TW201706876A - 風車及風車的疲勞劣化診斷方法、風車的運轉控制方法 - Google Patents

Abstract

本發明之風車，其特徵在於：其係受風而發電運轉；此風車具備：量測前述風車處所發生之應變的應變量測裝置，而且基於量測之應變而算出該風車的第1應力值，基於前述風車之風況資訊而算出該風車的第2應力值，比較前述第1應力值及前述第2應力值，且基於前述比較結果而算出該風車的疲勞劣化狀況。因而可精密地推定風車的疲勞劣化狀況。

Description

風車及風車的疲勞劣化診斷方法、風車的運轉控制方法

本發明有關一種受風而發電運轉的風車，特別指一種風車的結構強度診斷。

作為本技術領域的背景技術，例如有如專利文獻1般的技術。專利文獻1中，曾揭示一種風車的運轉控制裝置及其方法以及程式，其中於該風車的運轉控制裝置中具備運轉控制機構，該運轉控制機構係因應風車的運轉累計時間與風車的疲勞劣化度建立對應關係而成之疲勞劣化時程、與目前之疲勞劣化度的關係，而控制前述風車的運轉。

又，專利文獻2中，曾揭示一種風車結構體的應力解析裝置及應力解析程式以及風力發電系統，其中於該風車結構體的應力解析裝置中，具備：荷重資料作成機構，其基於與運轉環境有關的參數，作成設定於風車結構體處之特定的荷重觀測部位之荷重時序資料；以及應力解析機構，其基於前述荷重時序資料，作成設定於前述風車結構體的至少1個解析對象部位之應力時序資料。

[先行技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本特許第4241644號公報

[專利文獻2]日本特開2010-79685號公報

有關機械的結構強度，設計的試驗資料與顧客現場的實測資料乖離大，而有較假想為早地發生損傷之情形。例如，風力發電所用之風車中，作為其原因可以想像的是，設計時所假想之主要由風速及風向表示的風況與實際的風況大有不同。

風車的荷重設計中，除了可耐颱風般之暫時性最大荷重的設計以外，另有必要的是可耐一般運轉時作用於葉片或塔架之荷重變動的疲勞設計。一般而言，荷重變動係對應於風的變動之大小而變動。作為表示風的變動之大小的主要參數，存在一種稱為風速的紊亂強度之參數。此一紊亂強度係因風力發電裝置的建設地之氣象條件與地形條件而大幅變動。然而，風力發電裝置之疲勞劣化的要因中，除了風速紊亂強度以外尚有各種要因，故有單單根據風速的紊亂強度，疲勞劣化推定之精度低等等的問題。

此處，專利文獻1中，因應風車的運轉累計 時間與風車的疲勞劣化度建立對應關係而成之疲勞劣化時程、與目前之疲勞劣化度的關係，可控制前述風車的運轉。

然而，導因於風車之疲勞劣化的應力值的增大係依存於風車的運轉狀態(運轉時間、風況、設置場所等)，因此難以預先推定針對每個風車的最適性疲勞劣化，及準備高精度的疲勞劣化時程。

又，專利文獻2中，具備：荷重資料作成機構，其作成設定於風車結構體之特定的荷重觀測部位之荷重時序資料；以及應力解析機構，其基於前述荷重時序資料，作成設定於前述風車結構體的至少1個解析對象部位之應力時序資料。藉由將應力時序資料的最大荷重與預先設定的臨限值比較而可控制運轉。

然而，此一方法中，與專利文獻1相同，有必要預先設定最大荷重的臨限值，而難以設定對於每個風車的最適之臨限值，以致有過度進行運轉控制而抑制發電量的可能性。

是以，本發明的目的係在提供一種藉由根據風車的實測應變值與該風車無疲勞劣化之狀態下的正常應力值之比較而推定風車的疲勞劣化狀況，而可精度良好地推定每個風車的疲勞劣化狀況之風車。

又，本發明的另一目的係在提供一種藉由根據風車的實測應變值與該風車無疲勞劣化之狀態下的正常應力值之比較而推定風車的疲勞劣化狀況，而可精度良好 地推定每個風車的疲勞劣化狀況之風車的疲勞劣化診斷方法。

又，本發明的其他目的係在提供一種根據風車的實測應變值與該風車無疲勞劣化之狀態下的正常應力值之比較而推定風車的疲勞劣化狀況，並基於推定的疲勞劣化狀況而控制風車的運轉之風車的運轉控制方法。

為了解決上述課題，本發明之風車，其特徵在於：其係受風而發電運轉；此風車具備：量測前述風車處所發生之應變的應變量測裝置，而且基於量測之應變而算出該風車的第1應力值，基於前述風車之風況資訊而算出該風車的第2應力值，比較前述第1應力值及前述第2應力值，且基於前述比較結果而算出該風車的疲勞劣化狀況。

又，本發明之風車的疲勞劣化診斷方法，其特徵在於：其係受風而發電運轉之風車的疲勞劣化診斷方法，而且基於由應變量測機構量測之應變而算出該風車的第1應力值，基於前述風車之風況資訊而算出該風車的第2應力值，比較前述第1應力值與前述第2應力值，且基於前述第1應力值與前述第2應力值的比較結果而診斷該風車的疲勞劣化狀況。

另外，本發明之風車的運轉控制方法，其特徵在於：其係受風而發電運轉之風車的運轉控制方法，而 且基於由應變量測機構量測之應變而算出該風車的第1應力值，基於前述風車之風況資訊而算出該風車的第2應力值，比較前述第1應力值與前述第2應力值，基於前述第1應力值與前述第2應力值的比較結果而診斷該風車的疲勞劣化狀況，且基於前述疲勞劣化狀況而控制該風車的運轉。

根據本發明，藉由根據風車的實測應變值與該風車之無疲勞劣化的狀態下的正常應力值的比較而推定風車的疲勞劣化狀況，可實現能夠精度良好地推定每個風車的疲勞劣化狀況的風車。

又，根據本發明，可提供一種藉由根據風車的實測應變值與該風車之無疲勞劣化的狀態下的正常應力值的比較而推定風車的疲勞劣化狀況，而能夠精度良好地推定每個風車的疲勞劣化狀況之風車的疲勞劣化診斷方法。

又，根據本發明，可提供一種藉由根據風車的實測應變值與該風車之無疲勞劣化的狀態下的正常應力值的比較而推定風車的疲勞劣化狀況，並基於推定之疲勞劣化狀況而控制風車的運轉之風車的運轉控制方法。

上述以外的課題、構成及效果，可由以下的實施方式的說明而獲得深一層的了解。

10‧‧‧應變量測裝置

20‧‧‧風向風速計

30‧‧‧實測應力算出器

40‧‧‧正常應力算出器

50‧‧‧疲勞劣化比較器(疲勞加速係數算出器)

60‧‧‧疲勞劣化演算器

70‧‧‧SCADA

80‧‧‧運轉控制器

100‧‧‧風車

200‧‧‧具有疲勞劣化診斷裝置的風車

300‧‧‧疲勞劣化診斷裝置

400‧‧‧具有應變量測裝置的風車

500‧‧‧風車監視塔

1000‧‧‧具有應變量測裝置及疲勞劣化診斷裝置的風車

2000‧‧‧風車的運轉控制裝置

D10‧‧‧應變值

D20‧‧‧實測應力值

D30‧‧‧風向值與風速值

D40‧‧‧正常應力值

D50‧‧‧疲勞加速係數

E10‧‧‧塔架

E20‧‧‧葉片

F1‧‧‧應變量測步驟

F2‧‧‧實測應力算出步驟

F3‧‧‧風向暨風速量測步驟

F4‧‧‧正常應力算出步驟

F5‧‧‧疲勞加速係數算出步驟

F6‧‧‧疲勞劣化演算步驟

S10‧‧‧疲勞劣化度

S20‧‧‧運轉控制信號

第1圖為表示本發明的一個實施方式之風車的疲勞劣化診斷方法之概要的方塊圖。

第2圖為表示第1圖的正常應力算出器的算出正常應力值的方法之一例的表。

第3圖為表示第1圖的正常應力算出器算出的實際運轉疲勞劣化時程之一例的概念圖。

第4圖為表示本發明的一個實施方式之風車的疲勞劣化診斷方法之一例的流程圖。

第5圖為表示本發明的一個實施方式之風車的疲勞劣化診斷方法之概要的方塊圖。

第6圖為表示本發明的一個實施方式之風車的疲勞劣化診斷方法之概要的方塊圖。

第7圖為本發明的一個實施方式之具有應變量測裝置及疲勞劣化診斷裝置之風車的概略構成圖。

第8圖為表示本發明的一個實施方式之風車的運轉控制裝置之概要的方塊圖。

針對本發明的實施例一面參照圖面一面進行說明。又，各圖面及各實施例中，針對相同或類似的構成要件係附以相同的符號，至於重複的部分則省略其詳細說明。

[實施例1]

第1圖為表示本發明的一個實施例之風車的疲勞劣化診斷方法之概要的方塊圖。

第1圖所示之風車100，具備例如將出自疲勞劣化診斷對象的風車處所設置之應變量測裝置10的輸出值即感測器資料作為輸入，而算出該風車的實測應力值的實測應力算出器30。此外，還具備將出自風車的特定部位設置之風向風速計20的輸出值即風向值暨風速值作為輸入，而算出該風車的正常應力值的正常應力算出器40。

又，風車100具有：將自實測應力算出器30輸出的實測應力值與自正常應力算出器40輸出的正常應力值作為輸入，而算出比較實測應力值與正常應力值所得之疲勞加速係數的疲勞劣化比較器(疲勞加速係數算出器)50；以及將自疲勞劣化比較器(疲勞加速係數算出器)50輸出的疲勞加速係數作為輸入，而演算疲勞劣化度S10的疲勞劣化演算器60。風車100將該風車之疲勞劣化度S10輸出。

由應變量測裝置10所測定的感測器資料係測定風車的應變值所得的資料，此處，應變量測裝置10係指應變規或半導體應變感測器、加速度感測器等。

風向風速計20之特定的部位，例如可考量的是針對風車的控制而設置於機艙上部的風向風速計。

實測應力算出器30係將出自應變量測裝置10之輸出即應變資料作為輸入，例如使用雨流法等而算出實測應力值並予輸出。

正常應力算出器40係將出自風向風速計20之輸出即風向值暨風速值作為輸入，而選擇預先儲存之應力值，並將其作為正常應力值輸出。正常應力算出器40中，成組地儲存有該風車設置後的特定期間的風速暨風向、及該時的自實測應力算出器30輸出的實測應力值。該風車設置後特定期間表示風車以正常狀態運轉的期間，例如可考慮為1年間等。作為風速暨風向與實測應力值的儲存方法，例如可考量如第2圖所示使用正常應力變換表的方法。

又，根據該風車設置後特定期間所儲存之實際運轉應力值作成實際運轉疲勞劣化時程。實際運轉疲勞劣化時程係表示，假定於該風車設置後特定期間(例如1年)所儲存的實際運轉應力值在風車的設計壽命(例如20年)之間重複被輸入，至設計壽命為止的風車的疲勞劣化度的進程。

實際運轉疲勞劣化時程例如可如第3圖所示，以橫軸為風車的運轉時間，以縱軸表示疲勞劣化度。將該風車設置後特定期間的實測應力值除以設計時的最大負荷應力值所得之值繪於縱軸，求取該風車設置後特定期間的疲勞劣化度的斜率。假設疲勞劣化以該斜率進行至風車的設計壽命為止，將實際運轉疲勞劣化線延伸。實際運 轉疲勞劣化時程由疲勞劣化演算器60保持。

疲勞劣化比較器(疲勞加速係數算出器)50係將自實測應力算出器30輸出的實測應力值與自正常應力算出器40輸出的正常應力值作為輸入，算出表示實測應力值與正常應力值之相關的疲勞加速係數並予輸出。疲勞加速係數例如係以下式計算。

疲勞加速係數=實測應力值/正常應力值

此處，疲勞加速係數為1以下的情形時表示無疲勞劣化，較1為大的情形下表示疲勞劣化進行中。

疲勞劣化演算器60係將自疲勞劣化比較器(疲勞加速係數算出器)50輸出的疲勞加速係數作為輸入，例如，與正常應力算出器40算出的實際運轉疲勞劣化時程進行比較，而演算疲勞劣化度S10。具體而言，其係因應疲勞加速係數修正(補正)實際運轉疲勞劣化線的斜率，並將修正(補正)之實際運轉疲勞劣化線與風車的設計壽命交點作為疲勞劣化度算出。

第2圖為表示第1圖的正常應力算出器40的算出正常應力值的方法之一例的表。基本上係與已說明的內容重複，因此重複之說明在此省略。如第2圖所示，將風速與風向取為各軸，記錄該時的實際運轉應力值。將該表針對應變量測裝置10設置之各個相當部位作成。或 是，將應變量測裝置10設置之相當部位與風速取為各軸，準備記錄該時之實際運轉應力值的表。亦可考量將此表針對每個風向而準備之方法。

第3圖為表示第1圖的正常應力算出器40算出的實際運轉疲勞劣化時程之一例的概念圖。基本上係與已說明的內容重複，因此重複之說明在此省略。如第3圖所示，實際運轉疲勞劣化線雖為直線，但亦可考量有指數函數之情況。又，第3圖中，雖可利用該風車設置後特定期間的實際運轉劣化線的斜率為基礎而將實際運轉疲勞劣化線延伸，但亦可考量在一定期間(例如每5年)將實際運轉劣化線予以重新繪線之方法。

第4圖為表示本發明的一個實施方式之風車的疲勞劣化診斷方法之一例的流程圖。基本上係與已說明的內容重複，因此重複之說明在此省略。如第4圖所示，若開始疲勞劣化診斷，則於應變量測步驟F1中將該風車的應變作為輸入，將應變值D10輸出而前進到實測應力算出步驟F2。

於實測應力算出步驟F2中，將步驟F1輸出之應變值D10作為輸入，例如使用雨流法輸出實測應力值D20，並前進到疲勞加速係數算出步驟F5。

風向暨風速量測步驟F3中，使用既設於該風車的風向風速計，輸出風向值與風速值D30並前進到正常應力算出步驟F4。

於正常應力算出步驟F4中，將步驟F3所輸 出之風向值與風速值D30作為輸入，使用預先準備的正常應力變換表輸出正常應力值D40，並前進到疲勞加速係數算出步驟F5。

疲勞加速係數算出步驟F5中，將步驟F2所算出的實測應力值D20與步驟F4所算出的正常應力值D40作為輸入，而算出表示實測應力值與正常應力值之相關的疲勞加速係數D50，並前進到疲勞劣化演算步驟F6。

於疲勞劣化演算步驟F6中，將步驟5所算出之疲勞加速係數D50作為輸入，與實際運轉疲勞劣化時程比較，例如利用第3圖所示之方法算出疲勞劣化度S10而終了。

如以上所說明，根據本實施例，藉由來自風向風速計的風向與風速及設置於該風車之作為疲勞劣化的檢測對象的部位之應變感測器，可精度良好地推定該風車的疲勞劣化度。

又，本實施例之疲勞劣化度，若可掌握該風車的疲勞劣化狀況，則不限於本說明書中的疲勞劣化度本身。

再者，該風車之風向暨風速等等的風況資訊中，除了由該風車本身所設之風向風速計所量測者以外，亦可考量例如使用該風車之上風側所設置的風車之實測資料的情況。

[實施例2]

第5圖為表示本發明第二實施方式之風車的疲勞劣化診斷方法的概要的方塊圖。

第5圖所示之具有疲勞劣化診斷裝置的風車200，具備例如將出自疲勞劣化診斷對象的風車處所設置之應變量測裝置10的輸出值即感測器資料作為輸入，而算出該風車的實測應力值的實測應力算出器30。又，還具備將出自風車的特定部位設置之風向風速計20的輸出值即風向值暨風速值作為輸入，而算出該風車的正常應力值的正常應力算出器40。

又，具有疲勞劣化診斷裝置的風車200，具有：將自實測應力算出器30輸出的實測應力值與自正常應力算出器40輸出的正常應力值作為輸入，而算出比較實測應力值與正常應力值所得之疲勞加速係數的疲勞劣化比較器(疲勞加速係數算出器)50；以及將自疲勞劣化比較器(疲勞加速係數算出器)50輸出的疲勞加速係數作為輸入，而演算疲勞劣化度S10的疲勞劣化演算器60。

實測應力算出器30、正常應力算出器40、疲勞劣化比較器(疲勞加速係數算出器)50、與疲勞劣化演算器60，構成將表示風車的經年疲勞劣化之程度的疲勞劣化度S10予以輸出之疲勞劣化診斷裝置300，並輸出該疲勞劣化度S10。

如上所述，具有疲勞劣化診斷裝置的風車200，與實施例1所說明之風車100具有大致相同的構 成，將實測應力算出器30與正常應力算出器40與疲勞劣化比較器(疲勞加速係數算出器)50與疲勞劣化演算器60綜合稱為疲勞劣化診斷裝置300。應變量測裝置10、風向風速計20、實測應力算出器30、正常應力算出器40、疲勞加速係數算出器50及疲勞劣化演算器60，係與已說明者重複，因此其詳細說明在此省略。

根據本實施例，藉由對於既設之風車追加應變量測裝置10及疲勞劣化診斷裝置300，即可與實施例1所說明的風車100同樣般的精度良好的推定疲勞劣化度。

[實施例3]

第6圖為表示本發明第三實施方式之風車的疲勞劣化診斷方法之概要的方塊圖。

第6圖所示之具有應變量測裝置的風車400，具備將例如出自設置於疲勞劣化診斷之對象的風車的應變量測裝置10之輸出值即感測器資料作為輸入，而算出該風車之實測應力值的實測應力算出器30。又，將出自風車的特定部位處設置之風向風速計20的輸出值即風向值暨風速值作為輸入，而算出該風車的正常應力值的正常應力算出器40。

又，風車監視塔500具備：疲勞劣化比較器(疲勞加速係數算出器)50，其將自具有應變量測裝置之風車400輸出的該風車的實測應力值與正常應力值作為輸入，而算出實測應力值與正常應力值比較所得之疲勞加速 係數；以及疲勞劣化演算器60，其係將自疲勞劣化比較器(疲勞加速係數算出器)50輸出的疲勞加速係數作為輸入，而演算疲勞劣化度S10。風車監視塔500係將該風車之疲勞劣化度S10輸出。

換言之，本實施例係由具備應變量測裝置10、風向風速計20、實測應力算出器30及正常應力算出器40的風車400，以及具備疲勞劣化比較器(疲勞加速係數算出器)50及疲勞劣化演算器60的風車監視塔500所構成。

基本上，本實施例與實施例1或實施例2所說明之風車100或風車200具有大致相同的構成，有關應變量測裝置10、風向風速計20、實測應力算出器30、正常應力算出器40、疲勞劣化比較器(疲勞加速係數算出器)50、及疲勞劣化演算器60係與已說明的內容重複，因此詳細之說明在此省略。

第6圖係表示疲勞劣化比較器(疲勞加速係數算出器)50及疲勞劣化演算器60設置於風車監視塔之構成，然亦可為實測應力算出器30、正常應力算出器40同樣也設置於風車監視塔的構成。又，也可為經由無線通訊或有線通訊等之網路線路等，將實測應力算出器30、正常應力算出器40，疲勞劣化比較器(疲勞加速係數算出器)50及疲勞劣化演算器60設置於風車及風車監視塔以外的構成。

同樣地，各實施例中，也可考量的是將由疲 勞劣化演算器60算出的疲勞劣化度S10自風車100或風車200、風車監視塔500經由無線通訊或有線通訊等之網路線路等，例如傳送至於外部所設之中央監視系統。此一情況下，有必要於風車100或風車200、風車監視塔500設置無線發訊裝置等之傳送機構。

[實施例4]

第7圖為本發明的第四實施方式之具有應變量測裝置及疲勞劣化診斷裝置之風車的概略構成圖。

第7圖所示之具有應變量測裝置及疲勞劣化診斷裝置的風車1000，例如具有：作為疲勞劣化診斷對象之風車的塔架E10或葉片E20、設置於風車的塔架E10或葉片E20的應變量測裝置10、儲存風車的環境資料及控制資料的SCADA 70(Supervisory-Control-And-Data-Acquisition：監視控制系統)、及輸出表示風車的經年疲勞劣化的程度之疲勞劣化度S10的疲勞劣化診斷裝置300，並輸出疲勞劣化度S10。

具有應變量測裝置及疲勞劣化診斷裝置的風車1000，與實施例2所說明之具備疲勞劣化診斷裝置的風車200具有大致相同之構成，有關應變量測裝置10及疲勞劣化診斷裝置300係與已說明的內容重複，因此詳細之說明在此省略。

疲勞劣化度S10可考量的有以報告的形式輸出的形態或輸出至風車的監視塔等之監視畫面的形態，或 是作為風車的環境資料的一部份記憶於資料儲存裝置即SCADA 70的形態。第7圖中，疲勞劣化診斷裝置300雖包含於具有應變量測裝置及疲勞劣化診斷裝置的風車1000，但亦可考量採用納入SCADA 70而設為SCADA 70之一個機能的形態。

[實施例5]

第8圖為表示本發明的第五實施方式之風車的運轉控制裝置之概要的方塊圖。又，第8圖中，為使構成易於瞭解，乃將上述各實施例所說明之實測應力算出器30及正常應力算出器40、疲勞劣化比較器(疲勞加速係數算出器)50、疲勞劣化演算器60作為疲勞劣化診斷裝置300表示。

第8圖所示之風車的運轉控制裝置2000具有：疲勞劣化診斷裝置300，其將基於出自疲勞劣化診斷對象的風車處設置之應變量測裝置10的輸出值即感測器資料所算出的實測應力值、及基於出自設置於風車的特定部位之風向風速計20的輸出值所算出的正常應力值作為輸入，而輸出表示風車之經年疲勞劣化的程度之疲勞劣化度S10；以及運轉控制器80，其將自疲勞劣化診斷裝置300輸出的疲勞劣化度作為輸入，比較疲勞劣化度與運轉基準值，並輸出運轉控制信號S20。此運轉控制裝置2000輸出運轉控制信號S20。

風車的運轉控制裝置2000係於實施例2所說 明的具有疲勞劣化診斷裝置之風車200追加運轉控制器80而成的構成，有關應變量測裝置10及疲勞劣化診斷裝置300係與已說明的內容重複，因此詳細之說明在此省略。

運轉控制器80係將疲勞劣化度作為輸入，例如考慮安全率下將疲勞劣化度90作為運轉基準值而輸出運轉控制信號S20，而當疲勞劣化度為運轉基準值以下時提升一般運轉或運轉率、而當疲勞劣化度較運轉基準值為大時進行抑制運轉等等。

藉由掌握該風車的疲勞劣化度，為使至下一次維修為止風車仍能維持運作而進行抑制運轉，或是預測故障時期，鑒於至下一次維修作業日為止的間隔，至下一次維修作業日為止使發電量成為最大之方式進行運轉等，即因應疲勞劣化度變更運轉模式，藉而可提供對於顧客的需求最適合之營運服務。

此外，還可提供立即下單預訂零件並使下一次的檢查日較預定提早，或是也可鑒於疲勞劣化度的進行經過而重新評估維修週期等之維修調整服務。

再者，藉由將疲勞劣化度對顧客，特別是對風車所有人提示，可將其作為風車的維修報告。又，有必要更換零件時，還可作為請求費用負擔時的證據。

根據上述各實施例，藉由來自風向風速計的風向暨風速與設置於該風車之疲勞劣化的成為檢測對象之部位的應變感測器，可推定風車的疲勞劣化。又，藉由考 慮風車的疲勞劣化度，至下一次維修為止為使損傷部位仍能維持運作，而進行抑制運轉等等，可提供最適之O&M服務(Operation-And-Mainteance)。

又，本發明不受限於上述實施例，還包括各種變化例。例如，上述實施例係為使本發明易於瞭解地說明而做詳細說明者，但本發明不一定限於必須具有所說明之所有構成者。又，可將某一實施例的構成之一部分置換成其他實施例的構成，而且也可對某一實施例的構成追加其他實施例的構成。另外，針對各實施例的構成之一部分，尚可進行其他構成的追加、削除、置換。

又，上述的各構成、機能、處理部、處理機構等，可藉由將其等的一部分或全部，例如以積體電路設計等而以硬體實現。又，上述的各構成及機能等，也可藉由利用信息處理器解讀實現各種機能的程式並予執行，而以軟體實現。實現各機能的程式、表、檔案等的資訊，可置於記憶體或硬碟、SSD(Solid State Drive)等之記錄裝置，或是IC卡、SD卡、DVD等的記錄媒體。

又，有關控制線或資訊線係表示在說明上被考量為有必要者，不一定限於表示製品上所有的控制線或資訊線。實際上考慮幾乎所有的構成均相互連接即可。

10‧‧‧應變量測裝置

20‧‧‧風向風速計

30‧‧‧實測應力算出器

40‧‧‧正常應力算出器

50‧‧‧疲勞劣化比較器(疲勞加速係數算出器)

60‧‧‧疲勞劣化演算器

100‧‧‧風車

S10‧‧‧疲勞劣化度

Claims (16)

1. 一種風車，其特徵在於：其係受風而發電運轉；此風車具備：量測前述風車處所發生之應變的應變量測裝置，而且基於量測之應變而算出該風車的第1應力值，基於前述風車之風況資訊而算出該風車的第2應力值，比較前述第1應力值及前述第2應力值，且基於前述比較結果而算出該風車的疲勞劣化狀況。
2. 如申請專利範圍第1項的風車，其具備：算出前述第1應力值的實測應力算出器、算出前述第2應力值的正常應力算出器、比較前述第1應力值及前述第2應力值的比較器、及基於前述比較結果而算出疲勞劣化狀況的疲勞劣化演算器。
3. 如申請專利範圍第2項的風車，其中前述正常應力算出器，係使用基於特定的期間儲存的該風車的風況資訊及實測應力值而預先設定之正常應力變換表來算出前述第2應力值。
4. 如申請專利範圍第2項的風車，其中前述比較器算出前述第1應力值相對前述第2應力值的比即疲勞加速係數。
5. 如申請專利範圍第4項的風車，其中前述疲勞劣化演算器基於前述第2應力值而作成前述 風車的疲勞劣化時程，基於前述疲勞加速係數而補正前述疲勞劣化時程，根據前述補正之疲勞劣化時程及前述風車的設計壽命而算出該風車的疲勞劣化狀況。
6. 如申請專利範圍第1至5項中任一項的風車，其具備將算出之該風車的疲勞劣化狀況藉由無線通訊或有線通訊傳送至外部的傳送機構。
7. 一種風車的疲勞劣化診斷方法，其特徵在於：其係受風而發電運轉之風車的疲勞劣化診斷方法，而且基於由應變量測機構量測之應變而算出該風車的第1應力值，基於前述風車之風況資訊而算出該風車的第2應力值，比較前述第1應力值與前述第2應力值，且基於前述第1應力值與前述第2應力值的比較結果而診斷該風車的疲勞劣化狀況。
8. 如申請專利範圍第7項的風車的疲勞劣化診斷方法，其中前述第1應力值係基於前述應變量測機構所量測之應變值而算出的實測應力值。
9. 如申請專利範圍第8項的風車的疲勞劣化診斷方法，其中前述第2應力值，係使用基於特定的期間儲存的該風 車的風況資訊及實測應力值而預先設定之正常應力變換表所算出的正常應力值。
10. 如申請專利範圍第7項的風車的疲勞劣化診斷方法，其中根據前述第1應力值與前述第2應力值的比較，而算出前述第1應力值相對前述第2應力值的比即疲勞加速係數。
11. 如申請專利範圍第10項的風車的疲勞劣化診斷方法，其中基於前述第2應力值而作成前述風車的疲勞劣化時程，基於前述疲勞加速係數而補正前述疲勞劣化時程，且根據前述補正之疲勞劣化時程及前述風車的設計壽命而算出該風車的疲勞劣化狀況。
12. 一種風車的運轉控制方法，其特徵在於：其係受風而發電運轉之風車的運轉控制方法，而且基於由應變量測機構量測之應變而算出該風車的第1應力值，基於前述風車之風況資訊而算出該風車的第2應力值，比較前述第1應力值與前述第2應力值，基於前述第1應力值與前述第2應力值的比較結果而診斷該風車的疲勞劣化狀況，且基於前述疲勞劣化狀況而控制該風車的運轉。
13. 如申請專利範圍第12項的風車的運轉控制方法，其中前述第1應力值係基於前述應變量測機構所量測之應變而算出的實測應力值。
14. 如申請專利範圍第13項的風車的運轉控制方法，其中前述第2應力值，係使用基於特定的期間儲存的該風車的風況資訊及實測應力值而預先設定之正常應力變換表所算出的正常應力值。
15. 如申請專利範圍第12項的風車的運轉控制方法，其中根據前述第1應力值與前述第2應力值的比較，而算出前述第1應力值相對前述第2應力值的比即疲勞加速係數。
16. 如申請專利範圍第15項的風車的運轉控制方法，其中基於前述第2應力值而作成前述風車的疲勞劣化時程，根據前述疲勞劣化時程及前述風車的設計壽命而算出該風車的第1疲勞劣化狀況。 基於前述疲勞加速係數而補正前述疲勞劣化時程，根據前述補正的疲勞劣化時程及前述風車的設計壽命而算出該風車的第2疲勞劣化狀況，比較前述第1疲勞劣化狀況與前述第2疲勞劣化狀 況，且基於前述第1疲勞劣化狀況及前述第2疲勞劣化狀況之中疲勞劣化度較低者之疲勞劣化時程，而控制該風車的運轉。