JP7406533B2 - Lightning Locating Systems, Lightning Locating Devices, and Programs - Google Patents
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Description
本発明は、被雷位置特定システム、被雷位置特定装置、およびプログラムに関する。 The present invention relates to a lightning location identification system, a lightning location identification device, and a program.
構造物への落雷が生じると、雷撃を受けた部位が損傷して事故につながる可能性がある。例えば、ウインドファーム等の風力発電施設に設置された風力発電装置のような構造物は、風力を受ける羽根（以下、「ブレード」と呼ぶ。）が高所に設けられるため被雷しやすい。このため、雷撃による損傷部位の飛散や落下等による重大な事故の発生が懸念される。これに対して、関連する技術は開発されている。例えば、特許文献１には、風力発電のブレードにおける雷電流や内圧、歪み、温度、振動、音響等を雷撃パラメータとして取得して、この雷撃パラメータに基づき損傷状態を推定する技術が記載されている。また、例えば、特許文献２には、風車翼のレセプタにて雷電流を補足し、この雷電流を基に落雷を検知して、風車翼を特定のアジマス角で停止するように制御する技術が記載されている。 When a structure is struck by lightning, the parts of the structure that are struck by the lightning can be damaged, potentially leading to an accident. For example, structures such as wind power generators installed in wind power generation facilities such as wind farms are susceptible to lightning strikes because the blades (hereinafter referred to as "blades") that receive the wind force are installed at high places. Therefore, there is a concern that serious accidents may occur due to the damaged parts being scattered or falling due to lightning strikes. On the other hand, related technologies are being developed. For example, Patent Document 1 describes a technology that acquires lightning current, internal pressure, distortion, temperature, vibration, sound, etc. in wind power generation blades as lightning strike parameters, and estimates the damage state based on the lightning strike parameters. . For example, Patent Document 2 discloses a technology that captures lightning current using a receptor on a wind turbine blade, detects a lightning strike based on this lightning current, and controls the wind turbine blade to stop at a specific azimuth angle. Are listed.
しかしながら、従来の技術は、被雷した構造物を特定するに留まり、被雷した構造物のどの位置に雷撃を受けたかを特定するものではない。このため、構造物が被雷すると、その構造物のどの位置に雷撃を受けたかを特定するために、目視等の点検作業を実施する必要があった。 However, the conventional technology only identifies the structure that has been struck by lightning, but does not identify the location of the structure that has been struck by lightning. Therefore, when a structure is struck by lightning, it is necessary to carry out visual inspection work to identify the location of the structure that was struck by lightning.
本発明の目的は、被雷した構造物の特定のみを行う従来技術に対し、被雷した構造物のどの位置に雷撃を受けたかを特定することにある。 An object of the present invention is to identify the location of a lightning-struck structure that has been struck by lightning, in contrast to the conventional technology that only identifies structures that have been struck by lightning.
請求項１に記載された発明は、複数の構造物の各々の温度分布を示す第１の画像と、当該複数の構造物の各々の外観の態様を示す第２の画像とを取得する取得手段と、前記複数の構造物のうち１以上の構造物が被雷した際に、前記第２の画像により示される雷光の有無と、前記第１の画像により示される前記温度分布とに基づいて、雷撃を受けた当該１以上の構造物と、当該１以上の構造物の各々の雷撃を受けた位置である被雷位置とを特定する特定手段と、取得された前記第２の画像のうち、特定された前記１以上の構造物の画像と、前記被雷位置の画像とを表示する表示手段と、を有することを特徴とする、被雷位置特定システムである。
請求項２に記載された発明は、前記取得手段は、前記撮影手段としての赤外線カメラにより撮影された、前記第１の画像としての熱画像を取得し、前記特定手段は、前記熱画像により示される前記温度分布に基づいて、前記雷撃を受けた１以上の構造物と、当該１以上の構造物の各々の前記被雷位置を特定することを特徴とする、請求項１に記載の被雷位置特定システムである。
請求項３に記載された発明は、前記取得手段は、前記複数の構造物としての複数の風力発電装置の各々の前記熱画像を取得し、前記特定手段は、前記熱画像により示される前記温度分布に基づいて、雷撃を受けた１以上の前記風力発電装置の各々のブレード上の前記被雷位置を特定することを特徴とする、請求項２に記載の被雷位置特定システムである。
請求項４に記載された発明は、前記特定手段は、前記雷撃を受けた１以上の構造物と、当該１以上の構造物の各々における他の領域に比べ温度が高い領域を前記被雷位置として特定することを特徴とする、請求項１に記載の被雷位置特定システムである。
請求項５に記載された発明は、前記特定手段は、前記他の領域に比べ温度が高い領域のうち最も温度が高い部分を前記被雷位置として特定することを特徴とする、請求項４に記載の被雷位置特定システムである。
請求項６に記載された発明は、前記撮影手段により前記複数の構造物の各々を構成する複数の要素が撮影され、撮影された当該複数の要素のうち少なくとも１つが被雷した場合に、前記第１の画像により示される前記温度分布に基づいて、被雷した要素を識別する識別手段をさらに有することを特徴とする、請求項１に記載の被雷位置特定システムである。
請求項７に記載された発明は、前記識別手段は、前記要素として、ブレード、ハブ、ナセル、およびタワーのうち被雷した要素を識別することを特徴とする、請求項６に記載の被雷位置特定システムである。
請求項８に記載された発明は、前記識別手段は、形状が互いに同一または類似する関係にある前記複数の要素のうち少なくとも１つが被雷した場合に、前記被雷した要素を識別することを特徴とする、請求項６に記載の被雷位置特定システムである。
請求項９に記載された発明は、前記識別手段は、前記複数の要素としての風力発電装置の複数のブレードのうち、少なくとも１つが被雷した場合に、被雷したブレードを識別することを特徴とする、請求項８に記載の被雷位置特定システムである。
請求項１０に記載された発明は、前記識別手段は、前記第２の画像から得られる前記複数の要素の各々の特徴量に基づいて、前記被雷した要素を識別することを特徴とする、請求項６に記載の被雷位置特定システムである。
請求項１１に記載された発明は、前記識別手段は、前記特徴量として、前記複数の要素の各々の表面に視認可能な態様で形成された識別情報に基づいて、前記被雷した要素を識別することを特徴とする、請求項１０に記載の被雷位置特定システムである。
請求項１２に記載された発明は、撮影手段により撮影された、複数の構造物の各々の温度分布を示す第１の画像と、当該複数の構造物の各々の外観の態様を示す第２の画像とを取得する機能と、前記複数の構造物のうち１以上の構造物が被雷した際に、前記第２の画像により示される雷光の有無と、前記第１の画像により示される前記温度分布とに基づいて、雷撃を受けた当該１以上の構造物と、当該１以上の構造物の各々の雷撃を受けた位置である被雷位置とを特定する機能と、取得された前記第２の画像のうち、特定された前記１以上の構造物の画像と、前記被雷位置の画像とを表示する機能と、を有することを特徴とする、被雷位置特定装置である。
請求項１３に記載された発明は、撮影手段により撮影された、複数の構造物の各々の温度分布を示す第１の画像と、当該複数の構造物の各々の外観の態様を示す第２の画像とを取得する機能と、前記複数の構造物のうち１以上の構造物が被雷した際に、前記第２の画像により示される雷光の有無と、前記第１の画像により示される前記温度分布とに基づいて、雷撃を受けた当該１以上の構造物と、当該１以上の構造物の各々の雷撃を受けた位置である被雷位置とを特定する機能と、取得された前記第２の画像のうち、特定された前記１以上の構造物の画像と、前記被雷位置の画像とを表示する機能と、を実現させるプログラムである。
The invention described in claim 1 provides an acquisition means for acquiring a first image showing the temperature distribution of each of a plurality of structures, and a second image showing an appearance aspect of each of the plurality of structures. and when one or more structures among the plurality of structures are struck by lightning, based on the presence or absence of lightning indicated by the second image and the temperature distribution indicated by the first image, identification means for identifying the one or more structures that have been struck by lightning, the lightning strike position that is the position of each of the one or more structures that have been struck by lightning, and the acquired second image, The lightning strike position identification system is characterized by having a display means for displaying an image of the one or more identified structures and an image of the lightning strike position.
In the invention described in claim 2, the acquisition means acquires a thermal image as the first image photographed by an infrared camera as the photographing means, and the identification means acquires a thermal image as the first image. The lightning strike according to claim 1, characterized in that the one or more structures that have received the lightning strike and the lightning strike position of each of the one or more structures are identified based on the temperature distribution. It is a location identification system.
In the invention described in claim 3, the acquisition means acquires the thermal image of each of the plurality of wind power generators as the plurality of structures, and the identification means determines the temperature indicated by the thermal image. 3. The lightning position identification system according to claim 2, wherein the lightning position on each blade of the one or more wind power generators that has been struck by lightning is identified based on distribution.
In the invention described in claim 4, the identifying means identifies one or more structures that have been struck by lightning, and a region of each of the one or more structures that has a higher temperature than other regions as the lightning strike location. 2. The lightning position identification system according to claim 1, wherein the lightning position identification system is characterized in that:
The invention set forth in claim 5 is characterized in that the specifying means specifies, as the lightning strike position, a portion having the highest temperature among the regions having a higher temperature than the other regions. This is the lightning location identification system described above.
The invention set forth in claim 6 provides that, when a plurality of elements constituting each of the plurality of structures are photographed by the photographing means, and at least one of the plurality of photographed elements is struck by lightning, 2. The lightning position identification system according to claim 1, further comprising identification means for identifying a lightning struck element based on the temperature distribution shown by the first image.
The invention described in claim 7 is characterized in that the identification means identifies a lightning-struck element among a blade, a hub, a nacelle, and a tower as the element. It is a location identification system.
In the invention described in claim 8, the identification means identifies the lightning-struck element when at least one of the plurality of elements having the same or similar shapes is struck by lightning. 7. The lightning position identification system according to claim 6, characterized in that:
The invention set forth in claim 9 is characterized in that the identification means identifies the lightning-struck blade when at least one of the plurality of blades of the wind power generation device as the plurality of elements is struck by lightning. 9. The lightning position identification system according to claim 8.
The invention described in claim 10 is characterized in that the identification means identifies the lightning-struck element based on the feature amount of each of the plurality of elements obtained from the second image. 7. A lightning position identification system according to claim 6.
In the invention described in claim 11, the identification means identifies the lightning-struck element based on identification information formed in a visible manner on the surface of each of the plurality of elements as the feature amount. 11. The lightning position identification system according to claim 10.
The invention described in claim 12 provides a first image showing the temperature distribution of each of the plurality of structures taken by the imaging means, and a second image showing the external appearance of each of the plurality of structures. the presence or absence of lightning indicated by the second image, and the temperature indicated by the first image when one or more of the plurality of structures is struck by lightning; a function of identifying the one or more structures that have been struck by lightning and a lightning strike position that is a position of each of the one or more structures that has been struck by lightning, based on the acquired second lightning distribution; The lightning position identification device is characterized by having a function of displaying an image of the one or more identified structures and an image of the lightning position among the images.
The invention described in claim 13 provides a first image showing the temperature distribution of each of the plurality of structures taken by the imaging means, and a second image showing the external appearance of each of the plurality of structures. the presence or absence of lightning indicated by the second image, and the temperature indicated by the first image when one or more of the plurality of structures is struck by lightning; a function of identifying the one or more structures that have been struck by lightning and a lightning strike position that is a position of each of the one or more structures that has been struck by lightning, based on the acquired second lightning distribution; The present invention is a program that realizes a function of displaying an image of the one or more identified structures and an image of the lightning strike position among the images.
請求項１の本発明によれば、被雷した構造物の特定のみを行う従来技術に対し、被雷した構造物のどの位置に雷撃を受けたかを特定可能な被雷位置特定システムを提供できる。
請求項２の本発明によれば、赤外線カメラにより撮影された構造物の撮影画像に基づいて、構造物の被雷位置を特定できる。
請求項３の本発明によれば、赤外線カメラにより撮影された風力発電装置の撮影画像に基づいて、風力発電装置の被雷位置を特定できる。
請求項４の本発明によれば、構造物上の領域ごとの温度の違いに基づいて、被雷位置を特定できる。
請求項５の本発明によれば、構造物上の領域ごとの温度のうち一番温度が高い領域を特定することで、より精度よく被雷位置を特定できる。
請求項６の本発明によれば、構造物を構成する要素単位で被雷位置を特定できる。
請求項７の本発明によれば、構造物を構成する要素としてのブレード、ハブ、ナセル、およびタワーのうち被雷した要素を識別することができる。
請求項８の本発明によれば、構造物を構成する複数の要素の形状が、互いに同一または類似する関係にあっても、要素単位で被雷位置を特定できる。
請求項９の本発明によれば、風力発電装置を構成するブレード単位で被雷位置を特定できる。
請求項１０の本発明によれば、構造物を構成する要素ごとの特徴量に基づいて、被雷した要素と被雷位置とを特定できる。
請求項１１の本発明によれば、構造物を構成する要素の表面に形成された識別情報に基づいて、被雷した要素と被雷位置とを特定できる。
請求項１２の本発明によれば、被雷した構造物の特定のみを行う従来技術に対し、被雷した構造物のどの位置に雷撃を受けたかを特定可能な落雷検知装置を提供できる。
請求項１３の本発明によれば、被雷した構造物の特定のみを行う従来技術に対し、被雷した構造物のどの位置に雷撃を受けたかを特定可能なプログラムを提供できる。
According to the present invention of claim 1, it is possible to provide a lightning position identification system that can identify the position of a lightning-struck structure that has been struck by lightning, in contrast to the conventional technology that only identifies lightning-struck structures. .
According to the second aspect of the present invention, it is possible to specify the lightning-hit position of a structure based on an image of the structure taken by an infrared camera.
According to the third aspect of the present invention, it is possible to specify the lightning strike position of the wind power generation device based on an image of the wind power generation device taken by an infrared camera.
According to the fourth aspect of the present invention, the lightning strike position can be specified based on the difference in temperature between regions on the structure.
According to the fifth aspect of the present invention, by specifying the area with the highest temperature among the temperatures of each area on the structure, the lightning strike position can be specified with higher accuracy.
According to the sixth aspect of the present invention, the lightning strike position can be specified for each element constituting the structure.
According to the seventh aspect of the present invention, it is possible to identify lightning-struck elements among blades, hubs, nacelles, and towers as elements constituting a structure.
According to the eighth aspect of the present invention, even if the shapes of a plurality of elements constituting a structure are the same or similar to each other, the lightning strike position can be specified for each element.
According to the ninth aspect of the present invention, the lightning strike position can be specified for each blade that constitutes the wind power generator.
According to the tenth aspect of the present invention, it is possible to specify the lightning-struck element and the lightning-strike position based on the feature amount of each element constituting the structure.
According to the eleventh aspect of the present invention, a lightning struck element and a lightning struck position can be specified based on the identification information formed on the surface of the element constituting the structure.
According to the twelfth aspect of the present invention, it is possible to provide a lightning detection device that can identify the position of a lightning-struck structure that has been struck by lightning, in contrast to the conventional technology that only identifies the structure that has been struck by lightning.
According to the thirteenth aspect of the present invention, it is possible to provide a program that can identify the position of a lightning-struck structure that has been struck by lightning, in contrast to the conventional technology that only identifies lightning-struck structures.
以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
（被雷位置特定システムの構成）
図１は、本実施の形態が適用される被雷位置特定システム１の全体構成を示す図である。
被雷位置特定システム１は、被雷位置特定装置１０と、落雷検知装置２０と、カメラ装置３０と、監視者端末５０とがネットワーク９０を介して接続されることにより構成されている。また、落雷検知装置２０と、風力発電装置７０とが有線または無線によって接続されている。ネットワーク９０は特に限定されず、例えば、ＬＡＮ（Local Area Network）、インターネット等である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
(Configuration of lightning location identification system)
FIG. 1 is a diagram showing the overall configuration of a lightning position identification system 1 to which this embodiment is applied.
The lightning position identification system 1 is configured by connecting a lightning position identification device 10, a lightning detection device 20, a camera device 30, and a supervisor terminal 50 via a network 90. Further, the lightning detection device 20 and the wind power generation device 70 are connected by wire or wirelessly. The network 90 is not particularly limited, and may be, for example, a LAN (Local Area Network), the Internet, or the like.
被雷位置特定システム１は、風力発電施設に設置された複数の風力発電装置７０のうち、落雷Ｔを被雷した風力発電装置７０を識別する。そして、被雷位置特定システム１は、被雷したと識別した風力発電装置７０について、被雷したブレードと、その被雷位置とを特定する。これらの情報は、被雷位置特定システム１が、特定した被雷位置に関する情報として監視者Ｕに提示する。「被雷位置」とは、雷撃を受けた位置のことをいう。 The lightning position identification system 1 identifies the wind power generation device 70 that has been struck by lightning T among the plurality of wind power generation devices 70 installed in a wind power generation facility. The lightning position identification system 1 then identifies the lightning struck blade and its lightning strike position for the wind power generation device 70 that has been identified as having been struck by lightning. The lightning position identification system 1 presents this information to the observer U as information regarding the identified lightning position. "Lightning location" refers to a location that has been struck by lightning.
被雷位置特定装置１０は、被雷位置特定システム１の全体の管理をするサーバとしての情報処理装置である。また、被雷位置特定装置１０は、後述するカメラ装置３０により撮影され、送信されてきた熱画像に基づいて、被雷したブレードと、被雷したブレード上の位置とを特定する。「熱画像」とは、構造物としての風力発電装置７０の温度分布を示す撮影画像のデータである。なお、熱画像の具体例については、図７を参照して後述する。 The lightning location identification device 10 is an information processing device that serves as a server that manages the entire lightning location identification system 1 . Further, the lightning strike position identifying device 10 identifies the lightning struck blade and the position on the lightning struck blade based on a thermal image taken and transmitted by a camera device 30, which will be described later. A "thermal image" is data of a photographed image showing the temperature distribution of the wind power generation device 70 as a structure. Note that a specific example of the thermal image will be described later with reference to FIG.
また、被雷位置特定装置１０は、カメラ装置３０から送信されてくる情報に基づいて、被雷したブレードと、ブレード上の被雷位置とを特定する。なお、被雷位置特定装置１０が、被雷したブレードを特定する手法、および被雷位置を特定する手法の詳細については後述する。 Furthermore, the lightning strike position identifying device 10 identifies the lightning struck blade and the lightning strike position on the blade based on information transmitted from the camera device 30. Note that the details of the method by which the lightning-struck position identifying device 10 identifies a lightning-struck blade and the method for identifying a lightning-struck position will be described later.
落雷検知装置２０は、風力発電装置７０への落雷Ｔを検知し、その旨を示す情報を被雷位置特定装置１０に向けて送信する装置である。落雷検知装置２０は、例えば、風力発電装置７０の接地面付近等に設置される。落雷検知装置２０は、風力発電装置７０の一機能とすることもできるし、独立した存在とすることもできる。 The lightning detection device 20 is a device that detects a lightning strike T to the wind power generation device 70 and transmits information indicating this to the lightning position identification device 10. The lightning detection device 20 is installed, for example, near the ground plane of the wind power generator 70. The lightning detection device 20 can be a function of the wind power generation device 70, or can be an independent entity.
落雷検知装置２０は、風力発電装置７０またはその周辺に設置された各種のセンサによるセンシングの結果に基づいて落雷Ｔを検知する。落雷検知装置２０は、落雷Ｔを検知すると、被雷した風力発電装置７０を一意に特定可能な情報を被雷位置特定装置１０に向けて送信する。落雷検知装置２０に設置されるセンサとしては、例えば、落雷Ｔの音を検知するセンサ、雷撃時の電流、帯電、コロナ放電を検出するセンサ、雷放電によって放射された電磁波を検出するセンサ等が挙げられる。電磁波を検出するセンサは、落雷位置標定システム（Lightning Location System）に用いられるセンサである。 The lightning detection device 20 detects a lightning strike T based on the results of sensing by various sensors installed at or around the wind power generation device 70. When the lightning detection device 20 detects a lightning strike T, it transmits information that can uniquely identify the lightning-struck wind power generation device 70 to the lightning-strike position specifying device 10 . Examples of the sensors installed in the lightning detection device 20 include a sensor that detects the sound of a lightning strike, a sensor that detects current, electrification, and corona discharge during a lightning strike, and a sensor that detects electromagnetic waves radiated by lightning discharge. Can be mentioned. A sensor that detects electromagnetic waves is a sensor used in a lightning location system.
カメラ装置３０は、赤外領域の光を感受して、風力発電施設に設置された複数の風力発電装置７０を被写体とする撮影を行う。カメラ装置３０は、風力発電装置７０の全体または一部（特に被雷することとなる上部）または全部を対象とする熱画像を生成可能とする赤外線カメラ等で構成される。 The camera device 30 senses light in the infrared region and photographs a plurality of wind power generation devices 70 installed in a wind power generation facility as objects. The camera device 30 is configured with an infrared camera or the like that can generate a thermal image of the whole or a part (particularly the upper part that will be hit by lightning) of the wind power generator 70 or the whole.
カメラ装置３０は、落雷Ｔによる風力発電装置７０への被雷が、落雷検知装置２０によって検知されると、これをトリガとして、例えば遠赤外領域（４～１０００μｍ）の波長領域の光を感受した熱画像を撮影し、その熱画像を被雷位置特定装置１０に向けて送信する。具体的には、例えば、カメラ装置３０は、４～１０００μｍの波長領域を選択的に透過させるフィルタを備え、このフィルタを透過した光を感受して撮影を行い、その熱画像を予め定められたタイミング（例えば、リアルタイム）で被雷位置特定装置１０に向けて送信する。 When the lightning detection device 20 detects a lightning strike on the wind power generation device 70 due to a lightning strike T, the camera device 30 uses this as a trigger to sense light in a wavelength range of far infrared region (4 to 1000 μm), for example. A thermal image is taken, and the thermal image is transmitted to the lightning position identification device 10. Specifically, for example, the camera device 30 is equipped with a filter that selectively transmits light in the wavelength range of 4 to 1000 μm, senses the light that has passed through the filter, takes a photograph, and displays the thermal image in a predetermined manner. It is transmitted to the lightning position identification device 10 at a timing (for example, in real time).
カメラ装置３０の設置台数については特に限定されない。例えば、風力発電装置７０の数とカメラ装置３０の設置台数とが１対１になるようにしてもよいし、複数の風力発電装置７０を撮影可能なカメラ装置３０を設置してもよい。また、撮影機能が異なる複数種類のカメラ装置３０の組み合わせを設置してもよい。例えば、赤外線カメラと可視光線カメラとの組み合わせを設置し、赤外線カメラにより撮影された画像から被雷位置を特定し、可視光線カメラにより撮影された画像から雷撃による損傷箇所を特定できるようにしてもよい。 The number of camera devices 30 installed is not particularly limited. For example, the number of wind power generators 70 and the number of camera devices 30 installed may be in a one-to-one ratio, or camera devices 30 capable of photographing a plurality of wind power generators 70 may be installed. Furthermore, a combination of multiple types of camera devices 30 with different photographing functions may be installed. For example, if a combination of an infrared camera and a visible light camera is installed, the location of a lightning strike can be identified from images taken by the infrared camera, and damage caused by lightning can be identified from images taken by a visible light camera. good.
カメラ装置３０を設置する手法は特に限定されない。被写体となる風力発電装置７０を構成するすべてのブレードを撮影できればよいので、例えば、広角レンズ付きのカメラ装置３０を地面に設置してもよい。また、例えば、風力発電装置７０と同程度の高さの構造物等の一部にカメラ装置３０を固定して、高所から撮影してもよい。また、例えば、洋上や山間部等に設置された風力発電装置７０を撮影するカメラ装置３０は、ドローン等の小型飛行体に搭載させてもよい。 The method of installing camera device 30 is not particularly limited. Since it is sufficient to be able to photograph all the blades constituting the wind power generation device 70 that is the subject, for example, the camera device 30 with a wide-angle lens may be installed on the ground. Furthermore, for example, the camera device 30 may be fixed to a part of a structure or the like that has the same height as the wind power generation device 70, and the image may be photographed from a high place. Further, for example, the camera device 30 that photographs the wind power generation device 70 installed on the ocean or in a mountainous area may be mounted on a small flying object such as a drone.
また、カメラ装置３０は、撮影した風力発電装置７０の撮影画像のデータから、落雷の雷光を検出することで落雷Ｔを検知することもできる。カメラ装置３０が風力発電装置７０への落雷Ｔを検知する場合には、被雷位置特定システム１の構成から落雷検知装置２０を外すこともできる。また、落雷検知装置２０による落雷Ｔの検知を補助する目的で、落雷検知装置２０による落雷Ｔの検知と並行してカメラ装置３０に落雷Ｔの検知を行わせてもよい。これにより、落雷Ｔの検知漏れを抑制することができる。 Further, the camera device 30 can also detect the lightning strike T by detecting the lightning flash from the data of the photographed image of the wind power generation device 70 . When the camera device 30 detects a lightning strike T to the wind power generation device 70, the lightning strike detection device 20 can be removed from the configuration of the lightning strike position identification system 1. Furthermore, in order to assist the detection of the lightning strike T by the lightning detection device 20, the camera device 30 may be caused to detect the lightning strike T in parallel with the detection of the lightning strike T by the lightning detection device 20. Thereby, failure to detect the lightning strike T can be suppressed.
監視者端末５０は、監視者Ｕが操作するパーソナルコンピュータ、タブレット端末、スマートフォン等の情報処理装置である。監視者端末５０は、被雷位置特定装置１０から送信されてくる、特定した被雷位置に関する情報を受信して表示する。特定した被雷位置に関する情報には、被雷した風力発電装置７０を一意に特定可能な情報と、被雷したブレードを一意に特定可能な情報と、ブレード上の被雷位置を示す情報とが含まれる。なお、監視者端末５０に表示される画面の具体例については、図７を参照して後述する。 The supervisor terminal 50 is an information processing device such as a personal computer, a tablet terminal, or a smartphone operated by the supervisor U. The supervisor terminal 50 receives and displays information regarding the identified lightning position transmitted from the lightning position identifying device 10. The information regarding the identified lightning strike position includes information that can uniquely identify the lightning struck wind power generation device 70, information that allows the lightning struck blade to be uniquely identified, and information that indicates the lightning strike position on the blade. included. Note that a specific example of the screen displayed on the supervisor terminal 50 will be described later with reference to FIG.
風力発電装置７０は、いわゆるウインドファーム等の風力発電施設に複数台設置される発電装置であり、風力発電装置７０には、陸上に設置されるものや洋上に設置されるもの等がある。風力発電装置７０の基本的な機能は、風の運動エネルギーを風車（風力タービン）により回転エネルギーに変換し、その回転を直接、または増速機を経た後に発電機に伝送し、電気エネルギーへ変換する。なお、風力発電装置７０は、自機の機能の一部として落雷検知装置２０を含むこともできるし、風力発電装置７０と落雷検知装置２０との各々を独立した装置とすることもできる。 The wind power generation device 70 is a power generation device that is installed in plural units in a wind power generation facility such as a so-called wind farm, and there are some wind power generation devices 70 that are installed on land, some that are installed on the ocean, and the like. The basic function of the wind power generation device 70 is to convert the kinetic energy of the wind into rotational energy using a windmill (wind turbine), transmit the rotation directly or after passing through a speed increaser to a generator, and convert it into electrical energy. do. Note that the wind power generation device 70 can include the lightning detection device 20 as part of its own functions, or the wind power generation device 70 and the lightning detection device 20 can each be independent devices.
なお、上述した被雷位置特定システム１を構成する装置や端末の機能は一例であり、被雷位置特定システム１全体として上述の機能を備えていればよい。このため、上述の機能のうち一部または全部を被雷位置特定システム１内で分担してもよいし協働してもよい。例えば、被雷位置特定装置１０の機能の一部または全部を、落雷検知装置２０、カメラ装置３０、監視者端末５０、風力発電装置７０の各々の機能として分担させてもよい。これにより、被雷位置特定システム１全体としての処理を促進し、また、処理を補完し合うことが可能となる。 Note that the functions of the devices and terminals that constitute the lightning position identification system 1 described above are merely examples, and the lightning position identification system 1 as a whole may have the above-mentioned functions. For this reason, some or all of the above-mentioned functions may be shared within the lightning position identification system 1, or may be performed in cooperation with each other. For example, a part or all of the functions of the lightning position identification device 10 may be shared among the lightning detection device 20, the camera device 30, the supervisor terminal 50, and the wind power generation device 70. This facilitates the processing of the lightning strike position identification system 1 as a whole, and also makes it possible to complement each other.
（被雷位置特定装置のハードウェア構成）
図２は、被雷位置特定装置１０のハードウェア構成を示す図である。
被雷位置特定装置１０は、制御部１１と、メモリ１２と、記憶部１３と、通信部１４と、操作部１５と、表示部１６とを有している。これらの各部は、データバス、アドレスバス、ＰＣＩ（Peripheral Component Interconnect）バス等で接続されている。
(Hardware configuration of lightning location identification device)
FIG. 2 is a diagram showing the hardware configuration of the lightning position identification device 10.
The lightning position identification device 10 includes a control section 11 , a memory 12 , a storage section 13 , a communication section 14 , an operation section 15 , and a display section 16 . These units are connected via a data bus, an address bus, a PCI (Peripheral Component Interconnect) bus, and the like.
制御部１１は、ＯＳ（基本ソフトウェア）やアプリケーションソフトウェア（応用ソフトウェア）等の各種ソフトウェアの実行を通じて自機の動作を制御するプロセッサである。制御部１１は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）で構成される。メモリ１２は、各種ソフトウェアやその実行に用いるデータ等を記憶する記憶領域であり、演算に際して作業エリアとして用いられる。メモリ１２は、例えばＲＡＭ（Random Access Memory）等で構成される。 The control unit 11 is a processor that controls the operation of its own device through execution of various software such as an OS (basic software) and application software. The control unit 11 is composed of, for example, a CPU (Central Processing Unit). The memory 12 is a storage area that stores various software and data used for its execution, and is used as a work area during calculations. The memory 12 is composed of, for example, a RAM (Random Access Memory).
記憶部１３は、各種ソフトウェアに対する入力データや各種ソフトウェアからの出力データ等を記憶する記憶領域であり、各種情報を記憶するデータベースが格納されている。例えば、データベースの一例として、装置ＤＢ８０１が格納されている。装置ＤＢ８０１には、風力発電施設に設置された風力発電装置７０に関する情報が記憶されている。風力発電装置７０に関する情報には、個々の風力発電装置７０を一意に特定可能な情報（例えばＩＤ等）と、風力発電装置７０を構成する要素である複数のブレードの各々を一意に特定可能な情報（例えばＩＤ等）とが記憶されている。 The storage unit 13 is a storage area that stores input data for various software, output data from various software, etc., and stores a database that stores various information. For example, a device DB 801 is stored as an example of the database. The device DB 801 stores information regarding the wind power generation device 70 installed in the wind power generation facility. The information regarding the wind power generation device 70 includes information that can uniquely identify each wind power generation device 70 (for example, ID, etc.), and information that can uniquely identify each of the plurality of blades that are the elements constituting the wind power generation device 70. Information (for example, ID, etc.) is stored.
記憶部１３は、例えばプログラムや各種設定データなどの記憶に用いられるＨＤＤ（Hard Disk Drive）やＳＳＤ（Solid State Drive）、半導体メモリ等で構成される。通信部１４は、ネットワーク９０を介して、または赤外線通信等の通信方式によるデータの送受信を行う。通信部１４は、落雷検知装置２０、カメラ装置３０、監視者端末５０、および外部との間でデータの送受信を行う。 The storage unit 13 includes, for example, an HDD (Hard Disk Drive), an SSD (Solid State Drive), a semiconductor memory, etc. used for storing programs, various setting data, and the like. The communication unit 14 transmits and receives data via the network 90 or by a communication method such as infrared communication. The communication unit 14 transmits and receives data between the lightning detection device 20, the camera device 30, the supervisor terminal 50, and the outside.
操作部１５は、例えばキーボード、マウス、機械式のボタン、スイッチで構成され、入力操作を受け付ける。操作部１５には、表示部１６と一体的にタッチパネルを構成するタッチセンサも含まれる。表示部１６は、画像やテキスト情報などを表示する。表示部１６は、例えば情報の表示に用いられる液晶ディスプレイや有機ＥＬ（＝Electro Luminescence）ディスプレイで構成される。 The operation unit 15 includes, for example, a keyboard, a mouse, mechanical buttons, and switches, and accepts input operations. The operation unit 15 also includes a touch sensor that integrally forms a touch panel with the display unit 16. The display unit 16 displays images, text information, and the like. The display unit 16 includes, for example, a liquid crystal display or an organic EL (Electro Luminescence) display used to display information.
（監視者端末のハードウェア構成）
監視者端末５０のハードウェア構成は、図２に示す被雷位置特定装置１０のハードウェア構成と同様の構成を備えている。このため、監視者端末５０のハードウェア構成の図示および説明は省略する。
(Hardware configuration of supervisor terminal)
The hardware configuration of the supervisor terminal 50 is similar to the hardware configuration of the lightning strike location identifying device 10 shown in FIG. Therefore, illustration and description of the hardware configuration of the supervisor terminal 50 will be omitted.
（風力発電装置の構成）
図３は、風力発電装置７０の全体構成を示す図である。
図３に示すように、風力発電装置７０は複数の要素で構成されており、例えば、ロータ７００と、ブレード７０１と、ハブ７０２と、ナセル７０３と、タワー７０４とを含む要素によって構成されている。
(Configuration of wind power generator)
FIG. 3 is a diagram showing the overall configuration of the wind power generator 70.
As shown in FIG. 3, the wind power generation device 70 is composed of a plurality of elements, and includes, for example, a rotor 700, blades 701, a hub 702, a nacelle 703, and a tower 704. .
ロータ７００は、ブレード７０１と、ハブ７０２とにより構成される風車の回転部分である。このうち、ブレード７０１は、風車の羽の部分であり、風力によってブレード７０１に揚力が発生し、ロータ７００を回転させる。これにより、電力が生み出される。ハブ７０２は、ブレード７０１を連結させる回転軸である。ナセル７０３は、図示はしないが、ロータ７００の軸、増速機、発電機、ヨー制御装置、電力変換制御装置等の各種装置を格納する筐体である。 The rotor 700 is a rotating part of a wind turbine that includes blades 701 and a hub 702. Among these, the blades 701 are the blades of a windmill, and lift force is generated on the blades 701 by wind power, causing the rotor 700 to rotate. This produces electricity. The hub 702 is a rotating shaft to which the blades 701 are connected. Although not shown, the nacelle 703 is a housing that stores various devices such as the shaft of the rotor 700, a speed increaser, a generator, a yaw control device, and a power conversion control device.
本実施の形態において、ブレード７０１の枚数は３枚であるが、特に限定されず、例えば、２枚や４枚であってもよい。ただし、空気抵抗、バランス、重量、騒音、発電効率性、コスト、回転力等の観点から３枚のブレード７０１が一般的に用いられている。ブレード７０１の表面には、ブレード７０１を一意に特定可能な特徴量としての識別情報が、視認可能な態様で形成されている。なお、ブレード７０１の表面に形成された識別情報の具体例については、図７を参照して後述する。 In this embodiment, the number of blades 701 is three, but is not particularly limited, and may be two or four, for example. However, from the viewpoints of air resistance, balance, weight, noise, power generation efficiency, cost, rotational force, etc., three blades 701 are generally used. On the surface of the blade 701, identification information as a characteristic amount that can uniquely identify the blade 701 is formed in a visible manner. Note that a specific example of the identification information formed on the surface of the blade 701 will be described later with reference to FIG. 7.
ナセル７０３に格納された各種装置のうち、増速機は、ロータ７００の回転数を発電機に必要な回転数に変換（増速）させる。また、各種装置のうち、発電機は、ブレード７０１が風力を受けることで発生させたロータ７００の回転エネルギーを、電気エネルギーに変換する。また、各種装置のうち、ヨー制御装置は、風力を効率よく回転エネルギーに変換するために、ロータ７００の向きを風向きに追従させる。すなわち、風を効率よく正面で受けることができるように、ロータ７００の向きを風向きの変化に追従させる。また、各種装置のうち、電力変換制御装置は、発電機の出力電圧や周波数を調整して、系統電圧や周波数に変換する。タワー７０４は、ロータ７００およびナセル７０３を支える支柱である。また、図示はしないが、タワー７０４の下には、ロータ７００、ナセル７０３、およびタワー７０４を支える基礎構造の部分となる基礎が配置されている。 Among the various devices stored in the nacelle 703, the speed increaser converts (increases the speed) the rotation speed of the rotor 700 to the rotation speed necessary for the generator. Further, among the various devices, the generator converts the rotational energy of the rotor 700 generated by the wind force applied to the blades 701 into electrical energy. Further, among the various devices, the yaw control device causes the direction of the rotor 700 to follow the direction of the wind in order to efficiently convert wind power into rotational energy. That is, the direction of the rotor 700 is made to follow changes in the wind direction so that the wind can be efficiently received from the front. Among various devices, the power conversion control device adjusts the output voltage and frequency of the generator and converts the output voltage and frequency into grid voltage and frequency. Tower 704 is a support that supports rotor 700 and nacelle 703. Further, although not shown, a foundation is arranged below the tower 704 and is part of the foundation structure that supports the rotor 700, the nacelle 703, and the tower 704.
風力発電装置７０では、ブレード７０１が風力を受けると、ロータ７００がハブ７０２を中心に回転し、この回転エネルギーがナセル７０３内の発電機により電気エネルギーに変換されることで風力発電が行われる。風力発電装置７０による風力発電では、得られる発電量や発電効率が風車の大きさに比例するため、風車の大型化により高効率化を図ることができるが、それに伴い被雷のリスクは高くなる。 In the wind power generation device 70, when the blades 701 receive wind power, the rotor 700 rotates around the hub 702, and this rotational energy is converted into electrical energy by the generator in the nacelle 703, thereby generating wind power. In wind power generation using the wind power generation device 70, the amount of power generation and power generation efficiency obtained are proportional to the size of the windmill, so efficiency can be increased by increasing the size of the windmill, but the risk of lightning strikes increases accordingly. .
（被雷位置特定装置の制御部の機能構成）
図４は、被雷位置特定装置１０の制御部１１の機能構成を示す図である。
被雷位置特定装置１０の制御部１１では、画像取得部１０１と、装置識別部１０２と、要素識別部１０３と、ブレード識別部１０４と、位置特定部１０５と、ブレード特定部１０６と、表示制御部１０７とが機能する。
(Functional configuration of control unit of lightning location identification device)
FIG. 4 is a diagram showing the functional configuration of the control section 11 of the lightning position identification device 10.
The control unit 11 of the lightning position identification device 10 includes an image acquisition unit 101, a device identification unit 102, an element identification unit 103, a blade identification unit 104, a position identification unit 105, a blade identification unit 106, and a display control unit. The section 107 functions.
画像取得部１０１は、撮影手段としてのカメラ装置３０により撮影され、被雷位置特定装置１０に向けて送信されてきた、被雷した風力発電装置７０の熱画像を取得する。カメラ装置３０から送信されてくる熱画像には、被雷した風力発電装置７０の各々のすべてのブレード７０１が被写体として含まれている。 The image acquisition unit 101 acquires a thermal image of the lightning-struck wind power generation device 70, which has been photographed by the camera device 30 as a photographing means and transmitted to the lightning-struck position specifying device 10. The thermal image transmitted from the camera device 30 includes all the blades 701 of the lightning-struck wind power generation device 70 as objects.
具体的には、落雷検知装置２０によって風力発電装置７０への落雷が検知されると、それをトリガとしてカメラ装置３０による撮影が開始され、撮影した熱画像が被雷位置特定装置１０に向けて送信される。そこで、画像取得部１０１は、送信されてきた熱画像を取得する。なお、カメラ装置３０から送信されてくる熱画像は、静止画像として撮影されたものであってもよいし、動画像として撮影されたものであってもよい。 Specifically, when the lightning detection device 20 detects a lightning strike on the wind power generator 70, this triggers the camera device 30 to start photographing, and the photographed thermal image is directed toward the lightning position identification device 10. Sent. Therefore, the image acquisition unit 101 acquires the transmitted thermal image. Note that the thermal image transmitted from the camera device 30 may be a still image or a moving image.
装置識別部１０２は、落雷検知装置２０から送信されてくる情報に基づいて、風力発電施設に設置された複数の風力発電装置７０のうち、被雷した風力発電装置７０を識別する。落雷検知装置２０から送信されてくる情報には、被雷した風力発電装置７０を一意に特定可能な情報が含まれる。また、装置識別部１０２は、カメラ装置３０により撮影され、送信されてきた画像のデータに基づいて、被雷した風力発電装置７０を識別することもできる。 The device identification unit 102 identifies the wind power generation device 70 that has been struck by lightning among the plurality of wind power generation devices 70 installed in the wind power generation facility based on information transmitted from the lightning detection device 20 . The information transmitted from the lightning detection device 20 includes information that can uniquely identify the wind power generation device 70 that has been struck by lightning. Further, the device identification unit 102 can also identify the lightning-struck wind power generation device 70 based on the data of the image taken by the camera device 30 and transmitted.
要素識別部１０３は、落雷検知装置２０から送信されてくる情報に基づいて、装置識別部１０２により被雷したと識別された風力発電装置７０のうち、被雷した要素を識別する。落雷検知装置２０から送信されてくる情報には、被雷した要素を一意に特定可能な情報が含まれる。具体的には、要素識別部１０３は、被雷した要素を一意に特定可能な情報を取得することで、ブレード７０１、ハブ７０２、ナセル７０３、タワー７０４、およびそれ以外の要素のうち被雷した要素を識別する。また、装置識別部１０２は、カメラ装置３０により撮影され、送信されてきた画像のデータに基づいて、被雷した上述の要素を識別することもできる。 The element identification unit 103 identifies the lightning-struck element of the wind power generation device 70 identified by the device identification unit 102 as having been struck by lightning, based on the information transmitted from the lightning detection device 20 . The information transmitted from the lightning detection device 20 includes information that can uniquely identify the element struck by lightning. Specifically, the element identification unit 103 acquires information that can uniquely identify the lightning-struck element, and identifies the blade 701, hub 702, nacelle 703, tower 704, and other elements that were struck by lightning. Identify the element. Further, the device identification unit 102 can also identify the above-mentioned element that has been struck by lightning, based on the data of the image taken by the camera device 30 and transmitted.
ブレード識別部１０４は、風力発電装置７０が被雷した際に、画像取得部１０１により取得された熱画像により示される温度分布に基づいて、被雷したブレード７０１を識別する。具体的には、ブレード識別部１０４は、風力発電装置７０を構成するすべてのブレード７０１を被写体として包含する１の熱画像により示される温度分布に基づいて、他の領域に比べ温度が高い領域を有するブレード７０１を、被雷したブレード７０１として識別する。 The blade identification unit 104 identifies the lightning-struck blade 701 based on the temperature distribution shown by the thermal image acquired by the image acquisition unit 101 when the wind power generator 70 is struck by lightning. Specifically, the blade identification unit 104 identifies an area where the temperature is higher than other areas based on the temperature distribution shown by one thermal image that includes all the blades 701 constituting the wind power generator 70 as objects. The blade 701 that has the blade 701 is identified as the blade 701 that has been struck by lightning.
なお、ブレード識別部１０４による被雷したブレード７０１の識別は、被雷したブレード７０１を一意に特定するものではなく、風力発電装置７０を構成する３枚のブレードのうち、被雷したブレード７０１を識別するものである。このため、例えば、３枚のブレードの各々がＩＤ等で個々に管理されている場合には、被雷したブレード７０１のＩＤを特定するものではない。 Note that the identification of the lightning-struck blade 701 by the blade identification unit 104 does not uniquely identify the lightning-struck blade 701, but only identifies the lightning-struck blade 701 among the three blades constituting the wind power generator 70. It is something that identifies. Therefore, for example, if each of the three blades is individually managed using an ID or the like, the ID of the blade 701 that has been struck by lightning is not specified.
位置特定部１０５は、ブレード識別部１０４により被雷したと識別されたブレード７０１の熱画像により示される温度分布に基づいて、被雷したブレード７０１上の雷撃を受けた位置を被雷位置として特定する。具体的には、位置特定部１０５は、被雷したと識別されたブレード７０１の熱画像により示される温度分布に基づいて、被雷したブレード７０１上の他の領域に比べ温度が高い領域のうち、最も温度が高い部分を被雷位置として特定する。なお、ブレード７０１の熱画像により示される温度分布の具体例については、図７を参照して後述する。 The position specifying unit 105 specifies the lightning struck position on the lightning struck blade 701 as the lightning struck position based on the temperature distribution shown by the thermal image of the blade 701 identified by the blade identifying unit 104 as having been struck by lightning. do. Specifically, the position specifying unit 105 identifies areas on the lightning-struck blade 701 whose temperature is higher than other areas on the lightning-struck blade 701 based on the temperature distribution shown by the thermal image of the lightning-struck blade 701. , the area with the highest temperature is identified as the location of the lightning strike. Note that a specific example of the temperature distribution shown by the thermal image of the blade 701 will be described later with reference to FIG.
ブレード特定部１０６は、被雷したブレード７０１を一意に特定する。具体的には、ブレード特定部１０６は、風力発電装置７０を構成する３枚のブレード７０１のうち少なくとも１つが被雷した場合に、被雷したブレード７０１を一意に特定する。風力発電装置７０を構成する３枚のブレード７０１は、風車の羽という構造上、互いに形状が同一の関係にあるため、何らの措置が講じられることなく、熱画像のみから被雷したブレード７０１を一意に特定することは困難である。そこで、ブレード特定部１０６は、熱画像から得られる複数のブレード７０１の各々に予め形成された特徴量に基づいて、被雷したブレード７０１を一意に特定する。 The blade identification unit 106 uniquely identifies the blade 701 that has been struck by lightning. Specifically, when at least one of the three blades 701 constituting the wind power generator 70 is struck by lightning, the blade identifying unit 106 uniquely identifies the blade 701 that has been struck by lightning. The three blades 701 that make up the wind power generator 70 have the same shape due to the structure of the wind turbine blades, so the lightning-struck blade 701 was identified only from thermal images without any measures being taken. It is difficult to identify it uniquely. Therefore, the blade identifying unit 106 uniquely identifies the blade 701 that has been struck by lightning, based on the feature amount formed in advance on each of the plurality of blades 701 obtained from the thermal image.
具体的には、ブレード特定部１０６は、ブレード７０１の特徴量として、ブレード７０１の表面に視認可能な態様で形成された識別情報に基づいて、被雷したブレード７０１を一意に特定する。なお、どのような識別情報をブレード７０１の表面に形成させるかは特に限定されない。例えば、後述する図７の具体例のように、ブレード７０１を一意に特定可能とするマークをブレード７０１の表面に形成させてもよい。また、例えば、ブレード７０１ごとに色分けを施したり、数字を形成させたりしてもよい。また、例えば、黒体塗料など、赤外線カメラで識別可能な塗料を用いてマークや数字等をブレード７０１の表面に形成させてもよい。この場合、夜間であっても、被雷したブレード７０１を一意に特定することができるようになる。 Specifically, the blade identifying unit 106 uniquely identifies the blade 701 that has been struck by lightning, based on identification information formed in a visible manner on the surface of the blade 701 as a feature amount of the blade 701. Note that what kind of identification information is formed on the surface of the blade 701 is not particularly limited. For example, as in a specific example shown in FIG. 7, which will be described later, a mark that allows the blade 701 to be uniquely identified may be formed on the surface of the blade 701. Further, for example, each blade 701 may be color-coded or numbered. Further, marks, numbers, etc. may be formed on the surface of the blade 701 using a paint that can be identified with an infrared camera, such as black body paint. In this case, the blade 701 that has been struck by lightning can be uniquely identified even at night.
表示制御部１０７は、位置特定部１０５により特定された被雷位置に関する情報を監視者端末５０の表示部に表示させる制御を行う。これにより、監視者Ｕは、監視者端末５０の表示部に表示された被雷位置に関する情報を確認することで、被雷した風力発電装置７０、および被雷したブレード７０１の識別と、被雷したブレード７０１上の被雷位置の特定とが可能となる。なお、監視者端末５０の表示部に表示される、特定された被雷位置に関する情報の具体例については、図７を参照して後述する。 The display control unit 107 controls the display unit of the supervisor terminal 50 to display information regarding the lightning strike position specified by the position specifying unit 105. As a result, the supervisor U can identify the lightning-struck wind power generation device 70 and the lightning-struck blade 701 and the lightning-struck blade 701 by checking the information regarding the lightning strike position displayed on the display of the supervisor terminal 50. It becomes possible to specify the lightning strike position on the blade 701. Note that a specific example of information regarding the identified lightning strike position displayed on the display unit of the supervisor terminal 50 will be described later with reference to FIG. 7.
（被雷位置特定システムの処理）
図５は、被雷位置特定システムの処理のうち、被雷位置特定装置１０が、被雷した風力発電装置７０を識別するまでの処理の流れを示すフローチャートである。なお、図５の例では、落雷検知装置２０が風力発電装置７０への落雷を検知するものとする。
被雷位置特定システム１では、落雷検知装置２０が風力発電装置７０への落雷を検知すると（ステップ４０１でＹＥＳ）、落雷検知装置２０から被雷位置特定装置１０に向けて、風力発電装置７０への落雷を検知した旨を示す情報を送信する（ステップ４０２）。落雷検知装置２０から被雷位置特定装置１０に向けて送信される情報には、被雷した風力発電装置７０を一意に特定可能な情報が含まれる。これに対して、落雷検知装置２０が風力発電装置７０への落雷を検知していない場合には（ステップ４０１でＮＯ）、落雷検知装置２０が風力発電装置７０への落雷を検知するまでステップ４０１の処理を繰り返す。
(Lightning location identification system processing)
FIG. 5 is a flowchart showing the process flow of the lightning position identification system until the lightning position identification device 10 identifies the lightning struck wind power generation device 70. In the example of FIG. 5, it is assumed that the lightning detection device 20 detects a lightning strike on the wind power generation device 70.
In the lightning position identification system 1, when the lightning detection device 20 detects a lightning strike on the wind power generation device 70 (YES in step 401), the lightning detection device 20 directs the lightning strike position identification device 10 to the wind power generation device 70. information indicating that a lightning strike has been detected (step 402). The information transmitted from the lightning detection device 20 to the lightning location identifying device 10 includes information that can uniquely identify the lightning-struck wind power generation device 70. On the other hand, if the lightning detection device 20 does not detect a lightning strike on the wind power generation device 70 (NO in step 401), step 401 continues until the lightning detection device 20 detects a lightning strike on the wind power generation device 70. Repeat the process.
落雷検知装置２０から送信された情報を被雷位置特定装置１０が受信すると（ステップ４０３でＹＥＳ）、被雷位置特定装置１０が、受信した情報を取得する（ステップ４０４）。そして、被雷位置特定装置１０が、被雷した風力発電装置７０を識別する（ステップ４０５）。具体的には、被雷位置特定装置１０が、ステップ４０４で取得した情報に含まれる、被雷した風力発電装置７０を一意に特定可能な情報に基づいて、被雷した風力発電装置７０を識別する。これに対して、落雷検知装置２０から被雷位置特定装置１０に向けて、風力発電装置７０への落雷を検知した旨を示す情報が送信されていない場合には（ステップ４０３でＮＯ）、被雷位置特定装置１０は、落雷検知装置２０から被雷位置特定装置１０に向けて、風力発電装置７０への落雷を検知した旨を示す情報が送信されるまでステップ４０３の処理を繰り返す。 When the lightning location identification device 10 receives the information transmitted from the lightning detection device 20 (YES in step 403), the lightning location identification device 10 acquires the received information (step 404). Then, the lightning position identification device 10 identifies the lightning-struck wind power generation device 70 (step 405). Specifically, the lightning position identification device 10 identifies the lightning-struck wind power generation device 70 based on information that can uniquely identify the lightning-struck wind power generation device 70, which is included in the information acquired in step 404. do. On the other hand, if information indicating that a lightning strike on the wind power generation device 70 has been detected is not transmitted from the lightning detection device 20 to the lightning location identification device 10 (NO in step 403), The lightning location identification device 10 repeats the process of step 403 until the lightning detection device 20 sends information to the lightning location identification device 10 indicating that a lightning strike on the wind power generation device 70 has been detected.
（被雷位置特定システムの処理）
図６は、被雷位置特定システムの処理のうち、被雷位置特定装置１０が、被雷したブレード７０１を一意に特定し、特定した被雷位置に関する情報を監視者端末５０の表示部に表示させるまでの処理の流れを示すフローチャートである。
被雷位置特定システム１では、落雷検知装置２０が風力発電装置７０への落雷を検知すると（ステップ６０１でＹＥＳ）、カメラ装置３０が、風力発電装置７０を被写体とする撮影を行う（ステップ６０２）。そして、カメラ装置３０から被雷位置特定装置１０に向けて熱画像を送信する（ステップ６０３）。具体的には、カメラ装置３０が被雷位置特定装置１０に向けて、風力発電装置７０の要素としてのすべてのブレード７０１を被写体として包含する１の熱画像を送信する。これに対して、落雷検知装置２０が風力発電装置７０への落雷を検知していない場合には（ステップ６０１でＮＯ）、カメラ装置３０は、落雷検知装置２０が風力発電装置７０への落雷を検知するまでステップ６０１の処理を繰り返す。
(Lightning location identification system processing)
FIG. 6 shows that in the process of the lightning location identification system, the lightning location identification device 10 uniquely identifies the lightning struck blade 701 and displays information regarding the identified lightning location on the display section of the supervisor terminal 50. 12 is a flowchart showing the flow of processing until the
In the lightning position identification system 1, when the lightning detection device 20 detects a lightning strike on the wind power generation device 70 (YES in step 601), the camera device 30 takes a picture of the wind power generation device 70 as a subject (step 602). . Then, a thermal image is transmitted from the camera device 30 to the lightning position identifying device 10 (step 603). Specifically, the camera device 30 transmits one thermal image including all the blades 701 as elements of the wind power generation device 70 as objects to the lightning strike position identification device 10. On the other hand, if the lightning detection device 20 does not detect a lightning strike on the wind power generation device 70 (NO in step 601), the camera device 30 detects that the lightning detection device 20 detects a lightning strike on the wind power generation device 70. The process of step 601 is repeated until detection is made.
カメラ装置３０により送信された熱画像を被雷位置特定装置１０が受信すると（ステップ６０４でＹＥＳ）、被雷位置特定装置１０が、受信した熱画像を取得する（ステップ６０５）。これに対して、カメラ装置３０から熱画像が送信されてきていない場合（ステップ６０４でＮＯ）、被雷位置特定装置１０は、カメラ装置３０から熱画像が送信されてくるまでステップ６０４の処理を繰り返す。 When the lightning position identification device 10 receives the thermal image transmitted by the camera device 30 (YES in step 604), the lightning damage location identification device 10 acquires the received thermal image (step 605). On the other hand, if the thermal image has not been transmitted from the camera device 30 (NO in step 604), the lightning position identification device 10 continues the processing in step 604 until the thermal image is transmitted from the camera device 30. repeat.
ステップ６０５で取得した熱画像により示される温度分布に基づいて、風力発電装置７０を構成するすべてのブレード７０１のうち、他の領域に比べて温度が高い領域を有するブレード７０１が存在する場合には（ステップ６０６でＹＥＳ）、被雷位置特定装置１０が、他の領域に比べて温度が高い領域を有するブレード７０１を、被雷したブレード７０１として特定する（ステップ６０７）。これに対して、他の領域に比べて温度が高い領域を有するブレード７０１が存在しない場合には（ステップ６０６でＮＯ）、ステップ６０１の処理に戻る。 Based on the temperature distribution shown by the thermal image acquired in step 605, if there is a blade 701 that has a region whose temperature is higher than other regions among all the blades 701 constituting the wind power generation device 70, (YES in step 606), the lightning strike location identifying device 10 identifies the blade 701 having a region where the temperature is higher than other regions as the lightning struck blade 701 (step 607). On the other hand, if there is no blade 701 having a region with a higher temperature than other regions (NO in step 606), the process returns to step 601.
被雷位置特定装置１０は、被雷したブレード７０１の熱画像により示される温度分布に基づいて、被雷したブレード７０１上の雷撃を受けた位置を被雷位置として特定する（ステップ６０８）。具体的には、被雷位置特定装置１０は、被雷したブレード７０１の熱画像により示される温度分布に基づいて、被雷したブレード７０１上の他の領域に比べ温度が高い領域のうち、最も温度が高い部分を被雷位置として特定する。 The lightning strike position identifying device 10 identifies the lightning strike position on the lightning struck blade 701 as the lightning strike position based on the temperature distribution shown by the thermal image of the lightning struck blade 701 (step 608). Specifically, the lightning strike position identifying device 10 locates the area on the lightning struck blade 701 that has the highest temperature compared to other areas, based on the temperature distribution shown by the thermal image of the lightning struck blade 701. Identify areas with high temperatures as lightning strike locations.
次に、被雷位置特定装置１０は、識別情報に基づいて、被雷したブレード７０１を一意に特定する（ステップ６０９）。具体的には、被雷位置特定装置１０は、風力発電装置７０を構成する３枚のブレード７０１の各々の表面に視認可能な態様で形成された識別情報に基づいて、被雷したブレード７０１を一意に特定する。被雷位置特定装置１０は、ステップ６０９で特定した被雷位置に関する情報を、監視者端末５０の表示部に表示させる制御を行う（ステップ６１０）。 Next, the lightning strike location identification device 10 uniquely identifies the lightning struck blade 701 based on the identification information (step 609). Specifically, the lightning position identification device 10 identifies the blade 701 that has been struck by lightning based on the identification information formed in a visible manner on the surface of each of the three blades 701 that constitute the wind power generation device 70. Uniquely identify. The lightning position specifying device 10 performs control to display information regarding the lightning position identified in step 609 on the display section of the supervisor terminal 50 (step 610).
（具体例）
図７は、監視者端末５０の表示部に表示される被雷位置に関する情報の具体例を示す図である。
上述のように、被雷位置特定装置１０は、被雷したブレード７０１の熱画像により示される温度分布に基づいて、被雷したブレード７０１上の他の領域に比べ温度が高い領域のうち、最も温度が高い部分を被雷位置として特定する。そして、その結果を、特定した被雷位置に関する情報として、監視者端末５０の表示部に表示させる制御を行う。監視者端末５０の表示部に表示されるブレード７０１の熱画像は、カメラ装置３０により撮影された風力発電装置７０のすべてのブレード７０１を被写体として包含する１の熱画像である。このため、熱画像のうち被雷したブレード７０１の部分を拡大して、監視者端末５０の表示部に表示させる制御を行う。
(Concrete example)
FIG. 7 is a diagram showing a specific example of information regarding the lightning strike position displayed on the display unit of the supervisor terminal 50.
As described above, the lightning strike position identification device 10 locates the area on the lightning struck blade 701 that is the most temperature sensitive compared to other areas on the lightning struck blade 701 based on the temperature distribution shown by the thermal image of the lightning struck blade 701. Identify areas with high temperatures as lightning strike locations. Control is then performed to display the result on the display section of the supervisor terminal 50 as information regarding the identified lightning strike position. The thermal image of the blade 701 displayed on the display section of the supervisor terminal 50 is one thermal image that includes all the blades 701 of the wind power generation device 70 photographed by the camera device 30 as objects. For this reason, control is performed to enlarge the portion of the lightning-struck blade 701 in the thermal image and display it on the display section of the supervisor terminal 50.
図７には、被雷位置特定装置１０が特定した被雷位置に関する情報の一例として、被雷したブレード７０１の熱画像に、被雷位置を示す情報を加えた画像の例が示されている。図７に示すように、ブレード７０１の表面には、温度分布を示す複数の温度領域Ｌ１乃至Ｌ４が示されている。温度は、温度領域Ｌ１乃至Ｌ４の順で高くなっており、温度領域Ｌ０は温度変化が見られなかった領域である。そして、「ＬＰ」は、最も温度が高い部分を示しており、矢印で示された部分が被雷位置として特定された部分である。「ＬＰ」の矢印は、監視者端末５０の表示部に表示されるので、監視者Ｕは、一見して被雷位置を把握することができる。 FIG. 7 shows an example of an image obtained by adding information indicating the lightning strike position to a thermal image of the lightning struck blade 701 as an example of information regarding the lightning strike position identified by the lightning strike position identification device 10. . As shown in FIG. 7, a plurality of temperature regions L1 to L4 indicating temperature distribution are shown on the surface of the blade 701. The temperature increases in the order of temperature regions L1 to L4, and temperature region L0 is a region where no temperature change was observed. And "LP" indicates the part with the highest temperature, and the part indicated by the arrow is the part specified as the lightning strike position. Since the "LP" arrow is displayed on the display section of the supervisor terminal 50, the supervisor U can grasp the lightning strike position at a glance.
また、ブレード７０１の表面に形成された３本線からなるマークＭは、ブレード７０１を識別するための特徴量としての識別情報である。例えば、風力発電装置７０を構成する３つのブレード７０１の各々の表面に、それぞれ１本線のマークＭと、２本線のマークＭと、３本線のマークＭとが予め形成されている場合には、マークＭが何本線であるかによってブレード７０１を一意に特定することができる。 Further, a mark M consisting of three lines formed on the surface of the blade 701 is identification information as a feature quantity for identifying the blade 701. For example, if a single-line mark M, a two-line mark M, and a three-line mark M are formed in advance on the surface of each of the three blades 701 constituting the wind power generator 70, The blade 701 can be uniquely identified by the number of lines in the mark M.
また、図示はしないが、図７の熱画像を撮影したカメラ装置３０が、赤外線カメラと可視光線カメラとの組み合わせとして設置されている場合には、ブレード７０１上の被雷位置と、雷撃による損傷箇所とが同時並行的に撮影される。これにより、監視者Ｕは、監視者端末５０の表示部に表示される画像から、雷撃による損傷箇所を確認することも可能となる。 Although not shown, if the camera device 30 that took the thermal image in FIG. The areas are photographed simultaneously. Thereby, the supervisor U can also check the damage caused by the lightning strike from the image displayed on the display unit of the supervisor terminal 50.
以上、本実施の形態について説明したが、本発明は上述した本実施の形態に限るものではない。また、本発明による効果も、上述した本実施の形態に記載されたものに限定されない。例えば、図１に示す被雷位置特定システム１のシステム構成、図２に示す被雷位置特定装置１０のハードウェア構成、および図３に示す風力発電装置７０の全体構成は、本発明の目的を達成するための例示に過ぎず、特に限定されない。また、図４に示す被雷位置特定装置１０の制御部１１の機能構成も例示に過ぎず、特に限定されない。上述した処理を全体として実行できる機能が図１の被雷位置特定システム１に備えられていれば足り、この機能を実現するためにどのような機能構成を用いるかは図４の機能構成の例に限定されない。 Although this embodiment has been described above, the present invention is not limited to this embodiment described above. Further, the effects of the present invention are not limited to those described in the present embodiment described above. For example, the system configuration of the lightning location identification system 1 shown in FIG. 1, the hardware configuration of the lightning damage location identification device 10 shown in FIG. 2, and the overall configuration of the wind power generation device 70 shown in FIG. This is merely an example of what can be achieved, and is not particularly limited. Further, the functional configuration of the control unit 11 of the lightning strike position specifying device 10 shown in FIG. 4 is also merely an example, and is not particularly limited. It is sufficient that the lightning strike location identification system 1 in FIG. 1 has a function that can execute the above-mentioned process as a whole, and the functional configuration example shown in FIG. 4 shows what kind of functional configuration is used to realize this function. but not limited to.
また、図５および図６に示すフローチャートの処理のステップの順序も例示に過ぎず、特に限定されない。図示されたステップの順序に沿って時系列的に行われる処理だけではなく、必ずしも時系列的に処理されなくとも、並列的あるいは個別的に行われてもよい。また、図７に示すブレード７０１の熱画像の具体例も一例に過ぎず、特に限定されない。 Further, the order of steps in the processing in the flowcharts shown in FIGS. 5 and 6 is merely an example, and is not particularly limited. The processing is not limited to being performed chronologically according to the illustrated order of steps, but may not necessarily be performed chronologically, but may be performed in parallel or individually. Moreover, the specific example of the thermal image of the blade 701 shown in FIG. 7 is only an example, and is not particularly limited.
また、上述の実施の形態では、撮影手段としてのカメラ装置３０が、遠赤外領域（４～１０００μｍ）の光を感受して風力発電装置７０を被写体とする撮影を行う構成となっているが、これに限定されない。温度分布を示す画像のデータとしての熱画像を取得できればどのような撮影手段が採用されてもよい。 Furthermore, in the above-described embodiment, the camera device 30 serving as a photographing means is configured to sense light in the far infrared region (4 to 1000 μm) to photograph the wind power generation device 70 as a subject. , but not limited to. Any imaging means may be used as long as it can obtain a thermal image as image data showing temperature distribution.
１…被雷位置特定システム、１０…被雷位置特定装置、１１…制御部、２０…落雷検知装置、３０…カメラ装置、５０…監視者端末、９０…ネットワーク、１０１…画像取得部、１０２…装置識別部、１０３…要素識別部、１０４…ブレード識別部、１０５…位置特定部、１０６…ブレード特定部、１０７…表示制御部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1...Lightning location identification system, 10...Lightning location identification device, 11...Control unit, 20...Lightning detection device, 30...Camera device, 50...Supervisor terminal, 90...Network, 101...Image acquisition unit, 102... Device identification unit, 103...Element identification unit, 104...Blade identification unit, 105...Position identification unit, 106...Blade identification unit, 107...Display control unit
Claims (7)
前記撮影手段により撮影された、風力発電装置を構成する複数のブレードの各々の温度分布を示す第１の画像と、当該複数のブレードの各々の表面の特徴量を示す第２の画像とを取得する取得手段と、
前記複数のブレードのうち１以上のブレードが被雷した際に、前記第１の画像または前記第２の画像により示される雷光の有無から落雷を検知し、当該第１の画像により示される前記温度分布と、当該第２の画像により示される当該複数のブレードの各々の表面の特徴量とに基づいて、雷撃を受けた当該１以上のブレードと、当該１以上のブレードの各々の雷撃を受けた位置である被雷位置とを特定する特定手段と、
取得された前記第２の画像のうち、特定された前記１以上のブレードの画像と、前記被雷位置の画像とを表示する表示手段と、
を有することを特徴とする、被雷位置特定システム。 a photographing means for photographing an image;
Obtaining a first image showing the temperature distribution of each of a plurality of blades constituting the wind power generation device and a second image showing a feature amount of the surface of each of the plurality of blades taken by the imaging means. an acquisition means to
When one or more blades among the plurality of blades are struck by lightning, a lightning strike is detected from the presence or absence of lightning indicated by the first image or the second image, and the temperature indicated by the first image is detected. Based on the distribution and the feature amount of the surface of each of the plurality of blades shown by the second image , the one or more blades that have been struck by lightning, and the one or more blades that have been struck by lightning, respectively. identification means for identifying a lightning strike location, which is a location;
Display means for displaying an image of the one or more identified blades and an image of the lightning strike position among the acquired second images;
A lightning position identification system characterized by having:
前記特定手段は、前記熱画像により示される前記温度分布と、前記第２の画像により示される前記複数のブレードの各々の表面の特徴量とに基づいて、前記雷撃を受けた１以上のブレードと、当該１以上のブレードの各々の前記被雷位置とを特定することを特徴とする、
請求項１に記載の被雷位置特定システム。 The acquisition means acquires a thermal image as the first image taken by an infrared camera as the photographing means,
The identification means identifies one or more blades that have been struck by lightning , based on the temperature distribution shown by the thermal image and the characteristic amount of the surface of each of the plurality of blades shown by the second image. , identifying the lightning strike position of each of the one or more blades ;
The lightning location identification system according to claim 1.
請求項１に記載の被雷位置特定システム。 The identifying means is characterized in that an area having a higher temperature than other areas in each of the one or more blades that received the lightning strike is identified as the lightning strike position.
The lightning location identification system according to claim 1.
請求項３に記載の被雷位置特定システム。 The identifying means is characterized in that the part having the highest temperature among the areas having a higher temperature than the other areas is specified as the lightning strike position.
The lightning position identification system according to claim 3 .
請求項１に記載の被雷位置特定システム。 The identifying means uniquely identifies the lightning-struck blade based on identification information formed in a visible manner on the surface of each of the plurality of blades as the feature amount.
The lightning location identification system according to claim 1 .
前記複数のブレードのうち１以上のブレードが被雷した際に、前記第１の画像または前記第２の画像により示される雷光の有無から落雷を検知し、当該第１の画像により示される前記温度分布と、当該第２の画像により示される当該複数のブレードの各々の表面の特徴量とに基づいて、雷撃を受けた当該１以上のブレードと、当該１以上のブレードの各々の雷撃を受けた位置である被雷位置とを特定する機能と、
取得された前記第２の画像のうち、特定された前記１以上のブレードの画像と、前記被雷位置の画像とを表示する機能と、
を有することを特徴とする、被雷位置特定装置。 A function of acquiring a first image showing the temperature distribution of each of a plurality of blades constituting each of the wind power generators , and a second image showing the feature amount of the surface of each of the plurality of blades ;
When one or more blades among the plurality of blades are struck by lightning, a lightning strike is detected from the presence or absence of lightning indicated by the first image or the second image, and the temperature indicated by the first image is detected. Based on the distribution and the feature amount of the surface of each of the plurality of blades shown by the second image , the one or more blades that have been struck by lightning, and the one or more blades that have been struck by lightning, respectively. A function to identify the location of a lightning strike,
A function of displaying an image of the one or more identified blades and an image of the lightning strike position among the acquired second images;
A lightning position identification device, characterized in that it has:
風力発電装置を構成する複数のブレードの各々の温度分布を示す第１の画像と、当該複数のブレードの各々の表面の特徴量を示す第２の画像とを取得する機能と、
前記複数のブレードのうち１以上のブレードが被雷した際に、前記第１の画像または前記第２の画像により示される雷光の有無から落雷を検知し、当該第１の画像により示される前記温度分布と、前記第２の画像により示される当該複数のブレードの各々の表面の特徴量とに基づいて、雷撃を受けた当該１以上のブレードと、当該１以上のブレードの各々の雷撃を受けた位置である被雷位置とを特定する機能と、
取得された前記第２の画像のうち、特定された前記１以上のブレードの画像と、前記被雷位置の画像とを表示する機能と、
を実現させるプログラム。 In a device having a processor,
A function of acquiring a first image showing the temperature distribution of each of a plurality of blades constituting the wind power generation device , and a second image showing a feature amount of the surface of each of the plurality of blades ;
When one or more blades among the plurality of blades are struck by lightning, a lightning strike is detected from the presence or absence of lightning indicated by the first image or the second image, and the temperature indicated by the first image is detected. The one or more blades that have been struck by lightning, and the one or more blades that have been struck by lightning, based on the distribution and the feature amount of the surface of each of the plurality of blades shown by the second image. A function to identify the location of a lightning strike,
A function of displaying an image of the one or more identified blades and an image of the lightning strike position among the acquired second images;
A program that makes this possible.
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