CN111810357A - 用于减轻风力涡轮的转子叶片的损坏的系统及方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于减轻风力涡轮的多个转子叶片中的转子叶片的损坏的方法，包括在至少一个方向上从多个转子叶片接收多个加速度信号。该方法还包括对于多个加速度信号中的每个产生谱密度。此外，该方法包括基于对于至少一个预定频率范围的多个加速度信号中的每个的谱密度来确定多个转子叶片中的每个的叶片能量。而且，该方法包括将叶片能量与彼此或预定损坏阈值中的至少一个进行比较。另外，该方法包括当叶片能量中的一个或多个彼此相差预定量或叶片能量中的一个或多个超过预定损坏阈值时执行控制动作。

Description

用于减轻风力涡轮的转子叶片的损坏的系统及方法
技术领域
本公开大体上涉及风力涡轮，并且更特别地涉及用于减轻风力涡轮的转子叶片的损坏的系统和方法。
背景技术
风力被认作是目前可用的最清洁、最环境友好的能源之一，且就此而言，风力涡轮得到越来越多的关注。现代风力涡轮典型地包括塔筒、发电机、变速箱、机舱和一个或多个转子叶片。机舱包括联接到变速箱和发电机的转子组件。转子组件和变速箱安装在位于机舱内的台板支承框架上。更确切地说，在许多风力涡轮中，变速箱经由一个或多个转矩臂或臂安装至台板。一个或多个转子叶片使用已知的翼型件原理获得风的动能。转子叶片传送呈旋转能的形式的动能，以便转动将转子叶片联接至变速箱(或如果未使用变速箱，则直接地联接至发电机)的轴。发电机然后将机械能转换成电能，电能可部署至公用电网。
在转子叶片的生命周期期间，转子叶片可能经受引起叶片损坏的各种条件。例如，在风力涡轮操作期间，转子叶片可能由于各种操作和/或环境条件而过度地加载，且/或转子叶片可能由于制造缺陷而包括各种应力点。无论是什么引起损坏，局部应力集中都可能形成裂纹，裂纹会迅速蔓延，并最终导致叶片故障。在最坏的情况下，灾难性的叶片故障可能需要更换塔筒甚至整个风力涡轮。
鉴于上述情况，本领域不断寻求用于检测和减轻转子叶片损坏的新的和改进的系统和方法。
发明内容
本发明的方面和优点将在以下描述中阐明，或可从描述中清楚，或可通过实施本发明学到。
一方面，本公开涉及一种用于减轻风力涡轮的多个转子叶片中的转子叶片的损坏的方法。该方法包括经由控制器在至少一个方向上从多个转子叶片接收多个加速度信号。该方法还包括经由控制器对于多个加速度信号中的每个产生谱密度。此外，该方法包括经由控制器基于对于至少一个预定频率范围的多个加速度信号中的每个的谱密度来确定多个转子叶片中的每个的叶片能量。而且，该方法包括将叶片能量与彼此或预定损坏阈值中的至少一个进行比较。另外，该方法包括当一个或多个叶片能量彼此相差预定量或一个或多个叶片能量超过预定损坏阈值时执行控制动作。
在一个实施例中，例如，多个加速度信号可由多个转子叶片的相应的变桨系统产生。在另一个实施例中，方向可包括重力方面的Z方向。
在进一步的实施例中，该方法可包括基于风力涡轮的功率输出、转子叶片类型、风力涡轮类型和/或多个转子叶片中的一个或多个的角度来确定至少一个预定频率范围。这样，随着功率输出增加，预定损坏阈值增加。
在另外的实施例中，确定多个转子叶片中的每个的叶片能量可包括对于至少一个预定频率范围确定多个加速度信号中的每个的谱密度的曲线下方的面积。
更确切地说，在一个实施例中，预定频率范围可包括多个预定频率范围。例如，在此类实施例中，多个预定频率范围可包括从大约25赫兹(Hz)到大约30Hz的第一频率范围和从大约35Hz到大约40Hz的第二频率范围。在此类实施例中，对于多个预定频率范围的多个加速度信号中的每个确定谱密度的曲线下方的面积可包括对于多个预定频率范围的多个加速度信号中的每个的对数确定谱密度的曲线下方的面积。
在又一个实施例中，该方法可包括：使用辛普森(Simpson)规则对于多个预定频率范围的多个加速度信号中的每个的对数确定谱密度的曲线下方的面积。
在又一个实施例中，该方法可包括对于训练时间段针对预定频率范围的多个加速度信号中的每个确定谱密度的曲线下方的面积，以便将健康叶片阈值确定为多个转子叶片中的每个的基线。
在某些实施例中，基于对于至少一个预定频率范围的多个加速度信号中的每个的谱密度确定多个转子叶片中的每个的叶片能量可包括对于至少一个预定频率范围的多个加速度信号中的每个确定谱密度的曲线下方的面积的最大值和最小值，并且确定多个加速度信号中的每个的最大值和最小值之间的差。
在此类实施例中，将叶片能量与彼此或预定损坏阈值中的至少一个进行比较可包括将多个加速度信号中的每个的最大值和最小值之间的差中的每个与预定损坏阈值进行比较。
在另一个实施例中，多个加速度信号中的每个的谱密度可对应于功率谱密度。因此，在某些实施例中，该方法可包括，确定多个加速度信号中的每个的功率谱密度还包括利用韦尔奇(Welch)方法。
在特定实施例中，控制动作可包括例如产生警报或通知信号、关闭风力涡轮和/或使风力涡轮降额。
另一方面，本公开涉及一种用于减轻风力涡轮的多个转子叶片中的转子叶片的损坏的系统。该系统包括变桨系统，该变桨系统通信地联接至多个转子叶片中的每个。每个变桨系统可产生多个加速度信号。该系统还包括控制器，该控制器包括至少一个处理器。处理器配置成执行多个操作，包括但不限于从变桨系统接收多个加速度信号，基于对于至少一个预定频率范围的多个加速度信号来确定多个转子叶片中的每个的叶片能量，将叶片能量与彼此或预定损坏阈值中的至少一个进行比较，以及当叶片能量中的一个或多个彼此相差预定量或叶片能量中的一个或多个超过预定损坏阈值时执行控制动作。
技术方案1. 一种用于减轻风力涡轮的多个转子叶片中的转子叶片的损坏的方法，所述方法包括：
经由控制器在至少一个方向上从所述多个转子叶片接收多个加速度信号；
经由所述控制器对于所述多个加速度信号中的每个产生谱密度；
经由所述控制器基于对于至少一个预定频率范围的多个加速度信号中的每个的谱密度来确定所述多个转子叶片中的每个的叶片能量；
将所述叶片能量与彼此或预定损坏阈值中的至少一个进行比较；以及
当所述叶片能量中的一个或多个彼此相差预定量或所述叶片能量中的一个或多个超过所述预定损坏阈值时执行控制动作。
技术方案2. 根据任意前述技术方案所述的方法，其中，所述多个加速度信号由所述多个转子叶片的相应的变桨系统产生。
技术方案3. 根据任意前述技术方案所述的方法，其中，所述至少一个方向包括重力方面的Z方向。
技术方案4. 根据任意前述技术方案所述的方法，其中，所述方法还包括基于所述风力涡轮的功率输出、转子叶片类型、风力涡轮类型和/或所述多个转子叶片中的一个或多个的角度来确定所述至少一个预定频率范围，其中随着所述功率输出增加，所述预定损坏阈值增加。
技术方案5. 根据任意前述技术方案所述的方法，其中，确定所述多个转子叶片中的每个的叶片能量还包括对于所述至少一个预定频率范围的所述多个加速度信号中的每个确定所述谱密度的曲线下方的面积。
技术方案6. 根据任意前述技术方案所述的方法，其中，所述至少一个预定频率范围包括多个预定频率范围。
技术方案7. 根据任意前述技术方案所述的方法，其中，所述多个预定频率范围包括从大约25赫兹(Hz)到大约30Hz或从大约35Hz到大约40Hz。
技术方案8. 根据任意前述技术方案所述的方法，其中，对于所述多个预定频率范围的所述多个加速度信号中的每个确定所述谱密度的曲线下方的面积还包括对于所述多个预定频率范围的所述多个加速度信号中的每个的对数确定所述谱密度的曲线下方的面积。
技术方案9. 根据任意前述技术方案所述的方法，其中，所述方法还包括：使用辛普森规则对于所述多个预定频率范围的所述多个加速度信号中的每个的对数确定所述谱密度的曲线下方的面积。
技术方案10. 根据任意前述技术方案所述的方法，其中，所述方法还包括：对于训练时间段针对所述预定频率范围的所述多个加速度信号中的每个确定所述谱密度的曲线下方的面积，以便确定健康叶片阈值作为所述多个转子叶片中的每个的基线。
技术方案11. 根据任意前述技术方案所述的方法，其中，基于对于至少一个预定频率范围的所述多个加速度信号中的每个的谱密度确定所述多个转子叶片中的每个的叶片能量还包括：
对于所述至少一个预定频率范围的所述多个加速度信号中的每个确定所述谱密度的曲线下方的面积的最大值和最小值；以及
确定所述多个加速度信号中的每个的最大值和最小值之间的差。
技术方案12. 根据任意前述技术方案所述的方法，其中，将所述叶片能量与彼此或预定损坏阈值中的至少一个进行比较还包括：将所述多个加速度信号中的每个的最大值和最小值之间的差中的每个与所述预定损坏阈值进行比较。
技术方案13. 根据任意前述技术方案所述的方法，其中，所述多个加速度信号中的每个的谱密度包括功率谱密度。
技术方案14. 根据任意前述技术方案所述的方法，其中，确定所述多个加速度信号中的每个的功率谱密度还包括利用韦尔奇方法。
技术方案15. 根据任意前述技术方案所述的方法，其中，所述控制动作包括以下至少之一：产生警报或通知信号，关闭所述风力涡轮，和/或使所述风力涡轮降额。
技术方案16. 一种用于减轻风力涡轮的多个转子叶片中的转子叶片的损坏的系统，所述系统包括：
通信地联接到所述多个转子叶片中的每个的变桨系统，所述变桨系统中的每个生成多个加速度信号；以及，
包括至少一个处理器的控制器，所述至少一个处理器执行多个操作，所述多个操作包括：
从所述变桨系统接收所述多个加速度信号；
基于对于至少一个预定频率范围的所述多个加速度信号确定所述多个转子叶片中的每个的叶片能量；
将所述叶片能量与彼此或预定损坏阈值中的至少一个进行比较；以及
当所述叶片能量中的一个或多个彼此相差预定量或所述叶片能量中的一个或多个超过所述预定损坏阈值时执行控制动作。
技术方案17. 根据任意前述技术方案所述的系统，其中，所述方法还包括基于所述风力涡轮的功率输出、转子叶片类型、风力涡轮类型和/或所述多个转子叶片中的一个或多个的角度来确定所述至少一个预定频率范围，其中随着所述功率输出增加，所述预定损坏阈值增加。
技术方案18. 根据任意前述技术方案所述的系统，其中，所述多个操作还包括对于所述多个加速度信号中的每个生成功率谱密度。
技术方案19. 根据任意前述技术方案所述的系统，其中，确定所述多个转子叶片中的每个的叶片能量还包括对于所述至少一个预定频率范围的所述多个加速度信号中的每个确定所述功率谱密度的曲线下方的面积。
技术方案20. 根据任意前述技术方案所述的系统，其中，基于对于至少一个预定频率范围的所述多个加速度信号中的每个的功率谱密度确定所述多个转子叶片中的每个的叶片能量还包括：
对于所述至少一个预定频率范围的所述多个加速度信号中的每个确定所述谱密度的曲线下方的面积的最大值和最小值；
确定所述多个加速度信号中的每个的最大值和最小值之间的差；以及
将所述多个加速度信号中的每个的最大值和最小值之间的差中的每个与所述预定损坏阈值进行比较。
本发明的这些及其他特征、方面和优点将参照以下描述和所附权利要求书变得更好理解。并入且构成本说明书的一部分的附随的附图示出了本发明的实施例，且连同描述用于阐释本发明的原理。
附图说明
本发明的针对本领域的普通技术人员的完整且开放的公开(包括其最佳模式)在参照附图的说明书中提出，在附图中：
图1示出了根据本公开的一个实施例的风力涡轮的透视图；
图2示出了根据本公开的一个实施例的风力涡轮的机舱的透视内部视图；
图3示出了可包括在根据本公开的风力涡轮控制器中的合适构件的一个实施例的示意图；
图4示出了根据本公开的风力涡轮的变桨系统的一个实施例的示意图；
图5示出了根据本公开的用于减轻风力涡轮的多个转子叶片中的转子叶片的损坏的方法的一个实施例的流程图；
图6示出了根据本公开的转子叶片的加速度(y轴)对时间(x轴)的一个实施例的图；
图7示出了根据本公开的具有健康的转子叶片的风力涡轮的功率谱密度(y轴)对频率(x轴)的图；以及
图8示出了根据本公开的具有至少一个不健康的转子叶片的风力涡轮的功率谱密度(y轴)对频率(x轴)的图。
具体实施方式
现在将详细参照本发明的实施例，其一个或多个示例在附图中示出。各个示例通过阐释本发明的方式提供，而不限制本发明。实际上，本领域的技术人员将清楚的是，可在本发明中作出各种改型和变型，而不会脱离本发明的范围。例如，示为或描述为一个实施例的一部分的特征可与另一个实施例一起使用以产生更进一步的实施例。因此，期望本发明覆盖落入所附权利要求和其等同物的范围内的此类改型和变型。
现在参看附图，图1示出了根据本公开的风力涡轮10的一个实施例的透视图。如图所示，风力涡轮10包括从支承表面14延伸的塔筒12、安装在塔筒12上的机舱16，以及联接到机舱16的转子18。转子18包括可旋转的毂20和联接到毂20且从毂22向外延伸的至少一个转子叶片20。例如，在所示的实施例中，转子18包括三个转子叶片22。然而，在备选实施例中，转子18可包括多于或少于三个转子叶片22。每个转子叶片22可围绕毂20间隔开以便于旋转转子18，以使动能能够从风转换成可用的机械能，并且随后转换成电能。例如，毂20可以可旋转地联接到定位在机舱16内的发电机24(图2)，以允许产生电能。
现在参看图2，示出了风力涡轮10的机舱16的一个实施例的简化内部视图。如图所示，发电机24可设置在机舱16内。大体上，发电机24可联接到风力涡轮10的转子18，以用于从由转子18生成的旋转能生成电功率。例如，转子18可包括主轴40，其联接到毂20以与其一起旋转。发电机24然后可联接到主轴40，使得主轴40的旋转驱动发电机24。例如，在所示实施例中，发电机24包括发电机轴42，其通过变速箱44可旋转地联接到主轴40。然而，在其他实施例中，应当认识到，发电机轴42可直接可旋转地联接到主轴40。备选地，发电机24可直接可旋转地联接到主轴40。
应当认识到，主轴40通常可由定位在风力涡轮塔筒12的顶部的支承框架或台板46支承在机舱16内。例如，主轴40可经由安装至台板46的一对枕块由台板46支承。
如图1和图2中所示，风力涡轮10还可包括机舱16内的涡轮控制系统或涡轮控制器26。例如，如图2中所示，涡轮控制器26设置在安装到机舱16的一部分的控制柜52内。然而，应当认识到，涡轮控制器26可设置在风力涡轮10上或其中的任何位置处、支承表面14上的任何位置处，或通常在任何其他位置。涡轮控制器26通常可配置成控制风力涡轮10的各种操作模式(例如，启动或关闭程序)和/或构件。
如图2和图4中所示，风力涡轮10还可包括变桨系统50，该变桨系统包括用于每个转子叶片22的桨距调整机构32，该桨距调整机构构造成使每个转子叶片22绕其变桨轴线34旋转。此外，每个桨距调整机构32可包括变桨驱动马达33(例如，任何合适的电动、液压或气动马达)、变桨驱动变速箱35和变桨驱动小齿轮37。在此类实施例中，变桨驱动马达33可联接到变桨驱动变速箱35，以便变桨驱动马达33将机械力给予变桨驱动变速箱35。类似地，变桨驱动变速箱35可联接到变桨驱动小齿轮37以随其旋转。变桨驱动小齿轮37继而又可与联接在毂20与对应的转子叶片22之间的变桨轴承54旋转接合，使得变桨驱动小齿轮37的旋转引起变桨轴承54的旋转。因此，在此类实施例中，变桨驱动马达33的旋转驱动变桨驱动变速箱35和变桨驱动小齿轮37，从而使变桨轴承54和转子叶片22围绕变桨轴线34旋转。类似地，风力涡轮10可包括通信地联接到控制器26的一个或多个偏航驱动机构38，其中每个偏航驱动机构38配置成改变机舱16相对于风的角度(例如，通过接合风力涡轮10的偏航轴承56)。
此外，如图所示，涡轮控制器26还可通过单独的或一体的桨距控制器30(图1和图4)通信地联接到风力涡轮10的每个桨距调整机构32，以用于控制和/或改变每个相应的转子叶片22的桨距角(即，确定转子叶片22相对于风的方向28的投影的角度)。
另外，如图2中所示，一个或多个传感器57,58可设在风力涡轮10上。更确切地说，如图所示，叶片传感器57可关于转子叶片22中的一个或多个而配置以监测转子叶片22。此外，如图所示，风传感器58可设在风力涡轮10上。例如，风传感器58可为风向标和风速计、LIDAR传感器或测量风速和/或方向的其他合适的传感器。这样，传感器57,58可进一步与控制器26通信，并且可向控制器26提供相关信息。
还应认识到，如本文使用的用语"监测"和其变型指示风力涡轮10的各种传感器可配置成提供监测的参数的直接测量和/或此类参数的间接测量。因此，例如，本文所述的传感器可用于生成关于监测的参数的信号，其然后可由控制器26使用来确定条件。
现在参看图3，示出了根据本公开的可包括在控制器26(或桨距控制器30)内的合适构件的一个实施例的框图。如图所示，控制器26,30可包括一个或多个处理器60和相关联的存储器装置62，其配置成执行多种计算机可执行功能(例如，执行方法、步骤、计算等，以及储存如本文公开的相关数据)。另外，控制器26,30还可包括通信模块64，以便于控制器26,30与风力涡轮10的各个构件之间的通信。此外，通信模块64可包括传感器接口66(例如，一个或多个模数转换器)，以允许从一个或多个传感器57,58传输的信号转换成可由处理器60理解和处理的信号。应当认识到，传感器57,58可使用任何适合的手段可通信地联接到通信模块64。例如，如图3中所示，传感器57,58经由有线连接联接到传感器接口66。然而，在其他实施例中，传感器57,58可经由无线连接联接到传感器接口66，诸如通过使用本领域中已知的任何适合的无线通信协议。
如本文所使用的那样，用语"处理器"不仅是指本领域中称为包括在计算机中的集成电路，而且是指控制器、微控制器、微型计算机、可编程逻辑控制器(PLC)、专用集成电路，以及其他可编程电路。此外，存储器装置62通常可包括存储器元件，包括但不限于计算机可读介质(例如，随机存储存储器(RAM))、计算机可读非易失性介质(例如，闪速存储器)、软盘、光盘只读存储器(CD-ROM)、磁光盘(MOD)、数字多功能盘(DVD)和/或其他适合的存储器元件。此存储器装置62通常可配置成储存适合的计算机可读指令，其在由处理器60实施时，使控制器26,30配置成执行各种功能，包括但不限于传输适合的控制信号来响应于超过如本文所述的预定阈值的距离信号实施校正动作，以及各种其他适合的计算机实施的功能。
现在参看图4，示出了用于风力涡轮10的整个变桨系统50的一个实施例的示意图。更确切地说，如图所示，变桨系统50可包括多个变桨驱动机构32，即，对于每个变桨轴线34一个。此外，如图所示，每个变桨驱动机构可通信地联接到电网45。因此，在风力涡轮10的正常操作期间，变桨驱动马达33可由电网45驱动。
更确切地说，如图5中所示，示出了用于减轻风力涡轮的多个转子叶片中的转子叶片的损坏的方法100的一个实施例的流程图。方法100可使用例如以上参照图1-图4论述的风力涡轮10和控制器26、转子叶片22和变桨系统50来实施。图5出于说明和论述的目的绘出了以特定顺序执行的步骤。使用本文提供的公开内容的本领域普通技术人员将理解，在不脱离本公开的范围的情况下，可调整、修改、重新布置、同时执行或以各种方式修改方法100的各个步骤，或本文公开的任何其他方法。
如(102)处所示，方法100包括在至少一个方向(例如，X方向、Y方向和重力方面的Z方向)上从多个转子叶片22接收多个加速度信号。例如，在一个实施例中，多个加速度信号可由多个转子叶片22的变桨系统50产生。图6示出了根据本公开的转子叶片22的加速度(y轴)对时间(x轴)的一个实施例的图70。更确切地说，如图所示，示出了在X方向、Y方向和重力方面的Z方向上对于转子叶片22中的一个的加速度信号72,72,76。因此，桨距控制器30和/或涡轮控制器26可从每个转子叶片22接收此信号，并且使用来自每个转子叶片22的Z方向加速度信号76以进行如本文所述的进一步处理。因此，通过使用来自每个转子叶片22的Z方向加速度信号(通常已经由变桨系统50收集)，可不需要额外的传感器，从而简化了本文所述的系统。
往回参看图5，如(104)处所示，方法100包括为多个加速度信号中的每个生成谱密度。例如，多个加速度信号中的每个的谱密度可对应于功率谱密度，其描述了功率在每个加速度信号的频率分量中的分布。
如(106)处所示，方法100包括基于针对至少一个预定频率范围的多个加速度信号中的每个的功率谱密度来确定多个转子叶片22中的每个的叶片能量。例如，在某些实施例中，控制器26,30可使用韦尔奇方法确定每个加速度信号的功率谱密度。如本文所述，韦尔奇的方法通常是指用于谱密度估计的方法，并且涵盖本领域普通技术人员理解的其定义。
更确切地说，在某些实施例中，控制器26,30可通过确定针对预定频率范围的多个加速度信号中的每个的功率谱密度的曲线下方的面积来确定多个转子叶片22中的每个的叶片能量。另外，控制器26,30可基于风力涡轮10的功率输出、转子叶片类型/制造商、风力涡轮类型/制造商和/或多个转子叶片22中的一个或多个的角度确定预定频率范围。
在又一个实施例中，控制器26,30可确定多个预定频率范围。例如，在此类实施例中，多个预定频率范围可包括从大约25赫兹(Hz)到大约30Hz的第一频率范围和从大约35Hz到大约40Hz的第二频率范围。
在此类实施例中，控制器26,30可通过确定每个加速度信号的对数的功率谱密度的曲线下方的面积来确定每个加速度信号的功率谱密度的曲线下方的面积。在特定实施例中，控制器26,30可使用辛普森规则对于每个加速度信号的对数确定功率谱密度的曲线下方的面积。如本文所述，辛普森规则通常是指用于数值积分的方法，并且涵盖了本领域普通技术人员所理解的定义。
在某些实施例中，控制器26,30可通过确定在每个加速度信号的功率谱密度的曲线下方的面积的最大值和最小值并确定每个加速度信号的最大值和最小值之间的差来基于针对至少一个预定频率范围的每个加速度信号的功率谱密度确定多个转子叶片22中的每个的叶片能量。
往回参看图5，如(108)处所示，方法100包括将叶片能量与彼此和/或预定损坏阈值进行比较。在某些实施例中，随着功率输出增加，预定损坏阈值也可增加。在此类实施例中，例如，控制器26,30可将每个加速度信号的最大值和最小值之间的每个差与彼此和/或与预定损坏阈值进行比较。
在进一步的实施例中，该方法100可包括对于训练时间段针对预定频率范围的多个加速度信号中的每个确定谱密度的曲线下方的面积，以便将健康叶片阈值确定为多个转子叶片22中的每个的基线。例如，将一个叶片与另一个叶片的叶片能量(例如，在频率范围内的曲线下方的面积)进行比较允许立即检测叶片损坏。然而，使用针对学到的频率范围的曲线下方的转子叶片面积可能还会显示一段时间内的异常情况。这样，如果针对该频率范围的叶片能量随时间增加，则很可能发生该特定转子叶片的损坏。该分析可通过使用训练时间段开始，在该训练时间段中确定转子叶片健康为基线。在发生多个叶片损坏的情况下，随时间进行比较对于捕获此类损坏事件可能很重要。
参照图7和图8可更好地理解根据本公开的叶片能量检测方法。如图所示，图7示出了根据本公开的具有健康的转子叶片的风力涡轮的功率谱密度(y轴)对频率(x轴)的图80，而图8示出了根据本公开的不健康的转子叶片的功率谱密度(y轴)对频率(x轴)的图90。更具体地，图7突出显示了两个示例性的第一预定频率范围85和第二预定频率范围87，其中在两个预定频率范围85,87内，三个转子叶片22的功率谱密度82,84,86的对数(例如，三个转子叶片22中的每个的曲线下方的面积)大致相等。相比之下，图8突出显示了两个示例性的第一预定频率范围95和第二预定频率范围97，其中在第一预定频率范围95内，转子叶片22之一的功率谱密度94的对数大于另外两个转子叶片22的功率谱密度92,96(例如，三个转子叶片22中的每个的曲线下方的面积)。
往回参看图5，如(110)处所示，方法100可包括当叶片能量中的一个或多个彼此相差预定量或叶片能量中的一个或多个超过预定损坏阈值时执行控制动作。例如，在特定实施例中，控制动作可包括例如产生警报或通知信号、关闭风力涡轮和/或使风力涡轮10降额。这样，可根据需要对损坏的转子叶片执行维护和/或修理动作。
此外，技术人员将认识到不同实施例的各种特征的可互换性。类似地，描述的各种方法步骤和特征以及各个此类方法和特征的其他已知等同物可由本领域的普通技术人员混合和匹配，以构造出根据该公开的原理的额外系统和技术。当然，将理解的是，本文所述的所有此类目的或优点不一定可根据任何特定实施例实现。因此，例如，本领域的技术人员将认识到，本文所述的系统和技术可以以一种方式体现或执行，使得实现或优化如本文教导的一个优点或优点组合，而不需要实现如本文教导或建议的其他目的或优点。
该书面描述使用示例来公开本发明，包括最佳模式，且还使本领域的任何技术人员能够实施本发明，包括制作和使用任何装置或系统，以及执行任何并入的方法。本发明可授予专利的范围由权利要求书限定，且可包括本领域的技术人员想到的其他示例。如果此类其他实施例包括并非不同于权利要求书的书面语言的结构元件，或如果它们包括与权利要求书的书面语言无实质差别的等同结构元件，则期望此类其他示例在权利要求书的范围内。

Claims (10)

1.一种用于减轻风力涡轮的多个转子叶片中的转子叶片的损坏的方法，所述方法包括：
经由控制器在至少一个方向上从所述多个转子叶片接收多个加速度信号；
经由所述控制器对于所述多个加速度信号中的每个产生谱密度；
经由所述控制器基于对于至少一个预定频率范围的多个加速度信号中的每个的谱密度来确定所述多个转子叶片中的每个的叶片能量；
将所述叶片能量与彼此或预定损坏阈值中的至少一个进行比较；以及
当所述叶片能量中的一个或多个彼此相差预定量或所述叶片能量中的一个或多个超过所述预定损坏阈值时执行控制动作。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述多个加速度信号由所述多个转子叶片的相应的变桨系统产生。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述至少一个方向包括重力方面的Z方向。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括基于所述风力涡轮的功率输出、转子叶片类型、风力涡轮类型和/或所述多个转子叶片中的一个或多个的角度来确定所述至少一个预定频率范围，其中随着所述功率输出增加，所述预定损坏阈值增加。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，确定所述多个转子叶片中的每个的叶片能量还包括对于所述至少一个预定频率范围的所述多个加速度信号中的每个确定所述谱密度的曲线下方的面积。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述至少一个预定频率范围包括多个预定频率范围。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述多个预定频率范围包括从大约25赫兹(Hz)到大约30Hz或从大约35Hz到大约40Hz。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，对于所述多个预定频率范围的所述多个加速度信号中的每个确定所述谱密度的曲线下方的面积还包括对于所述多个预定频率范围的所述多个加速度信号中的每个的对数确定所述谱密度的曲线下方的面积。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：使用辛普森规则对于所述多个预定频率范围的所述多个加速度信号中的每个的对数确定所述谱密度的曲线下方的面积。
10.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：对于训练时间段针对所述预定频率范围的所述多个加速度信号中的每个确定所述谱密度的曲线下方的面积，以便确定健康叶片阈值作为所述多个转子叶片中的每个的基线。
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