监测信号的监测装置的风力涡轮机的示范性方法800的流程图。该监测信号包括多个音频信号和/或多个图像信号。该方法包括由计算装置基于一个或多个第一监测信号计算(805)基准数据。
第二监测信号从监测装置接收(810)。运行数据由计算装置基于第二监测信号计算(815)。通过比较运行数据与基准数据确定(820)风力涡轮机的运行状况，并且可选地包括第二监测信号的运行状况传送(825)到远程装置。
在一个实施例中，确定(820)运行状况包括确定偏差源。偏差源可无限制地包括转子叶片、传动系统(drive train)和/或环境要素。偏差源可基于运行数据和基准数据之间的偏差特性确定。例如，在特定频率范围中的周期性重复幅度偏差可指示转子叶片正产生啸声，其可指示对转子叶片的结构损伤。作为其他示例，齿轮磨损或应变可产生相对恒定的幅度和/或频率偏差，并且海洋波浪可产生相对随机的偏差或在特定频率内的偏差。叶片几何形状的改变(例如由于翘曲或结冰)也可产生可识别的偏差。
在一些实施例中，运行数据基于多个音频信号计算(815)。例如，多个音频信号可通过添加音频信号和/或计算来自音频信号的移动平均数来组合。
参照图11，在一些实施例中，通过接收(850)多个音频信号计算(805)基准信号。在一个特定实施例中，每个音频信号对应于从风速传感器接收的风速信号。每个接收的音频信号基于对应的风速信号而与风速范围关联(855)。例如，可对风力涡轮机限定五个风速范围(例如，0-5米/秒(m/s)、5-10m/s、10-15m/s、15-20m/s和20-25m/s)。对每个风速范围计算(860)基准数据。在一个实施例中，从监测装置接收(810)第二监测信号包括接收对应于从风速传感器接收的风速信号的音频信号。
在这样的实施例中，方法800还包括基于对应于风速信号的风速范围选择(830)基准数据。例如，如果音频信号对应于指示7m/s风速的风速信号，选择(830)5-10m/s的风速范围的基准数据。比较运行数据与选择的基准数据。这样的实施例便于按照风速将音频信号分类。另外或备选地，音频信号可根据毂110的转速、风力涡轮机100的功率输出或任何其他适合的参数来分类。
在一个实施例中，运行状况基于一个或多个转子叶片的三维图像确定(820)。第一和第二监测信号包括多个二维图像。例如，每个对应于转子叶片不同透视图的多个图像可由监测装置提供。计算(805)基准数据包括基于来自第一监测信号的第一多个二维图像产生一个或多个转子叶片的第一三维图像，并且计算(815)运行数据包括基于来自第二监测信号的第二多个二维图像产生一个或多个转子叶片的第二三维图像。
本文描述的方法可编码作为包含在计算机可读介质中的可执行指令，计算机可读介质无限制地包括计算装置的存储区。这样的指令当由处理器执行时使处理器执行本文描述的方法的至少一部分。
风力涡轮机控制系统的示范性实施例在上文详细描述。监测系统、风力涡轮机和包括的组件不限于本文描述的具体实施例，相反地每个部件可独立于并与本文描述的其他部件分开使用。
该书面说明使用示例以公开本发明，其包括最佳模式，并且还使 本领域内技术人员能够实践本发明，包括制作和使用任何装置或系统和执行任何包含的方法。本发明的可专利范围由权利要求限定，并且可包括本领域内技术人员想到的其他示例。这样的其他示例如果它们具有不与权利要求的书面语言不同的结构元件，或者如果它们包括与权利要求的书面语言无实质区别的等同结构元件则规定在权利要求的范围内。
部件列表
100 风力涡轮机 102 机舱
104 塔 106 转子
108 转子叶片 110 轮毂
200 监测装置 205 横向轴线
210 传感器 212 风速计
215 平移机构 220 旋转轴线
225 平移轴线 230 轨道
305 外壳 310 拍摄装置
315 麦克风 320 开口
325 保护面板 330 风挡
400 系统 405 网络
410 用户计算装置 415 服务器计算装置
420 风力涡轮机监测控制器 500 处理器
505 存储区 510 介质输出部件
515 用户 520 输入装置
525 通信接口 600 处理器
605 存储区 610 通信接口
615 存储装置 620 存储接口
700 处理器 705 存储区
710 监测装置接口 715 通信接口
720 风力涡轮机控制器接口 725 风力涡轮机控制器
730 控制装置 750 组合控制器
755 传感器接口 800 方法
805 基于第一监测信号计算基准数据
815 基于第二监测信号计算运行数据
810 接收第二监测信号
820 通过比较运行数据与基准数据确定运行状况
825 传送运行状况
830 基于风速范围选择基准数据
850 接收对应于风速信号的音频信号
855 使每个音频信号与风速范围关联
860 计算对于每个风速范围的基准数据。
Claims (10)
1.一种用于监测风力涡轮机(100)的系统(400)，所述系统包括：
耦合于所述风力涡轮机并且配置成提供包括音频信号和图像信号中的至少一个的一个或多个监测信号的监测装置(200)；以及
通信地耦合于所述监测装置的监测控制器(420)，其配置成：
提供表示所述风力涡轮机的正常运行的基准数据；
基于从所述监测装置接收的监测信号形成运行数据；
比较所述运行数据与所述基准数据以确定偏差；以及
当所述偏差超过阈值时传送偏差通知。
2.如权利要求1所述的系统(400)，其中所述监测装置(200)包括配置成监测所述风力涡轮机(100)的至少一个转子叶片(108)的定向监测装置。
3.如权利要求2所述的系统(400)，进一步包括耦合于所述风力涡轮机(100)的平移机构(215)，其中所述定向监测装置(200)耦合于所述平移机构。
4.如权利要求3所述的系统(400)，其中所述转子叶片(108)耦合于可绕旋转轴线(220)旋转的毂(110)，并且所述平移机构(215)限定大致上平行于所述旋转轴线(225)的平移轴线。
5.如权利要求3所述的系统(400)，其中所述定向监测装置(200)进一步配置成通过提供多个图像来提供监测信号，所述多个图像中的每个图像对应于沿所述平移轴线(215)的多个位置中的一个。
6.如权利要求1所述的系统(400)，其中所述运行数据基于从所述监测装置(200)接收的第一监测信号，并且所述监测控制器(420)进一步配置成基于从所述监测装置接收的第二监测信号形成所述基准数据。
7.如权利要求1所述的系统(400)，其中所述监测装置(200)配置成提供多个音频信号，并且所述监测控制器(420)进一步配置成通过确定所述运行数据和所述基准数据之间的频率偏差和所述运行数据和所述基准数据之间的幅度偏差中的至少一个来确定偏差。
8.如权利要求1所述的系统(400)，进一步包括通信地耦合于所述监测控制器(420)的远程装置，所述远程装置包括配置成显示所述偏差通知的显示装置。
9.如权利要求1所述的系统(400)，其中所述风力涡轮机(100)是第一风力涡轮机，所述系统进一步包括通信地耦合于所述监测控制器(420)的远程装置，并且其包括配置成显示所述第一风力涡轮机的偏差历史和靠近所述第一风力涡轮机的第二风力涡轮机的偏差中的至少一个的显示装置。
10.一种用于监测风力涡轮机(100)的运行状况的装置(400)，所述装置包括：
配置成从风力涡轮机监测装置接收一个或多个监测信号的监测装置接口(710)，所述监测信号包括音频信号和图像信号中的至少一个；
存储区(505)，其配置成存储从所述监测装置接口在第一时间接收的至少第一监测信号所计算的基准数据；以及
处理器(500)，其耦合于所述监测装置接口(710)和所述存储区，所述处理器程序化以用于：基于由所述监测装置接口在第二时间接收的第二监测信号计算运行数据；以及比较所述运行数据与所述基准数据以确定所述风力涡轮机的运行状况；以及
通信接口(715)，其配置成传送所述风力涡轮机的所述运行状况到远程装置。
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