JP2022047315A - 風力発電装置の異常判定方法、風力発電装置の異常判定システムおよび風力発電装置の異常判定プログラム - Google Patents
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Abstract
Description
直径Φ1300のブレード3(Digimax社製Air Dragon AD-600用)の先端部に、模擬欠陥としてΦ3の貫通穴を開け、このブレード3を駆動モーター(三相モーター TFO-LK-4P)に取り付けて、回転数を汎用インバーター(SC-075)にて制御し、大型風車の周速に合うように回転数600rpmで回転させた。音響計測はマイクロフォン5(ECM-SP-10)、データーレコーダー(TASCAM DR-100mkIII)により録音した。図5に示すように、ブレード3の設置された位置は、ブレード3の回転軸の高さが12100mmとなる位置であり、マイクロフォン5は地上からの高さが400mmとなる位置であり、ブレード3の回転面の内側、回転軸直下から20mmオフセットさせた位置に設置した。
先端部に模擬欠陥として貫通穴を設けていないブレード3を用いて、他は実施例1と同条件として同様の計測および解析を行った。その解析結果として検出された信号成分の一例を図8に示す。
実施例2は、録音した音響の時間平均スペクトルからの偏差データを用いた点が実施例1と異なり、その他の点は実施例1と同様の解析を行った。その解析結果として検出された信号成分の一例を図9に示す。
実施例3は、スペクトログラム解析を行った後で高速フーリエ変換を行った点が実施例2と異なり、その他の点は実施例2と同様の解析を行った。その解析結果として検出された信号成分の一例を図10に示す。
2 風力発電装置
3 ブレード
4 ナセル
5 マイクロフォン
6 異常判定装置
7 遠隔監視装置
10 計測部
20 制御部
21 記録部
22 解析部
23 判定部
30 判定結果出力部
41 可変ピッチ機構
42 増速器
43 ブレーキ装置
44 発電機
45 制御・電源油圧機器
46 ヨー駆動機構
Claims (5)
- 風力発電装置が発する音響を計測し音響データを記録する計測ステップと、
計測ステップにおいて記録された音響データを、短時間フーリエ変換又はウェーブレット変換を用いて周波数特性の時間変化として周波数軸および時間軸空間でスペクトログラム解析する解析ステップと、
解析ステップにおける解析結果から風力発電装置の回転に応じた時間に風力発電装置の異常部位から発せられる信号成分を検出する検出ステップと、
検出ステップにおいて検出した信号成分が一定の閾値以上であるときに風力発電装置の異常と判定する判定ステップとを含む
ことを特徴とする風力発電装置の異常判定方法。 - 前記解析ステップにおいて、
記録された音響データの時間平均スペクトルからの偏差データを、スペクトログラム解析する
ことを特徴とする請求項1に記載の風力発電装置の異常判定方法。 - 前記解析ステップにおいてスペクトログラム解析を実施した後に、高速フーリエ変換を実施し、
前記検出ステップにおいて、高速フーリエ変換実施後の解析結果から風力発電装置の回転数に応じた頻度に風力発電装置の異常部位から発せられる信号成分を検出する
ことを特徴とする請求項1又は2記載の風力発電装置の異常判定方法。 - 風力発電装置が発する音響を計測し音響データを記録する計測手段と、
記録された音響データを、短時間フーリエ変換又はウェーブレット変換を用いて周波数特性の時間変化として周波数軸および時間軸空間でスペクトログラム解析する解析手段と、
解析手段における解析結果から風力発電装置の回転に応じた時間に風力発電装置の異常部位から発せられる信号成分を検出する検出手段と、
検出手段の検出した信号成分が一定の閾値以上であるときに風力発電装置の異常と判定する判定手段とを備える
ことを特徴とする風力発電装置の異常判定システム。 - 風力発電装置の異常判定システムにおける異常判定装置のためのプログラムであって、
風力発電装置が発する音響を計測し音響データを記録する計測ステップと、
計測ステップにおいて記録された音響データを、短時間フーリエ変換又はウェーブレット変換を用いて周波数特性の時間変化として周波数軸および時間軸空間でスペクトログラム解析する解析ステップと、
解析ステップにおける解析結果から風力発電装置の回転に応じた時間に風力発電装置の異常部位から発せられる信号成分を検出する検出ステップと、
検出ステップにおいて検出した信号成分が一定の閾値以上であるときに風力発電装置の異常と判定する判定ステップとをコンピュータに実行させる
ことを特徴とするプログラム。
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Cited By (1)
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---|---|---|---|---|
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Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2024074064A (ja) * | 2022-11-18 | 2024-05-30 | 横河電機株式会社 | 状態検出装置及び状態検出システム |
CN116911578B (zh) * | 2023-09-13 | 2024-02-27 | 华能信息技术有限公司 | 一种风电控制系统的人机交互方法 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010281279A (ja) * | 2009-06-05 | 2010-12-16 | Shimizu Corp | 風力発電風車ブレードの異常判定方法、異常判定装置、及び、異常判定プログラム |
JP2013185507A (ja) * | 2012-03-08 | 2013-09-19 | Ntn Corp | 状態監視システム |
US20160033580A1 (en) * | 2012-05-29 | 2016-02-04 | Board Of Regents Of The University Of Nebraska | Detecting Faults in Turbine Generators |
JP2016519292A (ja) * | 2013-03-15 | 2016-06-30 | デジタル ウインド システムズ インコーポレイテッド | 稼働中の風力タービンブレードの地上からの非破壊音響ドップラー検査 |
Family Cites Families (2)
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---|---|---|---|---|
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Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010281279A (ja) * | 2009-06-05 | 2010-12-16 | Shimizu Corp | 風力発電風車ブレードの異常判定方法、異常判定装置、及び、異常判定プログラム |
JP2013185507A (ja) * | 2012-03-08 | 2013-09-19 | Ntn Corp | 状態監視システム |
US20160033580A1 (en) * | 2012-05-29 | 2016-02-04 | Board Of Regents Of The University Of Nebraska | Detecting Faults in Turbine Generators |
JP2016519292A (ja) * | 2013-03-15 | 2016-06-30 | デジタル ウインド システムズ インコーポレイテッド | 稼働中の風力タービンブレードの地上からの非破壊音響ドップラー検査 |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN118427762A (zh) * | 2024-07-02 | 2024-08-02 | 深圳市菲尼基科技有限公司 | 换电柜运行状态的安全监测方法及系统 |
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