JP7843216B2

JP7843216B2 - 風力発電設備用の異常診断システム、および、異常診断方法

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Publication number: JP7843216B2
Application number: JP2022190054A
Authority: JP
Inventors: 光芳福田; 秀人土井; 圭熊本
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2022-11-29
Filing date: 2022-11-29
Publication date: 2026-04-09
Anticipated expiration: 2042-11-29
Also published as: JP2024077856A

Description

本開示は、風力発電設備の異常診断を行うための風力発電設備用の異常診断システム、および、異常診断方法に関する。

特許文献１で開示される風力発電設備は、油圧アクチュエータに対して作動油を供給する油圧供給装置と、油圧供給装置を構成する油圧回路に設置される油圧アキュムレータとを備える。同文献では、油圧アキュムレータのガス圧に基づき、油圧アキュムレータに異常があるか判定する。具体的には、油圧ポンプが停止した後の油圧アキュムレータのガス圧が規定時間経過後に圧力閾値を下回れば、油圧アキュムレータのガス圧の低下が著しいため蓄圧機能に異常があると判定される。

特許５０２２４８８号公報

油圧アキュムレータにおける異常は早期に検出されることが望ましい。

本開示の目的は、油圧アキュムレータにおける異常を早期に検出できる風力発電設備用の異常診断システム、および、異常診断方法を提供することである。

本開示の少なくとも一実施形態に係る風力発電設備用の異常診断システムは、
油圧式翼ピッチ機構を備える風力発電設備の異常診断を行うための風力発電設備用の異常診断システムであって、
風車翼がファイン位置に配置される状態でポンプモータの駆動が停止し、かつ、油圧アキュムレータから放出される作動油によって前記風車翼がフェザー位置に向けて移動する前記風力発電設備の第１アキュムレータ作動試験モードにおいて、前記油圧アキュムレータの油圧が第１規定圧力値まで下がったタイミングにおける前記風車翼のピッチ角が、規定ピッチ角よりもファイン側のピッチ角となるピッチ角異常条件が充足されるかを判定するためのピッチ角判定部と、
前記ピッチ角異常条件が充足されると判定された場合、前記油圧アキュムレータに異常があると診断するための第１アキュムレータ異常診断部と、
を備える。

本開示の少なくとも一実施形態に係る風力発電設備用の異常診断方法は、
油圧式翼ピッチ機構を備える風力発電設備の異常診断を行うための風力発電設備用の異常診断方法であって、
風車翼がファイン位置に配置される状態でポンプモータの駆動が停止し、かつ、油圧アキュムレータから放出される作動油によって前記風車翼がフェザー位置に向けて移動する前記風力発電設備の第１アキュムレータ作動試験モードにおいて、前記油圧アキュムレータの油圧が第１規定圧力値まで下がったタイミングにおける前記風車翼のピッチ角が、規定ピッチ角よりもファイン側のピッチ角となるピッチ角異常条件が充足されるかを判定するためのピッチ角判定ステップと、
前記ピッチ角異常条件が充足されると判定された場合、前記油圧アキュムレータに異常があると診断するための第１アキュムレータ異常診断ステップと、
を備える。

本開示によれば、油圧アキュムレータにおける異常を早期に検出できる風力発電設備用の異常診断システム、および、異常診断方法を提供できる。

一実施形態に係る異常診断システムと風力発電設備を示す概略図である。一実施形態に係る異常診断システムのハードウェア構成を示す概略図である。一実施形態に係る油圧式翼ピッチ機構および油供給ユニットを示す概略図である。一実施形態に係る油圧アキュムレータを示す概略図である。第１アキュムレータ作動試験モードにおけるピッチ角および油供給圧の時系列データの一例を示す概略的なグラフである。一実施形態に係る異常診断システムの機能構成を示す概略的なブロック図である。第２アキュムレータ作動試験モードにおけるピッチ角および油供給圧の時系列データの一例を示す概略的なグラフである。一実施形態に係る異常診断システムの機能構成を示す別の概略的なブロック図である。一実施形態に係るアキュムレータ作動試験処理を示すフローチャートである。一実施形態に係る高頻度異常診断処理を示すフローチャートである。一実施形態に係る低頻度異常診断処理を示すフローチャートである。

以下、添付図面を参照して本開示の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
一方、一の構成要素を「備える」、「具える」、「具備する」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。

＜１．異常診断システム４０及び風力発電設備１の概要＞
図１は、本開示の一実施形態に係る異常診断システム４０と風力発電設備１を示す概略図である。本稿の異常診断は、風力発電設備１に異常があるか否かを判定することを含む。図１に示すように、風力発電設備１は、基礎等の上に立設される支柱２と、支柱２の上端に設置されるナセル３と、ナセル３の一端側に回転可能に設けられた風車ロータ４とを備える。風車ロータ４は、ロータヘッド５と、ロータヘッド５に放射状に取り付けられた複数枚の風車翼６とを含む。

ナセル３の内部には、風車ロータ４に増速機１０を介して連結された発電機１１が設置されている。風車ロータ４の回転が増速機１０を介して発電機１１に伝達されて発電機１１を駆動することにより、発電機１１から電力が出力される。

また、風力発電設備１は、風車翼６の各々のピッチ角を調節するための油圧式翼ピッチ機構１２と、ナセル３のヨー角を調節するためのヨー旋回機構１４とを備える。油圧式翼ピッチ機構１２は、作動油の供給に伴って、風車翼６をフェザー位置とファイン位置との間で移動させるように構成される。油圧式翼ピッチ機構１２の構成の詳細は後述する。ヨー旋回機構１４は、ヨーモータ１６と、ナセル３と一体的に回転するためのナセルギヤと、ナセルギヤとヨーモータ１６とに連結される少なくとも１つのギヤとを含む。ヨーモータ１６が駆動することによって、ナセル３はヨー方向に回転する。

風力発電設備１は、風力発電設備１を通過する風の風速を計測する風速計７と、風力発電設備１を通過する風の風向を計測する風向計８と、気温を計測する気温計９と、ピッチ角を計測するピッチ角センサ１５と、ナセル３のヨー角を計測するヨー角センサ１８とを備える。風速計７、風向計８、及び、気温計９はナセル３の外面（たとえばナセル３の上部等）に設けられている。風速計７は、例えば風杯式又は風車式の風速計であってもよい。風杯式風速計は、回転軸の周りに回転する風杯（カップ）の回転数をロータリーエンコーダ等で測定して風速を計測するものであり、風車式風速計は、回転軸の周りに回転するプロペラ状の羽根の回転数をロータリーエンコーダ等で測定して風速を計測するものである。風向計８は、例えば回転軸の周りに回転する矢羽根の向きの変化を電気抵抗の変化に変換するポテンショメータ式の風向計であってもよく、例えば所定の基準方位（例えば北方向）に対して風の流れの向きがなす角度を風向として計測する。ピッチ角センサ１５は、どのようなタイプのセンサであってもよく、例えばホール素子を備える磁気変位センサである。ヨー角センサ１８は、例えば、上記所定の基準方位に対して風車ロータ４の回転軸線がなす角度をナセル３のヨー角として計測する。

風力発電設備１の適所（例えばナセル３の内部又は支柱２の内部等）には、風力発電設備１の各種運転制御を行うための制御装置２０が設けられている。制御装置２０には、風速計７によって計測された風速、風向計８によって計測された風向、気温計９によって計測された気温、ピッチ角センサ１５によって計測されたピッチ角、及び、ヨー角センサ１８によって計測されたナセル３のヨー角等の各々を示す信号が入力される。さらに、制御装置２０には、油圧式翼ピッチ機構１２に供給される作動油の油圧を検出するための油圧検出部１７の検出結果が信号として入力されるようになっている。油圧検出部１７の詳細については後述する。制御装置２０は、少なくとも１つのコントローラである。

制御装置２０は、通信ネットワーク２１を介して異常診断システム４０と通信可能に構成されている。制御装置２０は、風速計７で計測した風速、風向計８によって計測した風向、気温計９で計測した気温、ピッチ角センサ１５で計測したピッチ角、ヨー角センサ１８で計測したヨー角、及び、油圧検出部１７の検出結果等の風力発電設備１で取得された信号を示すデータを異常診断システム４０に送信する。異常診断システム４０は、制御装置２０から送信されたデータを保存し、後述のように風力発電設備１の異常診断に利用する。

図２は、本開示の一実施形態に係る異常診断システム４０のハードウェア構成を示す概略図である。異常診断システム４０は、例えばプロセッサ７２、ＲＡＭ（ＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓＭｅｍｏｒｙ）７４、ＲＯＭ（ＲｅａｄＯｎｌｙＭｅｍｏｒｙ）７６、ＨＤＤ（ＨａｒｄＤｉｓｋＤｒｉｖｅ）７８、入力Ｉ／Ｆ８０、出力Ｉ／Ｆ８２、及び、表示器８３を含み、これらがバス８４を介して互いに接続されたコンピュータを用いて構成される。なお、異常診断システム４０のハードウェア構成は上記に限定されず、制御回路と記憶装置との組み合わせにより実現されてもよい。また異常診断システム４０は、異常診断システム４０の各機能を実現するプログラムをコンピュータが実行することにより構成される。以下で説明する異常診断システム４０における各部の機能は、プロセッサ７２がＲＯＭ７６に記憶されるプログラムをＲＡＭ７４にロードして実行することで実現される。プロセッサ７２は、プログラムの実行に伴い生成される各種データをＲＡＭ７４に一時的に記憶してもよい。
異常診断システム４０を構成するハードウェアは、１つの場所に集約されていてもよいし、複数の場所に分散して設けられていてもよい。以下では、異常診断システム４０が風力発電設備１から離れた場所に設けられていて風力発電設備１の異常診断を遠隔で行う場合の例を説明するが、異常診断システム４０を構成する少なくとも１つの機能は、例えば風力発電設備１が備える制御装置２０によって実現されてもよい。

＜２．油圧式翼ピッチ機構１２と油供給ユニット６０の構成＞
図３は、油圧式翼ピッチ機構１２と、油圧式翼ピッチ機構１２に動力源としての作動油を供給するための油供給ユニット６０とを示す概略図である。図３では、説明を簡略化する都合、１枚の風車翼６のみが図示されており、当該風車翼６のピッチ角を変更するための構成を図示する。風車翼６の枚数に関わらず、風車翼６のピッチ角を変更する原理は同じである。

油圧式翼ピッチ機構１２は、風車翼６をフェザー位置とファイン位置との間で移動させるように構成される。具体的には、油圧式翼ピッチ機構１２は、油圧シリンダ２２と、油圧シリンダ２２および風車翼６に連結されるピッチリンク機構２６とを含む。油圧シリンダ２２は、シリンダ２３と、シリンダ２３を第１室２３Ａと第２室２３Ｂに隔てるピストン２４と、ピストン２４およびピッチリンク機構２６に連結されるピストンロッド２５とを含む。ピッチリンク機構２６は、ピストンロッド２５の直進運動を風車翼６の回転力に変換するように構成されており、該回転力によって風車翼６のピッチ角は変更される。詳細な図示は省略するが、ピッチリンク機構２６は、ピストン２４に回転可能に連結される第１リンクと、風車翼６に回転可能に連結される第２リンクとを備えてもよい。第１リンクと第２リンクは回転可動に連結される。

油供給ユニット６０は、作動油を貯留するための油タンク６１と、油タンク６１および油圧シリンダ２２の間に設けられる供給ライン６２と、供給ライン６２に設けられる油圧バルブ８５とを含む。供給ライン６２は、作動油を油圧式翼ピッチ機構１２の油圧シリンダ２２に導くように構成される。

電磁バルブとしての油圧バルブ８５は、Ａポート、Ｂポート、Ｐポート、および、Ｔポートを含む４つのポートを有する。そして、供給ライン６２は、第１室２３ＡとＡポートに接続される第１ライン１０１、第２室２３ＢとＢポートとに接続される第２ライン１０２、Ｐポートと油タンク６１とに接続されるメインライン１０３とを有する。さらに、Ｔポートと油タンク６１は、作動油を油タンク６１に戻すための返送ライン６８を介して接続されている。なお、メインライン１０３には、油タンク６１に貯留される作動油を油圧シリンダ２２に供給するためのポンプモータ６３が設けられる。ポンプモータ６３は、制御装置２０から送られる制御指令に応じて駆動するように構成される。

ポンプモータ６３と油圧シリンダ２２の間に配置される油圧バルブ８５は、メインライン１０３を流れる作動油の供給先を、第１室２３Ａまたは第２室２３Ｂに切り替えるように構成される。具体的には、油圧バルブ８５には制御指令としてのサーボ電流が供給されるようになっており、該制御指令に応じて、油圧バルブ８５の各ポートの接続状態は切り替わるようになっている。ＡポートとＰポートとが接続され且つＢポートとＴポートとが接続されると、メインライン１０３から供給される作動油は、第１ライン１０１を経由して第１室２３Ａに供給される。この場合、ピストン２４の直進移動によって風車翼６はフェザー位置に向けて移動し、第２室２３Ｂから排出される作動油は、第２ライン１０２と返送ライン６８を順に流れて油タンク６１に戻される。他方で、ＡポートとＴポートが接続され且つＢポートとＰポートとが接続されると、作動油の供給先が第２室２３Ｂに切り替わる。この場合、ピストン２４の直進移動によって風車翼６はファイン位置に向けて移動し、第１室２３Ａから排出される作動油が油タンク６１に戻る。

油供給ユニット６０は、非常用の作動油を蓄える油圧アキュムレータ６５をさらに含む。例えば停電などに起因して風力発電設備１の運転が突発的に停止した場合に、油圧アキュムレータ６５は作動油をメインライン１０３に放出するようになっている。メインライン１０３に放出された作動油が第１室２３Ａに供給されて風車翼６がフェザー位置に移動すれば、風力発電設備１の停止中に風車翼６が制御装置２０の管理下にない状態で回転するのを回避できる。なお、風力発電設備１の運転が突発的に停止する場合、油圧バルブ８５の接続状態は、メインライン１０３から第１ライン１０１に作動油が流れ且つ第２ライン１０２から返送ライン６８に作動油が流れるようになっている。

図４は、本開示の一実施形態に係る油圧アキュムレータ６５を示す概略図である。油圧アキュムレータ６５は、非常用の作動油を蓄えるアキュムレータ容器６６と、アキュムレータ容器６６内に収容されるブラダ６７とを有する。アキュムレータ容器６６はメインライン１０３（図３参照）に連通する。ブラダ６７は、例えば窒素などのガスが封入されたゴム風船である。

油圧アキュムレータ６５が非常用の作動油をメインライン１０３に放出する原理は、以下の通りである。アキュムレータ容器６６内における油圧は、メインライン１０３（図３参照）における油圧とほぼ等しい。風力発電設備１が正常に運転される間、ポンプモータ６３の駆動によってメインライン１０３における油圧は比較的高く維持されており、アキュムレータ容器６６内で非常用の作動油が蓄えられる。このとき、アキュムレータ容器６６における比較的高い油圧とブラダ６７のガス圧とが均衡を保つよう、ブラダ６７は収縮した状態を維持する。風力発電設備１の運転が突発的に停止すると、ポンプモータ６３の駆動が停止し、メインライン１０３における油圧は低下する。アキュムレータ容器６６における油圧がブラダ６７のガス圧を大きく下回り、ブラダ６７が膨張する結果、アキュムレータ容器６６からメインライン１０３に非常用の作動油が放出される。なお、放出される作動油が油圧シリンダ２２に供給されるにつれて、メインライン１０３における油圧および油圧アキュムレータ６５における油圧はいずれも低下する。

図３に戻り、メインライン１０３には油圧検出部１７が配置される。本開示の一実施形態に係る油圧検出部１７は、メインライン１０３における油圧が第１規定圧力値以下であるかに応じて異なる信号を出力するように構成される圧力スイッチである。圧力スイッチの出力信号は、油圧が第１規定圧力値以下になったことを契機として、ＯＮ信号またはＯＦＦ信号のいずれか一方から他方に切り替わる。
油圧アキュムレータ６５に貯留されていたほぼ全ての作動油が正常に油圧シリンダ２２に供給される場合には、メインライン１０３における油圧は第１規定圧力値以下になることが期待される。つまり、油圧アキュムレータ６５における油圧は第１規定圧力値以下になることが期待される。油圧検出部１７の検出結果しての信号は、油圧検出部１７から制御装置２０に送られるようになっている。制御装置２０は、油圧検出部１７からの出力信号を示すデータを異常診断システム４０に送信する。異常診断システム４０に送信されるデータは、風力発電設備１の異常診断に利用される（詳細は後述する）。なお、第１規定圧力値は、一例として、油圧アキュムレータ６５の定格圧力の７５％以下であってもよいし、５０％以下であってもよい。

経年劣化などに起因して油圧アキュムレータ６５に何かしらの異常があると、風力発電設備１の運転の停止後に風車翼６がフェザー位置まで戻れない虞がある。異常の一例として、ブラダ６７におけるガス圧の低下が挙げられる。ブラダ６７のガス圧が一定程度下がると、油圧アキュムレータ６５の作動時にブラダ６７が十分に膨張できず、油圧アキュムレータ６５から作動油が十分に放出されない。異常の他の例として、ブラダ６７の破損が挙げられる。ブラダ６７に生じた割れ目などの破損は、ブラダ６７が収縮しているとき、ブラダ６７の蓄圧機能に大きな影響を及ぼさない。しかしながら、油圧アキュムレータ６５の作動によりブラダ６７が膨張する過程では、ブラダ６７のガスが漏れる為、油圧アキュムレータ６５から作動油が放出されない。これではブラダ６７は十分に膨張できず、油圧アキュムレータ６５から作動油が十分に放出されない。

そこで、本開示の一実施形態では、油圧アキュムレータ６５に異常がないかを異常診断システム４０が判定するための作動試験モードが、風力発電設備１の運転モードとして用意されている。風力発電設備１の運転モードは、風力発電設備１の発電量を目標値に一致させるための通常の運転モードから、作動試験モードに定期的に切り替わるようになっている。運転モードの切り替えは制御装置２０によって実行される。そして、作動試験モードの運転中に制御装置２０に入力される各種信号を示すデータが異常診断システム４０に送られ、油圧アキュムレータ６５などの異常診断に利用される。風力発電設備１の運転モードとしての作動試験モードは、第１アキュムレータ作動試験モードと第２アキュムレータ作動試験モードを含む。

＜３．第１アキュムレータ作動試験モード＞
図５、図６を参照し、第１アキュムレータ作動試験モードと、第１アキュムレータ作動試験モードにおける異常診断を行うための異常診断システム４０の機能構成を説明する。

＜３－１．作動試験の詳細＞
図５は、第１アキュムレータ作動試験モードにおけるピッチ角および油供給圧の時系列データを示す概略的なグラフである。油供給圧は、メインライン１０３における油圧であり、アキュムレータ容器６６における油圧とほぼ等しいとみなすことができる。同グラフの横軸は時間を示す。左側の縦軸はピッチ角を示し、θ_ｆｉはファイン位置に相当するピッチ角であり、θ_ｆｅはフェザー位置に相当するピッチ角である。右側の縦軸は油供給圧を示す。

第１アキュムレータ作動試験モードでは、風車翼６がファイン位置からフェザー位置まで移動するようにポンプモータ６３、油圧アキュムレータ６５、および、油圧バルブ８５が作動する。具体的には、ポンプモータ６３の駆動によって油圧シリンダ２２は風車翼６をファイン位置まで移動させる。風車翼６がファイン位置に配置される状態でポンプモータ６３の駆動が停止し（図５の時刻Ｔｓ）、同時に油圧バルブ８５の接続状態が切り替わる。油圧アキュムレータ６５から作動油が放出され、油圧シリンダ２２の第１室２３Ａに供給される。結果、風車翼６はフェザー位置に向けた移動を開始する。

図５における実線Ｎ１は、油供給圧の経時的変化を示す。油供給圧は、作動油が油圧シリンダ２２に供給されるにつれて低下する。第１アキュムレータ作動試験モードでは、風車翼６がファイン位置からフェザー位置に向けて移動するため、油圧シリンダ２２に供給される作動油の量は多い。従って、風車翼６に動作不良が起こるか否かに関わらず、油供給圧は第１規定圧力値を下回る。また、第１アキュムレータ作動試験モードでは、風車翼６の動作不良が起こる場合と動作不良が起こらない場合との間で、油供給圧の低下傾向は大きく変わることはない。従って、図５では説明を簡略化する都合、油供給圧の経時的変化として実線Ｎ１のみを図示する。

図５における太実線Ｌ１は、風車翼６の正常な移動を示し、太破線Ｌ２，Ｌ３は、風車翼６の異常な移動を示す。太実線Ｌ１が示すように、風車翼６が正常に動作する場合には、風車翼６の移動が遅くなることはない。より具体的には、油供給圧が第１規定圧力値まで下がったタイミングにおけるピッチ角が、閾値としての規定ピッチ角よりもフェザー側のピッチ角になる。ここで、油供給圧が第１規定圧力値になるタイミングは時刻Ｔｄに該当し、規定ピッチ角はθ_ｄに該当する。他方で、太破線Ｌ２，Ｌ３が示すように、風車翼６の動作不良が起こると、時刻Ｔｄにおけるピッチ角はファイン側のピッチ角になる。以下、油供給圧が第１規定圧力値まで下がったタイミングにおける風車翼６のピッチ角が規定ピッチ角よりもファイン側のピッチ角となる条件を「ピッチ角異常条件」という場合がある。ピッチ角異常条件が充足される場合には、風車翼６の動作不良が発生している。

本例の第１アキュムレータ作動試験モードでは、油圧アキュムレータ６５における異常の他に、ピッチリンク機構２６における異常も診断できる。いずれの異常が発生してもピッチ角異常条件は充足されるが、発生する異常に応じて、風車翼６の移動速度は著しく変わる。そこで本例では、ポンプモータ６３の駆動が停止してから風車翼６がフェザー位置に到達するまでの所要時間が第１許容時間以内となるかも判定される。詳細は次の通りである。

ピッチリンク機構２６を構成する第１リンクまたは第２リンクなどにおいて破損または錆びなどが発生すると、ピッチリンク機構２６はスムーズに動作できず、風車翼６の速度は著しく低下する（太破線Ｌ２参照）。ピッチリンク機構２６における異常は、油圧アキュムレータ６５における異常と共に発生することもあり得るが、所要時間が第１許容時間を超えるのはピッチリンク機構２６における異常が主要因である。従って、所要時間が第１許容時間を超えるのであれば、風車翼６の動作不良は、ピッチリンク機構２６における異常に起因すると特定できる。

他方で、ピッチリンク機構２６が正常でありかつ油圧アキュムレータ６５に異常があるのであれば、太破線Ｌ３が示すように、風車翼６の所要時間は第１許容時間以内となる。従って、ピッチ角異常条件が充足され、かつ、所要時間が第１許容時間以内となるのであれば、風車翼６の動作不良は、油圧アキュムレータ６５における異常に起因すると特定できる。

なお、ピッチリンク機構２６に異常がある場合も、ピッチ角異常条件は充足されるので、ピッチ角異常条件が充足されるかを判定する前に、所要時間が第１許容時間以内となるかを判定することが好ましい。所要時間が第１許容時間以内であればピッチリンク機構２６は正常であるとみなすことができ、この場合にピッチ角異常条件が充足されるのであれば、異常が起きているの風力発電設備１の構成要素は油圧アキュムレータ６５であると絞り込むことができる。

＜３－２．異常診断システム４０の機能構成＞
第１アキュムレータ作動試験モードにおける異常の特定は、図６に示す異常診断システム４０の機能構成によって実現される。図６で示される異常診断システム４０の機能構成は、図２で例示される異常診断システム４０のハードウェア構成によって実現される（図８で示される異常診断システム４０の機能構成も同様である）。本例の異常診断システム４０は、第１取得部４１、所要時間判定部４４、ピッチリンク機構異常診断部４５、ピッチ角判定部４２、および、第１アキュムレータ異常診断部４３を備える。

第１取得部４１は、油圧検出部１７の検出結果（出力信号）とピッチ角センサ１５の計測結果（出力信号）とを少なくとも示す第１データを取得するように構成される。第１データは、第１油圧時系列データ、第１ピッチ角時系列データ、および、第１ポンプモータ制御時系列データを含む。第１データは、第１取得部４１によって生成されてもよいし、制御装置２０で生成されてから第１取得部４１に送信されてもよい。

第１油圧時系列データは、風力発電設備１が第１アキュムレータ作動試験モードで運転される間に油圧検出部１７が出力した信号の時系列データである。油圧検出部１７として油圧スイッチが採用されるのでれば、第１油圧時系列データは、油圧スイッチの出力信号であるＯＮ信号およびＯＦＦ信号と時間とを対応付ける。第１ピッチ角時系列データは、風力発電設備１が第１アキュムレータ作動試験モードで運転される間にピッチ角センサ１５から出力された信号によって示されるピッチ角の時系列データである。第１ピッチ角時系列データは、例えば図５の太実線Ｌ１および太破線Ｌ２，Ｌ２によって示される。第１ポンプモータ制御時系列データは、制御装置２０からポンプモータ６３に入力される制御指令と時間とを対応付ける。

所要時間判定部４４は、第１アキュムレータ作動試験モードにおいて、ポンプモータ６３の駆動が停止してから風車翼６がフェザー位置に到達するまでの所要時間が第１許容時間以内となるかを判定するように構成される。判定処理の一例は以下の通りである。第１取得部４１によって取得される第１ポンプモータ制御時系列データに基づき、ポンプモータ６３の停止時刻が特定される。さらに、所要時間判定部４４は、風車翼６がフェザー位置に到達した時刻を第１ピッチ角時系列データに基づいて特定する。特定された時刻が、ポンプモータ６３の停止時刻から第１許容時間経過した時刻と同じ又はその時刻よりも前であれば、所要時間は第１許容時間以内であると判定できる。

ピッチリンク機構異常診断部４５は、上述の所要時間が第１許容時間を超えると所要時間判定部４４によって判定された場合、ピッチリンク機構２６に異常があると診断するように構成される。具体的には、ピッチリンク機構異常診断部４５は、ピッチリンク機構２６に異常があることを示す情報を表示器８３に表示するための表示指令を生成する。表示器８３において表示される情報は、文字によって表現されるテキストメッセージ、英数字によって表現されるエラーコード、または、図形などによって表現されるマークであってもよい。

ピッチ角判定部４２は、上述のピッチ角異常条件が充足されるかを第１取得部４１の取得結果に基づき判定するように構成される。油圧検出部１７として圧力センサが採用される場合、具体的な判定処理の一例は以下の通りである。油圧スイッチの出力信号が切り替わった時刻が第１油圧時系列データに基づき特定される。そして、当該時刻におけるピッチ角が第１ピッチ角時系列データに基づき特定される。特定されたピッチ角と規定ピッチ角とを比較することで、ピッチ角異常条件が充足されるか判定される。本例のピッチ角判定部４２は、所要時間が第１許容時間以内であると所要時間判定部４４によって判定された場合にのみ、ピッチ角異常条件が充足されるかを判定するように構成される。

第１アキュムレータ異常診断部４３は、ピッチ角異常条件が充足されるとピッチ角判定部４２によって判定された場合、油圧アキュムレータ６５に異常があると診断するように構成される。具体的には、第１アキュムレータ異常診断部４３は、ブラダ６７におけるガス圧の低下といった異常が油圧アキュムレータ６５にあることを示す情報を表示器８３に表示するための表示指令を生成する。表示器８３において表示される情報は、文字によって表現されるテキストメッセージ、英数字によって表現されるエラーコード、または、図形などによって表現されるマークであってもよい。表示器８３に表示される情報を確認した異常診断システム４０のユーザが、ブラダ６７のガス圧の封入といった風力発電設備１の修理作業を手配すれば、油圧アキュムレータ６５の異常を解消することができる。

第１アキュムレータ作動試験モードでは、風車翼６がファイン位置からフェザー位置まで移動するため、油圧アキュムレータ６５から放出される作動油の量が多い。そのため、油圧アキュムレータ６５が作動油を放出する過程においてたとえ軽微であっても異常があると、ファイン位置からフェザー位置への風車翼６の移動において、移動速度の低下といった動作不良が現れる。結果、ピッチ角異常条件が充足されると判定され、第１アキュムレータ異常診断部４３は油圧アキュムレータ６５に異常があると診断する。よって、油圧アキュムレータ６５の異常を早期に検出できる風力発電設備用の異常診断システム４０が実現される。具体例を挙げると、油圧アキュムレータ６５のブラダ６７に封入されるガスの圧力が低下して間もないタイミングであっても、ピッチ角異常条件が充足される。よって、第１アキュムレータ異常診断部４３は、油圧アキュムレータ６５の蓄圧機能に軽微な異常があると診断できる。この場合、異常診断システム４０のユーザが風力発電設備１の点検または修正の作業を手配し、ブラダ６７にガスを充填する作業が実行されれば、油圧アキュムレータ６５における異常は解消する。

また、上述したように一実施形態に係るピッチ角判定部４２は、所要時間が第１許容時間以内であると判定された場合に、ピッチ角異常条件が充足されるかを判定するように構成される。上記構成によれば、ピッチ角異常条件が充足されるかの判定は、ピッチリンク機構２６に異常がないことを前提に実行される。従って、ピッチ角異常条件が充足されると判定される場合には、異常が発生している構成要素が油圧アキュムレータ６５であると適切に特定できる。また、ポンプモータ６３が停止してから風車翼６がフェザー位置に到達するまでの所要時間が第１許容時間を超えると判定されると、ピッチリンク機構異常診断部４５はピッチリンク機構２６に異常があると診断できる。

また、上述したように、一実施形態に係るピッチ角判定部４２は、第１取得部４１の取得結果に基づき、ピッチ角異常条件が充足されるか判定するように構成される。上記構成によれば、第１アキュムレータ作動試験モードにおける油供給圧とピッチ角とを示すデータを取得できるので、ピッチ角異常条件が充足されるかをピッチ角判定部４２は精度よく判定できる。

また、上述したように、一実施形態に係る油圧検出部１７は、油供給圧が第１規定圧力値以下になったことを契機とし出力信号を切り替えるように構成された圧力スイッチである。上記構成によれば、油供給圧を連続的に計測する油圧センサが油圧検出部１７として採用される場合に比べて、第１取得部４１が油圧検出部１７の出力信号を取得する処理をより簡易化することができる。また、風力発電設備１の構成もより簡素にできる。

なお、ブラダ６７のガス圧の低下よりも深刻な異常が油圧アキュムレータ６５に発生している場合においても、ピッチ角異常条件は充足される。例えば、ブラダ６７に破損が生じている場合、第１アキュムレータ異常診断部４３が油圧アキュムレータ６５の異常を診断してからブラダ６７にガス圧が充填されても、その後の第１アキュムレータ作動試験モードにおいてピッチ角異常条件は充足されない。そこで、図６で例示される異常診断システム４０は、アキュムレータ重度異常診断部４６をさらに備えてもよい。

アキュムレータ重度異常診断部４６は、第１アキュムレータ異常診断部４３によって異常があると診断される回数が所定期間内に２回以上である場合、第１アキュムレータ異常診断部４３によって診断された異常よりも深刻な異常が油圧アキュムレータ６５にあると診断するように構成される。

より詳細には、第１アキュムレータ異常診断部４３によって異常が診断された後、風力発電設備１における修理作業が行われる。修正作業が行われた日時は、異常診断システム４０のＨＤＤ７８に記憶される。修理作業によって、異常が解消されたとみなされた後、第１アキュムレータ異常診断部４３が再び異常を診断した場合には、修理作業が行われてから再び異常の診断が下されるまでの期間が所定期間を下回るかどうか判定される。所定期間は、数日、数週間、または数か月である。第１アキュムレータ異常診断部４３による異常診断の回数が所定期間内に２回以上であると判定されると、アキュムレータ重度異常診断部４６は、深刻な異常が油圧アキュムレータ６５にあると診断する。この場合、第１アキュムレータ異常診断部４３は、油圧アキュムレータ６５に深刻な異常があることを示す情報を表示器８３に表示するための表示指令を生成してもよい。これにより、異常診断システム４０のユーザは、ブラダ６７の交換作業などの手配を行うことができる。

上記構成によれば、アキュムレータ重度異常診断部４６が油圧アキュムレータ６５に深刻な異常があると診断することができる。よって、復旧困難な程度の故障が風力発電設備１において発生する前に、ブラダ６７の交換作業といった対処を行うことができる。

＜３－３．補足＞
なお、異常診断システム４０は、ピッチリンク機構２６における異常があるかを判定する構成を備えなくてもよい。例えば、ピッチリンク機構２６の耐久性が十分に保障されるのであれば、図５の太破線Ｌ２で示すような風車翼６の動作は発生しづらい。この場合には、異常診断システム４０は、所要時間判定部４４およびピッチリンク機構異常診断部４５を備えなくてもよい。そして、ピッチ角異常条件が充足されない場合に、油圧アキュムレータ６５に異常があると診断してもよい。また、油圧検出部１７は、メインライン１０３における油圧を計測するように構成された圧力センサであってもよい。圧力センサは油圧を連続的に計測できるため、圧力センサから出力される信号は、油圧が第１規定圧力値以下であるかに応じて異なる。この場合、上述の第１油圧時系列データは、計測される油供給圧の時系列データを示す。このような時系列データを用いても、ピッチ角異常条件が充足されるかを判定することは可能である。

＜４．第２アキュムレータ作動試験モード＞
図７、図８を参照し、第２アキュムレータ作動試験モードと、第２アキュムレータ作動試験モードにおける異常診断を行うための異常診断システム４０の機能構成を説明する。図８では、上述した第１取得部４１、ピッチ角判定部４２、および、第１アキュムレータ異常診断部４３をまとめて、「第１異常診断構成部３１」と表記している（図８参照）。

＜４－１．作動試験の詳細＞
図７は、第２アキュムレータ作動試験モードにおけるピッチ角および油供給圧の時系列データを示す概略的なグラフである。同グラフの横軸は時間を示す。左側の縦軸はピッチ角を示し、θ_ｆｅはフェザー位置に相当するピッチ角であり、θ_ｍは中途位置を示す。中途位置は、風車翼６の移動経路上にある位置であり、かつ、フェザー位置とファイン位置の間にある位置である。本例では、フェザー位置から中途位置までの風車翼６の移動距離は、フェザー位置からファイン位置までの風車翼６の移動距離に対して２分の１以下であり、より詳細には３分の１以下であり、さらに詳細には４分の１以下である。また、グラフの右側の縦軸は油供給圧を示す。

第２アキュムレータ作動試験モードでは、風車翼６がフェザー位置と中途位置との間を往復移動するように、ポンプモータ６３、および、油圧アキュムレータ６５、および、油圧アキュムレータ６５は作動する。具体的には、ポンプモータ６３の駆動によって油圧アキュムレータ６５は風車翼６をフェザー位置まで移動させる。風車翼６がフェザー位置に配置される状態でポンプモータ６３の駆動が停止し（図７の時刻Ｔｘ）、同時に油圧バルブ８５の接続状態が切り替わる。油圧アキュムレータ６５から作動油が放出され、油圧シリンダ２２の第２室２３Ｂに供給される。風車翼６は中途位置に向けた移動を開始する。風車翼６が中途位置に到達すると、油圧バルブ８５の接続状態が再び切り替わり、第１室２３Ａに作動油が供給され、風車翼６はフェザー位置まで戻る。

油圧アキュムレータ６５が正常に作動する場合、風車翼６の移動速度は適正な水準に達する。そのため、太実線Ｋ１によって示されるように、風車翼６の往復移動時間は第２許容時間以内となる。他方で、油圧バルブ８５に深刻な異常がある場合、風車翼６の動作遅延により、風車翼６の移動速度は適正な水準を下回る。そのため、太破線Ｋ２によって示されるように、風車翼６の往復移動時間は第２許容時間を超える。なお、第２許容時間は上述の第１許容時間よりも長い時間である。

なお、第２アキュムレータ作動試験モードにおいて油圧アキュムレータ６５に異常が発生していると、油供給圧の低下傾向も大きく変わる。図７における実線Ｊ１によって示されるように、油圧アキュムレータ６５が正常に作動する場合、油供給圧は閾値としての第２規定圧力値以下になることはない。第２規定圧力値は、一例として、油圧アキュムレータ６５の定格圧力の７５％以下であってもよいし、５０％以下であってもよい。第２規定圧力値は、一例として、第１規定圧力値と同じ値である。他方で、破線Ｊ２によって示されるように、油圧アキュムレータ６５の作動に異常がある場合、油供給圧は、風車翼６の初期動作において第２規定圧力値以下になる。初期動作は、フェザー位置からファイン位置までの移動距離に対し４分の１未満の距離だけ風車翼６がフェザー位置を起点に移動する動作である。また、発明者らの知見によれば、油圧アキュムレータ６５の圧力低下が起きていると、風車翼６の中期動作において油供給圧は低下する。中期動作は、風車翼６の往復動作において、初期動作以降の動作である。中期動作は、初期動作以降のファイン位置に向けた移動であってもよい。

以上のような第２アキュムレータ作動試験モードにおける異常の特定は、次に示す異常診断システム４０の機能構成によって実現される。

＜４－２．異常診断システム４０の機能構成＞
図８は、一実施形態に係る異常診断システム４０の機能構成を示す概略的なブロック図である。本例の異常診断システム４０は、第１異常診断構成部３１に加えて、第２取得部４７、往復移動時間判定部４８、油圧バルブ異常診断部４９、油圧低下判定部５１、および、第２アキュムレータ異常診断部５３を備える。

第２取得部４７は、油圧検出部１７の検出結果（出力信号）とピッチ角センサ１５の計測結果（出力信号）とを少なくとも示す第２データを取得するように構成される。本例の第２データは、第２油圧時系列データ、第２ピッチ角時系列データ、および、第２ポンプモータ制御時系列データを含む。第２データは、第２取得部４７によって生成されてもよいし、制御装置２０で生成されてから第２取得部４７に送信されてもよい。

第２油圧時系列データは、風力発電設備１が第２アキュムレータ作動試験モードで運転される間に油圧検出部１７が出力した信号の時系列データである。油圧検出部１７として油圧スイッチが採用されるのでれば、第２油圧時系列データは、油圧スイッチの出力信号であるＯＮ信号およびＯＦＦ信号と時間とを対応付ける。第２ピッチ角時系列データは、風力発電設備１が第２アキュムレータ作動試験モードで運転される間にピッチ角センサ１５から出力された信号によって示されるピッチ角の時系列データである。第２ピッチ角時系列データは、例えば図７の太実線Ｋ１および太破線Ｋ２によって示される。第２ポンプモータ制御時系列データは、制御装置２０からポンプモータ６３に入力される制御指令と時間とを対応付ける。

往復移動時間判定部４８は、第２アキュムレータ作動試験モードにおいて風車翼６の往復移動時間が第２許容時間以内となるかを判定するように構成される。当該判定は、第２データに基づき判定される。具体的な判定処理の一例は以下の通りである。第２ポンプモータ制御時系列データに基づき、ポンプモータ６３の停止時刻が特定される。あわせて、風車翼６がフェザー位置まで戻る時刻が、上述の第２ピッチ角時系列データに基づき特定される。これにより、風車翼６の往復移動時間が特定され、風車翼６の往復移動時間が第２許容時間以内か判定される。

油圧バルブ異常診断部４９は、往復移動時間が第２許容時間を超えると往復移動時間判定部４８によって判定された場合、油圧アキュムレータ６５に異常があると判定するように構成される。具体的には、油圧バルブ異常診断部４９は、油圧アキュムレータ６５に異常があることを示す情報を表示器８３に表示するための表示指令を生成する。

上記構成によれば、第２アキュムレータ作動試験モードでは、風車翼６がフェザー位置と中途位置との間で往復移動するので、油圧アキュムレータ６５から放出される作動油の放出量は抑制される。にも関わらず、風車翼６の往復移動時間が第２許容時間を超えるのであれば、油圧アキュムレータ６５において深刻な異常が発生していると特定できる。こういった場合に、油圧バルブ異常診断部４９は油圧アキュムレータ６５の異常を診断するので、油圧アキュムレータ６５の異常を検出し損ねることを回避できる。

油圧低下判定部５１は、第２アキュムレータ作動試験モードにおいて、ポンプモータ６３の停止後の風車翼６の初期動作中において、油供給圧が第２規定圧力値以下になったかを判定するように構成される。当該判定は、第２油圧時系列データに基づき実行される。これにより、油供給圧が第２規定圧力値以下であるか判定できる。

第２アキュムレータ異常診断部５３は、初期動作における油供給圧が第２規定圧力値以下になったと油圧低下判定部５１によって判定された場合に、油圧アキュムレータ６５に異常があると判定するように構成される。具体的には、第２アキュムレータ異常診断部５３は、油圧アキュムレータ６５に異常があることを示す情報を表示器８３に表示するための表示指令を生する。

なお、往復移動時間判定部４８は、油供給圧が第２規定圧力値を上回ると油圧低下判定部５１によって判定された場合に、往復移動時間が第２許容時間以内であるかを判定するように構成されてもよい。第２アキュムレータ作動試験モードにおいて、ブラダ６７が破損していると油供給圧は第２規定圧力値以下になる傾向がある。しかしながら、作動油の供給ライン６２のメインライン１０３に残存する作動油の油圧の影響により、ブラダ６７が破損していても油圧が第２規定圧力値以下にならないことがある。これでは油圧アキュムレータ６５の異常を検出し損ねる可能性がある。この点、上記構成によれば、油圧が第２規定圧力値を上回ると判定されても、往復移動時間判定部４８は、往復移動時間が第２許容時間以内であるかを判定する。そして、ブラダ６７の破損が起きていれば、風車翼６は往復移動に時間を要するので、往復移動時間は第２許容時間を上回る。この場合、油圧バルブ異常診断部４９は油圧バルブ８５に異常があると診断できるので、油圧バルブ８５における異常を検出し損ねるのを回避できる。

＜４－３．その他＞
上述した第１異常診断構成部３１のピッチ角判定部４２は、風車翼６の往復移動時間が第２許容時間以内になると往復移動時間判定部４８によって判定された場合に、ピッチ角異常条件が充足されるかを判定してもよい。換言すると、第１アキュムレータ作動試験モードに基づく異常診断は、第２アキュムレータ作動試験モードに基づく異常診断で風力発電設備１が正常であると診断された場合に実行されてもよい。本構成によれば、油圧アキュムレータ６５において深刻な異常が発生していない場合に、ピッチ角異常条件が充足されるか判定される。従って、ピッチ角異常条件が充足される場合には、油圧アキュムレータ６５における異常は、重度の異常ではなく、一般に早期の検出が困難な軽度の異常であると特定できる。これにより、油圧アキュムレータ６５における異常を早期に検出できる。

油圧検出部１７は、油圧スイッチに代えて圧力センサであってもよい。この場合、第２規定圧力値は、第１規定圧力値と異なる油供給圧であってもよい。また、図８で示される異常診断システム４０が、所要時間判定部４４とピッチリンク機構異常診断部４５をさらに備えてもよいし、アキュムレータ重度異常診断部４６をさらに備えてもよい。

＜５．風力発電設備１のアキュムレータ作動試験処理＞
図９を参照し、風力発電設備１の運転モードが第１アキュムレータ作動試験モードまたは第２アキュムレータ作動試験モードに切り替わるためのアキュムレータ作動試験処理を説明する。アキュムレータ作動試験処理は、制御装置２０を構成するコントローラによって繰り返し実行される。アキュムレータ作動試験処理が開始される前、風力発電設備１は、発電量を目標発電量にするための通常の運転モードで運転されている。

第１アキュムレータ作動試験モードは第１規定期間が経過する度に実行され、第２アキュムレータ作動試験モードは第２規定期間が経過する度に実行される。本例では、第２アキュムレータ作動試験モードの運転が、第１アキュムレータ作動試験モードの運転よりも高い頻度で実行される。即ち、第２規定期間は第１規定期間よりも短い期間である。例えば、第１規定期間は数週間または数か月であり、第２規定期間は数日または数週間である。また、油圧アキュムレータ６５に重度の異常が発生しているかの判定の基準として利用される上述した所定期間は、第１規定期間よりも長い期間である。本例の所定期間は、例えば数か月である。以下、制御装置２０を構成するコントローラを単に「コントローラ」という場合がある。

はじめに、コントローラは、第１アキュムレータ作動試験モードの運転が最後に実行されてから第１規定期間が経過したかを判定する（Ｓ１１）。第１規定期間が経過してないと判定された場合（Ｓ１１：ＮＯ）、コントローラは、第２アキュムレータ作動試験モードの運転が最後に実行されてから第２規定期間が経過したかを判定する（Ｓ１３）。第２規定期間が経過していないと判定された場合（Ｓ１３：ＮＯ）、コントローラはアキュムレータ作動試験処理を終了する。

第２規定期間が経過したと判定された場合（Ｓ１３：ＹＥＳ）、コントローラは、第２アキュムレータ作動試験モードにおける運転を開始する（Ｓ１５）。ポンプモータ６３および油圧バルブ８５に所定の制御指令が入力されることで、第２アキュムレータ作動試験モードの運転は開始される。

コントローラは、油圧検出部１７の検出結果（出力信号）およびピッチ角センサ１５の計測結果（出力信号）を示すデータを異常診断システム４０に送信する（Ｓ１７）。データは、油圧検出部１７またはピッチ角センサ１５が信号を出力するたびに送信されてもよい。あるいは、第２アキュムレータ作動試験モードの運転中に油圧検出部１７およびピッチ角センサ１５から出力された信号が時間に対応付けられることで時系列データが生成され、コントローラが時系列データを異常診断システム４０に送信してもよい。Ｓ１７で異常診断システム４０に送信されるデータは、第２アキュムレータ作動試験モードにおける異常診断に利用される（詳細は後述する）。

その後、コントローラは、第２アキュムレータ作動試験モードの運転を終了し（Ｓ１９）、アキュムレータ作動試験処理を終了する。運転の終了タイミングは風車翼６がフェザー位置まで戻るタイミングである。コントローラは、風車翼６がフェザー位置に戻ったかをピッチ角センサ１５の計測結果に基づき判定する。

第１規定期間が経過したと判定された場合（Ｓ１１：ＹＥＳ）、コントローラは、第１アキュムレータ作動試験モードにおける運転を開始する（Ｓ２１）。ポンプモータ６３および油圧バルブ８５に所定の制御指令が入力されることで、第１アキュムレータ作動試験モードの運転は開始される。

コントローラは、油圧検出部１７の検出結果（出力信号）およびピッチ角センサ１５の計測結果（出力信号）を示すデータを異常診断システム４０に送信する（Ｓ２３）。Ｓ２３はＳ１７と同様の処理である。Ｓ２３で異常診断システム４０に送信されるデータは、第１アキュムレータ作動試験モードにおける異常診断に利用される（詳細は後述する）。

その後、コントローラは、第１アキュムレータ作動試験モードの運転を終了し（Ｓ２５）、アキュムレータ作動試験処理を終了する。運転の終了タイミングは風車翼６がフェザー位置まで戻るタイミングであり、Ｓ１９と同様である。

＜６．高頻度異常診断処理＞
図１０を参照し、第２アキュムレータ作動試験モードにおける異常診断である高頻度異常診断処理を説明する。高頻度異常診断処理は、第２アキュムレータ作動試験モードで風力発電設備１が運転されるたびに実行される。

はじめにプロセッサ７２は、アキュムレータ作動試験処理（図９参照）のＳ１７において送信されるデータを受信することで、第２データを取得する（Ｓ３０）。Ｓ１７において受信されるデータが第２データであってもよいし、あるいは、受信されるデータに基づいて、プロセッサ７２が第２データを生成してもよい。Ｓ３０を実行するプロセッサ７２は、第２取得部４７の一例である。

プロセッサ７２は、第２アキュムレータ作動試験モードの風車翼６の初期動作中における油供給圧が第２規定圧力値以下であるかを、第２データに基づき判定する（Ｓ３１）。Ｓ３１を実行するプロセッサ７２は、油圧低下判定部５１の一例である。

油供給圧が第２規定圧力値以下であると判定されると（Ｓ３１：ＹＥＳ）、プロセッサ７２は、ブラダ６７のガス圧低下またはブラダ６７の破損といった重度の異常が油圧アキュムレータ６５にあると診断する（Ｓ３２）。Ｓ３２を実行するプロセッサ７２は、第２アキュムレータ異常診断部５３の一例である。Ｓ３２を実行したプロセッサ７２は、高頻度異常診断処理を終了する。

油供給圧が第２規定圧力値を上回ると判定されると（Ｓ３１：ＮＯ）、プロセッサ７２は、第２アキュムレータ作動試験モードの風車翼６の中期動作中における油供給圧が低下したかを、第２データに基づき判定する（Ｓ３３）。低下していると判定された場合（Ｓ３３：ＹＥＳ）、プロセッサ７２は、油圧アキュムレータ６５のガス圧の低下といった軽度の異常があると診断し（Ｓ３４）、処理を終了する。中期動作中のガス圧低下が起きていないと判定された場合（Ｓ３３：ＮＯ）、上述した風車翼６の往復移動時間が第２許容時間以内であるかを、第２データに基づいて判定する（Ｓ３７）。Ｓ３７を実行するプロセッサ７２は、往復移動時間判定部４８の一例である。往復移動時間判定部４８が第２許容時間以内であると判定される場合（Ｓ３７：ＹＥＳ）、油圧アキュムレータ６５は正常であるとみなされ、プロセッサ７２は高頻度異常診断処理を終了する。

往復移動時間が第２許容時間を上回ると判定されると（Ｓ３７：ＮＯ）、プロセッサ７２は、油圧バルブ８５の異常があると診断する（Ｓ３９）。Ｓ３９を実行するプロセッサ７２は油圧バルブ異常診断部４９の一例である。Ｓ３９を実行したプロセッサ７２は、高頻度異常診断処理を終了する。

＜７．低頻度異常診断処理＞
図１１を参照し、第１アキュムレータ作動試験モードにおける異常診断である低頻度異常診断処理を説明する。低頻度異常診断処理は、第１アキュムレータ作動試験モードで風力発電設備１が運転されるたびに実行される。

はじめにプロセッサ７２は、アキュムレータ作動試験処理（図９参照）のＳ２３において送信されるデータを受信することで、第１データを取得する（Ｓ５１）。Ｓ２３において受信されるデータが第１データであってもよいし、あるいは、受信されるデータに基づいて、プロセッサ７２が第１データを生成してもよい。Ｓ５１を実行するプロセッサ７２は、第１取得部４１の一例である。

次いで、プロセッサ７２は、上述した所要時間が第１許容時間以内であるかを第１データに基づいて判定する（Ｓ５３）。Ｓ５３を実行するプロセッサ７２は所要時間判定部４４の一例である。所要時間が第１許容時間を超えると判定されると（Ｓ５３：ＮＯ）、プロセッサ７２は、ピッチリンク機構２６に異常があると診断する（Ｓ５５）。例えばプロセッサ７２は、表示器８３に所定の表示指令を送る。Ｓ５５を実行するプロセッサ７２はピッチリンク機構異常診断部４５の一例である。Ｓ５５を実行したプロセッサ７２は、低頻度異常診断処理を終了する。

所要時間が第１許容時間以内であると判定されると（Ｓ５３：ＹＥＳ）、プロセッサ７２は、ピッチ角異常条件が充足されるかを第１データに基づき判定する（Ｓ５７）。Ｓ５７を実行するプロセッサ７２は、ピッチ角判定部４２の一例である。ピッチ角異常条件が充足されないと判定された場合（Ｓ５７：ＮＯ）、ピッチリンク機構２６と油圧アキュムレータ６５はいずれも正常であるとみなされ、プロセッサ７２は低頻度異常診断処理を終了する。

ピッチ角異常条件が充足されると判定されると（Ｓ５７：ＹＥＳ）、プロセッサ７２は、ピッチ角異常条件が充足されないと最後に判定されてから所定期間が経過しているかを判定する（Ｓ５９）。所定期間が経過していると判定された場合（Ｓ５９：ＹＥＳ）、プロセッサ７２は、ブラダ６７のガス圧の低下といった異常が油圧アキュムレータ６５にあると診断する（Ｓ６１）。所定期間が経過していないと判定された場合（Ｓ５９：ＮＯ）、プロセッサ７２は、ブラダ６７の破損といった重度の異常が油圧アキュムレータ６５にあると診断する（Ｓ６３）。Ｓ６１を実行するプロセッサ７２は、第１アキュムレータ異常診断部４３の一例であり、Ｓ６３を実行するプロセッサ７２は、アキュムレータ重度異常診断部４６の一例である。Ｓ６１またはＳ６３を実行したプロセッサ７２は、低頻度異常診断処理を終了する。

＜８．まとめ＞
上述した幾つかの実施形態に記載の内容は、例えば以下のように把握される。

１）本開示の少なくとも一実施形態に係る風力発電設備用の異常診断システム（４０）は、
油圧式翼ピッチ機構（１２）を備える風力発電設備（１）の異常診断を行うための風力発電設備用の異常診断システムであって、
風車翼（６）がファイン位置に配置される状態でポンプモータ（６３）の駆動が停止し、かつ、油圧アキュムレータ（６５）から放出される作動油によって前記風車翼がフェザー位置に向けて移動する前記風力発電設備の第１アキュムレータ作動試験モードにおいて、前記油圧アキュムレータの油圧が第１規定圧力値まで下がったタイミングにおける前記風車翼のピッチ角が、規定ピッチ角よりもファイン側のピッチ角となるピッチ角異常条件が充足されるかを判定するためのピッチ角判定部（４２）と、
前記ピッチ角異常条件が充足されると判定された場合、前記油圧アキュムレータに異常があると診断するための第１アキュムレータ異常診断部（４３）と、
を備える。

第１アキュムレータ作動試験モードでは、風車翼がファイン位置からフェザー位置まで移動するため、油圧アキュムレータから放出される作動油の量が多い。そのため、油圧アキュムレータが作動油を放出する過程においてたとえ軽微であっても異常があると、ファイン位置からフェザー位置への風車翼の移動において、移動速度の低下といった動作不良が現れる。結果、ピッチ角異常条件が充足されると判定され、第１アキュムレータ異常診断部は油圧アキュムレータに異常があると診断する。よって、油圧アキュムレータの異常を早期に検出できる風力発電設備用の異常診断システムが実現される。具体例を挙げると、油圧アキュムレータのブラダに封入されるガスの圧力の低下が起きて間もないタイミングであっても、ピッチ角異常条件が充足される。よって、第１アキュムレータ異常診断部は、油圧アキュムレータの蓄圧機能に軽微な異常があると診断できる。

２）幾つかの実施形態では、上記１）に記載の風力発電設備用の異常診断システムであって、
前記第１アキュムレータ作動試験モードにおいて、前記ポンプモータの駆動が停止してから前記風車翼が前記フェザー位置に到達するまでの所要時間が第１許容時間以内となるかを判定するための所要時間判定部（４４）と、
前記所要時間が前記第１許容時間を超えると判定された場合、油圧シリンダ（２２）のピストン（２４）と前記風車翼とに連結されるピッチリンク機構（２６）に異常があると診断するためのピッチリンク機構異常診断部（４５）と、
をさらに備え、
前記ピッチ角判定部は、前記所要時間が前記第１許容時間以内であると判定された場合に、前記ピッチ角異常条件が充足されるかを判定するように構成される。

ピッチリンク機構に異常がある場合、たとえ油圧アキュムレータが正常であっても、第１アキュムレータ作動試験モードにおいて風車翼はフェザー位置まで正常に移動できない。この点、上記２）の構成によれば、ポンプモータが停止してから風車翼がフェザー位置に到達するまでの所要時間が第１許容時間を超えると判定されると、ピッチリンク機構異常診断部はピッチリンク機構に異常があると診断できる。また、ピッチ角異常条件が充足されるかの判定は、ピッチリンク機構に異常がないことを前提に実行される。従って、ピッチ角異常条件が充足されると判定される場合には、異常が発生している構成要素が油圧アキュムレータであると適切に特定できる。

３）幾つかの実施形態では、上記１）または２）に記載の風力発電設備用の異常診断システムであって、
前記第１アキュムレータ異常診断部によって異常があると診断される回数が所定期間内に２回以上である場合、前記第１アキュムレータ異常診断部によって診断された前記異常よりも深刻な異常が前記油圧アキュムレータにあると診断するためのアキュムレータ重度異常診断部（４６）をさらに備える。

第１アキュムレータ異常診断部が油圧アキュムレータに軽微な異常あると診断した後、点検または修理の作業などによって当該異常は解消される。しかしながら、第１アキュムレータ異常診断部によって異常があると所定期間内に再び診断されるのであれば、油圧アキュムレータにおけるブラダの破損など深刻な異常の発生が想定される。この点、上記３）の構成によれば、このような場合に、アキュムレータ重度異常診断部が油圧アキュムレータに深刻な異常があると診断することができる。よって、復旧困難な程度の故障が風力発電設備において発生する前に、ブラダの交換作業としった対処を行うことができる。

４）幾つかの実施形態では、上記１）から３）のいずれかに記載の風力発電設備用の異常診断システムであって、
前記油圧アキュムレータの前記油圧が第１規定値圧力値以下であるかに応じて異なる信号を出力するように構成される油圧検出部（１７）の検出結果と、前記風力発電設備のピッチ角センサ（１５）の計測結果とを示すデータを取得するための第１取得部（４１）をさらに備え、
前記ピッチ角判定部は、前記第１取得部の取得結果に基づき、前記ピッチ角異常条件が充足されるか判定するように構成される。

上記４）の構成によれば、第１アキュムレータの作動試験モードにおける油圧とピッチ角とを示すデータを取得できるので、ピッチ角異常条件が充足されるかをピッチ角判定部は精度よく判定できる。

５）幾つかの実施形態では、上記４）に記載の風力発電設備用の異常診断システムであって、
前記油圧検出部は、前記油圧が第１規定圧力値以下になったことを契機として出力信号を切り替えるように構成された圧力スイッチである。

上記５）の構成によれば、油圧を連続的に計測する油圧センサが油圧検出部として採用される場合に比べて、第１取得部が油圧検出部の出力信号を取得する処理をより簡易化することができる。また、風力発電設備の構成もより簡素にできる。

６）幾つかの実施形態では、上記１）から５）のいずれかに記載の風力発電設備用の異常診断システムであって、
前記風車翼が前記フェザー位置に配置される状態で前記ポンプモータの駆動が停止し、かつ、前記油圧アキュムレータから放出される前記作動油によって、前記風車翼が前記フェザー位置から中途位置まで移動しさらに前記フェザー位置まで戻る前記風力発電設備の第２アキュムレータ作動試験モードにおいて、前記風車翼の往復移動時間が第２許容時間以内となるかを判定するための往復移動時間判定部（４８）と、
前記往復移動時間が前記第２許容時間を超えると判定された場合、油圧バルブに異常があると診断するための油圧バルブ異常診断部であって、前記油圧バルブは、前記作動油の供給先を、前記油圧式翼ピッチ機構の油圧シリンダ（２２）においてピストン（２４）によって隔てられる第１室（２３Ａ）と第２室（２３Ｂ）との間で切り替えるように構成されたバルブである油圧バルブ異常診断部（４９）と、
をさらに備える。

上記６）の構成によれば、油圧バルブの異常を検出し損ねることを回避できる。

７）幾つかの実施形態では、上記６）に記載の風力発電設備用の異常診断システムであって、
前記ピッチ角判定部は、前記風車翼の前記往復移動時間が前記第２許容時間以内になると判定された場合に、前記ピッチ角異常条件が充足されるかを判定するように構成される。

上記７）の構成によれば、油圧アキュムレータにおいて深刻な異常が発生していない場合に、ピッチ角異常条件が充足されるか判定される。従って、ピッチ角異常条件が充足される場合には、油圧アキュムレータにおける異常は軽度の異常であると特定できる。これにより、油圧アキュムレータにおける異常を早期に検出できる風力発電設備用の異常診断システムが実現される。

８）本開示の少なくとも一実施形態に係る、風力発電設備用の異常診断方法は、
油圧式翼ピッチ機構（１２）を備える風力発電設備（１）の異常診断を行うための風力発電設備用の異常診断方法であって、
風車翼（６）がファイン位置に配置される状態でポンプモータ（６３）の駆動が停止し、かつ、油圧アキュムレータ（６５）から放出される作動油によって前記風車翼がフェザー位置に向けて移動する前記風力発電設備の第１アキュムレータ作動試験モードにおいて、前記油圧アキュムレータの油圧が第１規定圧力値まで下がったタイミングにおける前記風車翼のピッチ角が、規定ピッチ角よりもファイン側のピッチ角となるピッチ角異常条件が充足されるかを判定するためのピッチ角判定ステップ（Ｓ５７）と、
前記ピッチ角異常条件が充足されると判定された場合、前記油圧アキュムレータに異常があると診断するための第１アキュムレータ異常診断ステップ（Ｓ６１）と、
を備える。

上記８）の構成によれば、上記１）と同様の理由によって、油圧アキュムレータの異常を早期に検出できる風力発電設備用の異常診断方法が実現される。

１：風力発電設備
６：風車翼
１２：油圧式翼ピッチ機構
１５：ピッチ角センサ
１７：油圧検出部
２２：油圧シリンダ
２３：シリンダ
２４：ピストン
２６：ピッチリンク機構
４０：異常診断システム
４１：第１取得部
４２：ピッチ角判定部
４３：第１アキュムレータ異常診断部
４４：所要時間判定部
４５：ピッチリンク機構異常診断部
４６：アキュムレータ重度異常診断部
４８：往復移動時間判定部
４９：油圧バルブ異常診断部
５１：油圧低下判定部
６３：ポンプモータ
６５：油圧アキュムレータ

Claims

油圧式翼ピッチ機構を備える風力発電設備の異常診断を行うための風力発電設備用の異常診断システムであって、
風車翼がファイン位置に配置される状態でポンプモータの駆動が停止し、かつ、油圧アキュムレータから放出される作動油によって前記風車翼がフェザー位置に向けて移動する前記風力発電設備の第１アキュムレータ作動試験モードにおいて、前記油圧アキュムレータの油圧が第１規定圧力値まで下がったタイミングにおける前記風車翼のピッチ角が、規定ピッチ角よりもファイン側のピッチ角となるピッチ角異常条件が充足されるかを判定するためのピッチ角判定部と、
前記ピッチ角異常条件が充足されると判定された場合、前記油圧アキュムレータに異常があると診断するための第１アキュムレータ異常診断部と、
を備える、
風力発電設備用の異常診断システム。
前記第１アキュムレータ作動試験モードにおいて、前記ポンプモータの駆動が停止してから前記風車翼が前記フェザー位置に到達するまでの所要時間が第１許容時間以内となるかを判定するための所要時間判定部と、
前記所要時間が前記第１許容時間を超えると判定された場合、油圧シリンダのピストンと前記風車翼とに連結されるピッチリンク機構に異常があると診断するためのピッチリンク機構異常診断部と、
をさらに備え、
前記ピッチ角判定部は、前記所要時間が前記第１許容時間以内であると判定された場合に、前記ピッチ角異常条件が充足されるかを判定するように構成される、
請求項１に記載の風力発電設備用の異常診断システム。
前記第１アキュムレータ異常診断部によって異常があると診断される回数が所定期間内に２回以上である場合、前記第１アキュムレータ異常診断部によって診断された前記異常よりも深刻な異常が前記油圧アキュムレータにあると診断するためのアキュムレータ重度異常診断部をさらに備える、
請求項１または２に記載の風力発電設備用の異常診断システム。
前記油圧アキュムレータの前記油圧が第１規定圧力値以下であるかに応じて異なる信号を出力するように構成される油圧検出部の検出結果と、前記風力発電設備のピッチ角センサの計測結果とを示すデータを取得するための第１取得部をさらに備え、
前記ピッチ角判定部は、前記第１取得部の取得結果に基づき、前記ピッチ角異常条件が充足されるか判定するように構成される、
請求項１または２に記載の風力発電設備用の異常診断システム。
前記油圧検出部は、前記油圧が第１規定圧力値以下になったことを契機として出力信号を切り替えるように構成された圧力スイッチである、
請求項４に記載の風力発電設備用の異常診断システム。
前記風車翼が前記フェザー位置に配置される状態で前記ポンプモータの駆動が停止し、かつ、前記油圧アキュムレータから放出される前記作動油によって、前記風車翼が前記フェザー位置から中途位置まで移動しさらに前記フェザー位置まで戻る前記風力発電設備の第２アキュムレータ作動試験モードにおいて、前記風車翼の往復移動時間が第２許容時間以内となるかを判定するための往復移動時間判定部と、
前記往復移動時間が前記第２許容時間を超えると判定された場合、油圧バルブに異常があると診断するための油圧バルブ異常診断部であって、前記油圧バルブは、前記作動油の供給先を、前記油圧式翼ピッチ機構の油圧シリンダにおいてピストンによって隔てられる第１室と第２室との間で切り替えるように構成されたバルブである油圧バルブ異常診断部と、
をさらに備える、
請求項１または２に記載の風力発電設備用の異常診断システム。
前記ピッチ角判定部は、前記風車翼の前記往復移動時間が前記第２許容時間以内になると判定された場合に、前記ピッチ角異常条件が充足されるかを判定するように構成される、
請求項６に記載の風力発電設備用の異常診断システム。
油圧式翼ピッチ機構を備える風力発電設備の異常診断を行うための風力発電設備用の異常診断方法であって、
風車翼がファイン位置に配置される状態でポンプモータの駆動が停止し、かつ、油圧アキュムレータから放出される作動油によって前記風車翼がフェザー位置に向けて移動する前記風力発電設備の第１アキュムレータ作動試験モードにおいて、前記油圧アキュムレータの油圧が第１規定圧力値まで下がったタイミングにおける前記風車翼のピッチ角が、規定ピッチ角よりもファイン側のピッチ角となるピッチ角異常条件が充足されるかを判定するためのピッチ角判定ステップと、
前記ピッチ角異常条件が充足されると判定された場合、前記油圧アキュムレータに異常があると診断するための第１アキュムレータ異常診断ステップと、
を備える、
風力発電設備用の異常診断方法。