CN102834610A

CN102834610A - 确定风力涡轮机的旋转叶片上的质量改变的方法和系统

Info

Publication number: CN102834610A
Application number: CN2010800661625A
Authority: CN
Inventors: P.埃格达尔; H.劳尔贝格
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens Gamesa Renewable Energy
Priority date: 2010-04-12
Filing date: 2010-06-15
Publication date: 2012-12-19
Anticipated expiration: 2030-06-15
Also published as: CA2795987C; EP2531724B1; EP2531724A2; WO2011127990A3; CA2795987A1; US20130031966A1; DK2531724T3; WO2011127990A2; US9133828B2; CN102834610B

Abstract

描述的是一种用于确定风力涡轮机的旋转叶片上的质量改变的方法，该方法包括：测量表示风力涡轮机的振动的振动量；测量表示叶片的旋转角的方位量；根据振动量和方位量确定表示叶片的振动频率的频率量；基于频率量确定叶片上的质量改变。

Description

确定风力涡轮机的旋转叶片上的质量改变的方法和系统

技术领域

本发明涉及一种用于确定风力涡轮机的旋转叶片处的质量改变的方法和系统。特别地，本发明涉及一种用于确定风力涡轮机的旋转叶片处的质量改变的方法和系统，其中所述质量改变基于叶片的频率被确定。

背景技术

US 2008/0141768公开了针对风力涡轮机的冰探测，其中风速利用风速仪被测量。

US 2005/0276696公开了用于转子叶片冰探测的方法和设备，其中气象条件被监控，并且其中随着转子叶片的质量而变化的参数或在转子叶片之间的质量不平衡被监控。

WO 02/053910公开了一种用于监控风力涡轮机上的转子叶片的状态的方法和装置，其中转子叶片内在传感器被用来标识对转子叶片的损害。

US 2008/0206052公开了一种用于监控风力装备上的转子叶片的状态的方法和装置，其中位移传感器被布置在转子叶片上。

EP 1 959 134公开了一种用于利用横向塔架（tower）加速度来探测非对称结冰的方法和系统，其中确定转子质量不平衡是否存在被执行。

EP 1 936 186公开了一种风力涡轮机和一种探测风力涡轮机上的非对称结冰的方法，其中通过利用纵向塔架加速度数据来确定，转子质量不平衡状况是否存在。因此，转子速度加速度监控系统被利用。

EP 1 748 185公开了一种用于风力涡轮机的结冰探测系统，其中数字结构振动传感器测量风力涡轮机的振动状况或负载状况，并且把测量数据输送到被适配来基于由结构振动传感器所提供的机械可变数据而探测结冰状况的探测装置。

可能存在对于用于确定风力涡轮机的旋转叶片处的质量改变（特别是结冰状况）的方法和系统的需求，所述方法和系统能够以更精确的方式确定结冰状况，并且所述方法和系统能够以简化的方式确定结冰状况。特别地，可能存在对于用于确定风力涡轮机的旋转叶片处的质量改变（特别是结冰状况）的方法和系统的需求，所述方法和系统可以在现有的风力涡轮机中容易地被使用或被安装或被执行，而不要求大的结构修改或适配。此外，可能存在对于用于确定风力涡轮机的旋转叶片处的质量改变（特别是结冰状况）的方法和系统的需求，所述方法和系统是可靠的并且有成本效益的。

发明内容

通过根据独立权利要求的主题，该需求可以被满足。本发明的有利的实施例通过从属权利要求来描述。

根据实施例，一种用于确定风力涡轮机的旋转叶片处的质量改变的方法被提供，其中所述方法包括：测量表示风力涡轮机的振动的振动量；测量表示叶片的旋转角的方位量；根据振动量和方位量确定表示叶片的振动频率的频率量；基于频率量确定叶片处的质量改变。

所述方法可以特别地被利用用于确定风力涡轮机的叶片处的结冰状况。所测量的振动量可以例如包括风力涡轮机的加速度、振荡、运动、横向运动、垂直运动、旋转运动，这些量特别地在风力涡轮机处的特定位置处被测量，诸如在风力涡轮机塔架处、在风力涡轮机的机舱（nacelle）处、在风力涡轮机的轮毂（hub）处或在风力涡轮机的转子叶片处被测量。测量振动量可以包括在特定的时间段期间测量振动量，诸如通过以特定的时间步长对振动量进行采样来测量。测量振动量可以包括通过模拟装置和/或数字装置测量振动量。测量振动量可以包括通过使用适当的传感器来感测和/或探测和/或获取和/或变换振动量，其中所述适当的传感器响应于风力涡轮机（特别是风力涡轮机的机舱）的加速度、偏转、运动或振荡。特别地，风力涡轮机的振动可以沿着不同的方向发生，其中风力涡轮机的在不同方向上的振动可以通过使用一个或多个如下传感器被测量：所述传感器可以特别地输出表示风力涡轮机的沿着这些不同的方向的振动的信号。此外，如果振动量被滤波（特别是可以是优选的是使用经过平均的值），那么测量振动量可以更适合于探测质量改变。

测量方位量可以包括在方位方向（诸如当柱坐标系统的z轴线与一个或多个转子叶片（特别地经由轮毂）在其处被连接的转子轴的旋转轴线对准时的柱坐标

Figure 2010800661625100002DEST_PATH_IMAGE001

）上测量转子叶片的取向。从而，柱坐标

可以表示叶片的旋转角。然而，通过使角度移位所获得的任何其它角度也可以被用于表示叶片的旋转角。此外，该角度可以用任何合适的单位来表示，诸如度或弧度。此外，方位量可以是表示叶片的旋转角的角度的三角函数。方位量可以例如通过使用正在旋转的加速度计被测量。可替换地，方位量可以通过使用转子轴上的或轮毂上的码盘（code wheel）被测量。

表示叶片的振动频率的频率量可以例如是叶片边缘的每个时间的多个振荡。特别地，叶片可以根据振荡模式的组合振荡，其中表示叶片的振动频率的频率量可以包括或可以是具有最大幅度的叶片频率。因而，与叶片相关联的频率量可以表示叶片的基础频率（ground frequency）。特别地，叶片可以不包括如下传感器：从所述传感器供给表示风力涡轮机的振动的振动量。因而，在与叶片被间隔开的位置处所测量的振动量可以表示整个风力涡轮机或被连接到转子轴的至少所有转子叶片的振动或多个振动模式。特别地，表示风力涡轮机的振动的振动量可以是各个单独的转子叶片（诸如或被连接到转子轴的2个、3个、5个、7个或更多转子叶片）的振动的叠加。

为了从振动量中提取涉及特定叶片的贡献，可能需要使用方位量并且根据振动量和方位量来计算或计算出表示叶片的振动频率的频率量。特别地，频率量可以表示叶片（特别是叶片边缘）的振动的基础频率。叶片边缘可以是前缘（面向风的方向）或后缘（指向风的方向）。叶片的实际振动可以包括沿着叶片的不同方向（诸如沿着纵向、沿着横向以及沿着在纵向与横向之间的方向）的振动模式的复合样式（complex pattern）。特别地，频率量可以表示（具有最大幅度的）主振荡的基础频率。

特别地，频率量可以依赖于叶片的质量和/或质量分布。特别地，叶片的质量越高，频率可以越低。因而，叶片的频率改变可以指示叶片处的质量改变发生了。质量改变可以指示：物质被附着到或被添加到叶片上，或者物质从叶片被去除。特别地，被附着到叶片的物质或从叶片被去除的物质可以包括土、灰尘、水、冰或诸如螺栓之类的机械部件或任何其它物质。特别地，一确定频率量，就可以确定的是质量改变发生了，所述质量改变发生了可以接着诸如通过电信号（诸如电压信号、电流信号）、光信号或任何其它类型的信号被指示。质量改变发生了的指示可以被输送给或被供给风力涡轮机的控制系统，所述风力涡轮机的控制系统接着可以考虑质量改变发生了的指示，用于适当地调整风力涡轮机的操作模式。从而，风力涡轮机的操作模式可以关于叶片处的质量改变被精炼或被优化，这可以特别地包括通过去除所添加的质量来消除叶片处的质量改变或者在叶片处沉积缺少的质量，以便重建叶片的初始质量。

特别地，质量改变可以涉及改变叶片的空气动力学外形，这可能不利地影响风力涡轮机的性能。特别地，质量改变可以起因于叶片处（特别是叶片边缘处）的结冰（水冰的形成），可以涉及改变叶片的前缘和/或后缘的外形。从而，沿着叶片的前缘和后缘的气流可以不利地被改动，使得叶片的驱动功率被减少。

确定叶片处的质量改变发生了或/和指示质量改变发生了允许执行措施以补救该问题，以重建风力涡轮机的预期的性能（特别是叶片的性能）。

根据实施例，确定频率量进一步基于风力涡轮机的温度，其中特别地频率量线性地依赖于风力涡轮机的温度。

特别地，振动量可以表示具有特定频率或频谱的振动或振荡。频率量可以特别地依赖于风力涡轮机或（多个）叶片的（所测量的）温度。因而，在温度T所测量的频率f′可以依赖于在参考温度（诸如20℃）下的频率f，并且可以根据下面的方程式线性地依赖于温度T：

。

从而，C1是温度补偿常数，而C2是平均频率补偿常数。由于改变温度引起的频率的改变可以被考虑，以便根据频率改变探测质量改变。从而，频率量的确定可以是更精确的。

根据实施例，确定质量改变包括把频率量与预定的参考频率或依赖于温度的参考频率相比较。参考频率（或者依赖于温度的参考频率对温度的依赖性的种类（或参数），诸如线性依赖性）可以被存储在风力涡轮机的控制器系统中，并且可以基于正好在安装风力涡轮机之后被实行的最初的叶片频率测量。可替换地，叶片的参考频率可以从在控制器系统中的列出不同类型和尺寸的叶片的频率的被预编程的或被存储的表中来选择。此外，参考频率可以被选择为在风力涡轮机中所包括的所有叶片的频率的平均值。特别地，风力涡轮机可以包括被连接到共同的轮毂的2个、3个、4个、5个、7个或甚至更多叶片，所述共同的轮毂又被连接到转子轴，所述转子轴又驱动发电机用于生成电能。

根据实施例，如果频率量与预定的参考频率偏离（特别地依赖于叶片的刚度和/或重量的）预定的阈值，那么所述质量改变被确定（或者确定质量改变发生了），其中所述阈值特别地总计在10mHz到100mHz之间、更特别地总计在30Hz到70Hz之间。特别地，所述阈值可以总计约50mHz。所述阈值可以依赖于叶片规格，其中叶片的刚度越高，所述阈值可以越低，并且其中重量越大，所述阈值可以越低。从而，简单的准则可以被提供，根据所述简单的准则可以判定或确定：质量改变是否发生了，特别地叶片处的结冰是否发生了。

根据实施例，如果频率量小于预定的参考频率，特别地比预定的参考频率小至少预定的阈值，那么质量改变是（被确定为）质量增加。从而，简单的准则被提供来确定：叶片的质量是否增加，特别地叶片处的结冰是否发生了。

根据实施例，测量振动量包括通过使用加速度计来测量振动量，所述加速度计特别地被布置在风力涡轮机的机舱处。从而，传感器或任何其它测量装置可以在叶片处被避免，所述传感器或任何其它测量装置在其它方面会难以被安装在叶片处，并且所述传感器或任何其它测量装置会被暴露在可能损害传感器的外部条件下。从而，确定方法和/或被用于该方法的设备的可靠性和/或耐久性可以被改进。

根据实施例，测量振动量包括在叶片的旋转平面中在至少一个方向上测量振动量。特别地，振动量可以沿着水平方向和/或沿着垂直方向被测量，其中垂直方向沿着风力涡轮机的塔架的纵向延伸。从而，确定方法的精确度和可靠性可以被改进。

根据实施例，确定频率量包括把振动量乘以涉及方位量的项的三角函数。所述涉及方位量的项可以是方位量本身或者例如是方位量与偏角量的和。三角函数可以包括例如正弦函数或余弦函数。乘法可以帮助提取针对其预期确定是否有质量改变的叶片的频率量。特别地，乘法可以有助于提取涉及该叶片的振动量的部分。从而，确定频率量可以以可以例如在计算机程序中容易地被实施的简单的方式被执行。

根据实施例，确定频率量包括执行振动量的频率分析。特别地，傅立叶变换可以被应用用于确定被包括在振动量中的单独频率，所述振动量可以表示具有不同频率的数个振荡的叠加。这样的振荡之一可以涉及针对其预期确定质量改变是否发生的叶片的基础振荡。

根据实施例，用于确定风力涡轮机的旋转叶片处的质量改变的方法进一步包括：如果质量改变被确定或者如果确定质量改变发生了，那么指示叶片处的结冰。从而，指示可以包括生成可以特别地触发补救该问题的措施的信号（诸如电信号、光信号或任何其它种类的信号）。指示叶片处的结冰可以可替换地或附加地包括被输送给监控系统以被维护人员识别的信号。

根据实施例，确定结冰进一步基于所测量的气象量、特别是温度和/或湿度。从而，结冰发生了的指示的可靠性和/或精确度可以被改进。特别地，如果温度低于阈值温度（诸如约0°）和/或湿度高于阈值湿度，那么指示结冰可以被执行。

根据实施例，一种用于操作风力涡轮机的方法被提供，其中该方法包括：根据第一操作模式旋转叶片；根据如上面所述的实施例确定旋转叶片处的质量改变；以及如果确定质量改变发生了，那么把操作模式改变为第二操作模式。从而，在考虑到质量改变已发生的情况下，风力涡轮机的操作模式可以被改变，因而使得能够在针对叶片的状态（特别是针对叶片的质量）适当的操作模式下操作风力涡轮机。从而，特别地，第二操作模式可以包括采取措施来使在叶片处被确定的质量改变逆转，以便重建叶片的初始质量（或初始状态）。在其它实施例中，叶片的质量改变不可以被逆转，而是风力涡轮机的诸如转子速度、涡轮取向（特别是机舱取向）之类的其它操作参数可以被改变。

根据实施例，第二操作模式包括操作用于给转子叶片除冰的除冰系统。该除冰系统可以例如包括被布置或被装配在转子叶片处的一个或多个压电元件，所述压电元件可以被激活或被操作来去除附着到转子叶片（特别是附着到转子叶片的边缘）的冰。从而，压电元件可以被激活来振动，以便破坏冰或者使冰破裂或者从叶片表面上解除所附着的冰。在其它实施例中，除冰系统可以可替换地或附加地包括用于加热叶片的至少一部分的加热系统。根据实施例，根据确定质量改变是否发生了，除冰系统可以被激活、被起到或被停止。特别地，在操作除冰系统特定的时间段之后，可以被确定的是，叶片的初始质量被重建（由于从叶片去除冰）。于是，除冰系统可以被停止，并且风力涡轮机可以继续（由控制系统所控制地）在第一操作模式下的操作。从而，风力涡轮机的效率可以被改进，因为第一操作模式（特别是正常操作模式）下的时间可以被延长。

根据实施例，第二操作模式包括停止旋转叶片。特别地，如果确定高于质量阈值的质量改变（特别是质量增加）已经发生了，那么停止旋转叶片可能是需要的，以恢复风力涡轮机的效率。

根据实施例，用于确定风力涡轮机的旋转叶片处的质量改变的系统被提供，其中该系统包括：用于测量表示风力涡轮机的振动的振动量的振动传感器；用于测量表示叶片的旋转角的方位量的角度传感器；以及用于根据振动量和方位量确定表示叶片的振动频率的频率量并且用于基于频率量确定叶片处的质量改变的处理设备。

本领域技术人员将理解的是，关于用于确定风力涡轮机的旋转叶片处的质量改变的方法所公开的（单独的或组合的）特征也可以被（单独地或以任意组合）应用于用于确定风力涡轮机的旋转叶片处的质量改变的系统。

不得不注意的是，本发明的实施例已经关于不同的主题被描述。特别地，一些实施例已经关于方法类型权利要求被描述，而其它实施例已经关于设备类型权利要求被描述。然而，除非被另外通知，除了属于一种类型的主题的特征的任意组合之外，本领域技术人员将将从上面的和下面的描述中得悉：还有涉及不同主题的特征之间的任意组合、特别地在方法类型权利要求的特征与设备类型权利要求之间的任意组合被视为随着本文献一起被公开。

本发明的上面所限定的方面和其它方面从将要在下文中被描述的实施例的例子中是明显的，并且参照实施例的例子被解释。参照实施例的例子，本发明将在下文中被更详细地描述，但本发明并不限于所述实施例的例子。

附图说明

图1示意性地图示了包括根据实施例的用于确定风力涡轮机的转子叶片处的质量改变的系统的风力涡轮机的侧视图；

图2示意性地图示了包括在图1中被图示的风力涡轮机的叶片的轮毂的正视图；

图3图示了示出了在根据实施例的方法中所使用的振动量的迹线（trace）的曲线图；

图4图示了示出了涉及具有不同被附着的质量的叶片的频率量的曲线图，其中数据从在图3中所描绘的振动量被导出；并且

图5图示了一个叶片的边缘频率的时间进程的曲线图，其中该曲线图中的数据被用于根据方法的实施例确定旋转叶片处的质量改变。

具体实施方式

附图中的图示是示意的。应该注意的是，在不同的图中，类似的或相同的要素被提供有相同的附图标记或被提供有仅仅在第一位内不同于相对应的附图标记的附图标记。

如在图1和图2中所示，监控系统被构造在风力涡轮机1中，所述风力涡轮机1包括塔架2、机舱3、轮毂4以及一个或多个旋转叶片5。该监控系统包括被放在机舱3中的具有内置的控制器或计算器（未示出）的加速度计6（也被叫作G传感器），用于感测机舱3的源于每个旋转叶片5的振动的振动。G传感器感测在两个方向上的振动、即横穿机舱（x方向）和沿着机舱（y方向）的振动，如在图2中所限定的那样。因为具有内置的控制器或计算器的G传感器6被放在塔架2的顶上的机舱3中，所以明显的是，G传感器通过塔架2的振动来感测所有叶片的频率。为了提取每个叶片频率，旋转叶片的旋转角（方位角）Φ被监控系统使用。通过使用通常被用于变浆距控制的传感器（未示出），旋转方位角Φ被感测，其中所述变浆距控制是风力涡轮机的常见控制系统。

根据实施例，因此可能的是，使用仅仅一个被放在风力涡轮机1的机舱3中的G传感器6，以监控每个叶片频率，并且确定质量改变是否发生（特别是由于叶片处的结冰引起）。根据实施例，在WO 2009/000787中所公开的方法被利用来确定叶片边缘频率。

如上面所提及的那样，同样通过使用用于感测叶片5的旋转角位置（方位角）Φ（A、B和C）的方位角传感器，并且通过使用被乘以由机舱3中的G传感器6所监控的在x方向上的频率（调制）的方位角Φ的余弦值，这被完成。通过使用方位角Φ的余弦值，首先每个叶片的在x方向上的振动被监控。这是基于如下理论被完成的：当叶片5在垂直位置（0或180度）时，（在x方向上的）叶片边缘的频率对具有G传感器6的机舱具有最大的影响；当叶片5在水平位置（90或270度）时，（在x方向上的）叶片边缘的频率对具有G传感器6的机舱几乎没有影响。通过使用对应于分别为0度、120度和240度（在通常的三叶型风力涡轮机中）的叶片5的位移的频率，并且通过把快速傅立叶变换（FFT）应用到被调制的G传感器信号，每个叶片5的频率被监控。

可替换地，在y方向上（沿着机舱）从G传感器Φ中测量到的频率被用来计算每个叶片频率。那么，使用方位角Φ的余弦值是不合适的，因为在旋转的整个360度期间，叶片在y方向上振动。但是，因为塔架的力矩负载在叶片的顶部垂直位置上大于在叶片的底部垂直位置上，所以把感测到的频率乘以模拟这些环境的函数会是合适的，所述函数像常数（例如数1）被加到方位角Φ的余弦值并且接着把这个数除以2（(1+cos(方位角Φ))/2）。该函数在0度和360度的范围内给出了在1到0之间的数，并且从而如上面进一步描述的那样提取每个叶片频率。

具有来自来自G传感器6的感测到的信号与方位角Φ的输入的控制器或计算单元包括调制感测到的信号的调制单元、从经调制的信号中提取每个叶片频率的快速傅立叶变换（FFT或DFFT）单元或锁相环振荡（PLL）单元，以及进一步包括报警单元，当每个叶片频率的改变达到特定的水平时，所述报警单元设置报警和/或使风力涡轮机停止。控制器中的所有这些单元没有被示出。

仅仅查看由于在边缘的（edgewise）谐振频率引起的振动，针对每个叶片（A、B和C）的叶片在边缘的加速度可以被描述为下面的公式：

其中a(t)是叶片在边缘的加速度，ω是在边缘的谐振频率，t是时间，并且k是常数。

叶片中的边缘振动利用Ip调制（每转一次调制）被耦合到机舱中。假设叶片边缘振动与机舱耦合最多，当叶片具有垂直位置（如之前所描述的那样）时，机舱振动可以近似地由下式描述：

其中ax(t,Φ)是机舱加速度，aA是叶片A在边缘的加速度，aB是叶片B在边缘的加速度，ac是叶片C在边缘的加速度，Φ是转子方位角，并且k2是常数。包括源于不同叶片5的具有不同幅度的多个频率的叠加的ax的频谱在图3中被描绘。

再次关于单独的叶片位置的ax信号的调制给出了由下式所限定的3个新信号：

。

图4示出了如叠加有叶片A在结冰状况或状态（am_A′）（其中冰被形成在叶片A上并且被附着在叶片A处）下的频率分布的叶片A的当该叶片在其初始状况（am_A）（具有叶片A的初始质量）下时的频谱。这两个频率分布仅仅在图4中所图示的绘图中被叠加，以便图示叶片A的在正常状况下以及在结冰状况下的频率的移位或改变。如能够被观察到的那样，叶片A的通过am_A标记的在正常状况（即具有叶片A的初始质量）下的主频率（具有最大幅度的频率）位于1.24Hz附近，而叶片A的在结冰状态（在叶片A的表面上具有冰，使得叶片A的质量相对于初始质量被增加）下的主频率（这些频率具有最大幅度）位于1.17Hz附近。因而，叶片A的在结冰状态下的频率已经相对于在正常状态下的频率下降了70mHz至80mHz。通过根据实施例的方法，该频率的下降可以容易地被探测到。同样地，频率可以（特别是以线性方式）依赖于风力涡轮机（特别是叶片）的温度。从而，在正常状况下和在结冰状态下的频率可以不是恒定的，而是可以根据风力涡轮机（特别是（多个）叶片）的温度位于1.17Hz到0.0005Hz之间。从而，当（通过使用频率改变）确定由于冰形成引起的（多个）叶片处的质量改变时，该温度依赖性可以被考虑。

图5图示了通过曲线7示出了叶片A的在2009年12月期间的叶片边缘频率的时间进程的曲线图。从12月18日至12月22日，叶片边缘频率总计在1.26Hz到1.23Hz之间，而在12月23日，到低于1.17的值的频率下降在24小时内被观察到。在12月23日之后，频率保留在1.16到1.17之间的范围内。叶片A的频率下降可以指示冰被形成在叶片A上或被附着到叶片A。例如由于叶片A的翼型的改动，该结冰状况可以不利地影响转子叶片A的性能。

在图5中所图示的叶片边缘频率7的下降可以触发将风力涡轮机1设置在不同的操作模式下。例如，被装配在叶片5A中的除冰系统可以被激活用于融化/去除冰。在另一实施例中，当冰通过叶片边缘频率的下降被探测到时，冰探测方法可以触发使涡轮停止。

在一些天气状况下，冰可能被建立在风力涡轮机的一个或多个叶片上，结果涡轮产生显著更少的电力。根据实施例，风力涡轮机被配备有可以从一个或多个叶片去除冰的除冰系统。针对这样的涡轮，该“叶片上的冰的状况”（结冰状况）必须通过使用如上面所描述的探测方法而被探测。此外，用于确定叶片处的质量改变的方法可以被用来解释叶片的性能或电力曲线，并且可以被用来预报风力涡轮机的期望的电力生产。根据实施例，位于叶片处的附加的传感器可以被避免，因此简化了风力涡轮机的构造。根据实施例，叶片5A具有如在图5中由虚线8所指示的为约1.25的参考频率。根据实施例，如果叶片5A的频率从参考频率8的下降大于阈值Δf，那么该系统或该方法指示结冰在叶片5A处发生。Δf可以依赖于叶片的物理组成，诸如依赖于叶片的刚度和/或依赖于叶片的重量。从而，如果叶片5A的频率下降低于在图5中所指示的阈值9，那么用于确定质量改变（或指示结冰状况）的方法或系统可以指示叶片5A处的结冰发生了。

应该注意的是，术语“包括”并不排除其它元件或步骤，并且“一”或“一个”并不排除多个。同样，与不同的实施例相关联地被描述的元件可以被组合。还应该注意的是，权利要求中的附图标记不应该被理解为限制权利要求的范围。

附图标记列表

1 风力涡轮机

2 风力涡轮机塔架

3 机舱

4 轮毂

5、5A、5B、5C 风力涡轮机的叶片

6 加速度计

7 叶片边缘频率时间进程

8 参考频率

9 频率阈值

Claims

1.一种用于确定风力涡轮机的旋转叶片处的质量改变的方法，所述方法包括：

· 测量表示风力涡轮机的振动的振动量；

· 测量表示叶片的旋转角的方位量；

· 根据振动量和方位量确定表示叶片的振动频率的频率量；

· 基于频率量确定叶片处的质量改变。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，确定频率量进一步基于风力涡轮机的温度，其中特别地所述频率量线性地依赖于风力涡轮机的温度。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，确定质量改变包括把频率量与预定的参考频率或依赖于温度的参考频率相比较。

4.根据权利要求3所述的方法，其中，如果频率量与预定的参考频率偏离预定的阈值，那么质量改变被确定，其中所述预定的阈值依赖于叶片的刚度和/或重量，其中阈值特别地总计在10mHz到100mHz之间。

5.根据权利要求4所述的方法，其中，如果频率量小于预定的参考频率、特别地比预定的参考频率小至少预定的阈值，那么质量改变是质量增加。

6.根据上述权利要求中的任意权利要求所述的方法，其中，测量振动量包括通过使用加速度计测量振动量，所述加速度计特别地被布置在风力涡轮机的机舱处。

7.根据上述权利要求中的任意权利要求所述的方法，其中，测量振动量包括在叶片的旋转平面中在至少一个方向上测量振动量。

8.根据上述权利要求中的任意权利要求所述的方法，其中，确定频率量包括把振动量乘以涉及方位量的项的三角函数。

9.根据上述权利要求中的任意权利要求所述的方法，其中，确定频率量包括执行振动量的频率分析。

10.根据上述权利要求中的任意权利要求所述的方法，进一步包括：如果质量改变被确定，那么指示叶片处的结冰。

11.根据权利要求10所述的方法，其中，指示结冰进一步基于所测量的气象量、特别是温度和/或湿度。

12.一种用于操作风力涡轮机的方法，所述方法包括：

· 根据第一操作模式旋转叶片；

· 按照根据权利要求1至10中的任意权利要求所述的方法确定旋转叶片处的质量改变；并且

· 如果质量改变已经被确定，那么把操作模式改变为第二操作模式。

13.根据权利要求12所述的方法，其中，第二操作模式包括操作用于给转子叶片除冰的除冰系统。

14.根据权利要求12或13所述的方法，其中，第二操作模式包括停止旋转叶片。

15.一种用于确定风力涡轮机的旋转叶片处的质量改变的系统，所述系统包括：

· 用于测量表示风力涡轮机的振动的振动量的振动传感器；

· 用于测量表示叶片的旋转角的方位量的角度传感器；以及

· 处理设备，

用于根据振动量和方位量确定表示叶片的振动频率的频率量，并且

用于基于频率量确定叶片处的质量改变。