JP2018511734A - 風力発電装置の余寿命を決定するための方法 - Google Patents
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Abstract
Description
102 タワー
104 ナセル
106 ロータ
108 ロータブレード
108e ロータブレード先端部
108f ロータブレード付根部
110 スピナ
200、300 振動又は運動
210、220、230 タワーの運動又は振動
310、320、330 ロータブレードの運動又は振動
S100、S200、S300 方法ステップ
即ち本発明の第1の視点により、風力発電装置の余寿命を決定するための方法であって、以下のステップ、即ち、
− 前記風力発電装置の運転中にセンサを用いて前記風力発電装置のコンポーネントの運動又は振動を連続して検知するステップ、
− 前記運動又は振動のモード及び振動数を決定するステップ、
− 前記風力発電装置の前記コンポーネントに作用する力を、前記風力発電装置のモデルに基づいて検出するステップ、
− 前記風力発電装置の前記コンポーネントの応力スペクトル及び/又は荷重スペクトルを検出するステップ、及び、
− 検出された前記応力スペクトル及び/又は荷重スペクトルを全応力スペクトル及び/又は全荷重スペクトルと比較することにより余寿命を決定又は評価するステップ
を有すること
を特徴とする方法が提供される。
更に本発明の第2の視点により、風力発電装置の余寿命を決定するための方法であって、以下のステップ、即ち、
− 前記風力発電装置の運転中に、選択されたセンサ位置において、前記風力発電装置のコンポーネントの運動又は振動を、センサを用いて連続して検知するステップ、
− 前記風力発電装置の前記コンポーネントの前記運動又は振動の固有振動数及び/又は固有モードを決定するステップ、
− 選択された前記センサ位置における前記風力発電装置の前記コンポーネントの前記運動又は振動から、前記風力発電装置の前記コンポーネントの重要な前記固有モードの時間依存の刺激係数を連続して検出し、時間依存の全歪状態に重ね合わせるステップ、
− 前記風力発電装置のモデルと、時間依存の前記全歪状態に基づき、断面力及び断面モーメントの意味で前記風力発電装置において作用する断面値を連続して検出するステップ、
− 前記風力発電装置の重要な箇所における断面荷重スペクトルを検出するステップ、及び、
− 検出された前記断面荷重スペクトルを対応の最大許容断面荷重スペクトルと比較することにより、現在の寿命消費及び/又は余寿命を決定又は評価するステップ
を有すること
を特徴とする方法が提供される。
(形態1)風力発電装置の余寿命を決定するための方法であって、以下のステップ、即ち、
− 前記風力発電装置の運転中にセンサを用いて前記風力発電装置のコンポーネントの運動又は振動を連続して検知するステップ、
− 前記運動又は振動のモード及び振動数を決定するステップ、
− 前記風力発電装置の前記コンポーネントに作用する力を、前記風力発電装置のモデル、特に数値モデルに基づいて検出するステップ、
− 前記風力発電装置の前記コンポーネントの応力スペクトル及び/又は荷重スペクトルを検出するステップ、及び、
− 検出された前記応力スペクトル及び/又は荷重スペクトルを全応力スペクトル及び/又は全荷重スペクトルと比較することにより余寿命を決定又は評価するステップ
を有すること。
(形態2)前記方法において、更に以下のステップ、即ち、
重要な前記モードの時間依存の刺激係数を連続して検出又は計算し、それから特に時間依存の全歪状態に時間依存の前記刺激係数を重ね合わせることにより、前記コンポーネントの前記運動又は振動を検出するステップを有することが好ましい。
(形態3)前記方法において、前記運動又は振動の連続した検知は、前記風力発電装置のタワー及び/又は前記風力発電装置のロータブレードの運動又は振動が検知されるように、選択されたセンサ位置において前記風力発電装置に配設されているセンサを用いて行われることが好ましい。
(形態4)前記方法において、更に以下のステップ、即ち、
前記風力発電装置の前記モデル、特に前記数値モデルと、時間依存の全歪状態に基づき、前記風力発電装置において作用する断面値、特に作用する断面力及び/又は作用する断面モーメントを連続して検出するステップを含むことが好ましい。
(形態5)前記方法において、更に以下のステップ、即ち、
前記風力発電装置の重要な箇所、特に前記風力発電装置の荷重を表現する前記風力発電装置の重要な箇所において断面荷重スペクトルを検出するステップを含むことが好ましい。
(形態6)前記方法において、更に以下のステップ、即ち、
検出された断面荷重スペクトルを対応の最大許容断面荷重スペクトルと比較することにより、現在の寿命消費を決定又は評価するステップを含むことが好ましい。
(形態7)前記方法において、検出された前記応力スペクトル及び/又は荷重スペクトルを前記全応力スペクトル及び/又は全荷重スペクトルと比較することによる前記余寿命の決定又は評価は、検出された断面荷重スペクトルを対応の最大許容断面荷重スペクトルと比較することを含むことが好ましい。
(形態8)前記方法において、前記センサの数は、少なくとも、刺激係数が検出される重要な固有ベクトルの数に対応することが好ましい。
(形態9)風力発電装置の余寿命を決定するための方法であって、以下のステップ、即ち、
− 前記風力発電装置の運転中に、選択されたセンサ位置において、前記風力発電装置のコンポーネント、特に前記風力発電装置のタワー及びロータブレードの運動又は振動を、センサを用いて連続して検知するステップ、
− 前記風力発電装置の前記コンポーネント、特に前記風力発電装置の前記タワー及びロータブレードの前記運動又は振動の固有振動数及び/又は固有モードを決定するステップ、
− 特に選択された前記センサ位置における前記風力発電装置の前記コンポーネントの前記運動又は振動から、前記風力発電装置の前記コンポーネントの重要な前記固有モードの時間依存の刺激係数を連続して検出し、時間依存の全歪状態に重ね合わせるステップ、
− 前記風力発電装置のモデル、特に数値モデルと、時間依存の前記全歪状態に基づき、断面力及び断面モーメントの意味で前記風力発電装置において作用する断面値を連続して検出するステップ、
− 前記風力発電装置の重要な箇所における断面荷重スペクトルを検出するステップ、及び、
− 検出された前記断面荷重スペクトルを対応の最大許容断面荷重スペクトルと比較することにより、現在の寿命消費及び/又は余寿命を決定又は評価するステップ
を有すること。
(形態10)形態9に記載の方法において、前記センサの数は、少なくとも、刺激係数が検出される重要な固有ベクトルの数に対応することが好ましい。
Claims (10)
- 風力発電装置の余寿命を決定するための方法であって、以下のステップ、即ち、
− 前記風力発電装置の運転中にセンサを用いて前記風力発電装置のコンポーネントの運動又は振動を連続して検知するステップ、
− 前記運動又は振動のモード及び振動数を決定するステップ、
− 前記風力発電装置の前記コンポーネントに作用する力を、前記風力発電装置のモデル、特に数値モデルに基づいて検出するステップ、
− 前記風力発電装置の前記コンポーネントの応力スペクトル及び/又は荷重スペクトルを検出するステップ、及び、
− 検出された前記応力スペクトル及び/又は荷重スペクトルを全応力スペクトル及び/又は全荷重スペクトルと比較することにより余寿命を決定又は評価するステップ
を有すること
を特徴とする方法。 - 更に以下のステップ、即ち、
重要な前記モードの時間依存の刺激係数を連続して検出又は計算し、それから特に時間依存の全歪状態に時間依存の前記刺激係数を重ね合わせることにより、前記コンポーネントの前記運動又は振動を検出するステップを有すること
を特徴とする、請求項1に記載の方法。 - 前記運動又は振動の連続した検知は、前記風力発電装置のタワー及び/又は前記風力発電装置のロータブレードの運動又は振動が検知されるように、選択されたセンサ位置において前記風力発電装置に配設されているセンサを用いて行われること
を特徴とする、請求項1又は2に記載の方法。 - 更に以下のステップ、即ち、
前記風力発電装置の前記モデル、特に前記数値モデルと、時間依存の全歪状態に基づき、前記風力発電装置において作用する断面値、特に作用する断面力及び/又は作用する断面モーメントを連続して検出するステップを含むこと
を特徴とする、請求項1〜3のいずれか一項に記載の方法。 - 更に以下のステップ、即ち、
前記風力発電装置の重要な箇所、特に前記風力発電装置の荷重を表現する前記風力発電装置の重要な箇所において断面荷重スペクトルを検出するステップを含むこと
を特徴とする、請求項1〜4のいずれか一項に記載の方法。 - 更に以下のステップ、即ち、
検出された断面荷重スペクトルを対応の最大許容断面荷重スペクトルと比較することにより、現在の寿命消費を決定又は評価するステップを含むこと
を特徴とする、請求項1〜5のいずれか一項に記載の方法。 - 検出された前記応力スペクトル及び/又は荷重スペクトルを前記全応力スペクトル及び/又は全荷重スペクトルと比較することによる前記余寿命の決定又は評価は、検出された断面荷重スペクトルを対応の最大許容断面荷重スペクトルと比較することを含むこと
を特徴とする、請求項1〜6のいずれか一項に記載の方法。 - 前記センサの数は、少なくとも、刺激係数が検出される重要な固有ベクトルの数に対応すること
を特徴とする、請求項1〜7のいずれか一項に記載の方法。 - 風力発電装置の余寿命を決定するための方法であって、以下のステップ、即ち、
− 前記風力発電装置の運転中に、選択されたセンサ位置において、前記風力発電装置のコンポーネント、特に前記風力発電装置のタワー及びロータブレードの運動又は振動を、センサを用いて連続して検知するステップ、
− 前記風力発電装置の前記コンポーネント、特に前記風力発電装置の前記タワー及びロータブレードの前記運動又は振動の固有振動数及び/又は固有モードを決定するステップ、
− 特に選択された前記センサ位置における前記風力発電装置の前記コンポーネントの前記運動又は振動から、前記風力発電装置の前記コンポーネントの重要な前記固有モードの時間依存の刺激係数を連続して検出し、時間依存の全歪状態に重ね合わせるステップ、
− 前記風力発電装置のモデル、特に数値モデルと、時間依存の前記全歪状態に基づき、断面力及び断面モーメントの意味で前記風力発電装置において作用する断面値を連続して検出するステップ、
− 前記風力発電装置の重要な箇所における断面荷重スペクトルを検出するステップ、及び、
− 検出された前記断面荷重スペクトルを対応の最大許容断面荷重スペクトルと比較することにより、現在の寿命消費及び/又は余寿命を決定又は評価するステップ
を有すること
を特徴とする方法。 - 前記センサの数は、少なくとも、刺激係数が検出される重要な固有ベクトルの数に対応すること
を特徴とする、請求項9に記載の方法。
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