JP7208034B2 - Blade inspection system for wind power generators, wind power generation systems, remote integrated monitoring systems for wind farms - Google Patents
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Description
本発明は、風力発電装置のブレード点検システム及びそれを用いた風力発電システム、ウィンドファームの遠隔統合監視システムに関する。 The present invention relates to a blade inspection system for a wind power generator, a wind power generation system using the same, and a remote integrated monitoring system for a wind farm.
風力発電装置の大型化に伴い、風力発電装置の落雷被害が頻発している。特に最高点を通過するブレードへの落雷は多く報告されており、その対策が必要である。ブレードの落雷対策に関する技術として、例えば、以下に挙げる特許文献に記載される技術が提案されている。 As the size of wind turbine generators increases, damage from lightning strikes to the wind turbine generators is occurring frequently. In particular, there are many reports of lightning strikes on blades that pass through the highest point, and countermeasures are necessary. For example, technologies described in the following patent documents have been proposed as technologies related to lightning strike countermeasures for blades.
特許文献1には、ブレード本体の先端若しくは先端近傍にレセプタ(ブレード先端部材)を設置すると共に、このレセプタと接続されたダウンコンダクタ(避雷導線)をブレード本体の内部に配線することで、ブレード本体の雷撃損傷を効果的に防止し得る技術が開示されている。 In Patent Document 1, a receptor (blade tip member) is installed at or near the tip of the blade body, and a down conductor (lightning conductor) connected to this receptor is wired inside the blade body, so that the blade body A technique has been disclosed that can effectively prevent lightning strike damage.
また、特許文献2には、雷の発生を検知又は予知するための雷センサを備え、雷センサの出力信号に基づいて風力発電装置の運転モードを定格回転数よりもロータ回転数が低い耐雷モードに切り替えることで、雷発生時におけるブレードの損傷を低減し得る技術が開示されている。
Further,
また、特許文献3には、ビデオカメラ(撮像装置)と雷撃パラメータを取得するための電流センサを備え、電流センサの出力が予め設定された閾値を超えたとき、その前後の期間に撮影された撮像データを外部端末に送信することで、ブレードの損傷状態を推定し得る技術が開示されている。
In addition, in
上記特許文献1に記載の方法は、レセプタに誘雷することでブレード本体への雷撃確率を低減する効果が期待できるが、それでも尚、レセプタを外してブレード本体の非導電体部分に着雷し、ブレードが損傷する事例が相次いでいる。そこで、風力発電事業者は落雷検出装置を設置し、風力発電装置への雷撃を検出した場合には風力発電装置の運転を停止すると共に、担当者を現地に派遣して目視でブレードを点検する措置を講じている。しかしながら、この方法によれば、発電できるにも関わらず風力発電装置の運転を停止しなければならないため、設備利用率が悪化する。 The method described in Patent Document 1 can be expected to reduce the probability of a lightning strike to the blade body by inducing lightning to the receptor. , There have been a series of cases of blade damage. Therefore, the wind power generation operator installs a lightning strike detection device, stops the operation of the wind power generation device when a lightning strike to the wind power generation device is detected, and dispatches a person in charge to the site to visually inspect the blades. are taking steps. However, according to this method, the operation of the wind power generator must be stopped even though power can be generated, which deteriorates the facility utilization rate.
また、上記特許文献2に記載の方法は、ブレードへの雷撃が発生する前に風力発電装置の運転を停止又はロータ回転速度を低くするものである。風力発電装置への雷撃の有無に関わらず発電機会を失うことになるほか、ブレードへの雷撃を完全に回避することはできない。
Further, the method described in
また、上記特許文献3に記載の方法は、ブレードへの雷撃位置を事前に予測することは困難であるため、ビデオカメラはブレードの大部分を撮影しなければならない。落雷痕は小さいもので1cm程度であり、ブレードの大部分を撮影した画像又は動画から1cm程度の落雷痕を発見し、それが修理を要する損傷であるかを推定することは困難である。
Further, in the method described in
このように、特許文献1乃至特許文献3に記載される技術では、未だ風力発電装置のブレードへの雷撃に対する有効な対策を実現できていない。 As described above, the techniques described in Patent Documents 1 to 3 have not yet realized effective countermeasures against lightning strikes to the blades of the wind turbine generator.
そこで、本発明の目的は、雷撃をはじめとするブレードの異常に起因する風力発電装置の運転停止時間を短縮すると共に、ブレードの損傷状況を正確に推定可能な風力発電装置のブレード点検システム、及びそれを用いた風力発電システム、ウィンドファームの遠隔統合監視システムを提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide a blade inspection system for a wind turbine generator capable of shortening the shutdown time of the wind turbine generator due to blade abnormalities such as lightning strikes and accurately estimating the damage status of the blades, and The object of the present invention is to provide a remote integrated monitoring system for a wind power generation system and a wind farm using it.
上記課題を解決するために、本発明は、ブレードの異常検出時に異常検出信号を出力する異常検出手段と、前記ブレードを撮影する撮影手段と、前記異常検出信号を処理する情報処理手段と、前記情報処理手段の出力データに基づき前記ブレードを監視する監視手段と、を備え、前記情報処理手段は、前記異常検出手段および前記監視手段との間でデータを送受信するデータ送受信部と、前記撮影手段の撮影データを保持する撮影データ保持部と、前記ブレードの撮影要否を判断する撮影要否判断部と、を有し、前記監視手段は、前記撮影データを表示する表示部を有し、前記データ送受信部が異常検出信号を受信し、前記撮影要否判断部が撮影要と判断した場合、前記撮影手段は、前記ブレードの撮影を開始することを特徴とする。 In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides an abnormality detection means for outputting an abnormality detection signal when an abnormality of a blade is detected, a photographing means for photographing the blade, an information processing means for processing the abnormality detection signal, and the monitoring means for monitoring the blade based on output data of the information processing means, wherein the information processing means comprises a data transmitting/receiving section for transmitting/receiving data between the abnormality detecting means and the monitoring means; and the photographing means. and a photographing necessity judgment unit for judging whether or not photographing of the blade is necessary, the monitoring means has a display unit for displaying the photographing data, and the When the data transmitting/receiving unit receives an abnormality detection signal and the photographing necessity determination unit determines that the photographing is necessary, the photographing means starts photographing the blade .
また、本発明は、複数のブレードを有し、風を受けて回転するロータと、前記ロータの回転エネルギーを用いて発電する発電機を収容するナセルと、前記ブレードの異常検出時に異常検出信号を出力する異常検出手段と、前記ブレードを撮影する撮影手段と、前記異常検出信号を処理する情報処理手段と、前記情報処理手段の出力データに基づき前記ブレードを監視する監視手段と、を備え、前記情報処理手段は、前記異常検出手段および前記監視手段との間でデータを送受信するデータ送受信部と、前記撮影手段の撮影データを保持する撮影データ保持部と、前記ブレードの撮影要否を判断する撮影要否判断部と、を有し、前記監視手段は、前記撮影データを表示する表示部を有し、前記データ送受信部が異常検出信号を受信し、前記撮影要否判断部が撮影要と判断した場合、前記撮影手段は、前記ブレードの撮影を開始することを特徴とする。 Further, the present invention includes a rotor having a plurality of blades and rotating in response to the wind, a nacelle containing a generator for generating electricity using the rotational energy of the rotor, and an abnormality detection signal when an abnormality is detected in the blades. an abnormality detection means for outputting an image, an imaging means for imaging the blade, an information processing means for processing the abnormality detection signal, and a monitoring means for monitoring the blade based on the output data of the information processing means; The information processing means includes a data transmitting/receiving section for transmitting/receiving data between the abnormality detecting means and the monitoring means, a photographed data holding section for holding the photographed data of the photographing means, and a judgment as to whether or not photographing of the blade is necessary. a photographing necessity determination unit, wherein the monitoring unit has a display unit for displaying the photographing data, the data transmission/reception unit receives an abnormality detection signal, and the photographing necessity determination unit determines that photographing is necessary. When the determination is made, the photographing means is characterized in that it starts photographing the blade .
また、本発明は、複数のブレード点検システムと統合監視手段と、を備えるウィンドファームの遠隔統合監視システムであって、前記ブレード点検システムは、ブレードの異常検出時に異常検出信号を出力する異常検出手段と、前記ブレードを撮影する撮影手段と、
前記異常検出信号を処理する情報処理手段と、を備え、前記情報処理手段は、前記異常検出手段および前記統合監視手段との間でデータを送受信するデータ送受信部と、前記撮影手段の撮影データを保持する撮影データ保持部と、前記ブレードの撮影要否を判断する撮影要否判断部と、を有し、前記統合監視手段は、前記撮影データおよび前記撮影データが撮影された位置情報をそれぞれ表示する表示部を有し、前記データ送受信部が異常検出信号を受信し、前記撮影要否判断部が撮影要と判断した場合、前記撮影手段は、前記ブレードの撮影を開始することを特徴とする。
The present invention also provides a remote integrated monitoring system for a wind farm comprising a plurality of blade inspection systems and integrated monitoring means, wherein the blade inspection system includes an abnormality detection means for outputting an abnormality detection signal when an abnormality is detected in a blade. and a photographing means for photographing the blade;
information processing means for processing the abnormality detection signal, the information processing means comprising a data transmission/reception section for transmitting and receiving data between the abnormality detection means and the integrated monitoring means; and a photographing necessity determination unit for determining whether or not photographing of the blade is necessary. The integrated monitoring means displays the photographing data and position information at which the photographing data was photographed, respectively. When the data transmission/reception unit receives an abnormality detection signal and the photographing necessity judgment unit judges that photographing is necessary, the photographing means starts photographing the blade. .
本発明によれば、雷撃をはじめとするブレードの異常に起因する風力発電装置の運転停止時間を短縮すると共に、ブレードの損傷状況を正確に推定可能な風力発電装置のブレード点検システム、及びそれを用いた風力発電システム、ウィンドファームの遠隔統合監視システムを提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to the present invention, a blade inspection system for a wind power generator capable of shortening the shutdown time of the wind power generator due to blade abnormalities such as lightning strikes and accurately estimating the damage status of the blades, and the same. It is possible to provide a wind power generation system and a remote integrated monitoring system for wind farms.
上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。 Problems, configurations, and effects other than those described above will be clarified by the following description of the embodiments.
以下、図面を用いて本発明の実施例を説明する。なお、各図面において同一の構成については同一の符号を付し、重複する部分についてはその詳細な説明は省略する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, in each drawing, the same configurations are denoted by the same reference numerals, and detailed descriptions of overlapping portions are omitted.
≪基本構成≫
図1から図3を参照して、本発明の実施例1のブレード点検システム及びブレード点検方法について説明する。図1は、本実施例のブレード点検システム及び風力発電システムの全体概略構成図である。図1に示すように、風力発電システム50は、地上又は洋上に設置された基礎5、基礎5の上に設置されたタワー4、タワー4の頂部に取り付けられたナセル3、及び、ナセル3の内部の主軸(図示せず)に取り付けられたハブ2とハブ2に取り付けられた複数のブレード1とで構成される回転可能なロータを備えている。
≪Basic configuration≫
A blade inspection system and a blade inspection method according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 3. FIG. FIG. 1 is an overall schematic configuration diagram of a blade inspection system and a wind power generation system of this embodiment. As shown in FIG. 1, the wind
主軸には増速機(図示せず)を介して発電機(図示せず)が連結されており、ロータの回転力(回転)が増速機を介して発電機に伝達するよう構成されている。ブレード1が風を受けることでロータが回転し、ロータの回転力で発電機を回転させて電力を発生させている。ブレード1は、繊維強化プラスチック(FRP)製の外皮(以下、外表面と称する場合もある)と、この外皮の内側に配置される主桁(図示せず)とを備えて構成される。 A generator (not shown) is connected to the main shaft via a gearbox (not shown), and is configured so that the rotational force (rotation) of the rotor is transmitted to the generator via the gearbox. there is When the blades 1 receive the wind, the rotor rotates, and the rotational force of the rotor rotates the generator to generate electric power. The blade 1 includes a fiber-reinforced plastic (FRP) skin (hereinafter sometimes referred to as an outer surface) and a main girder (not shown) arranged inside the skin.
また、図示しないが、ナセル3上には風向や風速を計測する風向風速センサが設置されており、発電機(図示せず)内には、回転速度を検出するための回転速度センサや、発電機が出力する有効電力を計測する電力センサなども設置されている。
Although not shown, a wind direction and wind sensor for measuring wind direction and wind speed is installed on the
風力発電システム50は、個々のブレード1毎に、風に対するブレード1の角度(ピッチ角)を調整するピッチ角調整装置(図示せず)を備えている。ピッチ角調整装置がブレード1のピッチ角を変更することによりブレード1の受ける風力(風量)を調整して、風に対するロータの回転エネルギーを変更するよう構成されている。これにより、広い風速領域において回転速度及び発電電力を制御することが可能となっている。
The wind
また、ナセル3の向きはヨー角と称され、風力発電システム50は、このナセル3の向き、すなわち、ロータの回転面の向きを制御するヨー角調整装置(図示せず)を備えている。
The orientation of the
風力発電システム50は、上記した構成に加えてブレード点検システム51を備えている。ブレード点検システム51は、少なくとも落雷検出手段12、撮影手段13を含んで構成される。
The wind
落雷検出手段12は、タワー4の根元付近に設置されている。これにより、落雷検出手段12への接近と設置が容易となる。撮影手段13は、基礎5の上に設置されている。このようにすることで、撮影手段13への接近と設置が容易となる。撮影手段13は、基礎5の上に設置された支持具10に設置してもよい。支持具10を用いることで、撮影手段13の設置が更に容易となるほか、ブレード1により近い位置に撮影手段13を設置することができるため、より鮮明な画像又は動画を撮影することができる。撮影手段13は、金属の筐体(収納箱)に格納されているとよい。このようにすることで、落雷に伴う電磁パルスから撮影手段13を保護することができる。
The lightning strike detection means 12 is installed near the base of the
図2は、ブレード点検システム51の機能を概略的に示すブロック図である。ブレード点検システム51は、落雷検出手段12、撮影手段13に加えて、情報処理手段14、監視手段15を含んで構成される。情報処理手段14は、少なくともデータバス20、データ送受信部21、参照データ保持部22、撮影データ保持部23、撮影要否判断部24を含んで構成される。
FIG. 2 is a block diagram schematically showing the functions of the
情報処理手段14は、例えばコンピュータやマイクロコンピュータで構成され、CPU(Central Processing Unit)・メモリ・インタフェースなどを有する。このメモリには、ソフトウェアプログラムが記憶される。データ送受信部21はアナログ入出力ポート,デジタル入出力ポートの何れか又は全部を含んで構成される。
The information processing means 14 is composed of, for example, a computer or a microcomputer, and has a CPU (Central Processing Unit), a memory, an interface, and the like. A software program is stored in this memory. The data transmission/
落雷検出手段12は、落雷を検出すると異常検出信号を出力する。データ送受信部21が異常検出信号を受信すると、撮影要否判断部24は撮影要と判断し、撮影手段13がブレードの撮影を実施(開始)する。参照データ保持部22には、通常時のブレードの参照データが保持されている。ここで「通常時」とは、異常検出信号が出力される前の任意の時点を指す。
The lightning strike detection means 12 outputs an abnormality detection signal when lightning is detected. When the data transmitting/receiving
撮影手段13によって撮影された撮影データは、撮影データ保持部23に保持される。参照データ保持部22、撮影データ保持部23にそれぞれ保持されている参照データ、撮影データは、データ送受信部21から監視手段15に送信される。
The photographed data captured by the photographing
図3は、本実施例の監視手段15の機能を概略的に示す図である。監視手段15は、少なくとも、ブレード状況表示部16を備えている。ブレード状況表示部16は、少なくとも撮影データ32を表示する。監視手段15は、風力発電システム50と地理的に離れた位置に設置される。監視手段15は、有線及び/又は無線による通信機能を有しており、この通信機能を介してブレード点検システム51を構成する他の機能とデータの送受信を実施する。
FIG. 3 is a diagram schematically showing the functions of the monitoring means 15 of this embodiment. The monitoring means 15 has at least a blade
監視手段15がこのように構成されることで、担当者は監視手段15を通して被雷後のブレード1の状態を視覚的に確認できる。例えば、撮影データ32に落雷痕6がある場合には、担当者は異常ありと判断できる。また、担当者は点検のために風力発電システム50が設置されている場所に赴く必要がなくなる。これにより、風力発電装置の運転停止時間を短縮することができ、設備利用率の向上が図れる。
By configuring the monitoring means 15 in this way, the person in charge can visually confirm the state of the blade 1 after being hit by lightning through the monitoring means 15 . For example, if there is a lightning strike mark 6 in the photographed
ブレード状況表示部16は、より好適には、撮影データ32と共に参照データ31を表示する。このようにすることで、担当者は、被雷前のブレード1の状態と、被雷後のブレード1の状態とを視覚的に比較できる。例えば、参照データ31、撮影データ32の両方に目立った差異がない場合には、担当者は異常なしと判断でき、撮影データ32に新たな落雷痕6があり、参照データ31にそれがない場合には、担当者は異常ありと判断できる。これにより、担当者はより正確に異常の有無を判定することができる。
More preferably, the blade
以上説明したように、本実施例によれば、雷撃によるブレードの異常に起因する風力発電装置の運転停止時間を短縮すると共に、ブレードの損傷状況を正確に推定可能な風力発電装置のブレード点検システム、及びそれを用いた風力発電システムを提供することができる。 As described above, according to the present embodiment, the blade inspection system for a wind turbine generator can shorten the operation stop time of the wind turbine generator due to a blade abnormality caused by a lightning strike and accurately estimate the damage condition of the blade. , and a wind power generation system using the same.
なお、上記ではブレードの異常として落雷を例に説明したが、落雷以外のブレードの異常にも対応できる。例えば、上記した落雷検出手段は振動検出手段、ひずみ検出手段、騒音検出手段、温度検出手段などに置き換え可能であり、これにより、ブレードの過振動、過ひずみ、騒音の増加、温度の上昇といったブレードの異常が発生した際にも、風力発電装置の運転停止時間の拡大を抑制すると共に、ブレードの損傷状況を正確に推定することができる。 In the above description, a lightning strike is used as an example of a blade abnormality, but blade abnormalities other than lightning strikes can also be dealt with. For example, the above-described lightning strike detection means can be replaced with vibration detection means, strain detection means, noise detection means, temperature detection means, etc., thereby detecting blade overvibration, overstrain, increased noise, and increased temperature. Even when an abnormality occurs, it is possible to suppress the extension of the shutdown time of the wind power generator and to accurately estimate the damage condition of the blades.
≪落雷検出手段・撮影手段の設置位置・仕様≫
図4から図11を参照して、本発明の実施例2のブレード点検システム及びブレード点検方法について説明する。図4は、本実施例のブレード点検システム及び風力発電システムの全体概略構成図である。実施例1(図1)と同様の構成要素には同一の符号を付し、以下ではその説明を省略する。
≪Installation position and specifications of lightning detection means and photography means≫
A blade inspection system and a blade inspection method according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 4 to 11. FIG. FIG. 4 is an overall schematic configuration diagram of the blade inspection system and the wind power generation system of this embodiment. Components similar to those of the first embodiment (FIG. 1) are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted below.
本実施例では、撮影手段13は、支持具10を用いてタワー4に設置されている。より具体的には、支持具10をタワー4から突出するようにタワー4の外面に設置し、支持具10の上に撮影手段13を設置する。このようにすることで、基礎5の上に撮影手段13を設置するよりも、ブレード1の先端部に近い位置に撮影手段13を設置することができる。また、撮影手段13は、支持具10の上に置いて固定すれば良いので、設置が容易である。この方法は、高い高度の良好な風速の風を捕集する目的でタワー4の長手方向の長さを長く設計したハイタワー型の風力発電システムに特に好適である。
In this embodiment, the photographing
落雷検出手段12は、広い周波数帯域の電流を検出することができるロゴスキーコイルや電流トランス(CT)で構成してもよい。雷電流は高周波成分を含んでおり、落雷検出手段12をロゴスキーコイルやCTで構成することで、雷電流を高精度に検出できる。これにより、高精度に雷電流の瞬時値データを取得できる。 The lightning strike detection means 12 may be composed of a Rogowski coil or a current transformer (CT) capable of detecting current in a wide frequency band. The lightning current contains high-frequency components, and the lightning current can be detected with high precision by configuring the lightning detection means 12 with a Rogowski coil or a CT. As a result, the instantaneous value data of the lightning current can be obtained with high accuracy.
なお、落雷検出手段12は、磁界コイルで構成しても良い。磁界コイルの周波数帯域はロゴスキーコイルには劣るが、ロゴスキーコイルに比べて安価に落雷検出手段12を構成することができる。 Note that the lightning strike detection means 12 may be composed of a magnetic field coil. Although the frequency band of the magnetic field coil is inferior to that of the Rogowski coil, the lightning strike detection means 12 can be constructed at a lower cost than the Rogowski coil.
撮影手段13は、少なくともブレード1の先端部を含み、先端部から根元までを撮影可能範囲とすることが好適である。より好ましくは、撮影手段13はズーム機能を有し、ブレード1の先端部からブレード1の長手方向にかけての10mの範囲をズームして撮影することが好適である。
It is preferable that the photographing
非特許文献1には、508基の風力発電装置が設置されたウィンドファームを対象とし、約5年間の落雷観測を行った結果が開示されている。落雷観測の結果は、304回の雷被害事例のうち301回がブレードの先端から10mの範囲で発生していることが開示されている。従って、少なくともブレード1の先端部から長手方向にかけて10mの範囲を撮影することで、ブレード1への雷撃のほぼ全てを撮影できると見做すことができる。撮影手段13はズーム機能を駆使してブレード1を撮影すれば、損傷が疑われる部分のより鮮明な画像又は動画を取得することができる。 Non-Patent Document 1 discloses the results of observation of lightning strikes for about five years on a wind farm in which 508 wind power generators are installed. As a result of lightning observation, it is disclosed that 301 out of 304 cases of lightning damage occurred within a range of 10 m from the tip of the blade. Therefore, it can be assumed that almost all lightning strikes to the blade 1 can be photographed by photographing a range of at least 10 m in the longitudinal direction from the tip of the blade 1 . If the photographing means 13 photographs the blade 1 by making full use of the zoom function, it is possible to obtain a clearer image or moving image of a portion suspected of being damaged.
≪変形例1≫
図5は、図4のブレード点検システム及び風力発電システムの変形例1を示している。図4と同様の構成要素には同一の符号を付し、以下ではその説明を省略する。
<<Modification 1>>
FIG. 5 shows Modification 1 of the blade inspection system and wind power generation system of FIG. Components similar to those in FIG. 4 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted below.
図5の撮影手段13は、バンド状の支持具11によりタワー4に設置されている。このようにすることで、基礎5の上に撮影手段13を設置するよりも、ブレード1の先端部に近い位置に撮影手段13を設置することができる。また、支持具11をバンド状とすることで、タワー4へのボルト締結が不要となり、タワー4の強度を損なうことなく、撮影手段13を設置することができる。この方法もまた、高い高度の良好な風速の風を捕集する目的でタワー4の長手方向の長さを長く設計したハイタワー型の風力発電システムに特に好適である。
The photographing means 13 in FIG. 5 is installed on the
≪変形例2≫
図6は、図4のブレード点検システム及び風力発電システムの変形例2を示している。図4と同様の構成要素には同一の符号を付し、以下ではその説明を省略する。
<<
FIG. 6 shows
図6の撮影手段13は、ナセル3の上又は側面(外面)に設置されている。また、撮影方向がヨー方向と一致するように撮影手段13を設置する。このようにすることで、ブレード1が撮影手段13の画角に収まる確率が高まる。撮影手段13は、ナセル3の底面に設置してもよい。このようにすることで、撮影手段13に雷撃が発生する可能性を低減でき、ブレード点検システム51の長期信頼性を向上することができる。なお、ナセル3の外面に支持部材を設け、その支持部材を介して撮影手段13を設置してもよい。
The photographing means 13 in FIG. 6 is installed on the top or side (outer surface) of the
≪変形例3≫
図7は、図4のブレード点検システム及び風力発電システムの変形例3を示している。図4と同様の構成要素には同一の符号を付し、以下ではその説明を省略する。
<<
FIG. 7 shows a
図7の撮影手段13は、通常はナセル3の内部に格納されており、撮影要否判断部24が撮影要と判断した場合には、巻き取り可能なロープ又はワイヤーのような駆動装置(図示せず)によって撮影手段13が降下する。このようにすることで、落雷がない場合、すなわち通常の運転状態において撮影手段13はナセル3の内部に格納されており、直接的に外気に触れることはないので、撮影手段13の故障確率を低減できる。この方法は、塩害が懸念される洋上の風力発電システムに特に好適である。なお、撮影手段13は、ハブ2の内部,タワー4の内部,ナセル3又はタワー4の外表面に設けられた筐体の内部に格納された場合も、同様の効果を期待できる。
The photographing means 13 shown in FIG. 7 is normally stored inside the
≪変形例4≫
図8は、図4のブレード点検システム及び風力発電システムの変形例4を示している。図4と同様の構成要素には同一の符号を付し、以下ではその説明を省略する。
<<
FIG. 8 shows a
図8の撮影手段13は、UAV(Unmanned Aerial Vehicle)、ドローンとも呼ばれる無人航空機(無人飛行機)7に設置されている。撮影要否判断部24が撮影要と判断した場合には、無人航空機7が所定の位置にある筐体(図示せず)から飛来する。無人航空機7はブレード1の周囲を飛行している間、撮影手段13はブレード1の各部を撮影する。このようにすることで、撮影手段13はブレード1の各部への接近が容易となり、大きな倍率を有する望遠レンズや高解像度の半導体撮像素子は不要となる。すなわち、撮影手段13として安価な撮影装置を適用できる。
The photographing means 13 in FIG. 8 is installed in an unmanned aerial vehicle (unmanned aerial vehicle) 7, which is also called UAV (Unmanned Aerial Vehicle) or drone. When the photographing
また、落雷がない場合、すなわち通常の運転状態においては無人航空機7及び撮影手段13は所定の位置にある筐体に格納されており、直接的に外気に触れることはないので、無人航空機7及び撮影手段13の故障確率を低減できる。この方法は、塩害が懸念される洋上の風力発電システムに特に好適である。更に、1台の無人航空機7を用いて、複数の風力発電システム50の監視が可能となることから、ウィンドファームを構成する風力発電システムに特に好適である。
In addition, when there is no lightning strike, that is, in a normal operating state, the unmanned
≪変形例5≫
図9は、図4のブレード点検システム及び風力発電システムの変形例5を示している。図4と同様の構成要素には同一の符号を付し、以下ではその説明を省略する。
<<
FIG. 9 shows a
図9の撮影手段13は、可動アーム8の先端部に設置されている。撮影要否判断部24が撮影要と判断した場合には、撮影手段13がブレード1に接近するように可動アーム8が作動する。このようにすることで、ブレード1の各部への接近が容易となり、大きな倍率を有する望遠レンズや高解像度の半導体撮像素子は不要となる。
The photographing means 13 in FIG. 9 is installed at the tip of the movable arm 8 . When the photographing
また、可動アーム8を用いることで、無人航空機7が飛行できないような強風下においても、ブレード1の撮影が可能となる。このように、この方法は、強風が想定される地域に設置された風力発電システムに特に好適である。
Further, by using the movable arm 8, it is possible to photograph the blade 1 even under strong winds where the unmanned
≪変形例6≫
図10は、図4のブレード点検システム及び風力発電システムの変形例6を示している。図4と同様の構成要素には同一の符号を付し、以下ではその説明を省略する。
<<Modification 6>>
FIG. 10 shows a modification 6 of the blade inspection system and wind power generation system of FIG. Components similar to those in FIG. 4 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted below.
タワー4には窓9Aを有する扉9が設置されている。作業者は扉9を開閉してタワー4の中へと入ることができる。ブレード1が風圧を受けるとタワー4の各部に荷重が発生するため、タワー4は相応の強度を有する必要がある。そこで、窓9Aはタワー4の強度の低下を回避するため、タワー4の側面ではなく、扉9に設置されている。
The
そして、撮影手段13は、タワー4の中の窓9A越しに外の様子を撮影できる位置に設置されている。このようにすることで、撮影手段13は直接的に外気に触れる機会は減少するので、撮影手段13の故障確率を低減できる。また、作業者は撮影手段13に接近しやすく、撮影手段13のメンテナンスをしやすくなる。
The photographing means 13 is installed at a position where the situation outside can be photographed through the
≪変形例7≫
図11は、図4のブレード点検システム及び風力発電システムの変形例7を示している。図4と同様の構成要素には同一の符号を付し、以下ではその説明を省略する。
<<
FIG. 11 shows a
図11のブレード1は、落雷を誘導する目的で先端部に金属のレセプタ65と、雷電流を適切に処理する目的でレセプタ65と電気的に接続されたダウンコンダクタ66を有する。落雷検出手段12は、ダウンコンダクタ66を流れる電流を計測するため、ダウンコンダクタ66の周囲に設置される。このようにすることで、どのブレードに着雷したかを判別できる。例えば落雷検出装置12Aが落雷を検出した場合、ブレード1Aが被雷したと判断できる。このようにすることで、撮影手段13はブレード1Aだけを撮影すればよくなり、風力発電装置の運転停止時間を更に短縮することができる。
The blade 1 of FIG. 11 has a
なお、上記では落雷検出手段12は電流を検出することを想定しているが、落雷に伴う他の物理変化を検出してもよい。他の物理変化とは、例えば明るさ(光)や音波、超音波、振動、温度、オゾンガス濃度などの変化が挙げられるが、この限りではない。また、落雷検出手段12は、異なる物理量を検出する複数の装置で構成してもよい。このようにすることで、落雷の検出精度を高められるほか、落雷の強度や落雷の位置を推定することが可能となる。 In the above description, it is assumed that the lightning strike detection means 12 detects current, but other physical changes accompanying lightning strikes may also be detected. Other physical changes include, but are not limited to, changes in brightness (light), sound waves, ultrasonic waves, vibrations, temperature, ozone gas concentration, and the like. Further, the lightning strike detection means 12 may be composed of a plurality of devices that detect different physical quantities. By doing so, it is possible to improve the detection accuracy of lightning strikes and to estimate the intensity of lightning strikes and the position of lightning strikes.
≪追加の機能≫
図12及び図13を参照して、本発明の実施例3のブレード点検システム及びブレード点検方法について説明する。図12は、本実施例のブレード点検システム51の機能を概略的に示すブロック図である。図2と同様の構成要素には同一の符号を付し、以下ではその説明を省略する。
≪Additional functions≫
A blade inspection system and a blade inspection method according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 12 and 13. FIG. FIG. 12 is a block diagram schematically showing the functions of the
本実施例のブレード点検システム51は、図2の構成要素に加え、画像解析部28、損傷程度推定部29、参照データ更新部22A、運転停止部30、投光手段25を含んで構成される。
The
本実施例のブレード点検システム51の動作を図12を用いて説明する。実施例1において、図2を用いて既に説明した機能については、その説明を省略する。
The operation of the
画像解析部28は、参照データ保持部22、撮影データ保持部23にそれぞれ保持されている参照データ、撮影データを比較し、損傷の可能性が高い部分を強調表示する処理を実施する。また、画像解析部28は、損傷程度推定部29が損傷程度を推定するために必要な解析情報を作成する。
The
損傷程度推定部29は、蓄積された損傷情報と画像解析部28の解析情報をもとにブレードの損傷程度を推定する。更に損傷程度推定部29は、蓄積された損傷レベル情報と推定した損傷程度をもとに、緊急に修理(損傷レベル3)、次回点検時に修理(損傷レベル2)、経過観察(損傷レベル1)、修理不要(損傷レベル0)という具合に、ブレードの修理の要否を複数の損傷レベルから選択して判別する。
The damage
参照データ保持部22、撮影データ保持部23にそれぞれ保持されている参照データ及び撮影データ、画像解析部28、損傷程度推定部29によってそれぞれ処理された画像解析情報及び損傷程度情報の一部又は全部は、データ送受信部21を介して監視手段15に送信される。
Some or all of the reference data and photographed data held in the reference
つまり、情報処理手段14は、撮影データ32と参照データ31との差異を解析して差異情報を作成する画像解析部28を有しており、監視手段15のブレード状況表示部16に差異情報を更に表示する。また、差異情報を解析して損傷程度情報を作成する損傷程度推定部29を有しており、ブレード状況表示部16に損傷程度情報を更に表示する。
In other words, the information processing means 14 has an
運転停止部30は、損傷程度推定部29が緊急に修理すべき(損傷レベル3)と判別した場合、風力発電システム50の運転を停止する。風力発電システム50の運転を制御する風力発電制御システム52が、風力発電システム50の運転を停止できる機能を有している場合は、運転停止部30は風力発電制御システム52に運転停止信号を送信しても良い。このようにすることで、ブレードに損傷があるのに気づかずに運転を継続し、損傷が拡大することを防ぐことができる。
The
参照データ更新部22Aは、前回参照データを更新してから所定の期間が経過したとき、参照データ更新信号を撮影要否判断部24に送信する。撮影要否判断部24は、参照データ更新信号を受信すると、撮影要と判断し、撮影手段13がブレードの撮影を実施する。
The reference data update unit 22A transmits a reference data update signal to the imaging
つまり、情報処理手段14は、参照データ更新部22Aを有し、監視手段15は、参照データ更新信号を出力する操作部17を有し、風力発電装置が所定の運転期間経過した時、または、データ送受信部21が操作部17から参照データ更新信号を受信した時、撮影要否判断部24は撮影要と判断し、撮影手段13が、ブレード1の撮影を開始し、参照データ保持部22は、撮影手段13の撮影データを参照データとして保持する。
That is, the information processing means 14 has a reference data update section 22A, the monitoring means 15 has an
撮影手段13により撮影されたデータは、参照データ保持部22に保持される。参照データ保持部22は、複数の参照データを保持しても良く、参照データ保持部22が複数の参照データを保持している場合には、画像解析部28は撮影データ保持部23に保持されている撮影データを複数の参照データと比較できるため、より高度な(精度の高い)画像解析が可能となる。
Data photographed by the photographing
参照データ更新部22Aは、撮影データ保持部23が保持している撮影データを、参照データ保持部22に移動してもよい。このようにすることで、前回落雷時の撮影データは参照データ保持部22に自動的に保持される。これにより、参照データを更新するためだけに撮影する必要がなくなる。
The reference data updating unit 22A may move the imaging data held by the imaging
落雷は夕方から夜間にかけて発生する場合もある。このような時間帯に落雷が発生した場合、夜が明けるまでブレードを点検することは困難である。そこで、ブレード点検システム51は、投光手段25を有する。投光手段25は、撮影要否判断部24が撮影要と判断し、そのときの時刻が夕方から明朝にかけての時間帯である場合、照明装置によりブレード1に投光する。
Lightning strikes can occur in the evening and into the night. If lightning strikes during these hours, it is difficult to inspect the blades until dawn. Therefore, the
また、投光手段25は、画像解析部28が撮影データを解析し、視認性が悪いと判断した場合も、ブレード1に投光するとよい。これにより、夜間や日中の視認性の悪いときでもブレード1を点検できるため、風力発電装置の運転停止時間を更に短縮することができる。
The
図13は、本実施例の監視手段15の機能を概略的に示す図である。図3と同様の構成要素には同一の符号を付し、以下ではその説明を省略する。 FIG. 13 is a diagram schematically showing the functions of the monitoring means 15 of this embodiment. Components similar to those in FIG. 3 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted below.
撮影データ32は、画像解析部28が損傷の可能性が高いと判断した部分を示す強調表示部分33を含む。これにより、ブレード状況表示部16を見る担当者がブレード1の異常を見落とす可能性を低減できる。
The
また、ブレード状況表示部16は、損傷程度推定部29が出力した損傷程度34を表示する。これにより、参照データ31、撮影データ32、強調表示部分33だけでは判別が難しいような場合に、担当者によるブレード1の異常有無の判別を補助できる。
The blade
更に、ブレード状況表示部16は、損傷程度推定部29が出力した損傷レベル35を表示する。これにより、担当者は、ブレード1の異常有無及び修理の要否を瞬時に判断できる。
Furthermore, the blade
監視手段15は、ブレード状況表示部16に加えて、参照データ更新ボタン36、運転操作ボタン37を有する操作部17を有する。担当者が参照データ更新ボタン36を押した場合、参照データ更新信号がデータ送受信部21を介して撮影要否判断部24に送信される。これにより、担当者は、ブレードを更新した後やブレードを補修した後など、任意のタイミングで、参照データ31を更新できる。
The
また、担当者は、運転操作ボタン37を押下することで、風力発電システム50から離れた位置にいながら、風力発電システム50の運転を停止及び/又は再開することができる。これにより、運転停止部30は風力発電システム50の運転を停止すべきと判断していないが、担当者が運転を停止すべきと判断したとき、担当者は監視手段15により風力発電システム50の運転を停止できる。
Further, the person in charge can stop and/or restart the operation of the wind
また、運転停止部30が風力発電システム50の運転を停止すべきと判断し、風力発電システム50の運転が自動的に停止されたあと、担当者が異常なしと判断して運転を再開すべきと判断したとき、担当者は監視手段15により風力発電システム50の運転を再開できる。
Further, after the
以上説明したように、本実施例によれば、ブレードの損傷状況に応じて自動又は手動にて風力発電システムの運転を停止又は再開できるブレード点検システム及び風力発電システムを提供することができる。 As described above, according to this embodiment, it is possible to provide a blade inspection system and a wind power generation system that can automatically or manually stop or restart the operation of the wind power generation system according to the damage status of the blades.
≪落雷検出装置の詳細≫
図14及び図15を参照して、本発明の実施例4のブレード点検システム及びブレード点検方法について説明する。図14は、本実施例の落雷の検出から撮影要と判断されるまでのブレード点検方法を示すフローチャートである。
≪Details of the lightning strike detector≫
A blade inspection system and a blade inspection method according to a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 14 and 15. FIG. FIG. 14 is a flow chart showing a blade inspection method from detection of a lightning strike to determination that photography is required according to this embodiment.
ブレード点検システム51が起動すると、図14に示すフローチャートが開始される。ステップS21において、落雷検出手段12は落雷の発生を検知する。ステップS22において、落雷検出手段12は雷電流の瞬時値データを取得する。ステップS23において、落雷検出手段12は、雷電流の瞬時値データを出力する。
When the
ステップS24において、撮影要否判断部24は、雷電流の瞬時値データから雷のエネルギーの指標と見做すことが可能なピーク電流、電荷量、比エネルギーのいずれか又は全部を計算する。撮影要否判断部24は、ステップS25において、ステップS24で計算した各種パラメータを所定の閾値と比較し,各種パラメータが所定の閾値より大きいと判断したならば(Yes)、ステップS26の処理を行い、各種パラメータが所定の閾値以下と判断したならば(No)、ステップS21の処理に戻る。ステップS26において、撮影要否判断部24は、撮影要と判断し、図14の処理を終了する。
In step S24, the photographing
本実施例によれば、ピーク電流、電荷量、比エネルギーが小さいとき、すなわち雷のエネルギーが小さく、ブレードに損傷が発生しないことが予想される場合には、ブレードの撮影を回避できる。これにより、雷撃に伴う風力発電装置の運転停止時間を更に短縮できる。 According to this embodiment, when the peak current, the amount of charge, and the specific energy are small, that is, when the lightning energy is small and it is expected that the blade will not be damaged, it is possible to avoid photographing the blade. As a result, the shutdown time of the wind turbine generator due to a lightning strike can be further shortened.
≪変形例≫
図15は、図14のフローチャート(ブレード点検方法)の変形例を示している。ブレード点検システム51が起動すると、図15に示すフローチャートが開始される。ステップS31において、落雷検出手段12は落雷の発生を検知する。ステップS32において、落雷検出手段12は雷電流の瞬時値データを取得する。ステップS33において、落雷検出手段12は、雷電流の瞬時値データから雷のエネルギーの指標と見做すことが可能なピーク電流、電荷量、比エネルギーのいずれか又は全部を計算する。
<<Modification>>
FIG. 15 shows a modification of the flowchart (blade inspection method) of FIG. When the
落雷検出手段12は、ステップS34において、ステップS33で計算した各種パラメータを所定の閾値と比較し、各種パラメータが所定の閾値より大きいと判断したならば(Yes)、ステップS35の処理を行い、各種パラメータが所定の閾値以下と判断したならば(No)、ステップS31の処理に戻る。ステップS35において、落雷検出手段12は、異常発生信号を出力する。ステップS36において、撮影要否判断部24は、異常発生信号の受信をもって撮影要と判断し、図15の処理を終了する。
In step S34, the lightning strike detection means 12 compares the various parameters calculated in step S33 with a predetermined threshold value, and if it determines that the various parameters are greater than the predetermined threshold value (Yes), performs the processing of step S35, and performs the processing of step S35. If it is determined that the parameter is equal to or less than the predetermined threshold (No), the process returns to step S31. In step S35, the lightning strike detection means 12 outputs an abnormality occurrence signal. In step S36, the photographing
図14に示したフローチャートでは、落雷検出手段12は雷電流の瞬時値データを取得できるが、パラメータを計算し、閾値と比較することはできない例が示されている。これに対して、図15に示したフローチャートでは、落雷検出手段12は雷電流の瞬時値データの取得し、パラメータの計算及び閾値との比較を実施できる例が示されている。 The flowchart shown in FIG. 14 shows an example in which the lightning strike detecting means 12 can acquire instantaneous lightning current value data, but cannot calculate parameters and compare them with threshold values. On the other hand, the flowchart shown in FIG. 15 shows an example in which the lightning strike detection means 12 can acquire the instantaneous value data of the lightning current, calculate the parameters, and compare them with the threshold values.
上述の通り、落雷検出手段12の機能に応じて撮影要否判断部24の機能を変更することで、既設の落雷検出装置を本発明の落雷検出手段12として用いることができる。
As described above, by changing the function of the photographing
≪遠隔統合監視システム≫
図16及び図17を参照して、本発明の実施例5のウィンドファームの遠隔統合監視システムについて説明する。図16は、本実施例の遠隔統合監視システムの全体概略構成図である。遠隔統合監視システム53は、複数のブレード点検システム51、統合監視手段54とで構成される。ブレード点検システム51は、少なくとも撮影データ32を統合監視手段54に送信し、より好適には、更に参照データ31、損傷程度34、損傷レベル35を送信する。
≪Remote Integrated Monitoring System≫
A remote integrated monitoring system for wind farms according to a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 16 and 17. FIG. FIG. 16 is an overall schematic configuration diagram of the remote integrated monitoring system of this embodiment. A remote
図17は、統合監視手段54の概略構成図である。図13と同様の構成要素には同一の符号を付し、以下ではその説明を省略する。 FIG. 17 is a schematic configuration diagram of the integrated monitoring means 54. As shown in FIG. Components similar to those in FIG. 13 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted below.
統合監視手段54は、ブレード状況表示部16、風力発電所一覧表示部18、操作部17を含んで構成される。ブレード状況表示部16は、少なくとも撮影データ32を表示し、より好適には、参照データ31、損傷程度34、損傷レベル35を含んで構成される。操作部17は、参照データ更新ボタン36、運転操作ボタン37を含んで構成される。
The integrated monitoring means 54 includes a blade
風力発電所一覧表示部18は、複数の風力発電所55の位置を特定可能な情報を表示する。ここで「位置を特定可能な情報」とは、例えば緯度や経度、地名、風力発電所名などである。
The wind farm
風力発電所一覧表示部18は、異常が発生した風力発電所55を異常発生風力発電所19として表示する機能を有する。風力発電所55が複数の風力発電システム50で構成されている場合は、風力発電所一覧表示部18は異常発生風力発電所19を表示するとともに、「1号機」、「2号機」のように、どの風力発電システム50に異常が発生したかを表示することもできる。
The wind power plant
つまり、本実施例の遠隔統合監視システム53は、複数のブレード点検システム51と統合監視手段54を備えており、ブレード点検システム51の各々は、ブレード1の異常検出時に異常検出信号を出力する異常検出手段(落雷検出手段12)と、ブレード1を撮影する撮影手段13と、異常検出信号を処理する情報処理手段14を備え、情報処理手段14は、異常検出手段(落雷検出手段12)および統合監視手段54との間でデータを送受信するデータ送受信部21と、撮影手段13の撮影データを保持する撮影データ保持部23と、ブレード1の撮影要否を判断する撮影要否判断部24と、を有し、統合監視手段54は、撮影データおよび撮影データが撮影された位置情報をそれぞれ表示する。
In other words, the integrated
以上説明したように、本実施例によれば、雷撃に伴う風力発電装置の運転停止時間を短縮すると共に、雷撃によるブレードの損傷状況を正確に推定可能な風力発電装置のブレード点検システム及びウィンドファームの遠隔統合監視システムを提供することができる。 As described above, according to the present embodiment, the blade inspection system and wind farm for a wind turbine generator can shorten the operation stop time of the wind turbine generator due to a lightning strike and accurately estimate the damage condition of the blade due to the lightning strike. can provide a remote integrated monitoring system.
なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば上記した実施形態は、本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明したすべての構成を備えるものに限定されるものではない。ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。また、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることも可能である。 In addition, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and includes various modifications. For example, the above-described embodiments have been described in detail in order to explain the present invention in an easy-to-understand manner, and are not necessarily limited to those having all the configurations described. A part of the configuration of one embodiment can be replaced with the configuration of another embodiment, and it is also possible to add the configuration of another embodiment to the configuration of one embodiment. Moreover, it is also possible to add, delete, or replace a part of the configuration of each embodiment with another configuration.
また、上記の各構成、処理部などは、それらの一部または全部を、例えば集積回路などのハードウェアで実現してもよい。上記の各構成、機能などは、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈して実行することにより、ソフトウェアで実現してもよい。各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイルなどの情報は、メモリ、ハードディスク、SSD(Solid State Drive)などの記録装置、または、フラッシュメモリカード、DVD(Digital Versatile Disc)などの記録媒体に置くことができる。 Moreover, each of the above-described configurations, processing units, and the like may be implemented partially or entirely by hardware such as an integrated circuit. Each of the above configurations, functions, etc. may be realized by software by a processor interpreting and executing a program for realizing each function. Information such as programs, tables, and files that implement each function can be stored in recording devices such as memory, hard disks, SSDs (Solid State Drives), or recording media such as flash memory cards and DVDs (Digital Versatile Discs). can.
また、各実施形態において、制御線や情報線は、説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には、殆ど全ての構成が相互に接続されていると考えてもよい。 In addition, in each embodiment, the control lines and information lines indicate those considered necessary for explanation, and not all control lines and information lines are necessarily indicated on the product. In fact, it may be considered that almost all configurations are interconnected.
なお、本発明は以下の付記1から付記8に記載の特徴も有している。 In addition, the present invention also has features described in Appendix 1 to Appendix 8 below.
[付記1]
監視手段15は、撮影手段13から離れた位置に設置されている。
[Appendix 1]
The monitoring means 15 is installed at a position away from the photographing
[付記2]
異常検出手段は、落雷を検出する落雷検出手段12である。
[Appendix 2]
The abnormality detection means is the lightning strike detection means 12 for detecting lightning strikes.
[付記3]
撮影手段13は、ブレード1の先端部を拡大して撮影する。
[Appendix 3]
The photographing means 13 enlarges and photographs the tip of the blade 1 .
[付記4]
撮影手段13は、ブレード1の先端部から長手方向にかけての10mの範囲を拡大して撮影する。
[Appendix 4]
The photographing means 13 expands and photographs a range of 10 m from the tip of the blade 1 in the longitudinal direction.
[付記5]
撮影手段13は、金属の筐体に収納されている。
[Appendix 5]
The photographing means 13 is housed in a metal housing.
[付記6]
撮影手段13は、通常時は所定の待機位置に配置されており、
前記所定の待機位置は、ナセル3の内部、タワー4の内部、前記ナセル3または前記タワー4に設置された収納箱である。
[Appendix 6]
The photographing means 13 is normally arranged at a predetermined standby position,
The predetermined standby position is the interior of the
[付記7]
情報処理手段14は、運転停止部30を有し、
監視手段15の操作部17は運転停止指令信号を出力する手段を更に備え、
前記運転停止部30は、データ送受信部21を介して前記監視手段15の前記操作部17から前記運転停止指令信号を受信すると、運転停止信号を出力し、
前記データ送受信部21は、前記運転停止信号を風力発電運転制御システム52に送信する。
[Appendix 7]
The information processing means 14 has a
The
When the
The data transmission/
[付記8]
運転停止部30は、損傷程度情報34をもとに運転を停止すべきと判断した時、運転停止信号を出力し、データ送受信部21は、前記運転停止信号を風力発電運転制御システム52に送信する。
[Appendix 8]
When the
1,1A…ブレード
2…ハブ
3…ナセル
4…タワー
5…基礎
6…落雷痕
7…無人航空機(無人飛行機)
8…可動アーム
9…扉
9A…窓
10…支持具
11…(バンド状の)支持具
12,12A…落雷検出手段
13…撮影手段
14…情報処理手段
15…監視手段
16…ブレード状況表示部
17…操作部
18…風力発電所一覧表示部
19…異常発生風力発電所
20…データバス
21…データ送受信部
22…参照データ保持部
22A…参照データ更新部
23…撮影データ保持部
24…撮影要否判断部
25…投光手段
28…画像解析部
29…損傷程度推定部
30…運転停止部
31…参照データ
32…撮影データ
33…強調表示部分
34…損傷程度(情報)
35…損傷レベル
36…参照データ更新ボタン
37…運転操作ボタン
50…風力発電システム
51…ブレード点検システム
52…風力発電制御システム
53…遠隔統合監視システム
54…統合監視手段
55…風力発電所
65…レセプタ
66…ダウンコンダクタ
1, 1A...
8...
35
Claims (14)
前記ブレードを撮影する撮影手段と、
前記異常検出信号を処理する情報処理手段と、
前記情報処理手段の出力データに基づき前記ブレードを監視する監視手段と、を備え、
前記情報処理手段は、前記異常検出手段および前記監視手段との間でデータを送受信するデータ送受信部と、
前記撮影手段の撮影データを保持する撮影データ保持部と、
前記ブレードの撮影要否を判断する撮影要否判断部と、を有し、
前記監視手段は、前記撮影データを表示する表示部を有し、
前記データ送受信部が異常検出信号を受信し、前記撮影要否判断部が撮影要と判断した場合、前記撮影手段は、前記ブレードの撮影を開始することを特徴とする風力発電装置のブレード点検システム。 an abnormality detection means for outputting an abnormality detection signal when an abnormality of the blade is detected;
a photographing means for photographing the blade;
information processing means for processing the abnormality detection signal;
monitoring means for monitoring the blade based on the output data of the information processing means;
The information processing means includes a data transmission/reception unit that transmits/receives data to/from the abnormality detection means and the monitoring means;
a photographed data holding unit that holds the photographed data of the photographing means;
an imaging necessity determination unit that determines whether imaging of the blade is necessary;
The monitoring means has a display section for displaying the photographed data ,
A blade inspection system for a wind turbine generator , wherein when the data transmitting/receiving unit receives an abnormality detection signal and the photographing necessity determining unit determines that photographing is necessary, the photographing means starts photographing the blade. .
前記情報処理手段は、前記ブレードの通常時の様子を示す参照データを保持する参照データ保持部を有し、
前記表示部は、前記参照データを更に表示することを特徴とする風力発電装置のブレード点検システム。 A blade inspection system for a wind turbine generator according to claim 1 ,
The information processing means has a reference data holding unit that holds reference data indicating the normal state of the blade,
The blade inspection system for a wind power generator, wherein the display unit further displays the reference data.
前記情報処理手段は、参照データ更新部を有し、
前記監視手段は、参照データ更新信号を出力する操作部を有し、
前記風力発電装置が所定の運転期間経過した時、または、前記データ送受信部が前記操作部から前記参照データ更新信号を受信した時、前記撮影要否判断部は撮影要と判断し、
前記撮影手段が、前記ブレードの撮影を開始し、
前記参照データ保持部は、前記撮影手段の撮影データを参照データとして保持することを特徴とする風力発電装置のブレード点検システム。 A blade inspection system for a wind turbine generator according to claim 2 ,
The information processing means has a reference data updating unit,
The monitoring means has an operation unit that outputs a reference data update signal,
When the wind power generator has passed a predetermined operating period, or when the data transmission/reception unit receives the reference data update signal from the operation unit, the photography necessity determination unit determines that photography is necessary,
The photographing means starts photographing the blade,
The blade inspection system for a wind power generator, wherein the reference data holding unit holds the photographed data of the photographing means as the reference data.
前記異常検出手段は、前記風力発電装置のタワーの根元付近または前記ブレードの内部に設置されたダウンコンダクタの周囲に設置されることを特徴とする風力発電装置のブレード点検システム。 A blade inspection system for a wind turbine generator according to claim 1,
A blade inspection system for a wind turbine generator, wherein the abnormality detection means is installed near a base of a tower of the wind turbine generator or around a down conductor installed inside the blade.
前記異常検出手段は、磁界コイル、ロゴスキーコイル、電流トランスのいずれかであることを特徴とする風力発電装置のブレード点検システム。 A blade inspection system for a wind turbine generator according to claim 1,
A blade inspection system for a wind power generator, wherein the abnormality detection means is any one of a magnetic field coil, a Rogowski coil, and a current transformer.
前記異常検出手段が雷電流の瞬時値データを出力し、前記データ送受信部が前記雷電流の瞬時値データを受信した場合、
前記撮影要否判断部は、前記雷電流の瞬時値データからピーク電流、電荷量、比エネルギーのうち少なくとも1つを計算すると共に、前記ピーク電流、前記電荷量、前記比エネルギーのうち少なくとも1つが所定の閾値を超えた場合、撮影要と判断し、前記撮影手段が前記ブレードの撮影を開始することを特徴とする風力発電装置のブレード点検システム。 A blade inspection system for a wind turbine generator according to claim 1,
When the abnormality detection means outputs instantaneous lightning current value data and the data transmission/reception unit receives the instantaneous lightning current value data,
The photographing necessity determination unit calculates at least one of a peak current, an amount of charge, and a specific energy from the instantaneous value data of the lightning current, and calculates at least one of the peak current, the amount of charge, and the specific energy. A blade inspection system for a wind power generator, wherein when a predetermined threshold value is exceeded, it is determined that photography is required, and the photography means starts photography of the blade.
前記撮影手段は、前記風力発電装置の基礎またはタワーの外面に設置された支持部材、前記風力発電装置のナセルの外面に設置された支持部材のいずれかに支持されていることを特徴とする風力発電装置のブレード点検システム。 A blade inspection system for a wind turbine generator according to claim 1,
The wind power generator, wherein the photographing means is supported by either a support member installed on the outer surface of the foundation or tower of the wind turbine generator, or a support member installed on the outer surface of the nacelle of the wind turbine generator. Generator set blade inspection system.
前記撮影手段は、通常時は所定の待機位置に配置され、
前記撮影要否判断部が撮影要と判断した時、前記撮影手段は所定の移動手段により前記所定の待機位置から前記ブレードの先端部近傍に接近することを特徴とする風力発電装置のブレード点検システム。 A blade inspection system for a wind turbine generator according to claim 1,
The photographing means is normally arranged at a predetermined standby position,
A blade inspection system for a wind power generator, wherein, when the photographing necessity determining unit determines that photographing is necessary, the photographing means approaches the vicinity of the tip of the blade from the predetermined waiting position by a predetermined moving means. .
前記所定の移動手段は、無人飛行機、前記風力発電装置に設置された可動式アーム、巻取り可能なロープまたはワイヤーのいずれかであることを特徴とする風力発電装置のブレード点検システム。 A blade inspection system for a wind turbine generator according to claim 8 ,
A blade inspection system for a wind turbine generator, wherein the predetermined moving means is any one of an unmanned aircraft, a movable arm installed on the wind turbine generator, and a windable rope or wire.
前記ブレードに投光する投光手段を備え、
前記撮影要否判断部が撮影要と判断した時、前記投光手段は前記ブレードに投光することを特徴とする風力発電装置のブレード点検システム。 A blade inspection system for a wind turbine generator according to claim 1,
A light projecting means for projecting light onto the blade,
A blade inspection system for a wind power generator, wherein the light projecting means projects light onto the blade when the photographing necessity determination unit determines that the photographing is necessary.
前記情報処理手段は、前記撮影データと前記参照データとの差異を解析して差異情報を作成する画像解析部を有し、
前記表示部は、前記差異情報を更に表示することを特徴とする風力発電装置のブレード点検システム。 A blade inspection system for a wind turbine generator according to claim 2 ,
the information processing means has an image analysis unit that analyzes a difference between the photographed data and the reference data to create difference information;
The blade inspection system for a wind power generator, wherein the display unit further displays the difference information.
前記情報処理手段は、前記差異情報を解析して損傷程度情報を作成する損傷程度推定部を有し、
前記表示部は、前記損傷程度情報を更に表示することを特徴とする風力発電装置のブレード点検システム。 A blade inspection system for a wind turbine generator according to claim 11 ,
The information processing means has a damage degree estimation unit that analyzes the difference information and creates damage degree information,
The blade inspection system for a wind power generator, wherein the display unit further displays the damage degree information.
前記ロータの回転エネルギーを用いて発電する発電機を収容するナセルと、
前記ブレードの異常検出時に異常検出信号を出力する異常検出手段と、
前記ブレードを撮影する撮影手段と、
前記異常検出信号を処理する情報処理手段と、
前記情報処理手段の出力データに基づき前記ブレードを監視する監視手段と、を備え、
前記情報処理手段は、前記異常検出手段および前記監視手段との間でデータを送受信するデータ送受信部と、
前記撮影手段の撮影データを保持する撮影データ保持部と、
前記ブレードの撮影要否を判断する撮影要否判断部と、を有し、
前記監視手段は、前記撮影データを表示する表示部を有し、
前記データ送受信部が異常検出信号を受信し、前記撮影要否判断部が撮影要と判断した場合、前記撮影手段は、前記ブレードの撮影を開始することを特徴とする風力発電システム。 a rotor having a plurality of blades and rotating in response to the wind;
a nacelle housing a generator that generates electricity using the rotational energy of the rotor;
an abnormality detection means for outputting an abnormality detection signal when an abnormality of the blade is detected;
a photographing means for photographing the blade;
information processing means for processing the abnormality detection signal;
monitoring means for monitoring the blade based on the output data of the information processing means;
The information processing means includes a data transmission/reception unit that transmits/receives data to/from the abnormality detection means and the monitoring means;
a photographed data holding unit that holds the photographed data of the photographing means;
an imaging necessity determination unit that determines whether imaging of the blade is necessary;
The monitoring means has a display section for displaying the photographed data ,
The wind power generation system according to claim 1, wherein when the data transmitting/receiving unit receives an abnormality detection signal and the photographing necessity determining unit determines that photographing is necessary, the photographing means starts photographing the blade .
前記ブレード点検システムは、
ブレードの異常検出時に異常検出信号を出力する異常検出手段と、
前記ブレードを撮影する撮影手段と、
前記異常検出信号を処理する情報処理手段と、を備え、
前記情報処理手段は、前記異常検出手段および前記統合監視手段との間でデータを送受信するデータ送受信部と、
前記撮影手段の撮影データを保持する撮影データ保持部と、
前記ブレードの撮影要否を判断する撮影要否判断部と、を有し、
前記統合監視手段は、前記撮影データおよび前記撮影データが撮影された位置情報をそれぞれ表示する表示部を有し、
前記データ送受信部が異常検出信号を受信し、前記撮影要否判断部が撮影要と判断した場合、前記撮影手段は、前記ブレードの撮影を開始することを特徴とするウィンドファームの遠隔統合監視システム。 A wind farm remote integrated monitoring system comprising a plurality of blade inspection systems and integrated monitoring means,
The blade inspection system includes:
an abnormality detection means for outputting an abnormality detection signal when an abnormality of the blade is detected;
a photographing means for photographing the blade;
Information processing means for processing the abnormality detection signal,
The information processing means includes a data transmission/reception section that transmits/receives data to/from the abnormality detection means and the integrated monitoring means;
a photographed data holding unit that holds the photographed data of the photographing means;
an imaging necessity determination unit that determines whether imaging of the blade is necessary;
The integrated monitoring means has a display unit that displays the photographed data and position information at which the photographed data was photographed,
When the data transmitting/receiving unit receives an abnormality detection signal and the photographing necessity determining unit determines that photographing is necessary, the photographing means starts photographing the blade. .
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