JP6377464B2 - 風力発電装置の状態監視装置 - Google Patents
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Description
さらに好ましくは、固有振動数検出部は、複数の振動センサのうちの第1の振動センサにより検出される振動のスペクトルの位相と、複数の振動センサのうちの第2の振動センサにより検出される振動のスペクトルの位相との比較結果に基づいて、風力発電装置の振動モードを同定する。
図1は、この発明の実施の形態1による状態監視装置が適用される風力発電装置の外観図である。図1を参照して、風力発電装置10は、ロータヘッド20と、ブレード30と、ナセル90と、タワー100とを備える。タワー100の上部にナセル90が設置される。ナセル90は、タワー100の上部において回動可能に支持され、風向きに応じてナセル90の向き(ヨー角)が制御される。
風力発電装置10に対する励振力となり得るものには、主に、風力、ブレード30の回転による遠心力、増速機40の歯車の噛み合い伝達誤差による力などがある。この実施の形態2では、増速機40の歯車の噛み合い伝達誤差により生じる励振力に着目し、発電機50の発電量に応じて固有振動数がさらに区分される。これにより、たとえば、発電量が多いとき(たとえば定格の80%以上)よりも発電量が中程度のとき(たとえば定格の50%程度)の方がフーリエスペクトルにおいて固有振動数のピークが卓越している場合に、発電量が中程度のときに検出される固有振動数を用いてより正確に異常判定を行なうことが可能となる。
図2に示したように、振動センサ70は、タワー100に対するナセル90の回動軸よりもナセル90の前方側(ロータヘッド20側)に設けられ、振動センサ72は、タワー100に対するナセル90の回動軸よりもナセル90の後方側(発電機50側)に設けられる。すなわち、振動センサ70,72は、ナセル90の回動軸を挟んで反対側に配設される。この実施の形態3では、このような振動センサ70,72の配置のもとで、風力発電装置10の振動モード(曲げ/ねじり)が精度良く同定される。
Claims (9)
- 支柱上に回動可能に支持されるナセルを有する風力発電装置の状態監視装置であって、
前記風力発電装置に生じる振動を検出する振動検出部と、
前記振動検出部により検出される振動の周波数分析を行なう周波数分析部と、
前記周波数分析の結果に基づいて、前記ナセルの向きに応じた前記風力発電装置の固有振動数を検出する固有振動数検出部と、
前記固有振動数検出部により検出される固有振動数に基づいて前記風力発電装置の異常有無を検知する異常検知部とを備える、風力発電装置の状態監視装置。 - 前記ナセルの向きは、複数に区分され、
前記固有振動数検出部は、前記周波数分析の結果に基づいて、前記ナセルの向きの区分毎に前記固有振動数を検出し、
前記異常検知部は、区分毎に検出された複数の前記固有振動数のうちのいずれかについて前記風力発電装置の設置当初からの低下率が所定値を超えると、前記風力発電装置が異常であると検知する、請求項1に記載の風力発電装置の状態監視装置。 - 前記固有振動数検出部は、前記ナセルの向きの区分毎に少なくとも6つの異なる固有振動数を検出する、請求項1または2に記載の風力発電装置の状態監視装置。
- 前記固有振動検出部は、所定の環境条件が予め定められた期間継続した場合に前記固有振動数を検出する、請求項1から3のいずれか1項に記載の風力発電装置の状態監視装置。
- 前記周波数分析部は、前記振動検出部により検出される振動の波形に対してフーリエ変換を実行することによって前記周波数分析を行ない、
前記フーリエ変換の対象となる波形の時間軸長さは、300秒以上である、請求項1から4のいずれか1項に記載の風力発電装置の状態監視装置。 - 前記振動検出部は、複数の振動センサを含む、請求項1から5のいずれか1項に記載の風力発電装置の状態監視装置。
- 前記固有振動数検出部は、前記複数の振動センサのうちの第1の振動センサにより検出される振動のスペクトルの位相と、前記複数の振動センサのうちの第2の振動センサにより検出される振動のスペクトルの位相との比較結果に基づいて、前記風力発電装置の振動モードを同定する、請求項6に記載の風力発電装置の状態監視装置。
- 前記第1の振動センサは、前記支柱に対する前記ナセルの回動軸よりも前記ナセルの前方側に設けられ、
前記第2の振動センサは、前記回動軸よりも前記ナセルの後方側に設けられる、請求項7に記載の風力発電装置の状態監視装置。 - 前記風力発電装置は、風力を受けるブレードの回転に伴なって回転する回転機器の振動を検出する回転振動検出部を含み、
前記振動検出部は、前記回転振動検出部よりも低い周波数の振動を検出可能に構成される、請求項1から8のいずれか1項に記載の風力発電装置の状態監視装置。
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